KR101570307B1 - Electrode For An Electrochemical Device, Method For Preparing The Same And Electrochemical Devices Comprising The Same - Google Patents

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KR101570307B1
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김은경
서석재
신해진
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연세대학교 산학협력단
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Abstract

The present invention relates to an electrode for an electrochemical device, a manufacturing method thereof, and an electrochemical device including the same. The electrode according to the present invention secures a long-term driving property, improves a response speed, prevents non-uniformity, and controls an operation voltage in the electrochemical device by spraying an inorganic nanostructure.

Description

전기 화학 소자용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 화학 소자 {Electrode For An Electrochemical Device, Method For Preparing The Same And Electrochemical Devices Comprising The Same}Technical Field [0001] The present invention relates to an electrode for an electrochemical device, a method for manufacturing the electrode, and an electrochemical device including the same. [0002]

본 발명은 전기 화학 소자용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기 화학 소자에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode for an electrochemical device, a method of manufacturing the same, and an electrochemical device including the same.

전기 화학 소자는 전압 인가 시 전기활성 소재의 가역적인 산화/환원 반응이 일어나며 색, 형광, 굴절률을 비롯한 광특성의 변화가 동반되어, 궁극적으로는 전압 제어를 통해 광학특성을 제어할 수 있는 소자이다. 전기 화학 소자의 구조는 전기활성 소재의 산화/환원이 일어나는 작업전극, 이온 전달을 위한 전해질, 전류를 흘려주기 위한 상대전극을 기본 구조로 하며, 구성 요소의 개질을 통해 전기 화학 소자의 특성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.In electrochemical devices, reversible oxidation / reduction reaction of electroactive material takes place when voltage is applied, and it is accompanied with changes in optical characteristics including color, fluorescence, and refractive index, and ultimately, a device capable of controlling optical characteristics through voltage control . The structure of the electrochemical device is composed of working electrode where oxidation / reduction of electroactive material takes place, electrolyte for ion transfer, counter electrode to flow current, and improvement of electrochemical device characteristics through modification of component Research is being actively carried out.

전기변색 소자는 대표적인 전기 화학 소자이며, 전기변색 물질은 산화/환원 반응으로 소재의 색이 제어되어 저전력 구동 디스플레이, 스마트 윈도우로 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. The electrochromic device is a typical electrochemical device. The electrochromic material is controlled by the oxidation / reduction reaction and the color of the material is controlled, so that researches are being conducted to use it as a low power driving display and a smart window.

미국특허 6,861,014 B2는, 티타늄 옥사이드, 텅스텐 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드, 징크 옥사이드, 틴 옥사이드 등의 무기물 나노구조체 표면에 전기변색 소재인 비올로겐을 흡착시켜 대면적 전기변색 소자에서 장시간 사용 가능한 전기변색 소자를 제시하였다. U.S. Patent No. 6,861,014 B2 discloses an electrochromic device capable of adsorbing an electrochromic material, viologen, on the surface of an inorganic nanostructure such as titanium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, zinc oxide, and tin oxide, Respectively.

또한, 미국특허 8,441,708 B2 에서는 구체적으로 전기변색용 200 nm 크기의 나노구조체 클러스터의 제조방법을 제시하였다. 기존의 20 nm 사이즈의 나노입자는 63 m2/g 의 표면적을 가지는 반면 나노구조체 클러스터는 105 m2/g 의 표면적을 가져 전기변색의 특성을 증대시킬 수 있다. In addition, U.S. Patent No. 8,441,708 B2 discloses a method for producing nanostructure clusters having a size of 200 nm for electrochromic use. Conventional 20 nm nanoparticles have a surface area of 63 m 2 / g whereas nanostructure clusters have a surface area of 105 m 2 / g, which can increase the characteristics of electrochromism.

그러나 상기의 나노구조 및 상대전극은 전기변색 소자에 집중되어 있으며, 응답속도 향상 및 불균일성 개선의 효과를 볼 수 있으나 장시간 구동 (Cyclibility) 에 관한 연구가 되어있지 않으며, 전기형광소자 (Electrofluorescence switching device), 전기 화학 발광소자 (Electrochemiluminescence) 에서의 상대전극의 역할이 발표되어 있지 않다. 또한, 상기 상대전극은 산화/환원 전압 범위가 0 V ~ 3.0 V (vs. NHE) 인 양극 구동 소재로 한정되어 있어 음극구동 소재에는 대응하지 못하는 문제점이 있다.
However, the nanostructure and the counter electrode are concentrated in the electrochromic device, and the response speed and the nonuniformity can be improved. However, there is no study on the cyclicity of the electrochromic device and the electrophoresis switching device, , And the role of counter electrode in electrochemiluminescence is not disclosed. In addition, the counter electrode is limited to a positive electrode driving material having an oxidation / reduction voltage range of 0 V to 3.0 V (vs. NHE), and thus has a problem in that it can not be applied to a cathode driving material.

미국특허 6,861,014 B2U.S. Patent 6,861,014 B2 미국특허 8,441,708 B2U.S. Patent No. 8,441,708 B2

Advanced Functional Materials, 22, 17, 3556-3561 (2012)Advanced Functional Materials, 22, 17, 3556-3561 (2012)

본 발명에서는 상기의 문제를 해결하기 위해 작업전극에서 발생하는 전하 불균형을 효과적으로 해소 가능한 전극 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides an electrode capable of effectively eliminating a charge imbalance generated in a working electrode and a method of manufacturing the same.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해,The present invention, in order to solve the above problems,

전기전도성 전극판; 및An electrically conductive electrode plate; And

상기 전극판의 일면 또는 양면에 형성된 무기물 나노구조체를 포함하며,And an inorganic nanostructure formed on one or both surfaces of the electrode plate,

상기 무기물 나노구조체는 평균 1 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자용 전극을 제공한다.Wherein the inorganic nanostructure has an average surface area ranging from 1 to 1000 m 2 / g.

또한, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해,Further, in order to solve the above problems,

무기물 나노입자 페이스트를 준비하는 단계;Preparing an inorganic nanoparticle paste;

전기전도성 전극판에 상기 무기물 나노입자 페이스트를 도포하여 무기물 나노구조체를 형성하는 단계; 및Applying the inorganic nanoparticle paste to an electrically conductive electrode plate to form an inorganic nanostructure; And

열처리 하는 단계를 포함하는 전기 화학 소자용 전극 제조방법을 제공한다.And a step of heat-treating the electrode.

또한, 본 발명은, 상기 전극;Further, the present invention provides a plasma display panel comprising: the electrode;

상기 전극과 마주보도록 배치된 작업전극; 및A working electrode arranged to face the electrode; And

상기 두 전극 사이의 공간에 채워진 전해질을 포함하는 전기 화학 소자를 제공한다.
And an electrolyte filled in a space between the two electrodes.

본 발명에 따른 전기 화학 소자용 전극은 무기물 나노구조체를 포함함으로써, 전기 화학 소자에서 작동전압 제어, 불균일성 해소, 응답속도 향상, 구동전압 감소 및 장시간 구동성을 확보할 수 있으며, 모든 전기 화학 반응 소재에 대응할 수 있도록 산화구동 및 환원구동이 가능하고, 전하의 불균형을 해소하여, 전기 화학 물질이 분해되는 것을 방지한다. 본 발명에 따른 전극을 도입한 전기 화학 소자는 전기 변색, 전기 형광, 전기 발광을 비롯한 광특성 제어 소자의 상용화에 필수적인 장시간 구동가능 문제를 해결하여, 고효율 및 고안정성 특성을 갖는 차세대 디스플레이 소자 및 스마트 윈도우 등의 핵심기술로 활용 가능성이 있다.
The electrode for an electrochemical device according to the present invention includes an inorganic nanostructure and thus can control an operating voltage, eliminate unevenness, improve response speed, reduce driving voltage and long-time driving property in an electrochemical device, It is possible to perform the oxidation drive and the reduction drive so as to cope with the unevenness of the electric charge, thereby preventing the decomposition of the electrochemical substance. The electrochemical device incorporating the electrode according to the present invention solves the problem of long-time driving that is essential for commercialization of optical characteristics control devices including electrochromic, electrophoretic, and electroluminescent devices, and provides a next generation display device having high efficiency and high stability characteristics, It can be used as core technology such as Windows.

도 1은 본 발명에 의한 하나의 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 또 다른 하나의 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
도 4는 본 방명에 의한 전기 변색 소자의 사진이다.
도 5는 본 발명에 의한 전기 형광 소자의 사진이다.
도 6은 본 발명에 의한 전기 변색 소자의 안정성 테스트 결과이다.
도 7은 비교예에 의한 전기 변색 소자의 안정성 테스트 결과이다.
도 8은 본 발명에 의한 전기 형광 소자의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 비교예에 의한 전기 형광 소자의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예 및 비교예의 전기 발광 특성을 비교한 그래프이다.
1 is a cross-sectional view of an electrode according to one embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electrode according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an electrode according to another embodiment of the present invention.
4 is a photograph of an electrochromic device according to this disclosure.
5 is a photograph of an electric fluorescent device according to the present invention.
6 shows the stability test results of the electrochromic device according to the present invention.
7 shows the stability test result of the electrochromic device according to the comparative example.
8 is a graph showing the characteristics of an electric fluorescent device according to the present invention.
9 is a graph showing the characteristics of an electric fluorescent device according to a comparative example.
10 is a graph comparing electroluminescence characteristics of the example and the comparative example.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
Therefore, the configurations shown in the embodiments described herein are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations.

이하, 본 발명에 의한 전기 화학 소자용 전극을 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, the electrode for an electrochemical device according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 의한 전극은,In the electrode according to the present invention,

전기전도성 전극판; 및An electrically conductive electrode plate; And

상기 전극판의 일면 또는 양면에 형성된 무기물 나노구조체를 포함하며,And an inorganic nanostructure formed on one or both surfaces of the electrode plate,

상기 무기물 나노구조체는 평균 1 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 가질 수 있다.The inorganic nanostructure may have an average surface area ranging from 1 to 1000 m 2 / g.

구체적으로, 상기 무기물 나노구조체는 상기 전기전도성 전극판의 전도성 면에 형성될 수 있으며, 전기전도성 전극판의 양면에도 형성 가능하다. 본 발명에 의한 전극은 무기물 나노구조체를 포함함으로써, 반응 표면적을 극대화하여 전하의 불균일성을 빠르게 해소할 수 있다. 또한, 무기물이 갖는 장기 안정성 및 변환 속도 향상의 특성을 나타낼 수 있다.
Specifically, the inorganic nanostructure may be formed on the conductive surface of the electroconductive electrode plate, or on both surfaces of the electroconductive electrode plate. The electrode according to the present invention includes the inorganic nanostructure, thereby maximizing the reaction surface area, thereby quickly eliminating the non-uniformity of charge. Further, the long-term stability and conversion rate improvement characteristics of the inorganic material can be exhibited.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 무기물 나노구조체를 구성하는 무기물은 평균 입자 크기가 1 내지 200 nm 일 수 있으며, 구체적으로는, 3 내지 150 nm, 5 내지 100 nm, 10 내지 90 nm 또는 15 내지 60 nm 범위일 수 있다. 상기 무기물의 평균 입자 크기가 상기 범위일 경우, 투과도의 저하 및 광산란을 방지하여, 광학특성을 향상시킬 수 있으며, 무기물 간의 충분한 간극을 형성시켜, 넓은 표면적을 갖는 무기물 나노구조체를 형성할 수 있다.As an example, the inorganic material constituting the inorganic nanostructure according to the present invention may have an average particle size of 1 to 200 nm, and specifically, 3 to 150 nm, 5 to 100 nm, 10 to 90 nm, Lt; / RTI > nm. When the average particle size of the inorganic substance is in the above range, it is possible to prevent the decrease of the transmittance and the light scattering, thereby improving the optical characteristics and forming a sufficient gap between the inorganic materials, thereby forming the inorganic nanostructure having a large surface area.

다른 하나의 예로서, 본 발명에 따른 무기물 나노구조체는, 무기물을 포함하며, 상기 무기물은 광 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수한 재료라면 제한 없이 사용 가능하다. 구체적으로, 상기 무기물 나노구조체는, TiO2, V2O5, Nb2O5, WO3, Ta2O5, MoO3, Fe2O3 및 WO3 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 제1 무기물 군; 및As another example, the inorganic nanostructure according to the present invention includes an inorganic material, and the inorganic material can be used without limitation as long as it is a material having excellent light stability and electrochemical stability. Specifically, the inorganic nanostructure may include TiO 2 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , Ta 2 O 5 , MoO 3 , Fe 2 O 3 And WO < 3 >. And

NiO, IrO2 , VO2, CoO 및 MnO2 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 제2 무기물 군 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.NiO, IrO 2, can include any one or more of at least one member second inorganic group is selected from the group consisting of VO 2, CoO, and MnO 2.

본 발명에 의한 무기물은 광 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수하여, 본 발명에 의한 전극의 광 안정성 및 장기 사용성을 우수하게 하는 효과가 있다.
The inorganic material according to the present invention is excellent in light stability and electrochemical stability and has the effect of improving the light stability and long-term usability of the electrode according to the present invention.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 전기 화학 소자용 전극은, 전기 화학 소자에서 상대전극으로 사용될 수 있으며, 상기 전기 화학 소자용 전극은 작동 소재의 산화/환원 전압에 대응하는 전압을 가진 것이 특징이다. As an example, the electrode for an electrochemical device according to the present invention can be used as a counter electrode in an electrochemical device, and the electrode for an electrochemical device has a voltage corresponding to an oxidation / reduction voltage of a working material .

예를 들어, 양극에서 산화/환원 구동 하는 소재의 상대전극으로는 같은 전압의 음극 무기물이 형성된 전기 화학 소자용 전극을 사용할 수 있으며, 음극에서 산화/환원 구동하는 소재의 상대전극으로는 같은 전압의 양극 무기물이 형성된 전기 화학 소자용 전극을 사용할 수 있다. 상기 음극 무기물은 본 발명에 의한 제1 무기물 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 상기 양극 무기물은 본 발명에 의한 제2 무기물 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 전기 화학 소자용 전극의 무기물은 전기 화학 소자의 구동 소재의 산화/환원 전압에 따라 선택하여 사용 가능하다. For example, an electrode for an electrochemical device in which a cathode inorganic material of the same voltage is formed can be used as a counter electrode of a material for oxidation / reduction driving at the anode, and as a counter electrode of a material for oxidation / reduction driving at the cathode, An electrode for an electrochemical device in which a positive electrode inorganic material is formed can be used. The negative electrode inorganic material may be at least one selected from the first inorganic material group according to the present invention, and the positive electrode inorganic material may be at least one selected from the second inorganic material group according to the present invention. The inorganic material of the electrode for the electrochemical device can be selected according to the oxidation / reduction voltage of the driving material of the electrochemical device.

또한, 복수의 전기 화학 반응으로 구동하는 소자는 각각의 전압에 대응하는 복수의 무기물이 혼합 형성된 전극을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 전극은 전기 화학 소자에서 상대전극으로 사용될 수 있으며, 양극 구동 소재 및 음극 구동 소재 모두 대응 가능하고, 작업전극에서 발생하는 전하 불균형을 전체 전압에서 효과적으로 흡수 가능한 효과가 있다.
In addition, an electrode driven by a plurality of electrochemical reactions may use an electrode in which a plurality of inorganic materials corresponding to respective voltages are mixed. Therefore, the electrode according to the present invention can be used as a counter electrode in an electrochemical device, and both the anode driving material and the cathode driving material can be used, and the charge imbalance generated in the working electrode can be effectively absorbed from the whole voltage.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 무기물 나노구조체는, 평균 1 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 가질 수 있는데, 구체적으로는 1 내지 1000 m2/g, 10 내지 800 m2/g, 15 내지 700 m2/g, 20 내지 600 m2/g, 30 내지 500 m2/g, 50 내지 200 m2/g, 또는 300 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 가질 수 있다. As an example, the inorganic nanostructure according to the present invention may have an average surface area in the range of 1 to 1000 m 2 / g, specifically 1 to 1000 m 2 / g, 10 to 800 m 2 / g, 15 G to about 700 m 2 / g, 20 to 600 m 2 / g, 30 to 500 m 2 / g, 50 to 200 m 2 / g, or 300 to 1000 m 2 / g.

상기, 무기물 나노구조체는 500 nm 이하, 400 nm 이하 또는 100 nm 이하 의 나노구조를 가질 수 있으며, 이에 따라, 상기 범위의 넓은 표면적을 가지게 된다. 따라서, 전해질과의 접촉면적이 넓으며, 전기 변색 소자에 적용 시 빠른 전기변색이 가능하게 한다. 또한, 본 발명에 의한 전극은, 상기 범위의 넓은 표면을 갖는 무기물 나노구조체를 포함함으로써, 전기 화학 반응 시 발생되는 전하의 불균일성을 빠르게 해소하는 효과가 있다. 또한, 필요 이상의 전압이 인가되는 것을 막으며, 전기 화학 물질이 분해되는 것을 방지하게 되어, 장시간 구동을 하여도 물질의 분해 작용을 최소화 하게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 전기 화학 소자용 전극을 전기 화학 소자에 도입하여, 변환속도 향상, 구동전압 감소 및 구동시간 향상 등의 효과를 나타낼 수 있다.
The inorganic nanostructure may have a nanostructure of 500 nm or less, 400 nm or less, or 100 nm or less, and thus has a large surface area in the above range. Therefore, the contact area with the electrolyte is wide, and the electrochromic device enables fast electrochromism when applied to an electrochromic device. In addition, the electrode according to the present invention has an effect of quickly dissipating the non-uniformity of charge generated in the electrochemical reaction by including the inorganic nanostructure having the wide surface in the above-mentioned range. In addition, it prevents the application of more than necessary voltage, prevents the decomposition of the electrochemical substance, and minimizes the decomposition action of the substance even if it is driven for a long time. Therefore, by introducing the electrode for an electrochemical device according to the present invention into an electrochemical device, it is possible to exhibit the effects of improving the conversion speed, reducing the driving voltage, and improving the driving time.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 무기물 나노구조체의 두께는 1 nm 내지 20 ㎛ 범위일 수 있다. 구체적으로 상기 무기물 나노구조체의 두께는 1nm 내지 20 ㎛, 10 nm 내지 15 ㎛, 20 nm 내지 10 ㎛ 또는 30 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는, 전기 화학 소자의 광학적 특성에 영향을 끼칠 수 있는데, 두께가 상기 범위일 경우, 충분한 광학 밀도(optical density)를 가지게 되며, 내구성 향상의 효과를 나타내고, 전기 변색 소자에 적용할 시에 탈색 및 변색 응답속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 무기물 나노구조체의 두게가 상기 범위일 경우, 광 투과도를 저하 및 광산란을 방지할 수 있다.
As an example, the thickness of the inorganic nanostructure according to the present invention may range from 1 nm to 20 탆. Specifically, the thickness of the inorganic nanostructure may be 1 nm to 20 탆, 10 nm to 15 탆, 20 nm to 10 탆, or 30 nm to 1 탆. The thickness of the inorganic nanostructure can affect the optical characteristics of the electrochemical device. When the thickness is within the above range, the inorganic nanostructure has a sufficient optical density, exhibits an effect of improving durability, It is possible to improve the decoloring and discoloration response speed when applied. In addition, when the inorganic nanostructure is in the above range, the light transmittance can be lowered and the light scattering can be prevented.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 전기전도성 전극판은 평균 1 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 가질 수 있는데, 구체적으로는 1 내지 1000 m2/g, 10 내지 800 m2/g, 15 내지 700 m2/g, 20 내지 600 m2/g, 30 내지 500 m2/g, 50 내지 200 m2/g 또는 300 내지 1000 m2/g 범위의 표면적을 가질 수 있다. As one example, there electroconductive electrode plate according to the present invention can have a surface area of an average of 1 to 1000 m 2 / g range, more specifically from 1 to 1000 m 2 / g, 10 to 800 m 2 / g, 15 G to about 700 m 2 / g, 20 to 600 m 2 / g, 30 to 500 m 2 / g, 50 to 200 m 2 / g, or 300 to 1000 m 2 / g.

전기전도성 전극판의 평균 표면적이 상기 범위일 경우, 무기물 나노구조체의 형성이 용이하게 이루어질 수 있으며, 전해질과의 접촉 면적이 넓어져, 전하의 불균형을 빠르게 해소하는데 도움을 줄 수 있다.When the average surface area of the electroconductive electrode plate is within the above range, the formation of the inorganic nanostructure can be facilitated and the contact area with the electrolyte can be widened, which can help to eliminate the charge imbalance quickly.

또한, 상기 전기전도성 전극판의 두께는 두께는 1nm 내지 20 ㎛, 10 nm 내지 15 ㎛, 20 nm 내지 10 ㎛ 또는 30 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다. 전기전도성 전극판의 두께가 상기 범위일 경우, 무기물 나노구조체의 형성이 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, the thickness of the electrically conductive electrode plate may be 1 nm to 20 탆, 10 nm to 15 탆, 20 nm to 10 탆, or 30 nm to 1 탆. When the thickness of the electroconductive electrode plate is in the above range, the inorganic nanostructure can be easily formed.

또한, 상기 전기전도성 전극판은 500 nm 이하의 나노구조를 가질 수 있다. 더욱 구제적으로 상기 전기전도성 전극판은, 1 내지 500 nm, 1 내지 450 nm, 5 내지 400 nm, 10 내지 350 nm, 15 내지 300 nm, 15 내지 250 nm, 20 내지 200 nm, 25 내지 150 nm 또는 30 내지 100 nm 범위의 나노구조를 가질 수 있다. 상기 범위의 나노구조는 전기전도성 전극판의 표면적을 넓혀, 전극의 불균일성 해소 및 응답속도 향상 등의 효과를 증대시킬 수 있다.In addition, the electrically conductive electrode plate may have a nanostructure of 500 nm or less. Further, the electrically conductive electrode plate may have a thickness of 1 to 500 nm, 1 to 450 nm, 5 to 400 nm, 10 to 350 nm, 15 to 300 nm, 15 to 250 nm, 20 to 200 nm, 25 to 150 nm Or nanostructures ranging from 30 to 100 nm. The nanostructure in the above range can enlarge the surface area of the electroconductive electrode plate and improve the effect of eliminating nonuniformity of the electrode and improving the response speed.

다른 하나의 예로서, 본 발명에 따른 전기전도성 전극판은, 고전도도 소재를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 불소 함유 산화주석(FTO), 투명 전도성 산화물(TCO), 금나노와이어(Au nanowire) 및 은나노와이어(Ag nanowire)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 포함할 수 있다. As another example, the electrically conductive electrode plate according to the present invention may include a high conductivity material, such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine containing tin oxide (FTO ), A transparent conductive oxide (TCO), an Au nanowire, and a silver nanowire.

상기 고전도도 소재는 나노구조를 가질 수 있으며, 구체적으로는 500 nm 이하의 구조를 가질 수 있다. 또한 상기 고전도도 소재는 1 m2/g 이상, 5 m2/g 이상, 10 m2/g 이상 또는 50 m2/g 이상의 표면적을 가질 수 있다. The high conductivity material may have a nanostructure, specifically, a structure of 500 nm or less. The high conductivity material may also have a surface area of greater than 1 m 2 / g, greater than 5 m 2 / g, greater than 10 m 2 / g, or greater than 50 m 2 / g.

구체적으로, 본 발명의 전기전도성 전극판은 불소 함유 산화주석(FTO) 투명전도막을 포함할 수 있는데, 상기 FTO 투명 전도막은, 내열성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고 저저항 및 고투과율을 갖고, 고온 열처리를 거치더라도 안정된 특성을 가지며, 전기를 인가하였을 때 발열하는 특성을 가진다. 따라서, 상기 FTO 투명 전도막은 500-600 ℃ 정도의 고온 공정에서도 투명도와 전기전도도의 변화가 없는 열적 안정성, 화학적 내구성, 기계적 내구성 등의 특성을 갖게 된다. 따라서, 전기 화학 소자 등의 상대전극으로 사용될 때에는 전해질에 대한 화학적인 안정성까지 구비하게 된다. 또한, 투과율, 저저항, 고헤이즈(Haze)를 갖기 때문에 고효율의 투명 전도막을 제조할 수 있게 된다. Specifically, the electroconductive electrode plate of the present invention may include a fluorine-containing tin oxide (FTO) transparent conductive film. The FTO transparent conductive film is excellent in heat resistance, chemical resistance and abrasion resistance, has low resistance and high transmittance, Has a stable characteristic even after heat treatment, and has a characteristic of generating heat when electricity is applied. Therefore, the FTO transparent conductive film has properties such as thermal stability, chemical durability, mechanical durability, and the like that have no change in transparency and electrical conductivity even at a high temperature process of about 500-600 ° C. Therefore, when used as a counter electrode such as an electrochemical device, it has chemical stability against electrolyte. Further, since it has a transmittance, a low resistance and a high haze, it is possible to produce a transparent conductive film with high efficiency.

또, 본 발명의 FTO 투명 전도막은 내열성 내화학성이 우수하기 때문에 다양한 조건에서 응용이 가능 하다는 장점을 갖고, 환경 변화에 따른 변성이 작다는 점에서 우수한 장점을 갖는다.Further, since the FTO transparent conductive film of the present invention is excellent in heat resistance and chemical resistance, it has an advantage that it can be applied in various conditions, and has an advantage in that the modification is small in accordance with environmental changes.

다른 하나의 예로서, 상기 전기전도성 전극판은 투명 전도막이 기판상에 형성된 형태일 수 있다. 상기 기판은, 통상의 유리 기판 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있으며, 그 종류가 특별히 한정되지는 않는다.
As another example, the electrically conductive electrode plate may be in the form of a transparent conductive film formed on a substrate. As the substrate, a usual glass substrate or a plastic substrate can be used, and the kind thereof is not particularly limited.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 전극은 상대전극일 수 있다. 본 발명은 무기물 나노구조체가 형성된 상대전극을 제공함으로써, 작업전극의 전기 화학 반응 시에 발생되는 전하의 불균형을 빠르게 해소하는 효과가 있다. 따라서, 필요 이상의 전압이 인가되는 것을 방지하고, 전기 화학 물질의 분해를 막을 수 있다.
As one example, the electrode according to the present invention may be a counter electrode. The present invention has the effect of rapidly dissipating the imbalance of the charge generated during the electrochemical reaction of the working electrode by providing the counter electrode having the inorganic nanostructure formed therein. Therefore, it is possible to prevent the application of more than necessary voltage and to prevent decomposition of the electrochemical substance.

이하, 본 발명에 의한 전기 화학 소자용 전극 제조방법을 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method of manufacturing an electrode for an electrochemical device according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 의한 전기 화학 소자용 전극 제조방법은,In the method for manufacturing an electrode for an electrochemical device according to the present invention,

무기물 나노입자 페이스트를 준비하는 단계;Preparing an inorganic nanoparticle paste;

전기전도성 전극판에 상기 무기물 나노입자 페이스트를 도포하여 무기물 나노구조체를 형성하는 단계; 및Applying the inorganic nanoparticle paste to an electrically conductive electrode plate to form an inorganic nanostructure; And

열처리 하는 단계를 포함할 수 있다.
And a heat treatment step.

본 발명에 따른 무기물 나노입자 페이스트를 준비하는 단계에서, 무기물 나노입자 페이스트는, 예를 들어, 무기물 및 바인더용 고분자를 용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 상기 무기물 나노입자 페이스트에 포함되는 바인더용 고분자 및 용매는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것에서 선택하여 사용할 수 있으므로, 특별히 한정하지 않는다. In the step of preparing the inorganic nanoparticle paste according to the present invention, the inorganic nanoparticle paste can be produced, for example, by dissolving an inorganic substance and a polymer for a binder in a solvent. The binder polymer and the solvent contained in the inorganic nanoparticle paste are not particularly limited as they can be selected and used as commonly used in the art to which the present invention belongs.

구체적으로 상기 용매는, 알코올 및 에탄올 또는 다른 용매를 사용하여 제조할 수 있다. 사용되는 용매는 무기물 종류에 따라 다를 수 있으며, 무기물을 용해시킬 수 있는 물질이라면, 필요에 따라 적정한 용매를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 용매는 화학반응과 분자 조합 가능 여부 등을 고려하여 당업자가 적의하게 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 용매로 테르피네올(terpineol)이 사용될 수 있다.Specifically, the solvent can be produced using an alcohol and ethanol or another solvent. The solvent used may be different depending on the kind of the inorganic substance, and if it is a substance capable of dissolving the inorganic substance, a suitable solvent can be selected and used as needed. The solvent can be appropriately selected and used by those skilled in the art in consideration of the chemical reaction and the combination of molecules. In the present invention, terpineol may be used as a solvent.

또한, 상기 무기물 나노입자 페이스트의 농도 및 pH는 사용되는 무기물의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 어떠한 방법을 적용하느냐에 따라서도 달라질 수 있다. 따라서, 당업자라면 필요에 따라 용이하게 적절한 농도 및 pH를 결정할 수 있다.
In addition, the concentration and pH of the inorganic nanoparticle paste may vary depending on the type of the inorganic material used and may vary depending on what method is used. Therefore, those skilled in the art can easily determine the appropriate concentration and pH as needed.

하나의 예로서, 상기 전기전도성 전극판에 무기물 나노구조체를 형성하는 단계에서, 무기물 나노입자 페이스트를 도포하는 방법은, 통상적으로 사용되는 방법이라면 모두 가능하며, 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 전기전도성 전극판에 무기물 나노구조체의 형성은, 스크린 프린팅 법, 스핀 코팅 법, 솔-겔 공정법, 전기 화학 합성법 및 전기방사 등의 방법을 통해 형성 가능하다.
As an example, in the step of forming the inorganic nanostructure on the electroconductive electrode plate, the method of applying the inorganic nanoparticle paste may be any commonly used method, and is not particularly limited. For example, the formation of the inorganic nanostructure on the electrically conductive electrode plate can be formed by a method such as screen printing, spin coating, sol-gel process, electrochemical synthesis, and electrospinning.

본 발명에 따른 열처리 하는 단계는, 100 내지 700 ℃ 범위의 온도에서, 10분 내지 3시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 온도 범위는, 100 내지 200 ℃, 140 내지 500 ℃, 200 내지 700 ℃, 250 내지 650 ℃, 300 내지 600 ℃ 또는 350 내지 550 ℃ 일 수 있으며, 10분 내지 3시간, 10분내지 120분, 15분 내지 120분, 20분 내지 100분 또는 25분 내지 60분 동안 수행될 수 있다.The heat-treating step according to the present invention may be carried out at a temperature in the range of 100 to 700 占 폚 for 10 minutes to 3 hours. Specifically, the temperature range may be 100 to 200 ° C, 140 to 500 ° C, 200 to 700 ° C, 250 to 650 ° C, 300 to 600 ° C, or 350 to 550 ° C, 10 minutes to 3 hours, Min, from 15 minutes to 120 minutes, from 20 minutes to 100 minutes, or from 25 minutes to 60 minutes.

상기 범위의 온도 및 시간에서 열처리를 수행하면, 무기물 나노구조체의 형성을 더욱 용이하게 하는 효과가 있으며, 광 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수한 전극 제조가 가능하다.
When the heat treatment is carried out at the temperature and time in the above range, it is possible to manufacture an electrode having an effect of further facilitating the formation of the inorganic nanostructure and excellent in light stability and electrochemical stability.

이하, 본 발명에 의한 전기 화학 소자를 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, the electrochemical device according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 의한 전기 화학 소자는, In the electrochemical device according to the present invention,

본 발명에 따른 전극;An electrode according to the present invention;

상기 전극과 마주보도록 배치된 작업전극; 및A working electrode arranged to face the electrode; And

상기 두 전극 사이의 공간에 채워진 전해질을 포함할 수 있다.
And an electrolyte filled in the space between the two electrodes.

본 발명에 의한 전기 화학 소자는, 전기 화학 소재의 산화/환원으로 광특성을 제어할 수 있는 소자이며, 예를 들어, 전기 변색 소자, 전기 형광 소자, 전기 발광 소자 및 전기 화학 회절광 소자를 포함할 수 있다.The electrochemical device according to the present invention is an element capable of controlling optical characteristics by oxidation / reduction of an electrochemical material and includes, for example, an electrochromic device, an electric fluorescent device, an electroluminescent device, and an electrochemical diffraction optical device can do.

또한, 상기 전기 화학 소자는 전기 화학 반응을 ±5 V 이내의 직류 혹은 교류 전압으로 제어하여, 광특성을 제어하는 소자를 의미할 수 있으며, 구체적으로 색 변화를 제어할 수 있는 전기 변색 소자, 형광제어가 가능한 전기 형광 소자 및 발광이 가능한 전기 발광 소자를 포함할 수 있다.
In addition, the electrochemical device may mean a device that controls an optical characteristic by controlling an electrochemical reaction with a direct current or an alternating voltage within ± 5 V. Specifically, an electrochromic device capable of controlling a color change, An electroluminescent device capable of controlling light emission and an electroluminescent device capable of emitting light.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 전기 화학 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극과 이격 배치되어 산화/환원으로 구동되는 제2 전극; 및 전극 사이에 위치한 전해질을 포함한 2 전극 소자로 구성될 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상은 본 본 발명에 의한 무기물 나노구조체를 포함하는 전극일 수 있다. 구체적으로, 상기 2 전극 소자는 도 1에 나타낸 바와 같이, 작업전극(2); 스페이서(4); 상대전극(6); 무기물 나노구조체(10); 전해질(8); 및 전원(12)을 포함할 수 있다.
As an example, an electrochemical device according to the present invention includes: a first electrode; A second electrode spaced apart from the first electrode and driven by oxidation / reduction; And a two-electrode device including an electrolyte positioned between the electrodes. At least one of the first electrode and the second electrode may be an electrode including the inorganic nanostructure according to the present invention. Specifically, as shown in Fig. 1, the two-electrode element includes a working electrode 2; A spacer 4; A counter electrode 6; Inorganic nanostructure 10; An electrolyte (8); And a power supply 12.

본 발명에 따른 전기 화학 소자는, 기준전극을 더 포함할 수 있다. 상기 기준전극은 상대전극과 작업전극 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 기준전극은 작업전극에 인가되는 전압의 기준전압을 설정하기 위해 도입될 수 있으며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용 가능하고, 예를 들어, 은 와이어(Ag wire), Ag/AgCl, 표준 수소 전극(Normal hydrogen electrode) 및 포화 칼로멜 전극(Saturated calomel electrode)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.The electrochemical device according to the present invention may further include a reference electrode. The reference electrode may be disposed between the counter electrode and the working electrode. In addition, the reference electrode may be introduced to set a reference voltage of a voltage applied to the working electrode, and can be used without limitation as long as it is commonly used in the art. For example, silver wire, Ag / AgCl, a normal hydrogen electrode, and a saturated calomel electrode may be used.

하나의 예로서, 본 발명에 의한 전기 화학 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극과 이격 배치되어 산화/환원으로 구동되는 제2 전극; 작업전극; 및 전해질을 포함한 3 전극 소자로 구성될 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상은 본 발명에 의한 무기물 나노구조체를 포함하는 전극일 수 있다. 구체적으로, 상기 3 전극 소자는 도 2에 나타낸 바와 같이, 작업전극(22); 스페이서(24); 상대전극(26); 무기물 나노구조체(30); 기준전극(34); 전해질(28); 및 전원(32)을 포함할 수 있다.
As an example, an electrochemical device according to the present invention includes: a first electrode; A second electrode spaced apart from the first electrode and driven by oxidation / reduction; Working electrode; And a three-electrode element including an electrolyte. At least one of the first electrode and the second electrode may be an electrode including the inorganic nanostructure according to the present invention. Specifically, the three-electrode element includes a working electrode 22; A spacer 24; A counter electrode (26); Inorganic nanostructure 30; A reference electrode 34; An electrolyte (28); And a power supply 32.

또한, 본 발명에 의한 전기 화학 소자는, 제1 전극; 제1 전극과 이격 배치된 제2 전극; 제1전극 및 제2 전극과 이격 배치되는 제3 전극; 및 전해질을 포함하는 트랜지스터 타입의 구조일 수 있다. 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극은 기판 상에 패턴화 된 구조일 수 있으며, 각각 소스, 드레인, 게이트 역할을 할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극 중 하나 이상은 본 발명에 의한 무기물 나노구조체를 포함하는 전극일 수 있다. 구체적으로, 상기 3 전극 소자는 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(40); 제2 전극(42); 제3 전극(44); 기판(46); 전해질(50); 및 전원(48)을 포함할 수 있다.
Also, an electrochemical device according to the present invention includes: a first electrode; A second electrode spaced apart from the first electrode; A third electrode spaced apart from the first electrode and the second electrode; And a structure of a transistor type including an electrolyte. The first electrode, the second electrode, and the third electrode may have a patterned structure on the substrate, and each may serve as a source, a drain, and a gate. At least one of the first electrode, the second electrode and the third electrode may be an electrode including the inorganic nanostructure according to the present invention. Specifically, as shown in FIG. 3, the three-electrode element includes a first electrode 40; A second electrode (42); A third electrode (44); A substrate 46; An electrolyte 50; And a power supply 48.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 작업전극은, 고전도도 소재를 포함할 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 이용되는 것이라면 제한 없이 사용 가능하나, 구체적으로 예를 들면, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 불소 함유 산화주석(FTO), 투명 전도성 산화물(TCO), 금 나노와이어(Au nanowire) 및 은 나노와이어(Ag nanowire)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 포함할 수 있다.
As one example, the working electrode according to the present invention may include a high-conductivity material and can be used without limitation as long as it is commonly used in the art. Specifically, for example, indium tin oxide (ITO) And may include at least one selected from the group consisting of indium zinc oxide (IZO), fluorine-containing tin oxide (FTO), transparent conductive oxide (TCO), gold nanowire and silver nanowire.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 전기 화학 소자는 제1 전극 및 제2 전극을 접착하기 위해 접착력이 있는 스페이서를 사용할 수 있다. 상기 스페이서는 두 전극의 접착을 용이하게 할 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 예를 들어 설린(surlyn)이 사용될 수 있다. 상기 스페이서의 두께는 30 내지 250 ㎛, 40 내지 200 ㎛, 50 내지 180 ㎛ 또는 60 내지 100 ㎛ 일 수 있다.As one example, the electrochemical device according to the present invention may use a spacer having an adhesive force to bond the first electrode and the second electrode. The spacer is not particularly limited as long as it can facilitate adhesion of the two electrodes, for example, surlyn can be used. The thickness of the spacer may be 30 to 250 占 퐉, 40 to 200 占 퐉, 50 to 180 占 퐉, or 60 to 100 占 퐉.

상기 스페이서 내부의 공간에 전해질을 주입하여 전기 화학 소자를 제작할 수 있다.
An electrolyte may be injected into the space inside the spacer to produce an electrochemical device.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 전해질은, 상온에서의 이온전도도가 1 내지 12 mS/cm 범위일 수 있다.As an example, the electrolyte according to the present invention may have an ionic conductivity at room temperature in the range of 1 to 12 mS / cm.

또한, 본 발명에 따른 전해질은, 전해질 염을 용매에 용해시킨 상태일 수 있으며, 액상 전해질, 젤상 전해질, 고상 전해질 및 다가 전해질(polyelectrolyte) 중 어느 하나 이상의 형태일 수 있고, 구체적으로 상기 전해질은 박막 형태일 수 있다.The electrolyte according to the present invention may be in the form of an electrolyte salt dissolved in a solvent and may be in the form of a liquid electrolyte, a gel electrolyte, a solid electrolyte, and a polyelectrolyte. More specifically, Lt; / RTI >

또한, 본 발명에 따른 전해질은, 두께가 30 내지 250 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 전해질의 두께는, 구체적으로, 40 내지 200 ㎛, 50 내지 180 ㎛ 또는 60 내지 100 ㎛ 일 수 있다 Also, the electrolyte according to the present invention may have a thickness ranging from 30 to 250 mu m. The thickness of the electrolyte may be specifically from 40 to 200 mu m, from 50 to 180 mu m, or from 60 to 100 mu m

또한, 본 발명에 따른 전해질은, 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트(TBAPF6, n-Bu4NPF6), 리튬 비스트리플루오로메탄술폰이미데이트(LiTFSI, C2F6LiNO4S2), 테트라부틸암모늄 이오디드(TBAI), 테트라부틸암모늄 퍼클로레이트(TBAP, n-Bu4NClO4), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 소디움 테트라플루오로보레이트(NaBF4), 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 트리플루오로메탄술포네이트(LiCF3SO3), 포타슘 헥사시아노페레이트(K4Fe(CN)6) 및 리튬 비스퍼플루오로에탄술포닐이미드(LiBETI, LiN(SO2C2F5)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전해질 염을 포함할 수 있다.Also, the electrolyte according to the present invention can be produced by reacting tetrabutylammonium hexafluorophosphate (TBAPF 6 , n-Bu 4 NPF 6 ), lithium bistrifluoromethane sulfonimidate (LiTFSI, C 2 F 6 LiNO 4 S 2 ) tetrabutylammonium EO bonded (TBAI), tetrabutylammonium perchlorate (TBAP, n-Bu 4 NClO 4), lithium perchlorate (LiClO 4), borate (NaBF 4), phosphate (LiPF 6) as a lithium hexafluoro sodium tetrafluoroborate , Lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), potassium hexacyanoferrate (K 4 Fe (CN) 6 ) and lithium bisperfluoroethanesulfonyl (LiBETI, LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ).

또한, 본 발명에 따른 전해질은, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 부틸렌 카보네이트, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 테트라클로로에텐, 스티렌, 알파메틸스티렌 및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용매를 포함할 수 있다.The electrolyte according to the present invention may also be used in the form of a solution or dispersion of the electrolyte solution in a solvent such as methylene chloride, chloroform, acetonitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, tetrahydrofuran, butylene carbonate, polyethylene glycol, ethylene glycol, tetrachloroethene, And at least one solvent selected from the group consisting of

또한, 본 발명에 따른 전해질은, 아크릴로일기, 에폭시기, 비닐기 및 메타크릴로일기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 갖는 유기물을 포함할 수 있다.
Also, the electrolyte according to the present invention may include an organic material having at least one kind selected from the group consisting of an acryloyl group, an epoxy group, a vinyl group and a methacryloyl group.

이하, 상기 서술한 내용을 바탕으로, 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 한정하려는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and drawings based on the above description. The following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1 내지 10: 전기 변색 소자 제조 1 to 10: Manufacture of electrochromic device

1) 작업전극 제조1) Working electrode manufacturing

실시예 1 내지 10에 사용한 작업전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 ITO glass(0.7 T, 15 Ω/sq) 또는 ITO Film (30 Ω/sq)을 사용하였으며, 상기 기판에 전도성 고분자 용액을 1,600 rpm 으로 스핀 코팅 한 후, 65 ℃에서 2시간 동안 가열하여 전기변색 박막을 준비하였다.ITO glass (0.7 T, 15 Ω / sq) or ITO film (30 Ω / sq), which is a conductive transparent electrode, was used as the substrate of the working electrode used in Examples 1 to 10, and a conductive polymer solution was applied to the substrate at 1,600 rpm , And then heated at 65 DEG C for 2 hours to prepare an electrochromic thin film.

상기 전도성 고분자 용액은, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), 이하 'PEDOT' 라고 함), 폴리(3-헥실티오펜)(poly(3-hexylthiophene), 이하 'P3HT' 라고 함) 및 3,4-프로필렌디옥시티오펜(3,4-propylenedioxythiophene, 이하 'ProDOT' 라고 함)을 사용하였다. 실시예 1 내지 10에 각각 사용된 전도성 고분자 용액은 하기 표 1에 정리하였다.The conductive polymer solution may include poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (hereinafter referred to as PEDOT), poly (3-hexylthiophene) (Hereinafter referred to as "P3HT") and 3,4-propylenedioxythiophene (hereinafter referred to as "ProDOT") were used. The conductive polymer solutions used in Examples 1 to 10 are summarized in Table 1 below.

2) 상대전극 제조2) Production of counter electrode

실시예 1 내지 7에 사용한 상대전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 FTO glass(Philkington 사, 2.2 T, 8 Ω/sq)를 사용하였으며, 실시예 8 내지 10 에 사용한 상대전극 기판으로는 ITO film (30 Ω/sq)를 사용하였다.
As a counter electrode substrate used in Examples 1 to 7, FTO glass (Philkington, 2.2 T, 8 Ω / sq), which is a conductive transparent electrode, was used. As the counter electrode substrate used in Examples 8 to 10, an ITO film 30 Ω / sq) was used.

2-1) 스크린 프린팅을 이용한 상대전극 제조: 실시예 1, 3 및 52-1) Preparation of counter electrodes using screen printing: Examples 1, 3 and 5

스크린 프린팅을 수행하기 위해, 나노입자(평균입자크기: 20 nm), 바인더용 고분자(에틸셀룰로오스) 및 용매(테르피네올, Terpineol)를 포함하는 무기물 나노입자 페이스트를 제조하였다. 상기 나노입자로 사용된 무기물로는, 실시예 1은 TiO2, 실시예 3은 MoO3, 실시예5는 Nb2O5을 사용하였다. 제조된 무기물 나노입자 페이스트를 상기 전도성 투명전극(FTO glass) 표면에 스크린 프린팅 방법으로 코팅한 후, 500 ℃에서 30분 동안 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 1은 8 ㎛, 실시예 3은 3 ㎛, 실시예 5는 2㎛ 였다.
In order to perform screen printing, an inorganic nanoparticle paste including nanoparticles (average particle size: 20 nm), polymer for binder (ethylcellulose) and solvent (terpineol, Terpineol) was prepared. As the inorganic material used as the nanoparticles, TiO 2 in Example 1, MoO 3 in Example 3 , and Nb 2 O 5 in Example 5 were used. The prepared inorganic nanoparticle paste was coated on the surface of the conductive transparent electrode (FTO glass) by a screen printing method and then heat-treated at 500 ° C for 30 minutes to prepare a nanostructured counter electrode having an inorganic nanostructure. The thickness of the inorganic nanostructure was 8 탆 for Example 1, 3 탆 for Example 3, and 2 탆 for Example 5.

2-2) 스핀 코팅법(spin-coating method)을 이용한 상대전극 제조: 실시예 2 및 42-2) Preparation of counter electrode using spin-coating method: Examples 2 and 4

스핀 코팅을 수행하기 위해, 나노입자(평균입자크기: 20 nm), 바인더용 고분자(에틸셀룰로오스) 및 용매(테르피네올, Terpineol)를 포함하는 무기물 나노입자 페이스트를 제조하였다. 나노입자로 사용된 무기물 소재로는 실시예 2는 TiO2, 실시예 4는 V2O5을 사용하였다. 상기 무기물 나노입자 페이스트 1 g을 3.5 g 의 에탄올에 분산하여 용액을 제조하였다. 무기물 나노입자 페이스트가 분산된 용액을, 상기 FTO glass에 1,000 rpm 내지 3,000 rpm 으로 스핀 코팅하였다. 그 후, 500 ℃에서 30 분간 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 2는 300 nm, 실시예 4는 200 nm 였다.
In order to perform spin coating, inorganic nanoparticle pastes including nanoparticles (average particle size: 20 nm), polymer for binder (ethylcellulose) and solvents (terpineol, Terpineol) were prepared. As the inorganic material used as the nanoparticles, TiO 2 of Example 2 and V 2 O 5 of Example 4 were used. 1 g of the inorganic nanoparticle paste was dispersed in 3.5 g of ethanol to prepare a solution. A solution in which the inorganic nanoparticle paste was dispersed was spin-coated on the FTO glass at 1,000 rpm to 3,000 rpm. Thereafter, the nanostructured counter electrode having an inorganic nanostructure formed thereon was heat-treated at 500 DEG C for 30 minutes. The thickness of the inorganic nanostructure was 300 nm in Example 2 and 200 nm in Example 4. [

2-3) 전기 방사를 이용한 상대전극 제조: 실시예 6 및 72-3) Preparation of a counter electrode using electrospinning: Examples 6 and 7

상기 FTO glass에 디메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF) 35 g, 폴리(비닐아세테이트)(Poly(vinylacetate), PVAc, Mw. 850000 g/mol) 6.5 wt%, 티타늄(IV)프로폭사이드(Titanium(IV)propoxide) 13 wt%, 아세트산(Acetic acid) 5.2 wt%을 포함한 전구체 용액을 15 kV 의 전압을 걸어 기판에 방사하였다. 이어서, 120 oC 에서 10분간 열처리 하고, 450 oC 에서 30분간 열처리 하여 나노구조 상대전극을 제조하였다. 35 g of dimethylformamide (DMF), 6.5 wt% of poly (vinylacetate), PVAc, Mw 850000 g / mol), titanium (IV) propoxide ) propoxide) and 5.2 wt% acetic acid was applied to the substrate by applying a voltage of 15 kV. Then, the substrate was heat-treated at 120 ° C for 10 minutes and heat-treated at 450 ° C for 30 minutes to prepare a nanostructure counter electrode.

하기 실시예에서 양극 전기 화학 소재에 대응하기 위하여 사용된 음극 나노구조 상대전극은 상기의 제조방법에서 TiO2 대신 동일 질량의 MoO3, V2O5를 해당 무기물의 전구체로 첨가하여 제작하였다. In the following example, the cathode-nano structure counter electrode used to correspond to the cathode electrochemical material was prepared by adding MoO 3 and V 2 O 5 of the same mass as the precursor of the corresponding inorganic material instead of TiO 2 in the above-mentioned manufacturing method.

상기 방법으로 형성된 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 6은 100 nm, 실시예 7은 200 nm 였다.
The thickness of the inorganic nanostructure formed by the above method was 100 nm in Example 6 and 200 nm in Example 7. [

2-4) 저온 공정을 이용한 상대전극 제조: 실시예 8, 9 및 102-4) Preparation of counter electrode using low temperature process: Examples 8, 9 and 10

상기 ITO film 에 TiO2 나노입자(평균입자크기: 20 nm) 0.55 g, 이소프로판올(isopropanol, IPA) 10 ml 를 포함한 나노입자 분산액을 1,000 rpm 내지 3,000 rpm 으로 스핀 코팅하였다. 하기 실시예에서 양극 전기 화학 소재에 대응하기 위하여 사용된 음극 나노구조 상대전극은 상기의 제조방법에서 TiO2 대신 동일 질량의 MoO3, V2O5를 무기물로 첨가하여 제작하였다. 그 후, 150 ℃에서 30 분간 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예8는 50 nm, 실시예 9는 80 nm, 실시예 10은 50 nm 였다.
A nanoparticle dispersion liquid containing 0.55 g of TiO 2 nanoparticles (average particle size: 20 nm) and 10 ml of isopropanol (IPA) was spin-coated on the ITO film at 1,000 rpm to 3,000 rpm. In the following examples, the negative electrode nanostructure counter electrode used to correspond to the positive electrode electrochemical material was prepared by adding MoO 3 and V 2 O 5 of the same mass as the inorganic substance instead of TiO 2 in the above manufacturing method. Thereafter, the substrate was heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to prepare a nanostructure counter electrode having an inorganic nanostructure. The thickness of the inorganic nanostructure was 50 nm in Example 8, 80 nm in Example 9, and 50 nm in Example 10.

3)소자 제작3) Device fabrication

상기 방법으로 제조된 작업전극과 상대전극의 전도성 면을 서로 마주보게 한 후, 접착력을 가진 스페이서로 설린(Surlyn, Dupont 1702)을 사용하여 접착하였다. 상기 스페이서의 두께는 80 ㎛ 였다. 실시예 1, 2, 8 및 10의 전해질로는 0.1 내지 1 M 의 과염소산 테트라부틸암모늄(Tetrabutylammonium Perchlorate, TBAP)이 용해된 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, PC)를 사용하였으며, 실시예 3 내지 5의 전해질로는 0.1 내지 1 M 의 리튬 퍼클로레이트(LiClO4)가 용해된 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, PC)를 사용하였고, 실시예 6, 7 및 9는 이온성 액체(Ionic liquid)인 1-에틸-3-메틸이미다조리움 헥사플루오로포스파이트(1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophospate, C6H11N2PF6, 이하, EMIM-PF6라 함)를 사용하였다. 상기 전해질을 스페이서 내부 공간에 주입하고 소자의 외부를 접착하여 전기 변색 소자를 제조하였다.After the conductive surfaces of the working electrode and the counter electrode prepared by the above method were opposed to each other, they were adhered using a spacer (Surlyn, Dupont 1702) having an adhesive force. The thickness of the spacer was 80 mu m. Propylene carbonate (PC) in which 0.1 to 1 M of tetrabutylammonium perchlorate (TBAP) was dissolved was used as the electrolytes of Examples 1, 2, 8 and 10, and electrolytes of Examples 3 to 5 Propylene carbonate (PC) in which 0.1 to 1 M of lithium perchlorate (LiClO 4 ) was dissolved was used. Examples 6, 7 and 9 used 1-ethyl-3- Methylimidazolium hexafluorophospate (C 6 H 11 N 2 PF 6 , hereinafter referred to as EMIM-PF 6 ) was used as a solvent. The electrolyte was injected into the space inside the spacer and the outside of the device was bonded to produce an electrochromic device.

도 4는 실시예 1에 의한 전기 변색 소자 사진이다.
4 is a photograph of an electrochromic device according to Example 1. Fig.

상기 실시예 1 내지 10의 전기 변색 소자 제조에 사용된 각각의 상대전극, 작업전극 및 전해질은 하기 표 1에 정리하였다. The counter electrodes, the working electrode, and the electrolytes used in the electrochromic device of Examples 1 to 10 are summarized in Table 1 below.

구분division 작업전극(두께)Working electrode (thickness) 나노구조 상대전극Nanostructured counter electrode 전해질Electrolyte 전도성 전극Conductive electrode 무기물 나노구조체Inorganic nanostructure 실시예 1Example 1 ITO glass + PEDOT 박막
(120 nm)
ITO glass + PEDOT thin film
(120 nm)
FTO glassFTO glass TiO2 스크린 프린팅
(두께: 8 ㎛)
TiO 2 Screen printing
(Thickness: 8 占 퐉)
TBAP 0.1 M
in PC
TBAP 0.1 M
in PC
실시예 2Example 2 ITO glass + PEDOT 박막
(120 nm)
ITO glass + PEDOT thin film
(120 nm)
FTO glassFTO glass TiO2 스핀 코팅
(두께: 300 nm)
TiO 2 Spin coating
(Thickness: 300 nm)
TBAP 0.2 M
in PC
TBAP 0.2 M
in PC
실시예 3Example 3 ITO Film + PEDOT 박막
(120 nm)
ITO Film + PEDOT Thin Film
(120 nm)
FTO glassFTO glass MoO3 스크린 프린팅
(두께: 3 ㎛)
MoO 3 Screen printing
(Thickness: 3 占 퐉)
LiClO4 0.5 M
in PC
LiClO 4 0.5 M
in PC
실시예 4Example 4 ITO Film + PEDOT 박막
(120 nm)
ITO Film + PEDOT Thin Film
(120 nm)
FTO glassFTO glass V2O5 스핀 코팅
(두께: 200 nm)
V 2 O 5 Spin coating
(Thickness: 200 nm)
LiClO4 1 M
in PC
LiClO 4 1 M
in PC
실시예 5Example 5 ITO glass + P3HT 박막
(120 nm)
ITO glass + P3HT thin film
(120 nm)
FTO glassFTO glass Nb2O5 스크린 프린팅
(두께: 2 ㎛)
Nb 2 O 5 Screen printing
(Thickness: 2 占 퐉)
LiClO4 0.7 M
in PC
LiClO 4 0.7 M
in PC
실시예 6Example 6 ITO Film + ProDOT 박막
(120 nm)
ITO Film + ProDOT Thin Film
(120 nm)
FTO glass + Ag nanowire FTO glass + Ag nanowire MoO3 전기방사
(두께: 100 nm)
MoO 3 Electric radiation
(Thickness: 100 nm)
Ionic liquid
(EMIM-PF6)
Ionic liquid
(EMIM-PF 6 )
실시예 7Example 7 ITO glass + ProDOT 박막
(120 nm)
ITO glass + ProDOT thin film
(120 nm)
FTO glass + Ag nanowireFTO glass + Ag nanowire V2O5 전기방사
(두께: 200 nm)
V 2 O 5 Electric radiation
(Thickness: 200 nm)
Ionic liquid
(EMIM-PF6)
Ionic liquid
(EMIM-PF 6 )
실시예 8Example 8 ITO glass + ProDOT 박막
(120 nm)
ITO glass + ProDOT thin film
(120 nm)
ITO film ITO film TiO2 스핀 코팅
(두께: 50 nm)
TiO 2 Spin coating
(Thickness: 50 nm)
TBAP 0.2 M
in PC
TBAP 0.2 M
in PC
실시예 9Example 9 ITO film + PEDOT 박막
(100 nm)
ITO film + PEDOT thin film
(100 nm)
ITO filmITO film MoO3 스핀 코팅
(두께: 80 nm)
MoO 3 spin coating
(Thickness: 80 nm)
Ionic liquid
(EMIM-PF6)
Ionic liquid
(EMIM-PF 6 )
실시예 10Example 10 ITO film + ProDOT 박막
(120 nm)
ITO film + ProDOT thin film
(120 nm)
ITO filmITO film V2O5 스핀 코팅
(두께: 50 nm)
V 2 O 5 spin coating
(Thickness: 50 nm)
TBAP 0.2 M
in PC
TBAP 0.2 M
in PC

실시예Example 11 내지 17: 전기 형광 소자 제조 11 to 17: Manufacture of an electric fluorescent device

1) 작업전극 제조1) Working electrode manufacturing

실시예 11 내지 17에 사용된 작업전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 ITO glass(0.7 T, 15 Ω/sq) 또는 ITO Film (30 Ω/sq)을 사용하였다. 실시예 11, 12 및 16은 Poly(fluorene) 고분자를 1wt% 로 클로로포름(Chloroform)에 녹인 용액을 사용하였으며, 실시예 13, 14, 15 및 17은 폴리(1,3,4-옥사디아졸)(Poly(1,3,4-oxadiazole)) 고분자를 1wt% 로 크롤로포름(Chloroform)에 녹인 용액을 사용하여, 상기 ITO glass에 500 rpm 내지 2,000 rpm으로 스핀 코팅하여 작업전극을 제조하였다. 각 실시예에 사용된 고분자 용액은 하기 표 2에 정리하였다.
ITO glass (0.7 T, 15 Ω / sq) or ITO film (30 Ω / sq), which is a conductive transparent electrode, was used as the substrate of the working electrode used in Examples 11 to 17. In Examples 11, 12 and 16, a solution in which 1% by weight of a poly (fluorene) polymer was dissolved in chloroform was used. Examples 13, 14, 15 and 17 were poly (1,3,4-oxadiazole) A working electrode was prepared by spin coating the ITO glass at 500 rpm to 2,000 rpm using a solution of poly (1,3,4-oxadiazole) polymer in 1% by weight of chloroform. The polymer solutions used in the examples are summarized in Table 2 below.

2) 상대전극 제조2) Production of counter electrode

상대전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 FTO glass(Philkington 사, 2.2 T, 8 Ω/sq)를 사용하였으며, 저온 공정을 이용한 상대전극 제조에서 사용한 상대전극 기판으로는 ITO film (30 Ω/sq)를 사용하였다.
As a counter electrode substrate, FTO glass (Philkington, 2.2 T, 8 Ω / sq) was used as a conductive transparent electrode. ITO film (30 Ω / sq) Were used.

2-1) 스크린 프린팅을 이용한 상대전극 제조: 실시예 11 및 152-1) Preparation of counter electrodes using screen printing: Examples 11 and 15

스크린 프린팅을 수행하기 위해, 나노입자(평균입자크기: 20 nm), 바인더용 고분자(에틸셀룰로오스) 및 용매(테르피네올, Terpineol)를 포함하는 무기물 나노입자 페이스트를 제조하였다. 상기 나노입자로 사용된 무기물 소재로는 실시예 11은 TiO2, 실시예 15는 VO2를 사용하였다. 제조된 무기물 나노입자 페이스트를 상기 FTO glass 표면에 스크린 프린팅 방법으로 코팅한 후, 500 ℃에서 30분 동안 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 11은 8 ㎛, 실시예 15는 7㎛ 였다.
In order to perform screen printing, an inorganic nanoparticle paste including nanoparticles (average particle size: 20 nm), polymer for binder (ethylcellulose) and solvent (terpineol, Terpineol) was prepared. As the inorganic material used as the nanoparticles, TiO 2 of Example 11 and VO 2 of Example 15 were used. The prepared inorganic nanoparticle paste was coated on the FTO glass surface by a screen printing method and then heat-treated at 500 ° C for 30 minutes to prepare a nanostructure counter electrode having an inorganic nanostructure. The thickness of the inorganic nanostructure was 8 占 퐉 for Example 11 and 7 占 퐉 for Example 15.

2-2) 스핀 코팅법을 이용한 상대전극 제조: 실시예 12 내지 142-2) Preparation of counter electrode using spin coating method: Examples 12 to 14

스핀 코팅을 수행하기 위해 나노입자로 사용된 무기물 소재로는 실시예12는 TiO2, 실시예13은 NiO, 실시예 14는 IrO2를 사용하였다. 상기 나노입자를 사용해 2-1)과 같은 방법으로 제조한 무기물 나노입자 페이스트 1 g을 3.5 g 의 에탄올에 분산하여 용액을 제조하였다. 상기 용액을 사용하여, 상기 FTO glass에 1,000 rpm 내지 3,000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 그 후, 500 ℃에서 30 분간 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 12는 300 nm, 실시예 13 및 14는 50 nm 였다.
Example 12 used TiO 2 , Example 13 used NiO, and Example 14 used IrO 2 as inorganic materials used as nanoparticles for spin coating. Using the nanoparticles, 1 g of the inorganic nanoparticle paste prepared in the same manner as in 2-1) was dispersed in 3.5 g of ethanol to prepare a solution. The above solution was used to spin coat the FTO glass at 1,000 rpm to 3,000 rpm. Thereafter, the nanostructured counter electrode having an inorganic nanostructure formed thereon was heat-treated at 500 DEG C for 30 minutes. The thickness of the inorganic nanostructure was 300 nm in Example 12, and 50 nm in Examples 13 and 14.

2-3) 저온 공정을 이용한 상대전극 제조: 실시예 16 내지 172-3) Preparation of counter electrode using low-temperature process: Examples 16 to 17

상기 ITO film 에 TiO2 또는 NiO 나노입자(평균입자크기: 20 nm) 0.55 g, 이소프로판올(isopropanol, IPA) 10 ml 를 포함한 나노입자 분산액을 1,000 rpm 내지 3,000 rpm 으로 스핀 코팅하였다. 그 후, 150 ℃ 에서 30 분간 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다. 상기 무기물 나노구조체의 두께는 실시예 16은 50 nm, 실시예 17은 70 nm 였다.
The nanoparticle dispersion liquid containing 0.55 g of TiO 2 or NiO nanoparticles (average particle size: 20 nm) and 10 ml of isopropanol (IPA) was spin-coated on the ITO film at 1,000 rpm to 3,000 rpm. Thereafter, the substrate was heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to prepare a nanostructure counter electrode having an inorganic nanostructure. The thickness of the inorganic nanostructure was 50 nm in Example 16 and 70 nm in Example 17.

3) 소자 제작3) Device fabrication

상기 방법으로 제조된 작업전극과 상대전극의 전도성 면을 서로 마주보게 한 후, 접착력을 가진 스페이서로 설린(Surlyn, Dupont 1702)을 사용하여 접착하였다. 상기 스페이서의 두께는 80 ㎛ 였다. 이 때, 사용된 전해질로는 전기 형광 물질을 녹인 전기 형광 전해질이 사용되었다. 상기 전기 형광 물질은 테트라진(Tetrazine)계 화합물을 "Advanced Functional Materials, 22, 17, 3556-3561 (2012)" 에 기재되어 있는 기술로 합성하여 준비하였으며, 0.1 내지 1 M의 리튬(비스트리플루오로메탄술폰)이미데이트((lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, 이하 LiTFSI)가 용해된 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate, 이하 PC) 전해질에 상기 테트라진 화합물을 0.005 M 농도로 녹여서 전기형광 전해질을 제조하였다. 전기형광 물질을 전해질에 포함하지 않은 경우는 0.1 내지 1 M 의 LiTFSI가 용해된 PC 용액을 전해질로 사용하였다. 실시예 13 내지 14는 이온성 액체(Ionic liquid)인 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루로메틸설포닐) 이미드 (EMIM-TFSI)를 사용하였다.After the conductive surfaces of the working electrode and the counter electrode prepared by the above method were opposed to each other, they were adhered using a spacer (Surlyn, Dupont 1702) having an adhesive force. The thickness of the spacer was 80 mu m. At this time, an electric fluorescent electrolyte in which an electric fluorescent substance was dissolved was used as an electrolyte used. The above-mentioned electric fluorescent substance was prepared by synthesizing a tetrazine-based compound with a technique described in " Advanced Functional Materials, 22, 17, 3556-3561 (2012) ", and a 0.1 to 1 M lithium (bistrifluoro The electrophoretic electrolyte was prepared by dissolving the tetrazine compound in a concentration of 0.005 M in propylene carbonate (PC) electrolyte in which lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (LiTFSI) was dissolved. When the fluorescent material was not contained in the electrolyte, a PC solution in which 0.1 to 1 M of LiTFSI was dissolved was used as an electrolyte. Examples 13 to 14 are examples of an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimide (Triflumethylsulfonyl) imide (EMIM-TFSI) was used.

스페이서 내부 공간에 상기 전해질을 주입하고 소자의 외부를 에폭시를 둘러 마감하여 전기 형광 소자를 제조하였다 The electrolyte was injected into the space inside the spacer, and the outside of the device was surrounded with epoxy to produce an electric fluorescent device

도 5는 실시예 11에 의한 전기 변색 소자 사진이다.
5 is a photograph of an electrochromic device according to Example 11. Fig.

상기 실시예 11 내지 17의 전기 형광 소자 제조에 사용된 각각의 상대전극, 작업전극 및 전해질은 하기 표 2에 정리하였다. The counter electrodes, the working electrode and the electrolyte used in the production of the electric fluorescent devices of Examples 11 to 17 are summarized in Table 2 below.

구분division 작업전극Working electrode 나노구조 상대전극Nanostructured counter electrode 전해질Electrolyte 전도성 전극Conductive electrode 무기물 나노구조체Inorganic nanostructure 실시예 11Example 11 ITO glass + Poly(fluorene)ITO glass + Poly (fluorene) FTO glassFTO glass TiO2 스크린 프린팅
(두께: 8 ㎛)
TiO 2 Screen printing
(Thickness: 8 占 퐉)
LiTFSI 0.1 M
in PC
LiTFSI 0.1 M
in PC
실시예 12Example 12 ITO Film + Poly(fluorene)ITO Film + Poly (fluorene) FTO glassFTO glass TiO2 스핀 코팅
(두께: 300 nm)
TiO 2 Spin coating
(Thickness: 300 nm)
LiTFSI 0.2 M
in PC
LiTFSI 0.2 M
in PC
실시예 13Example 13 ITO glass + Poly(Oxadiazole)ITO glass + Poly (Oxadiazole) FTO glassFTO glass NiO 스핀 코팅
(두께: 50 nm)
NiO Spin coating
(Thickness: 50 nm)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
실시예 14Example 14 ITO Film + Poly(Oxadiazole)ITO Film + Poly (Oxadiazole) FTO glassFTO glass IrO2 스핀 코팅
(두께: 50 nm)
IrO 2 spin coating
(Thickness: 50 nm)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
실시예 15Example 15 ITO glass + Poly(Oxadiazole)ITO glass + Poly (Oxadiazole) FTO glassFTO glass VO2 스크린 프린팅
(두께: 7 ㎛)
VO 2 screen printing
(Thickness: 7 mu m)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
Ionic liquid
(EMIM-TFSI)
실시예 16Example 16 ITO film + Poly(fluorene)ITO film + Poly (fluorene) ITO filmITO film TiO2 스핀 코팅
(두께: 50 nm)
TiO 2 Spin coating
(Thickness: 50 nm)
LiTFSI 0.2 M
in PC
LiTFSI 0.2 M
in PC
실시예 17Example 17 ITO film + Poly(Oxadiazole)ITO film + Poly (Oxadiazole) ITO FilmITO Film NiO 스핀 코팅
(두께: 70 nm)
NiO Spin coating
(Thickness: 70 nm)
LiTFSI 0.2 M
in PC
LiTFSI 0.2 M
in PC

실시예Example 18 내지 26: 전기 발광 소자 제조 18 to 26: Electroluminescent device manufacture

1) 작업전극 제조1) Working electrode manufacturing

실시예 18 내지 26에 사용된 작업전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 FTO glass(2.2 T, 8 Ω/sq), ITO glass(0.7 T, 15 Ω/sq) 또는 ITO Film (30 Ω/sq)을 사용하였다.
ITO glass (0.7 T, 15 Ω / sq) or ITO film (30 Ω / sq) was used as the substrate of the working electrode used in Examples 18 to 26, Were used.

2) 상대전극 제조2) Production of counter electrode

상대전극의 기판으로는 전도성 투명전극인 FTO glass(Philkington 사, 2.2 T, 8 Ω/sq)를 사용하였다. As the substrate of the counter electrode, FTO glass (Philkington, 2.2 T, 8 Ω / sq), which is a conductive transparent electrode, was used.

스핀 코팅을 수행하기 위해 나노입자로 사용된 무기물 소재 및 혼합 비율은 하기 표 3에 기재된 것과 같다. 하기 표 3에 기재된 나노입자를 사용하여 나노입자(평균입자크기: 20 nm), 바인더용 고분자(에틸셀룰로오스) 및 용매(테르피네올, Terpineol)를 포함하는 무기물 나노입자 페이스트를 제조하였다. 상기 제조한 무기물 나노입자 페이스트 1 g을 3.5 g 의 에탄올에 분산하여 용액을 제조하였다. 상기 용액을 사용하여, 상기 FTO glass에 1,000 rpm 내지 3,000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 그 후, 500 ℃에서 30 분간 열처리하여 무기물 나노구조체가 형성된 나노구조 상대전극을 제조하였다.
The inorganic materials used as nanoparticles to perform spin coating and the mixing ratios are as shown in Table 3 below. Using the nanoparticles shown in Table 3 below, inorganic nanoparticle pastes including nanoparticles (average particle size: 20 nm), polymer for binder (ethylcellulose) and solvent (terpineol, Terpineol) were prepared. 1 g of the inorganic nanoparticle paste prepared above was dispersed in 3.5 g of ethanol to prepare a solution. The above solution was used to spin coat the FTO glass at 1,000 rpm to 3,000 rpm. Thereafter, the nanostructured counter electrode having an inorganic nanostructure formed thereon was heat-treated at 500 DEG C for 30 minutes.

3) 소자 제작3) Device fabrication

상기 방법으로 제조된 작업전극과 상대전극의 전도성 면을 서로 마주보게 한 후, 접착력을 가진 스페이서로 설린(Surlyn, Dupont 1702)을 사용하여 접착하였다. 상기 스페이서의 두께는 80 ㎛ 였다. After the conductive surfaces of the working electrode and the counter electrode prepared by the above method were opposed to each other, they were adhered using a spacer (Surlyn, Dupont 1702) having an adhesive force. The thickness of the spacer was 80 mu m.

실시예 18 내지 26에 사용된 전해질은 0.1 M의 Ru(bpy)3(PF6)2가 용해된 노말 메틸 피로리돈(n-Methyl Pyrrolidone, NMP)이었다.The electrolyte used in Examples 18 to 26 was n-methyl pyrrolidone (NMP) in which 0.1 M of Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 was dissolved.

스페이서 내부 공간에 상기 전해질을 주입하고 소자의 외부를 에폭시를 둘러 마감하여 전기 발광 소자를 제조하였다.
The electrolyte was injected into the space inside the spacer and the outside of the device was surrounded with epoxy to prepare an electroluminescent device.

상기 실시예 18 내지 26의 전기 발광 소자 제조에 사용된 각각의 상대전극, 작업전극 및 전해질은 하기 표 3에 정리하였다. The counter electrodes, the working electrode, and the electrolyte used in the fabrication of the electroluminescent device of Examples 18 to 26 are summarized in Table 3 below.

구분division 작업전극Working electrode 나노구조 상대전극Nanostructured counter electrode 전해질
(전기발광물질 포함)
Electrolyte
(Including electroluminescent materials)
전도성 전극Conductive electrode 무기물 나노구조체Inorganic nanostructure 실시예 18Example 18 FTO glassFTO glass FTO glassFTO glass TiO2 스핀 코팅
(두께: 200 nm)
TiO 2 spin coating
(Thickness: 200 nm)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 19Example 19 FTO glassFTO glass FTO glassFTO glass TiO2, NiO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 9 : 1)
TiO 2 , NiO mixed spin coating
(Mixing ratio: 9: 1)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 20Example 20 FTO glassFTO glass FTO glassFTO glass TiO2, NiO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 8 : 2)
TiO 2 , NiO mixed spin coating
(Mixing ratio: 8: 2)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 21Example 21 FTO glassFTO glass FTO glassFTO glass TiO2, NiO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 7 : 3)
TiO 2 , NiO mixed spin coating
(Mixing ratio: 7: 3)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 22Example 22 FTO glassFTO glass FTO glassFTO glass TiO2, NiO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 5 : 5)
TiO 2 , NiO mixed spin coating
(Mixing ratio: 5: 5)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 23Example 23 ITO FilmITO Film FTO glassFTO glass MoO3, NiO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 5 : 5)
MoO 3 , NiO mixed spin coating
(Mixing ratio: 5: 5)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 24Example 24 ITO glassITO glass FTO glassFTO glass MoO3, IrO2 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 5 : 5)
MoO 3 , IrO 2 mixed spin coating
(Mixing ratio: 5: 5)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 25Example 25 ITO glassITO glass FTO glassFTO glass V2O5, CoO 혼합 스핀 코팅
(혼합 비율: 5 : 5)
V 2 O 5 , CoO mixed spin coating
(Mixing ratio: 5: 5)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP
실시예 26Example 26 ITO FilmITO Film FTO glassFTO glass V2O5 , NiO 혼합 스핀 코팅
(비율: 5 : 5)
V 2 O 5 , NiO mixed spin coating
(Ratio: 5: 5)
Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP

비교예Comparative Example 1: 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 전기 변색 소자 제조 1: Manufacture of electrochromic device without inorganic nanostructure

상대전극 표면에 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
Was prepared in the same manner as in Example 1, except that the inorganic nanostructure was not formed on the surface of the counter electrode.

비교예Comparative Example 2: 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 전기 형광 소자 제조 2: Manufacture of an electric fluorescent device without inorganic nanostructure

상대전극 표면에 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 11과 동일한 방법으로 제조하였다.
Except that the inorganic nanostructure was not formed on the surface of the counter electrode.

비교예Comparative Example 3: 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 전기 발광 소자 제조 3: Fabrication of electroluminescent device without inorganic nanostructure

상대전극 표면에 무기물 나노구조체를 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 18과 동일한 방법으로 제조하였다.
Was prepared in the same manner as in Example 18, except that the inorganic nanostructure was not formed on the surface of the counter electrode.

비교예 1 내지 3의 소자 제조에 사용된 각각의 상대전극, 작업전극 및 전해질을 하기 표 4에 정리하였다.The respective counter electrodes, working electrodes and electrolytes used in the manufacture of the devices of Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 4 below.

구분division 나노구조 상대전극Nanostructured counter electrode 작업전극Working electrode 전해질Electrolyte 전도성 전극Conductive electrode 무기물 나노구조체Inorganic nanostructure 비교예 1Comparative Example 1 FTO glassFTO glass -- ITO glass + PEDOT 박막 (120 nm)ITO glass + PEDOT thin film (120 nm) TBAP 0.1 M
in PC
TBAP 0.1 M
in PC
비교예 2Comparative Example 2 FTO glassFTO glass -- ITO glass + Poly(fluorene)ITO glass + Poly (fluorene) LiTFSI 0.1 M
in PC
LiTFSI 0.1 M
in PC
비교예 3Comparative Example 3 FTO glassFTO glass -- FTO glassFTO glass Ru(bpy)3(PF6)2 0.1 M
in NMP
Ru (bpy) 3 (PF 6 ) 2 0.1 M
in NMP

실험예1Experimental Example 1 : 전기변색 특성 평가: Evaluation of electrochromic characteristics

실시예 1 및 비교예 1에 의한 전기 변색 소자의 특성을 평가하기 위한 실험을 수행하였다.Experiments for evaluating the characteristics of the electrochromic device according to Example 1 and Comparative Example 1 were conducted.

상기 전기 변색 소자의 투과도를 측정하기 위한 장비로는 UV-Vis 분광기(UV-Vis spectrometer, PerkinElmer 사, lambda 750)을 이용하였다. 소자에 인가하는 전압은 퍼텐쇼스탯(Potentiostat, model CHI 624B (CH Instruments, Inc.))으로 제어하였다. 전기변색이 일어나는 변색전압(Vcolored), 과 소색전압(Vbleached)을 측정하였하였다.As a device for measuring the transmittance of the electrochromic device, a UV-Vis spectrometer (PerkinElmer, lambda 750) was used. The voltage applied to the device was controlled with a potentiostat (model CHI 624B (CH Instruments, Inc.)). (V colored ), and the bleaching voltage (V bleached ) were measured.

측정 결과는 하기 표 5, 도 6 및 도 7에 나타내었다. The measurement results are shown in Table 5, Fig. 6 and Fig.

구분division 구동 전압Driving voltage 안정성 테스트Stability test 실시예 1Example 1 Vcolored = -2.2 V
Vbleached = 2.0 V
V colored = -2.2 V
V bleached = 2.0 V
20,00020,000
실시예 2Example 2 Vcolored = -2.2 V
Vbleached = 2.0 V
V colored = -2.2 V
V bleached = 2.0 V
10,00010,000
실시예 3Example 3 Vcolored = -2.2 V
Vbleached = 2.0 V
V colored = -2.2 V
V bleached = 2.0 V
8,0008,000
실시예 4Example 4 Vcolored = -2.2 V
Vbleached = 2.0 V
V colored = -2.2 V
V bleached = 2.0 V
15,00015,000
실시예 5Example 5 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
5,0005,000
실시예 6Example 6 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
7,0007,000
실시예 7Example 7 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
3,0003,000
실시예 8Example 8 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
2,0002,000
실시예 9Example 9 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
1,5001,500
실시예 10Example 10 Vcolored = -2.5 V
Vbleached = 2.5 V
V colored = -2.5 V
V bleached = 2.5 V
3,0003,000
비교예 1Comparative Example 1 Vcolored = -3.0 V
Vbleached = 3.0 V
V colored = -3.0 V
V bleached = 3.0 V
700700

표 5를 참조하면, 실시예 1 내지 10은 1,500 내지 20,000 싸이클을 진행하여도 광 투과도가 안정적으로 나타났으나, 비교예 1의 경우에는 700 싸이클 정도로 실시예에 비해 낮은 안정성을 나타내었다.Referring to Table 5, in Examples 1 to 10, light transmittance was stable even after 1,500 to 20,000 cycles, whereas in Comparative Example 1, it was about 700 cycles, indicating low stability compared with the Examples.

도 6는 실시예 1의 투과도를 측정한 결과로, 광 투과도가 5 % 내지 60 %로 안정적이고 일정하게 변하였다. 20,000 싸이클을 진행하여도 변색 특성에는 변화가 없었다. 6 is a result of measuring the transmittance of Example 1, and the light transmittance was steadily and uniformly changed from 5% to 60%. There was no change in discoloration characteristics even after 20,000 cycles.

도 7은 비교예 1의 투과도를 측정한 결과이며, 도 7에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 변색과 탈색 사이의 광 투과도 변화가 사이클이 얼마 진행되지 않아 크게 줄어들었다.
7 shows the result of measuring the transmittance of Comparative Example 1. As shown in Fig. 7, in Comparative Example 1, the change in light transmittance between the discoloration and the discoloration was greatly reduced as the cycle did not progress.

따라서, 본 발명에 의한 전기 변색 소자는 무기물 나노구조체를 도포한 상대전극을 사용함으로써, 장기적으로 사용하여도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.
Therefore, it has been confirmed that the electrochromic device according to the present invention can be stably driven even when used for a long period of time by using a counter electrode coated with an inorganic nanostructure.

실험예2Experimental Example 2 : 전기 형광 특성 평가: Evaluation of electric fluorescence characteristics

실시예 11 내지 17 및 비교예 2에 의한 전기 형광 소자의 특성을 평가하기 위한 실험을 수행하였다.Experiments were conducted to evaluate the characteristics of the electric fluorescent devices according to Examples 11 to 17 and Comparative Example 2.

상기 전기 형광 소자의 특성을 평가하기 위한 장비로는 형광분광광도계(Fluorescence spectrophotometer, PerkinElmer 사, LS55)를 이용하였다. 전기 형광 소자에 인가하는 전압은 퍼텐쇼스탯(Potentiostat, model CHI 624B (CH Instruments, Inc.))으로 제어하였다. 형광의 소멸과 회복이 일어나는 소멸전압 (Vquenched), 과 회복전압(Vrecovered)을 가하면서 형광세기를 측정하였다. As a device for evaluating the characteristics of the electric fluorescent device, a fluorescence spectrophotometer (PerkinElmer, LS55) was used. The voltage applied to the electric fluorescent device was controlled with a potentiostat (model CHI 624B (CH Instruments, Inc.)). Fluorescence intensities were measured while applying extinction voltage (V quenched ) and recovery voltage (V recovered ) at which extinction and recovery of fluorescence occurs.

측정 결과는 하기 표 6, 도 8 및 도 9에 나타내었다. The measurement results are shown in Table 6, Fig. 8 and Fig.

구분division 구동전압Driving voltage 안정성 테스트Stability test 실시예 11Example 11 Vquenched = 2.0 V
Vrecovered = -2.2 V
V quenched = 2.0 V
V recovered = -2.2 V
2,0002,000
실시예 12Example 12 Vquenched = 2.0 V
Vrecovered = -2.2 V
V quenched = 2.0 V
V recovered = -2.2 V
2,0002,000
실시예 13Example 13 Vquenched = -3.0 V
Vrecovered = 3.0 V
V quenched = -3.0 V
V recovered = 3.0 V
5050
실시예 14Example 14 Vquenched = -2.5 V
Vrecovered = 2.5 V
V quenched = -2.5 V
V recovered = 2.5 V
1,0001,000
실시예 15Example 15 Vquenched = -2.5 V
Vrecovered = 2.5 V
V quenched = -2.5 V
V recovered = 2.5 V
1,0001,000
실시예 16Example 16 Vquenched = -2.5 V
Vrecovered = 2.5 V
V quenched = -2.5 V
V recovered = 2.5 V
300300
실시예 17Example 17 Vquenched = -2.5 V
Vrecovered = 2.5 V
V quenched = -2.5 V
V recovered = 2.5 V
500500
비교예 2Comparative Example 2 Vquenched = -2.5 V
Vrecovered = 2.5 V
V quenched = -2.5 V
V recovered = 2.5 V
2020

표 6을 참조하면, 인가 전압에 따라 형광 세기가 변화하였으며, 각 전압을 각각 5초 내지 60 초씩 인가하면서 스위칭한 결과, 본 발명에 의한 실시예11 및 12는 스위칭 반복 횟수가 2,000회 이상 되어도 안정적으로 나타났다. 그러나, 비교예 2는 스위칭 횟수가 20회 미만으로 안정성이 매우 낮게 나타남을 알 수 있다.Referring to Table 6, the fluorescence intensity was changed according to the applied voltage, and the voltages were switched between 5 seconds and 60 seconds, respectively. As a result, in Examples 11 and 12 according to the present invention, Respectively. However, in Comparative Example 2, the number of switching times is less than 20, indicating that the stability is very low.

도 8은 실시예 11의 형광 강도를 측정한 결과로, 높은 안정성을 나타내었다. Fig. 8 shows a result of measurement of the fluorescence intensity of Example 11, showing high stability.

도 9는 비교예 2의 형광 강도를 측정한 결과이며, 도 9에 나타낸 바와 같이, 비교예 2는 사이클이 얼마 진행되지 않아 형광 강도의 안정성이 크게 줄어들었다.
Fig. 9 shows the result of measuring the fluorescence intensity of Comparative Example 2. As shown in Fig. 9, in Comparative Example 2, the stability of the fluorescence intensity was greatly reduced since the cycle did not proceed much.

따라서, 본 발명에 의한 전기 형광 소자는 무기물 나노구조체를 도포한 상대전극을 사용함으로써, 장기적으로 사용하여도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다. Therefore, it has been confirmed that the electric fluorescent device according to the present invention can be stably driven even when used for a long period of time by using a counter electrode coated with an inorganic nanostructure.

실험예3Experimental Example 3 : 전기 발광 특성 평가: Evaluation of electroluminescence characteristics

실시예 18 내지 26 및 비교예 3에 의한 전기 발광 소자의 특성을 평가하기 위한 실험을 수행하였다.Experiments were conducted to evaluate the characteristics of the electroluminescent device according to Examples 18 to 26 and Comparative Example 3.

상기 전기 발광 소자의 특성을 평가하기 위한 장비로는 분광복사기(Spectroradiometer, CS-2000, Konica Minolta)를 이용하여 발광 세기를 측정하였다. 소자에 인가하는 전압은 함수 발생기(Function Generators, Agilent 33210A)로 제어하였다. 소자의 전압은 AC 2 V 내지 4 V 로 인가하고 주파수는 50 Hz 로 하여 발광세기 및 광 지속시간을 측정하였다. As a device for evaluating the characteristics of the electroluminescent device, emission intensity was measured using a spectroradiometer (CS-2000, Konica Minolta). The voltage applied to the device was controlled by Function Generators (Agilent 33210A). The voltage of the device was applied from 2 V to 4 V AC and the emission intensity and the light duration were measured at a frequency of 50 Hz.

측정 결과는 하기 표 7 및 도 10에 나타내었다. The measurement results are shown in Table 7 and FIG.

구분division 구동 전압
(진동수)
Driving voltage
(Frequency)
광량(a.u.)Light quantity (a.u.) 광 지속 시간Light duration
실시예 18Example 18 AC 2.5 V
(50 Hz)
AC 2.5 V
(50 Hz)
6.36.3 7 min 지속7 min continuous
실시예 19Example 19 AC 2.5 V
(50 Hz)
AC 2.5 V
(50 Hz)
12.212.2 5 min 지속Lasting 5 min
실시예 20Example 20 AC 2.5 V
(50 Hz)
AC 2.5 V
(50 Hz)
16.516.5 60 min 지속60 min continuous
실시예 21Example 21 AC 2.5 V
(50 Hz)
AC 2.5 V
(50 Hz)
7.57.5 60 min 지속60 min continuous
실시예 22Example 22 AC 3 V
(50 Hz)
AC 3 V
(50 Hz)
6.26.2 7 min 지속7 min continuous
실시예 23Example 23 AC 3 V
(50 Hz)
AC 3 V
(50 Hz)
7.57.5 5 min 지속Lasting 5 min
실시예 24Example 24 AC 3 V
(50 Hz)
AC 3 V
(50 Hz)
1515 10 min 지속Lasts 10 min
실시예 25Example 25 AC 3 V
(50 Hz)
AC 3 V
(50 Hz)
88 15 min 지속15 min lasting
실시예 26Example 26 AC 3 V
(50 Hz)
AC 3 V
(50 Hz)
1010 5 min 지속Lasting 5 min
비교예 3Comparative Example 3 AC 2 V
(50 Hz)
AC 2 V
(50 Hz)
9.29.2 2 min 지속2 min continuous

표 7에 의하면, 본 발명에 의한 실시예는 광량(a.u.)는 6.2 내지 16.5로 높게 나타났으며, 광 지속 시간은 5분 내지 60분이었다. 특히 실시예 20은 16.5 a.u. 의 높은 광량을 나타내며, 이러한 광량은 약 60 분 동안 지속되었다. 그러나, 비교예 3의 경우, 광량은 9.2 a.u. 였으며, 광 지속 시간은 약 2 분이었다.According to Table 7, the light intensity (a.u.) of the embodiment of the present invention was as high as 6.2 to 16.5, and the light duration was 5 to 60 minutes. In particular, Example 20 contained 16.5 a.u. , And this amount of light was maintained for about 60 minutes. However, in the case of Comparative Example 3, the light amount was 9.2 a.u. And the light duration was about 2 minutes.

또한, 도 10에서 A는 실시예 18이고, B는 비교예 3이다. 도 10을 참조하면, 실시예 18인 A는 300 초가 지나도 일정한 광량을 유지하지만, 비교예 3인 B는 100초를 기점으로 광량이 급격히 저하되는 것을 알 수 있다.
In Fig. 10, A is Example 18 and B is Comparative Example 3. Referring to FIG. 10, it can be seen that the phosphor A of Example 18 maintains a constant amount of light even after 300 seconds, whereas the phosphor B of Comparative Example 3 sharply decreases the light amount from 100 seconds.

따라서, 본 발명에 의한 전기 발광 소자는 상대전극 표면에 무기물 나노구조체를 도포함으로써, 광량 및 광 지속 시간을 효과적으로 증가시킴을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the electroluminescent device according to the present invention effectively increases the light quantity and the light duration by applying the inorganic nanostructure on the surface of the counter electrode.

100: 2 전극 소자
200: 3 전극 소자
300: 트랜지스터
2, 22: 작업전극 4, 24: 스페이서
6, 26: 상대전극 8, 28, 50: 전해질
10, 30: 무기물 나노구조체 12, 32, 48: 전원
40: 제1 전극 42: 제2 전극
44: 제3 전극 46: 기판
100: 2 electrode element
200: 3 electrode element
300: transistor
2, 22: Working electrode 4, 24: Spacer
6, 26: counter electrode 8, 28, 50: electrolyte
10, 30: inorganic nanostructure 12, 32, 48: power source
40: first electrode 42: second electrode
44: third electrode 46: substrate

Claims (9)

전기전도성 전극판; 및
상기 전극판의 일면 또는 양면에 형성된 무기물 나노구조체를 포함하며,
상기 무기물 나노구조체는 평균 30 내지 500 m2/g 범위의 표면적을 갖는 것을 특징으로하는 전기 화학 소자용 상대전극이고,
상기 전기 화학 소자는 전기 발광 또는 전기 형광 스위칭 소자이며,
상기 전기 발광 소자의 무기물 나노구조체가 하기 조건 1 또는 조건 2를 만족하는 전기 화학 소자용 상대전극:
[조건 1]
V2O5 및 MoO3 중에서 선택되는 1종 이상인 제1 무기물 군; 및
IrO2, 및 CoO 중에서 선택되는 1종 이상인 제2 무기물 군을 포함;
[조건 2]
TiO2와 NiO를 9:1 내지 7:3 중량비율로 포함.
An electrically conductive electrode plate; And
And an inorganic nanostructure formed on one or both surfaces of the electrode plate,
Wherein the inorganic nanostructure has a surface area on the average of 30 to 500 m 2 / g,
The electrochemical device is an electroluminescent or electro fluorescent switching device,
Wherein the inorganic nanostructure of the electroluminescent element satisfies the following Condition 1 or Condition 2:
[Condition 1]
V 2 O 5, and MoO 3 ; And
IrO 2, and CoO;
[Condition 2]
TiO 2 and NiO in a weight ratio of 9: 1 to 7: 3.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
전기 화학 소자는 전기 형광 스위칭 소자이고,
상기 전기 형광 스위칭 소자의 무기물 나노구조체는,
IrO2 및 CoO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 전기 화학 소자용 상대전극.
The method according to claim 1,
The electrochemical device is an electro-fluorescence switching device,
Wherein the inorganic nanostructure of the electro-optical switching element comprises:
IrO 2, and CoO. The counter electrode for an electrochemical device according to claim 1,
삭제delete 제 1 항에 있어서,
무기물 나노구조체의 두께는 1 nm 내지 20 ㎛ 범위인 전기 화학 소자용 상대전극.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the inorganic nanostructure ranges from 1 nm to 20 占 퐉.
전기 화학 소자용 상대전극을 제조하는 방법에 있어서,
무기물 나노입자 페이스트를 준비하는 단계;
전기전도성 전극판에 상기 무기물 나노입자 페이스트를 도포하여 평균 30 내지 500 m2/g 범위의 표면적을 갖는 무기물 나노구조체를 형성하는 단계; 및
열처리 하는 단계를 포함하고,
상기 전기 화학 소자는 전기 발광 또는 전기 형광 스위칭 소자이며,
상기 전기 화학 소자가 전기 발광 소자인 경우에는,
상기 무기물 나노구조체가 하기 조건 1 또는 조건 2를 만족하고,
상기 전기 화학 소자가 전기 형광 스위칭 소자인 경우에는,
상기 무기물 나노구조체가 IrO2 및 CoO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 전기 화학 소자용 상대전극 제조방법:
[조건 1]
V2O5 및 MoO3 중에서 선택되는 1종 이상인 제1 무기물 군; 및
IrO2, 및 CoO 중에서 선택되는 1종 이상인 제2 무기물 군을 포함;
[조건 2]
TiO2와 NiO를 9:1 내지 7:3 중량비율로 포함.
A method of manufacturing a counter electrode for an electrochemical device,
Preparing an inorganic nanoparticle paste;
Applying the inorganic nanoparticle paste to an electrically conductive electrode plate to form an inorganic nanostructure having an average surface area in the range of 30 to 500 m 2 / g; And
Comprising the step of heat treating,
The electrochemical device is an electroluminescent or electro fluorescent switching device,
When the electrochemical device is an electroluminescent device,
Wherein the inorganic nanostructure satisfies the following Condition 1 or Condition 2,
When the electrochemical device is an electro-optical switching device,
Wherein the inorganic nanostructure comprises at least one selected from the group consisting of IrO 2 and CoO.
[Condition 1]
V 2 O 5, and MoO 3 ; And
IrO 2 , and CoO;
[Condition 2]
TiO 2 and NiO in a weight ratio of 9: 1 to 7: 3.
제 7 항에 있어서,
열처리 하는 단계는,
100 내지 700 ℃ 범위의 온도에서, 10분 내지 3시간 동안 수행하는 것인 전기 화학 소자용 상대전극 제조방법.
8. The method of claim 7,
The heat-
At a temperature in the range of 100 to 700 占 폚 for 10 minutes to 3 hours.
제 1 항, 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 상대전극;
상기 전극과 마주보도록 배치된 작업전극; 및
상기 두 전극 사이의 공간에 채워진 전해질을 포함하는 전기 화학 소자.
10. A counter electrode according to any one of claims 1, 4, and 6;
A working electrode arranged to face the electrode; And
And an electrolyte filled in a space between the two electrodes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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