KR102252956B1 - Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same - Google Patents
Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102252956B1 KR102252956B1 KR1020160075700A KR20160075700A KR102252956B1 KR 102252956 B1 KR102252956 B1 KR 102252956B1 KR 1020160075700 A KR1020160075700 A KR 1020160075700A KR 20160075700 A KR20160075700 A KR 20160075700A KR 102252956 B1 KR102252956 B1 KR 102252956B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- graphene
- electrode
- substrate
- forming
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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 based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/155—Electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/023—Alloys based on aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/026—Alloys based on copper
Abstract
고품질의 그래핀 및 투명전도성층을 이용한 우수한 특성의 고신뢰성 투명기판 기반 전자소자용 전극 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법은 전도성 성장기판 상에서 그래핀을 성장시키는 그래핀성장단계; 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층을 형성하는 단계; 원자층 상에 투명전도성층을 형성하는 투명전도성층 형성단계; 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 버스전극을 형성하는 단계; 및 버스전극을 연성기판에 부착하는 단계;를 포함한다. An electrode for an electronic device based on a high-reliability transparent substrate having excellent properties using high-quality graphene and a transparent conductive layer and a method for manufacturing the same are proposed. The method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to the present invention comprises: a graphene growing step of growing graphene on a conductive growth substrate; Forming an atomic layer by performing an atomic layer deposition process on the graphene layer; A transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the atomic layer; Forming a bus electrode by removing a portion of the conductive growth substrate; And attaching the bus electrode to the flexible substrate.
Description
본 발명은 그래핀 성장 금속촉매층을 이용하여 버스전극을 구성한 투명기판 기반 전자소자용 전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그래핀 복합전극을 구성하는데 사용되는 성장기판의 일부를 이용하여 구성된 버스전극을 포함하는 우수한 특성의 고신뢰성 투명기판 기반 전자소자용 전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a transparent substrate-based electronic device comprising a bus electrode using a graphene growth metal catalyst layer and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a part of the growth substrate used to construct a graphene composite electrode. The present invention relates to an electrode for an electronic device based on a highly reliable transparent substrate including a configured bus electrode and a method of manufacturing the same.
투명기판을 기반으로 한 투명전자소자로는 전기변색, 열변색, 광변색 및 발열 등을 기반으로 한 스마트 윈도우(smart window), 전기변색을 이용한 자동차용 룸미러, 투명 디스플레이, 표시 소자 등 기술의 발전에 의해 그 영역이 더욱 넓어지고 있다. 또한, 커브드(curved) 또는 폴더블(foldable) 디스플레이와 같이 소자의 유연성이 극대화된 전자 제품에 대한 요구가 점차 증가하고 있는 추세로 보아 전자소자의 기본이 되는 전극의 유연성은 필수적인 요소가 되어가고 있다.Transparent electronic devices based on transparent substrates include smart windows based on electrochromic, thermochromic, photochromic and heat generation, automotive room mirrors using electrochromic, transparent displays, and display devices. With the development, the area is getting wider. In addition, as the demand for electronic products with maximum device flexibility, such as curved or foldable displays, is gradually increasing, the flexibility of electrodes, which is the basis of electronic devices, is becoming an essential factor. have.
유연 투명기판으로 사용 가능한 여러가지 소재 중, ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 전도성 산화물(transparent conducting oxide, TCO)과 그래핀이 가장 유력하다. 투명 전도성 산화물은 높은 투명도와 전도도를 가지는 물질이지만 유연성이 떨어지고, 그래핀은 투명도와 유연성이 매우 우수하나 투명 전도성 산화물에 비하여 전도도가 떨어진다는 단점이 있다.Among the various materials that can be used as flexible transparent substrates, transparent conducting oxide (TCO) such as indium tin oxide (ITO) and graphene are the most influential. A transparent conductive oxide is a material having high transparency and conductivity, but has low flexibility, and graphene has a disadvantage in that it has excellent transparency and flexibility, but has a lower conductivity than a transparent conductive oxide.
투명기판을 기반으로 한 전자소자 중 하나인 전기변색소자(electrochromic device)는 전기와 같은 외부 자극에 의하여 변색 물질이 자극되어 화학 반응이 일어나고, 가시적으로 변색 효과가 발생하는 소자이다. 투명기판을 기반으로 한 전기변색소자는 제1투명기판 상에 형성된 제1전극과 제2투명기판 상에 형성된 제2전극이 마주보도록 구성되고, 제1 및 제2전극 사이에 이온저장층, 전해질층 및 전기변색층이 적층된 구조를 갖는다. 전기변색소자의 제1 및 제2전극에 사이에 전위차가 발생되면 전해질층에 포함되어 있는 이온이 전기변색층 또는 이온저장층의 내부로 이동하여 산화/환원 반응을 함으로써 가시적으로 색이 변하거나 색의 농담이 변하게 되며, 이러한 광 투과 특성을 이용하여 스마트 윈도우(smart window), 자동차용 룸미러, 투명 디스플레이의 차광판은 물론 표시 소자 등으로 광범위하게 이용되고 있다. An electrochromic device, which is one of the electronic devices based on a transparent substrate, is a device in which a color change material is stimulated by an external stimulus such as electricity to cause a chemical reaction, and a color change effect is visibly generated. An electrochromic device based on a transparent substrate is configured such that a first electrode formed on a first transparent substrate and a second electrode formed on a second transparent substrate face each other, and an ion storage layer and an electrolyte are formed between the first and second electrodes. The layer and the electrochromic layer have a laminated structure. When a potential difference occurs between the first and second electrodes of the electrochromic element, the ions contained in the electrolyte layer move to the inside of the electrochromic layer or the ion storage layer and undergo an oxidation/reduction reaction, thereby visually changing color or color. The shade of the picture changes, and by using this light transmission characteristic, it is widely used as a light-shielding plate of a smart window, a car room mirror, and a transparent display, as well as a display element.
전기변색소자뿐만이 아니라 투명기판을 기반으로 한 전자소자의 작동을 위해서는 일정한 크기의 전기가 인가되어야 한다. 그래핀 복합전극에 바로 전기를 인가하는 것도 가능하나, 소자의 구조 및 전기적, 물리적 안정성을 보장하기 위해서는 추가 공정을 통한 버스전극의 형성이 필수적이다.For the operation of not only electrochromic devices but also electronic devices based on transparent substrates, electricity of a certain size must be applied. It is also possible to directly apply electricity to the graphene composite electrode, but it is essential to form a bus electrode through an additional process in order to ensure the structure and electrical and physical stability of the device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 그래핀 성장 금속촉매층을 이용하여 버스전극을 구성한 우수한 특성의 고신뢰성 투명기판 기반 전자소자용 전극 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode for an electronic device based on a highly reliable transparent substrate having excellent properties and a method of manufacturing the same, in which a bus electrode is formed using a graphene growth metal catalyst layer. It is in the offering.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법은 전도성 성장기판 상에서 그래핀을 성장시키는 그래핀성장단계; 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층을 형성하는 단계; 원자층 상에 투명전도성층을 형성하는 투명전도성층 형성단계; 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 버스전극을 형성하는 단계; 및 버스전극을 연성기판에 부착하는 단계;를 포함한다. A method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises: a graphene growing step of growing graphene on a conductive growth substrate; Forming an atomic layer by performing an atomic layer deposition process on the graphene layer; A transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the atomic layer; Forming a bus electrode by removing a portion of the conductive growth substrate; And attaching the bus electrode to the flexible substrate.
원자층을 형성하는 단계는 그래핀층 상에 존재하는 결함영역에 원자들을 배열하여 수행될 수 있다. The step of forming the atomic layer may be performed by arranging atoms in a defect region existing on the graphene layer.
전도성 성장기판은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. Conductive growth substrates are Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, brass, stainless steel And one or more metals selected from the group consisting of Ge or alloys thereof.
버스전극을 형성하는 단계는 그래핀층이 노출되도록 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 수행될 수 있다. The forming of the bus electrode may be performed by removing a part of the conductive growth substrate so that the graphene layer is exposed.
버스전극을 형성하는 단계는 전도성 성장기판 상에 마스크를 위치시키는 단계; 및 전도성 성장기판을 에칭하는 단계;를 포함할 수 있다. The forming of the bus electrode may include placing a mask on the conductive growth substrate; And etching the conductive growth substrate.
연성기판은 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. Flexible substrates include poly(methyl methacrylate, PMMA), polyethyleneterephthalate (PET), polyethylenenaphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyimide (PI). ) May include any one of.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전도성 성장기판 상에서 그래핀을 성장시키는 그래핀성장단계; 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층을 형성하는 단계; 원자층 상에 투명전도성층을 형성하는 제1투명전도성층 형성단계; 제1투명전도성층 상에 전기변색층, 전해질층 및 이온저장층을 포함하는 전기변색부를 형성하는 단계; 전기변색부 중 최외곽층에 투명전도성층을 형성하는 제2투명전도성층 형성단계; 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 버스전극을 형성하는 단계; 및 버스전극을 연성기판에 부착하는 단계;를 포함하는 전기변색소자 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a graphene growth step of growing graphene on a conductive growth substrate; Forming an atomic layer by performing an atomic layer deposition process on the graphene layer; A first transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the atomic layer; Forming an electrochromic part including an electrochromic layer, an electrolyte layer, and an ion storage layer on the first transparent conductive layer; A second transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the outermost layer of the electrochromic part; Forming a bus electrode by removing a portion of the conductive growth substrate; And attaching the bus electrode to the flexible substrate.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 연성기판; 연성기판 상에 형성된 버스전극; 전기적 연결부 상에 형성된 그래핀층; 그래핀층 상에 형성된 원자층; 및 원자층 상에 형성된 투명전도성층;을 포함하는 투명기판 기반 전자소자용 전극이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a flexible substrate; A bus electrode formed on the flexible substrate; A graphene layer formed on the electrical connection portion; An atomic layer formed on the graphene layer; And a transparent conductive layer formed on the atomic layer.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 그래핀 성장 금속촉매층을 이용하여 버스전극을 구성한 투명기판 기반 전자소자용 전극 및 그의 제조방법을 이용하면, 그래핀이 보유하는 결함을, 결함과 유사한 크기의 원자층을 도포하여 치유하므로 고품질의 그래핀을 전극 기판으로 사용할 수 있고, 이후 투명전도성층, 예를 들면 ITO층 형성공정과 같은 높은 에너지를 적용하는 공정에서도 결함에 의한 품질저하를 최소화 할 수 있어서 전기변색소자에 사용되는 투명 전극의 품질을 유지할 수 있는 효과가 있다. As described above, when using the electrode for a transparent substrate-based electronic device and a method of manufacturing the same, which constitutes a bus electrode using a graphene growth metal catalyst layer according to embodiments of the present invention, defects possessed by graphene are Since it is healed by applying an atomic layer of similar size, high-quality graphene can be used as an electrode substrate, and the quality deterioration due to defects is minimized even in the process of applying high energy such as the transparent conductive layer, for example, the ITO layer formation process As a result, there is an effect of maintaining the quality of the transparent electrode used in the electrochromic device.
아울러, 고품질 그래핀으로 인하여 소자의 전도도가 보장되어 투명전도성층의 두께가 최소화되고, 이로 인해 소자의 유연성 및 투명성이 우수한 전극을 얻을 수 있다. 또한, 그래핀이 투명전도성층과 성장기판 사이의 배리어 역할을 하여 성장기판의 구성성분이 투명전도성층으로 확산되는 것을 방지하여 투명전도성층의 전도도 및 투명도가 유지되어 고품질 고신뢰성 투명기판을 제작할 수 있는 효과가 있다. In addition, the high-quality graphene ensures the conductivity of the device, thereby minimizing the thickness of the transparent conductive layer, thereby obtaining an electrode having excellent flexibility and transparency of the device. In addition, graphene acts as a barrier between the transparent conductive layer and the growth substrate, preventing the constituents of the growth substrate from spreading to the transparent conductive layer, thereby maintaining the conductivity and transparency of the transparent conductive layer, making it possible to manufacture a high-quality, highly reliable transparent substrate. There is an effect.
더하여, 그래핀 복합전극을 이용하고 구성한 소자의 작동을 위해서는 전기를 인가하기 위한 버스전극의 추가적인 형성이 필수적이다. 유연투명기판을 구성하기 위해서는 그래핀 성장에 사용되는 전도성 기판을 제거하고 연성기판을 부착하여야 하는데, 본 발명의 실시예들에 따르면 전도성 기판의 제거 단계에서 그래핀 성장기판의 일부를 원하는 패턴만 남기고 제거하여 추가적인 버스전극의 구성 단계를 생략하고도 소자의 구동에 필요한 버스전극을 형성할 수 있다.In addition, additional formation of a bus electrode for applying electricity is essential for the operation of the device using the graphene composite electrode. In order to construct a flexible transparent substrate, the conductive substrate used for graphene growth must be removed and the flexible substrate must be attached.According to the embodiments of the present invention, in the removing step of the conductive substrate, a part of the graphene growth substrate remains only a desired pattern. By removing it, it is possible to form the bus electrode required for driving the device even without the configuration step of the additional bus electrode.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법의 설명에 제공되는 도면들이고, 도 8은 도 7의 A-A' 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자 중 전기변색소자 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.1 to 7 are views provided to explain a method for manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along AA′ of FIG.
9 to 11 are views provided to explain a method of manufacturing an electrochromic device among electronic devices based on a transparent substrate according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art. In the accompanying drawings, there may be components having a specific pattern or having a predetermined thickness, but this is for convenience of description or distinction. It is not limited to just that.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법의 설명에 제공되는 도면들이고, 도 8은 도 7의 A-A' 단면도이다. 본 실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법은 전도성 성장기판(110) 상에서 그래핀층(120)을 성장시키는 그래핀성장단계; 그래핀층(120) 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층(130)을 형성하는 단계; 원자층(130) 상에 투명전도성층(140)을 형성하는 투명전도성층 형성단계; 전도성 성장기판(110)의 일부를 제거하여 버스전극(110')을 형성하는 단계; 및 버스전극(110')을 연성기판(150)에 부착하는 단계;를 포함한다. 1 to 7 are views provided to explain a method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 7. The method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to the present embodiment includes a graphene growth step of growing a
본 발명에서는 투명전도성층과 그래핀층을 함께 사용하여 전극의 물성이 보완되는 그래핀 복합전극에서 그래핀 성장 금속촉매층의 일부를 버스전극으로 사용하는 투명기판 기반 전자소자용 전극의 제조방법이 개시된다. In the present invention, a method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate using a part of a graphene growth metal catalyst layer as a bus electrode in a graphene composite electrode in which physical properties of an electrode are supplemented by using a transparent conductive layer and a graphene layer together is disclosed. .
본 발명에 따라 투명기판 기반 전자소자용 전극을 제조하기 위해서는 먼저 전도성 성장기판(110) 상에서 그래핀층(120)을 성장시키는 그래핀성장단계가 수행된다(도 1). 그래핀은 다양한 방식으로 합성될 수 있는데, 본 실시예에서는 전도성 성장기판 상에서 직접 그래핀이 합성되는 직접성장법에 의해 합성된다. 전도성 성장기판(110)은 그래핀을 성장시키기 위한 베이스(seed layer)로 기능하는 것으로, 특정 재료로 한정되지 않으나 다음단계에서 일부가 제거되어 버스전극(110')으로 기능하여야 하므로 전도성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어 전도성 성장기판(110)은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. In order to manufacture an electrode for an electronic device based on a transparent substrate according to the present invention, a graphene growth step of growing a
전도성 성장기판(110)은 그래핀의 성장을 용이하게 하기 위하여 탄소를 잘 흡착하는 촉매층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 촉매층은 특정 재료로 한정되지 않으며, 전도성 성장기판(110)과 동일 또는 상이한 물질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 촉매층의 두께 역시 제한되지 않으며, 형태 역시 박막이나 후막일 수 있다. The
전도성 성장기판이 준비되면, 전도성 성장기판(110) 상에서 그래핀을 성장시키는 그래핀 성장단계가 수행된다. 전도성 성장기판(110) 상에 그래핀층(120)을 형성시키는 방법으로는 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)이 이용될 수 있다. 여기에서 화학기상증착법은 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD) 등으로 세분될 수 있다. When the conductive growth substrate is prepared, a graphene growth step of growing graphene on the
전도성 성장기판(110)이 반응기에 투입되고, 탄소원(carbon source)으로 활용되는 반응가스의 공급 조건 하에서, 상압 열처리를 통하여 그래핀을 성장시켜 그래핀층(120)을 형성할 수 있다.The
그래핀 성장을 위한 열처리 온도는 300℃ 내지 2,000℃ 일 수 있다. 이와 같이 전도성 성장기판(110)을 고온 및 상압에서 탄소원과 반응시키면 공급된 탄소가 전도성 성장기판(110)에 용해 또는 흡착되고, 이후 용해, 흡착된 탄소원자들이 성장기판(110) 표면에서 결정화됨으로써 그래핀 결정 구조를 형성하게 된다. The heat treatment temperature for graphene growth may be 300°C to 2,000°C. When the
한편, 상술한 공정에 있어 전도성 성장기판(110)의 종류 및 두께(촉매층을 포함함), 반응시간, 냉각속도, 반응 가스 농도 등을 조절함으로써 그래핀층(120)의 층수를 조절할 수 있다.Meanwhile, in the above-described process, the number of layers of the
탄소원으로는 예를 들어 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 있을 수 있다.Examples of carbon sources include carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, and the like.
탄소원을 포함하는 반응 가스를 기체상으로 공급하면서, 온도를 제어함으로써 반응 가스의 탄소 원자가 전도성 성장기판(110) 표면에서 6각형의 판상 구조를 형성하면서 그래핀이 합성된다(도 1).Graphene is synthesized while supplying a reaction gas including a carbon source in the gas phase and controlling the temperature to form a hexagonal plate-like structure on the surface of the
그래핀층(120)이 형성되면, 그래핀층(120) 상에 원자층(130) 증착공정을 수행하여 원자층(130)을 형성하는 단계가 수행된다. 도 1을 참조하면, 그래핀층(120) 상에 육각형 구조의 그래핀결정구조(121)가 형성되어 있고, 3개의 그래핀 도메인이 충돌하여 그래핀 도메인 경계(122)도 형성되어 있다. 이러한 그래핀 도메인 경계(122)는 그래핀층(120)의 이상적인 육각구조의 결정구조를 파괴하게 되고 이는 곧 그래핀의 결함으로 작용한다. 즉, 그래핀층(120)의 전도성이 열화되고 누설전류가 발생하여 그래핀층(120)을 이용한 투명기판 등의 제조시 제품신뢰성이 악화되는 문제가 발생한다. 또한, 그래핀 결함(122)은 후공정 수행시 고온 고압조건에서 에너지 등이 응집하는 영역이 되어 그래핀층(120)을 더욱 손상시키게 된다. When the
본 발명에 따른 버스전극을 포함하는 투명기판 기반 전자소자용 전극 제조방법에서는 이러한 그래핀 결함(122)을 치유하는 방법으로써, 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층(130)을 형성하는 단계가 수행된다. 도 2를 참조하면, 그래핀 결함(122)에 원자층이 증착되어 있는데, 본 발명에서 그래핀층(120) 상에 원자층(130)이 형성되어 있다는 것은 원자층이 1층, 2층과 같이 층으로 배열되어 있는 상태를 포함하여, 그래핀층(120)의 상면에 위치하는 그래핀 결함(122) 부분에 원자 라인(line)이 결함을 도포하도록 배열되어 있는 상태, 즉 한 층의 일부를 형성하는 원자배열 또한 포함하는 개념이다. 이러한 원자배열의 형태는 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 공정의 수행에 의해 구현가능하다. In the method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate including a bus electrode according to the present invention, as a method of healing the
ALD 공정은 증착하고자 하는 원자의 전구체 가스를 주입하고 반응가스를 함께 주입하여 증착대상 기판에 원자를 층으로 적층하여 박막을 형성시키는 공정이다. In the ALD process, a precursor gas of an atom to be deposited is injected and a reaction gas is injected together to form a thin film by laminating atoms in a layer on a substrate to be deposited.
도 3은 도 2에서 원자층이 형성된 그래핀층의 단면도이다. 원자층(130)은 그래핀층(120)의 그래핀 결함(122)에 집중적으로 배열되는데, 이는 ALD 공정에 따른 원자의 배열이 상대적으로 에너지가 응집된 그래핀 결함(122)부분에 우선적으로 증착되기 때문으로 해석될 수 있다. 이렇듯, 그래핀 결함(122)은 에너지가 집결하기 쉬운 영역이므로 이후 공정에서 높은 에너지(열 또는 플라즈마)를 인가하는 공정이 수행된다면 결함영역에서 손상이 심화될 수 있으나, 원자층(130)이 그래핀 결함(122)에 도포된 경우, 그래핀의 결함부로 에너지가 집중되는 것을 방지하여 그래핀층(120)의 물성저하를 방지할 수 있다.3 is a cross-sectional view of a graphene layer in which an atomic layer is formed in FIG. 2. The
원자층(130)으로는 금속 또는 금속산화물의 원자층이 형성될 수 있는데, 예를 들면, 산화알루미늄 또는 산화아연 등의 금속산화물 원자층이 형성될 수 있다. 산화알루미늄의 경우, 원자층의 직경이 약 0.67Å이므로 1 내지 10nm의 그래핀층(120)의 경우, 그래핀 결함(122)의 내부에 산화알루미늄 원자층이 형성되거나, 그래핀 결함(122) 근처로 모여 그래핀 도메인 경계(122)를 따라 라인형태로 형성될 수 있다. As the
원자층(130)은 원자층 증착공정이 복수회 반복되어 형성될 수 있다. 원자층의 증착횟수는 그래핀층(120)의 두께와 그래핀 결함(122)의 크기나 빈도 등을 고려하여 선택될 수 있다. The
원자층 증착공정이 다수회 반복되어 수행되면, 원자층(130)은 하나의 층으로 구현될 수도 있다. 원자층(130)은 전술한 바와 같이 금속 또는 금속산화물을 포함할 수 있으나, 그래핀층(120) 또는 투명전도성층(140)의 전도성에 불리한 영향을 미치지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 산화물 종류의 이종물질의 도입으로 인한 그래핀층(120)에 약간의 전도도 저하가 일어날 수는 있으나, 투명전도성층(140)의 전도성에는 불리한 영향을 미치지 않으며 투명전도성층(140)을 형성하면서 생기는 결함을 최소화하므로 원자층이 그래핀 복합전극(120~140)에 미치는 영향은 무시할 수 있다.When the atomic layer deposition process is repeatedly performed a plurality of times, the
원자층(130)이 형성되면, 원자층(130) 상에 투명전도성층을 형성하여 투명전도성층(140)을 형성하게 되고, 이들은 하나의 전극으로서 기능하게 된다(도 4). 투명전도성층(140)은 투명한 재질의 전도성 물질로 구현되는데, 예를 들면, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), FTO(F-doped tin oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), a-IGZO(In2O3:Ga2O3:ZnO), MgIn2O4, Zn2SnO4, ZnSnO3, (Ga,In)2O3, Zn2In2O5, InSn3O12, In2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdSnO3 및 CdIn2O4 중에서 선택되는 1 이상의 금속산화물이거나, Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN 및 Pt 중에서 선택되는 1 이상의 금속이거나, Cu 나노와이어 또는 Ag 등의 나노와이어를 포함할 수 있다.When the
투명전도성층(140)은 열증착(thermal deposition), 화학기상증착 또는 스퍼터링 등의 물리적 또는 화학적 증착 공정을 이용하여 형성할 수 있다.The transparent
본 발명에 따른 전도성 성장기판(110) 상의 그래핀층(120), 원자층(130) 및 투명전도성층(140)은 전기변색소자의 투명기판으로 사용될 수 있다. 그래핀층(120)의 유연성 및 투명성과 두께가 얇다는 장점을 이용하여 단독으로 투명기판으로 사용할 수는 있으나, 전극으로서 요구되는 수준의 전도도를 달성하기가 어려워 단독사용이 어렵다. 투명전도성층(140)은 높은 투명도와 전도도를 나타내나, 유연성이 낮아 유연전극으로 구현되기 어려우며 높은 전도도를 확보하기 위해서는 전극의 두께가 두꺼워지고, 이에 따라 투명도와 유연성이 저하되어 단독 사용시 원하는 품질을 달성하기에 어려움이 있다. The
본 발명에 따른 버스전극을 포함하는 전기변색소자의 전극은 그래핀층(120) 상에 투명전도성층(140)을 함께 포함하여, 그래핀층(120)의 낮은 전도성을 보완하고, 투명전도성층(140)의 두께를 줄여 투명도를 높이고 전극의 유연성을 확보한다. The electrode of the electrochromic device including the bus electrode according to the present invention includes a transparent
또한, 그래핀층(120)에 투명전도성층(140)을 형성한 뒤, 연성기판으로 전사하므로 고온처리를 통한 투명전도성층(140)의 결정화가 가능하여 높은 전도도를 달성할 수 있을 뿐만이 아니라, 전도성 성장기판(110)과 투명전도성층(140) 사이에 그래핀층(120)이 성장기판(110)으로부터 불순물 유입을 방지하여 투명전도성층(140)의 전도도와 투명도를 유지할 수 있다. In addition, since the transparent
투명전도성층(140)이 형성되면, 전도성 성장기판(110)의 일부를 제거하여 버스전극(110')을 형성한다. 버스전극(110')은 전기변색소자에 전압 또는 전류를 인가할 수 있는 통로이다. 인가된 전압 또는 전류는 버스전극을 통하여 그래핀 복합전극(120~140)의 전면에 가해지고, 그래핀층(120)을 통해 인가된 전압 또는 전류가 투명전도성층(140) 상에 인가된다. 즉, 투명기판 기반 전자소자의 작동을 위한 전기신호는 버스전극을 통하여 그래핀층(120) 전면, 그래핀층(120)을 통해 투명전도성층(140)을 거쳐 투명전도성층(140) 상부로 전달되므로 버스전극은 도 6과 같이 그래핀층(120)의 외곽부만을 연결하며 일부영역에만 형성될 수 있다.When the transparent
버스전극의 구조는 도 6과 같은 형상으로 국한되는 것이 아니라, 전극 또는 소자의 크기, 전기장의 분포 등을 고려하여 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.The structure of the bus electrode is not limited to the shape as shown in FIG. 6, but may be formed in various patterns in consideration of the size of the electrode or device, distribution of electric field, and the like.
본 발명에서는 추가적인 공정을 통하여 버스전극(110')을 별도로 형성하는 것이 아니라 그래핀층(120), 원자층(130) 및 투명전도성층(140)이 형성된 후, 연성기판으로 옮기기 전에 제거되어야 하는 전도성 성장기판(110)을 모두 제거하지 않고 일부분을 남겨 버스전극(110')의 형태를 형성한다. 이는 전도성을 가지는 전도성 성장기판(110)의 특성을 이용한 것이다. 따라서, 버스전극(110') 형성 과정을 별도로 구성하지 않고 제조공정상에서 버스전극(110')까지 한번의 프로세스로 제조가 가능하므로, 공정이 용이하고 제조비용이 절감될 수 있다. 또한, 버스전극 상에는 그래핀층(120)이 성장되어 있어 별도로 버스전극(110')을 그래핀층(120)상에 부착하는 공정이 불필요하여 접착층 등의 형성을 생략할 수 있다. In the present invention, the
버스전극(110')을 형성하기 위한 전도성 성장기판(110)의 제거는 전도성 성장기판(110)을 선택적으로 제거할 수 있는 에칭용액을 이용한다. 에칭용액은 전도성 성장기판(110)의 종류에 따라 대응되어 선택될 수 있으며, 에칭용액의 예로는 불화수소(HF), BOE(buffered oxide etch), 염화 제2철(FeCl3) 용액, 또는 질산 제2철(Fe(NO3)3) 용액 등이 있다.The removal of the
전도성 성장기판(110)의 제거를 통한 버스전극(110')의 형성은 버스전극(110')을 형성하고자 하는 패턴으로 제작된 마스크(M)를 사용하거나, 에칭용액과 전도성 성장기판(110)의 접촉을 제한하기 위하여 원하는 패턴으로 전도성 성장기판(110)을 마스킹 한 뒤, 전도성 성장기판(110)을 에칭하는 방법으로 버스전극(110')의 패턴을 형성할 수 있다(도 5).For the formation of the
버스전극(110')은 도 6과 같이 일부가 제거된 상태로 형성되고, 그에 따라 전도성 성장기판(110)과 접촉하는 그래핀층(120)이 외부로 노출된다. 이후, 버스전극(110') 측에 연성기판(150)을 부착하여 전기변색소자용 유연전극을 제조한다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 전도성 성장기판(110)의 일부가 제거되어 버스전극(110') 내에는 빈공간(111)이 형성되었고, 이는 연성기판(150)에 의해 둘러싸인 상태로 형성된다. As shown in FIG. 6, the
도 7에 따른 투명기판 기반 전자소자용 전극(100)은 연성기판(150); 연성기판(150) 상에 형성된 버스전극(110'); 버스전극(110') 상의 그래핀층(120); 그래핀층(120) 상에 형성된 원자층(130); 및 원자층(130) 상에 형성된 투명전도성층(140)을 포함한다. The
본 발명에서 사용될 수 있는 연성기판(150)은 유연성(flexibility)을 나타내는 기판으로 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명기판 기반 전자소자 중 전기변색소자 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법은 전도성 성장기판(210) 상에서 그래핀층(220)을 성장시키는 그래핀성장단계; 그래핀층(220) 상에 원자층(230) 증착공정을 수행하여 원자층(230)을 형성하는 단계; 원자층(230) 상에 투명전도성층을 형성하는 제1투명전도성층(241) 형성단계; 제1투명전도성층(241) 상에 이온저장층(261), 전해질층(262) 및 전기변색층(263)을 포함하는 전기변색부(260)를 형성하는 단계; 및 전기변색부(260) 중 최외곽층에 투명전도성층을 형성하는 제2투명전도성층(242) 형성단계; 전도성 성장기판(210)의 일부를 제거하여 버스전극(210')을 형성하는 단계; 및 버스전극(210')을 연성기판(250)에 접착하는 단계;를 포함한다. 이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 동일한 내용의 설명을 생략한다. 9 to 11 are views provided to explain a method of manufacturing an electrochromic device among electronic devices based on a transparent substrate according to another embodiment of the present invention. The method of manufacturing an electrochromic device according to the present embodiment includes a graphene growth step of growing a
제1투명전도성층(241) 상에는 전압인가를 통하여 변색이 가능한 전기변색부(260)가 형성된다. 전기변색부는(260)는 앞서 언급한 바와 같이 제1투명전도성층(241) 상에 이온저장층(261), 전해질층(262) 및 전기변색층(263)이 순차적으로 형성될 수 있으며, 이와 달리 제1투명전도성층(241) 상에 전기변색층(263), 전해질층(262) 및 이온저장층(261)의 순서로 형성될 수도 있다. On the first transparent
이온저장층(261)은 전기 변색 반응에 참여하는 이온의 입출입에 관여한다. 전기변색층(263)에서 이온을 내보내는 반응을 할 경우에는 전기변색층(263)으로부터 나온 이온을 이온저장층(261)에서 수용하고, 전기변색층(263)에서 이온을 받아들이는 반응을 할 경우에는 이온저장층(261)에서 해당 이온을 제공한다. 이온저장층(261)은 수소 이온, 또는 리튬 이온 등과 같은 복수의 양이온 또는 전기변색에 참여하는 다른 종류의 이온을 저장하기 위한 이온 저장 소재 또는 산화/환원 착색 소재가 이용될 수 있다. The
이온저장층(261)은 전기변색층(263)과 더불어 소자의 변색효율을 증대시키기 위한 또 다른 전기변색층의 기능을 할 수 있다. 전기변색소자의 이온저장층(261)은 전기변색층(263)과 산화환원반응에서 대응되는 반응을 가지는 전기 변색 물질로 구성될 수 있다. 즉, 전기변색층(263)이 환원 변색 물질의 경우, 이온저장층(261)은 산화 변색 물질일 수 있으며, 반대의 경우도 가능하다. 전기변색소자의 이온저장층(261)이 또 다른 전기변색층으로 구성될 경우, 소자의 착색 투과도가 감소하여 변색 효율이 증대된다. 전기변색층(263)은 전기 신호에 따라 색이 변화하는 전기 변색 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 전기 변색 물질은 무기물이나 유기물일 수 있다. In addition to the
이온저장층(261) 및 전기변색층(263)으로 사용되는 전기변색물질은 산화반응 또는 환원반응 중 어느 반응에 의하여 변색되느냐에 따라 유동적으로 선택될 수 있으며, 이온저장층(261)과 전기변색층(263)이 소자로 연결되었을 때 산화환원반응이 대응될 수 있도록 선택될 수 있다. 이온저장층(261) 및 전기변색층(263)으로 사용되는 전기변색물질이 무기물인 경우에 박막 형태로 증착되는 전이 금속 산화물이 이용될 수 있는데, NiO, Cr2O3, MnO2, Rh2O3, CoOx, Ir(OH)x, Fe2O3, WO3, ZnO, NbO5, V2O5, TiO2, MoO3 등으로부터 선택된 적어도 하나가 이용될 수 있다. 또한, 유기물인 전기변색물질은 비올로겐(viologen) 화합물, 프타로시아닌(diphtahlocyanine) 화합물, 테트라티아풀발렌(tetrathiafulvalene) 화합물 등과 polyaniline, polythiophene, PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene) 등을 기반으로 한 다양한 고분자 화합물이 있다. 유기 전기변색물질은 햇빛에 분해되어 수명이 단축될 수 있는 단점이 있지만, 이들을 적절히 섞으면 원하는 색을 낼 수 있기 때문에 광범위하게 이용될 수 있다.The electrochromic material used as the
전기변색부(260)가 형성되면, 제1투명전도성층(241)에 대향하는 전극으로서 제2투명전도성층(242)을 형성한다(도 9). 제2투명전도성층(242)은 제1투명전도성층(241)와 동일 또는 유사한 투명하고 전도성이 있는 금속산화물 등으로 구현될 수 있다. When the
전해질층(262)은 이온저장층(261) 및 전기변색층(263) 사이에 형성되며, 전기 변색 반응에 관여하는 이온이 포함된 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전해질층(262)은 Ta2O5, LiClO4, LiNbO3, Li3+xPO4-xNx(LiPON), LiVO3/SiO2/Li4SiO4-Li3VO4 (LVSO), LiPF6, Li3PO4 등으로부터 선택된 적어도 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 전해질은 고체전해질 또는 겔형 전해질일 수 있다. The
전해질층(262)이 고체전해질인 경우, 전기변색부(260)는 제1투명전도성층(241) 상에 이온저장층(261), 전해질층(262) 및 전기변색층(263)을 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다. When the
제2투명전도성층(242)에는 제1투명전도성층(241)와 달리 그래핀층(220)이 함께 형성되어 있지 않다. 따라서, 제2투명전도성층(242)은 필요에 의하여 제1투명전도성층(241)보다 큰 두께로 형성되거나 전도성이 더 높은 재질로 형성될 수 있다. Unlike the first transparent
제2투명전도성층(242)이 형성되면, 그래핀층(220), 제1투명전도성층(241), 전기변색부(260) 및 제2투명전도성층(242)의 형성이 완료되었으므로 전도성 성장기판(210)을 일부를 제거하여 버스전극(210')을 형성한다(도 10). 이후 버스전극(210')에 연성기판(250)을 부착시킨다(도 11). When the second transparent
전해질층(262)이 겔형 전해질인 경우, 전기변색부(260)를 형성하는 단계 및 제2투명전도성층(242)을 형성하는 단계는, 제1투명전도성층(241) 상에 전기변색층(263) 및 이온저장층(261) 중 어느 하나의 층을 형성하는 단계; 제2투명전도성층(242) 상에 전기변색층(263) 및 이온저장층(261) 중 나머지 하나의 층을 형성하는 단계; 및 전기변색층(263) 및 이온저장층(261) 사이에 전해질층(262)을 도포하여 합지하는 합지단계;를 포함할 수 있다. When the
즉, 겔형 전해질을 이용하는 경우, 전기변색층, 전해질층 및 이온저장층을 순차적으로 형성하여 전기변색부를 형성하는 것이 아니라, 제1투명전도성층 상에 이온저장층을 형성하고, 제2투명전도성층 상에는 나머지 전기변색층을 형성한 후, 사이에 전해질층을 도포한 후 양자를 합지하여 전기변색소자를 제작할 수 있다. That is, when using a gel electrolyte, the electrochromic layer, the electrolyte layer, and the ion storage layer are not sequentially formed to form an electrochromic part, but an ion storage layer is formed on the first transparent conductive layer, and the second transparent conductive layer is formed. After the remaining electrochromic layer is formed on the top, an electrolyte layer is applied therebetween, and then both are laminated to manufacture an electrochromic device.
본 발명에서 겔형 전해질이란 전기 변색 반응에 참여하는 이온을 포함하는 염이 용해된 용매에 고분자가 포함된 물질로 이후의 공정에서 광이나 열로 경화될 수 있도록 개시제, 가교제 등의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 겔형 전해질에 포함되는 염으로는 LiClO4, LiPF6, LiTFSI(CF3SO2NLiSO2CF3), LiFSI(F2LiNO4S2) 등과 같은 Li+계가 통상적으로 사용되나 전기 변색 반응에 참여하는 이온의 종류에 따라 다양하게 사용될 수 있다. 겔형 전해질에 사용되는 고분자 물질로는 PEO(polyethylene oxide), PEG(poly(ethylene glycol)), PAN(poly acrylonitrile)을 기반으로 한 고분자이거나 기타 다른 종류의 고분자일 수 있다. 용매로는 전기화학반응에 안정적이며 휘발성이 낮은 유기용매가 주로 사용되며, PC(propylene carbonate), EC(ethylene carbonate) 등이 있다.In the present invention, the gel electrolyte is a material containing a polymer in a solvent in which a salt containing ions participating in the electrochromic reaction is dissolved, and may additionally include additives such as an initiator and a crosslinking agent so that it can be cured with light or heat in a subsequent process. have. As salts contained in the gel electrolyte, Li+ systems such as LiClO 4 , LiPF 6 , LiTFSI (CF 3 SO 2 NLiSO 2 CF 3 ), LiFSI (F 2 LiNO 4 S 2 ), etc. are commonly used, but participate in the electrochromic reaction. It can be used in various ways depending on the type of ions. The polymer material used in the gel electrolyte may be a polymer based on polyethylene oxide (PEO), poly(ethylene glycol) (PEG), poly acrylonitrile (PAN), or other types of polymers. As a solvent, organic solvents that are stable in electrochemical reactions and have low volatility are mainly used, and include PC (propylene carbonate) and EC (ethylene carbonate).
전해질층(262)에 사용되는 물질로는 위의 예시뿐만이 아니라 전기변색층(263) 및 이온저장층(261)에서 일어나는 산화환원반응과 연계하여 다양하게 선택될 수 있으며, 전기변색 반응이 원활하게 이루어지도록 기타 다양한 종류의 첨가제가 도입될 수 있다.The material used for the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서는 버스전극을 포함하는 투명기판 기반 전자소자용 전극을 전도도 및 유연성이 보완된 그래핀 복합전극을 이용하여 제조할 수 있으면서, 그래핀층의 성장기판을 그대로 이용하여 버스전극을 형성하여 추가적인 버스전극 구성 단계 없이 보다 간단한 방법으로 우수한 품질의 전기변색소자를 얻을 수 있다. As described above, in the embodiments of the present invention, an electrode for an electronic device based on a transparent substrate including a bus electrode can be manufactured using a graphene composite electrode with improved conductivity and flexibility, while the growth substrate of the graphene layer is used as it is. By using the bus electrode, it is possible to obtain an electrochromic device of excellent quality in a simpler method without an additional bus electrode configuration step.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, embodiments of the present invention have been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by means of the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.
100 전기변색소자 110, 210 전도성 성장기판
110', 210' 버스전극 111, 211 버스전극 내 공간
120, 220 그래핀층 130, 230 원자층
140, 241 제1투명전도성층 150, 250 연성기판
242 제2투명전도성층 260 전기변색부
261 이온저장층 262 전해질층
263 전기변색층 100
110', 210'
120, 220
140, 241 First transparent
242 Second transparent
261
263 Electrochromic layer
Claims (8)
상기 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층을 형성하는 단계;
상기 원자층 상에 투명전도성층을 형성하는 투명전도성층 형성단계;
상기 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 버스전극을 형성하는 단계; 및
버스전극 내에 전도성 성장기판의 일부가 제거되어 연성기판에 의해 둘러싸인 상태의 빈공간이 형성되도록 버스전극을 연성기판에 부착하는 단계;를 포함하는 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
A graphene layer forming step of forming a graphene layer by growing graphene on a conductive growth substrate;
Forming an atomic layer by performing an atomic layer deposition process on the graphene layer;
A transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the atomic layer;
Forming a bus electrode by removing a portion of the conductive growth substrate; And
A method for manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate comprising: attaching the bus electrode to the flexible substrate so that a part of the conductive growth substrate is removed in the bus electrode to form an empty space surrounded by the flexible substrate.
상기 원자층을 형성하는 단계는,
상기 그래핀층 상에 존재하는 결함영역에 원자들을 배열하여 수행되는 것인 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
The method according to claim 1,
The step of forming the atomic layer,
A method for manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate, which is performed by arranging atoms in a defect region existing on the graphene layer.
상기 전도성 성장기판은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 것인 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
The method according to claim 1,
The conductive growth substrate is Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, brass, stainless steel A method for manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate comprising at least one metal selected from the group consisting of steel and Ge or an alloy thereof.
상기 버스전극을 형성하는 단계는,
상기 그래핀층이 노출되도록 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 수행되는 것인 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
The method according to claim 1,
Forming the bus electrode,
The method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate, which is performed by removing a part of the conductive growth substrate so that the graphene layer is exposed.
상기 버스전극을 형성하는 단계는,
상기 전도성 성장기판 상에 마스크를 위치시키는 단계; 및
상기 전도성 성장기판을 에칭하는 단계;를 포함하는 것인 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
The method according to claim 1,
Forming the bus electrode,
Positioning a mask on the conductive growth substrate; And
The method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate comprising a; step of etching the conductive growth substrate.
상기 연성기판은 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 중 어느 하나를 포함하는 것인 투명기판 기반 전자소자용 전극제조방법.
The method according to claim 1,
The flexible substrate is poly(methyl methacrylate), PMMA, polyethyleneterephthalate (PET), polyethylenenaphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and polyimide. PI) a method of manufacturing an electrode for an electronic device based on a transparent substrate comprising any one of.
상기 그래핀층 상에 원자층 증착공정을 수행하여 원자층을 형성하는 단계;
상기 원자층 상에 투명전도성층을 형성하는 제1투명전도성층 형성단계;
상기 제1투명전도성층 상에 전기변색층, 전해질층 및 이온저장층을 포함하는 전기변색부를 형성하는 단계;
상기 전기변색부 중 최외곽층에 투명전도성층을 형성하는 제2투명전도성층 형성단계;
상기 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 버스전극을 형성하는 단계; 및
버스전극 내에 전도성 성장기판의 일부가 제거되어 연성기판에 의해 둘러싸인 상태의 빈공간이 형성되도록 버스전극을 연성기판에 부착하는 단계;를 포함하는 전기변색소자 제조방법.
A graphene layer forming step of forming a graphene layer by growing graphene on a conductive growth substrate;
Forming an atomic layer by performing an atomic layer deposition process on the graphene layer;
A first transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the atomic layer;
Forming an electrochromic part including an electrochromic layer, an electrolyte layer, and an ion storage layer on the first transparent conductive layer;
A second transparent conductive layer forming step of forming a transparent conductive layer on the outermost layer of the electrochromic part;
Forming a bus electrode by removing a portion of the conductive growth substrate; And
A method for manufacturing an electrochromic device comprising: attaching the bus electrode to the flexible substrate so that a part of the conductive growth substrate is removed in the bus electrode to form an empty space surrounded by the flexible substrate.
상기 연성기판 상에 형성된 버스전극;
상기 버스전극 상에 형성된 그래핀층;
상기 그래핀층 상에 형성된 원자층; 및
상기 원자층 상에 형성된 투명전도성층;을 포함하는 투명기판 기반 전자소자용 전극으로서,
상기 버스전극은 상기 그래핀층을 성장시킬 때 사용된 전도성 성장기판의 일부를 제거하여 형성되고,
버스전극은 버스전극 내에 전도성 성장기판의 일부가 제거되어 연성기판에 의해 둘러싸인 상태의 빈공간이 형성되도록 연성기판에 부착된 것을 특징으로 하는 투명기판 기반 전자소자용 전극.Flexible substrate;
A bus electrode formed on the flexible substrate;
A graphene layer formed on the bus electrode;
An atomic layer formed on the graphene layer; And
As an electrode for a transparent substrate-based electronic device comprising; a transparent conductive layer formed on the atomic layer,
The bus electrode is formed by removing a part of the conductive growth substrate used when growing the graphene layer,
The bus electrode is an electrode for a transparent substrate-based electronic device, characterized in that a part of the conductive growth substrate is removed in the bus electrode and attached to the flexible substrate to form an empty space surrounded by the flexible substrate.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160075700A KR102252956B1 (en) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same |
PCT/KR2017/001120 WO2017217634A1 (en) | 2016-06-17 | 2017-02-02 | Graphene composite electrode and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160075700A KR102252956B1 (en) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170142368A KR20170142368A (en) | 2017-12-28 |
KR102252956B1 true KR102252956B1 (en) | 2021-05-17 |
Family
ID=60939885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160075700A KR102252956B1 (en) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102252956B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012246210A (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Qinghua Univ | Method for producing graphene/carbon nanotube composite structure |
KR101221581B1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-01-14 | 한국기계연구원 | Fabrication method of flexible transparent electrode substrate with graphene, and the flexible transparent electrode substrate substrate thereby |
WO2015037889A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 경희대학교 산학협력단 | Smart window comprising electrochromatic device and organic light-emitting device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7450294B2 (en) * | 2004-03-12 | 2008-11-11 | Boeing Co | Multi-color electrochromic apparatus and methods |
CN106660801B (en) * | 2014-06-10 | 2019-06-04 | 汉阳大学校产学协力团 | Graphene-structured and preparation method thereof |
-
2016
- 2016-06-17 KR KR1020160075700A patent/KR102252956B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012246210A (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Qinghua Univ | Method for producing graphene/carbon nanotube composite structure |
KR101221581B1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-01-14 | 한국기계연구원 | Fabrication method of flexible transparent electrode substrate with graphene, and the flexible transparent electrode substrate substrate thereby |
WO2015037889A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 경희대학교 산학협력단 | Smart window comprising electrochromatic device and organic light-emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170142368A (en) | 2017-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101419902B1 (en) | Electrochromic device with graphene transparent electrode | |
CN108369363B (en) | Electrochromic device | |
Yin et al. | Reactive sputter deposition of WO3/Ag/WO3 film for indium tin oxide (ITO)-free electrochromic devices | |
KR102010755B1 (en) | An Electrochromic Device, Method for Preparing the same and Method for controlling transmittance of the same | |
Wei et al. | Improved stability of electrochromic devices using Ti-doped V2O5 film | |
Gillaspie et al. | Metal-oxide films for electrochromic applications: present technology and future directions | |
US20200165161A1 (en) | Photodeposition of Metal Oxides for Electrochromic Devices | |
Wu et al. | Niobium tungsten oxides for electrochromic devices with long-term stability | |
Zhao et al. | Efficient electrochromic device based on sol–gel prepared WO 3 films | |
Rao et al. | Low dimensional transition metal oxide towards advanced electrochromic devices | |
CN111095094B (en) | Method for preparing electrochromic device | |
KR102181723B1 (en) | Flexible electrochromic device having two electrodes with high quality graphene complex and method of manufacturing the same | |
US8654431B2 (en) | Active matrix electrochromic device and method of manufacturing the same | |
KR102021189B1 (en) | Electrochromic Device and manufacturing method thereof | |
Li et al. | Recent advances in inorganic electrochromic materials from synthesis to applications: critical review on functional chemistry and structure engineering | |
EP3429013A1 (en) | Lithium ion secondary battery | |
KR102179920B1 (en) | Flexible electrochromic device having an electrode with high quality graphene complex and method of manufacturing the same | |
KR102079142B1 (en) | An Electrochromic Device | |
KR102252956B1 (en) | Electrode for electronic device with transparent substrate comprising bus electrode originated from metal catalyst layer for graphene growth and method of manufacturing the same | |
US20200081311A1 (en) | Electrochromic device | |
KR102108562B1 (en) | An Electrochromic Device | |
KR102034444B1 (en) | Electrochromic Device | |
KR102468146B1 (en) | Electrochromic device and manufacturing method thereof | |
KR102101151B1 (en) | An Electrochromic Device | |
WO2017217635A1 (en) | Flexible electrochromic device using high-quality graphene composite electrode and method for manufacturing same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |