KR20060084883A - Electrically conductive multi-layered electrode and electrochemical devices thereof - Google Patents

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KR20060084883A
KR20060084883A KR1020050005616A KR20050005616A KR20060084883A KR 20060084883 A KR20060084883 A KR 20060084883A KR 1020050005616 A KR1020050005616 A KR 1020050005616A KR 20050005616 A KR20050005616 A KR 20050005616A KR 20060084883 A KR20060084883 A KR 20060084883A
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Abstract

본 발명은 전도성 다층 박막과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도성 층 사이에 비전도성 층을 삽입하여 응답속도가 향상된 다층 박막, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자에 관한 것이다. 본 발명은 이온성 화합물의 이온결합 특성을 이용하여 적층하며, 적층하고자 하는 선택된 전도성 이온성 화합물을 포함하는 각각의 용액에 기판을 디핑하였다가 빼내는 과정을 반복하고 그 중간에 비전도성 이온성 화합물 용액에 디핑하는 과정을 삽입함으로써 전자전달이 용이하고 박막의 두께가 균일한 전도성 박막을 제조할 수 있다.The present invention relates to a conductive multilayer thin film, a method for manufacturing the same, and an electrochemical device including the same, and more particularly, to a multilayer thin film having an improved response speed by inserting a non-conductive layer between electrically conductive layers, and a method for manufacturing the same. It relates to an electrochemical device. The present invention is laminated using the ionic bonding properties of the ionic compound, the process of dipping and removing the substrate in each solution containing the selected conductive ionic compound to be laminated, and the non-conductive ionic compound solution in the middle By inserting a dipping process into the conductive film, a conductive thin film can be manufactured with easy electron transfer and a uniform thickness of the thin film.

전도성 고분자, 음이온성 화합물, 양이온성 화합물, 자기조립, 전자전달Conductive polymer, anionic compound, cationic compound, self-assembly, electron transfer

Description

전도성 다층 박막 전극의 제조방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자 {Electrically Conductive Multi-Layered Electrode and Electrochemical Devices Thereof} Method for manufacturing a conductive multilayer thin film electrode and an electrochemical device including the same {Electrically Conductive Multi-Layered Electrode and Electrochemical Devices Thereof}

도 1은 본 발명에 따른 다양한 이온성 화합물 층의 조합을 나타내는 모식도,1 is a schematic diagram showing a combination of various ionic compound layers according to the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 전도성 박막의 적층 모식도,2 is a schematic diagram showing the lamination of a conductive thin film according to Example 1 of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예 19에 따라 제조된 전고체상 플렉시블(flexible) 전기화학 소자의 단면을 나타낸 모식도,3 is a schematic diagram showing a cross section of an all-solid flexible electrochemical device manufactured according to Example 19 of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예 18에 의해 제조된 전기화학 소자의 전기변색 특성을 나타내는 전자 페이퍼용 소자의 사진이다.Figure 4 is a photograph of the device for electronic paper showing the electrochromic properties of the electrochemical device manufactured by Example 18 of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : ITO film1: ITO film

2 : 전도성 박막2: conductive thin film

3 : 고체 고분자 전해질3: solid polymer electrolyte

4 : ITO film4: ITO film

본 발명은 전도성 다층 박막과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전도성 화합물 층 사이에 적어도 하나의 비전도성 화합물 층 구역이 삽입되어 적층된 다층 기판, 기판을 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물 용액에 디핑(dipping)하여 상기 기판에 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물의 단분자막을 형성하고, 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 이온성을 갖는 전도성 또는 비전도성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계를 포함하며, 상기 반복 단계는 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하지만, 상기 반복 단계의 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하는 전도성 박막의 제조방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive multilayer thin film, a method for manufacturing the same, and an electrochemical device including the same, and more particularly, to a multilayer substrate in which at least one non-conductive compound layer region is interposed between a conductive compound layer, and a conductive anion. Dipping into a solution of a cationic or conductive cationic compound to form a monomolecular film of a conductive anionic or a conductive cationic compound on the substrate, and a solution of a conductive or nonconductive compound having an ionicity of opposite charge to that of the monomolecular film formed on the substrate. Repeating dipping at least two times the lamination of the monomolecular film of the conductive or nonconductive ionic compound to the substrate, wherein the repetition step includes laminating the monomolecular film of the at least one nonconductive ionic compound. However, the final step of the repetition step is conductive conductivity Method of producing a conductive thin film including the step of laminating a monomolecular film of the compound and to an electrochemical device comprising the same.

전기화학 소자란 전기적으로 일어나는 물질의 산화-환원반응에 의해 전극의 화학적 성질이 변화되는 것으로서 대표적으로 전기변색 소자가 있다. 전기변색은 전기화학적 산화-환원 반응에 의해 물질의 색을 가역적으로 조절하는 것으로 산화 또는 환원시에 수반되는 전자 이동에 의해 에너지 흡수의 변화에 따라 색이 변하게 된다. 전도성 고분자의 전기변색 성질은 최근 플렉시블 디스플레이, 스마트 윈도 우(smart window)로 불리는 전기변색 유리창, 투과하는 빛을 조절하는 장치, 차세대 저전압용 디스플레이 등에 응용될 수 있게 됨에 따라 많은 주목을 받고 있다. 그 중 폴리아닐린(polyaniline)은 양호한 전도도와 안정성을 갖는 등 전도성 고분자로서 각광받고 있다.An electrochemical device is an electrochromic device in which chemical properties of an electrode are changed by an oxidation-reduction reaction of an electrically occurring material. Electrochromic is the reversible control of the color of a material by electrochemical redox reactions. The color changes in accordance with the change of energy absorption by electron transfer accompanying oxidation or reduction. Electrochromic properties of conductive polymers have recently attracted a lot of attention as they can be applied to flexible displays, electrochromic glass windows called smart windows, devices for controlling light transmission, and next-generation low-voltage displays. Among them, polyaniline has been spotlighted as a conductive polymer such as having good conductivity and stability.

폴리아닐린은 산화상태에 따라 다음 반응식 1에 나타낸 화합물(I), (II) 및 (III)과 같은 세 가지 상태로 분류된다. Polyaniline is classified into three states according to the oxidation state such as compounds (I), (II) and (III) shown in Scheme 1 below.

Figure 112005003436218-PAT00001
Figure 112005003436218-PAT00001

상기 반응식 1에서, 환원형인 류코에메랄리딘(leucoemeraldine; I)은 투명한 노란색을 나타내며, 이것이 산화되면 진한 녹색의 에메랄딘 염(emeraldine salt; II)이 되어 벤젠고리 하나가 퀴노이드(quinoid form)로 바뀐다. 여기서 산화가 더 일어나게 되면 청색의 퍼니그라닐린(pernigraniline; III) 상태가 되고, 모든 벤젠고리가 퀴노이드로 변화한다.In Scheme 1, the reduced leucoemeraldine (I) is transparent yellow, and when it is oxidized, it becomes a dark green emeraldine salt (II), so that one benzene ring is a quinoid (quinoid form). Change. The further oxidation occurs, the blue furnigraniline (III) state, all the benzene ring is changed to the quinoid.

그러나 상기 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자는 일반적인 용매에 대한 용해성이 낮고 나노미터 단위 두께의 박막으로 제조하기 어려우며, 산화되어 착색된 상태에서는 퀴노이드 구조로 변하면서 물이나 산소와 반응하여 전기변색 반복횟수를 급격히 감소시키는 문제점이 있다. 또한 상기 전도성 고분자 박막은 그 거시적인 성질이 분자의 미세구조에 의해서 결정되며, 제조된 박막의 전기화학적 특성을 최적화하기 위해서는 사용된 분자층의 구조를 더욱 정밀하게 조절할 수 있어야 하기 때문에, 보다 더 균일하고 두께조절이 용이한 박막을 제조할 수 있는 제조방법의 개발이 요구된다.However, the conductive polymer, such as polyaniline, has low solubility in general solvents and is difficult to prepare into a thin film having a nanometer thickness, and in an oxidized and colored state, it changes to a quinoid structure and reacts with water or oxygen to rapidly change the number of electrochromic repetitions. There is a problem to reduce. In addition, the macromolecular properties of the conductive polymer thin film are determined by the microstructure of the molecule, and in order to optimize the electrochemical properties of the prepared thin film, the structure of the used molecular layer should be more precisely controlled, which is more uniform. And the development of a manufacturing method that can produce a thin film easy to control the thickness is required.

상기와 같은 박막을 제조하기 위한 구체적인 예로서, 대한민국 특허 제 214254호에서는 용해성이 우수한 전도성 폴리아닐린 N-알킬설포네이트 또는 이들의 공중합체가 극성용매 중에 1 내지 40 중량부의 농도로 용해되어 있는 전기변색 소자용 고분자 용액과 이를 코팅하여 제조되는 전기변색 고분자박막 및 전기변색소자의 제조 방법을 개시하고 있으나, 상기한 방법은 수 나노미터 정도의 얇은 박막을 균일하게 제조할 수 없다는 문제점이 있다.As a specific example for manufacturing such a thin film, Korean Patent No. 214254 discloses an electrochromic device in which a conductive polyaniline N-alkylsulfonate or a copolymer thereof having excellent solubility is dissolved at a concentration of 1 to 40 parts by weight in a polar solvent. The present invention discloses a method for preparing a polymer solution and an electrochromic polymer thin film and an electrochromic device manufactured by coating the same, but the above method has a problem in that a thin film of about several nanometers cannot be uniformly produced.

대한민국 특허공개 제 10-1999-0088611호 및 독일 특허 제 1998-24126호에서는 하나의 층이 도전성 전기 변색 폴리디옥시티오펜을 함유하고 추가의 층이 금속 산화물을 기재로 하는 무기 이온-저장 화합물 또는 이러한 이온-저장 화합물의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 겔 전해질에 자외선 흡수제가 혼합되어 함유되는 층상 구조를 가진 자외선-안정 전기 변색 조립체에 대해 개시하고 있으나, 도전성 전기 변색 폴리디옥시티오펜 층을 수 나노미터 정도의 얇은 박막으로 제조하기 어려운 문제점이 있으며, 또한 박막의 두께 제어가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다. In Korean Patent Laid-Open Nos. 10-1999-0088611 and German Patent No. 1998-24126, an inorganic ion-storage compound wherein one layer contains conductive electrochromic polydioxythiophene and the further layer is based on a metal oxide or such A UV-stable electrochromic assembly having a layered structure in which a gel electrolyte containing a mixture of ion-storing compounds is contained in a mixture of ultraviolet absorbers is disclosed, but a conductive electrochromic polydioxythiophene layer can be formed. There is a problem that it is difficult to manufacture a thin film of about a meter, there is also a problem that the thickness control of the thin film is not made well.

또한 대한민국 특허 제 362939호에서는 유기 화합물을 전도성 투명 산화물 표면에 처리하고, 처리된 전도성 투명 산화물 표면에 자기조립 박막을 형성하는 방법이 개시되어 있으나, 상기 개시된 자기조립 박막은 전기변색 특성이 없으며, 수 층 이상의 두께로 균일하게 층을 쌓아 박막을 제조하는 동안 박막이 균일한 두께로 적층되지 못하여 실용화되기 어려운 문제점이 있다. In addition, Korean Patent No. 362939 discloses a method of treating an organic compound on a conductive transparent oxide surface and forming a self-assembled thin film on the treated transparent transparent oxide surface, but the disclosed self-assembled thin film does not have electrochromic properties. During the manufacture of a thin film by uniformly stacking layers with a thickness of more than a layer, there is a problem in that the thin films are not laminated to a uniform thickness and are difficult to be practically used.

대한민국 특허공개 제 10-2003-0034887호에서는 양이온과 음이온간의 정전기적 인력이나 다른 분자간의 힘을 이용해서 전하를 띤 분자의 층을 교대로 쌓는 적층법을 이용하여 전기변색 박막을 제조하되, 상기 이온성 화합물의 선택에 있어서 특정 알킬설포네이트기로 치환된 음이온성 전도성 고분자와 특정한 양이온성 화합물을 사용하고, 상기 선택된 이온성 화합물이 용해된 각각의 용액에 기판을 담그었다가 빼내는 과정을 반복함으로써 박막의 두께를 다양하고 균일하게 제조할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 방법으로 다층박막을 제조할 수 있으나, 전자전달 특성이 제어되지 않아 전기변색 응답성이 낮은 문제점이 있다. In Korean Patent Publication No. 10-2003-0034887, an electrochromic thin film is prepared by a lamination method in which layers of charged molecules are alternately stacked by using electrostatic attraction between cations and anions or forces between other molecules, wherein the ion is In the selection of the ionic compound, an anionic conductive polymer substituted with a specific alkylsulfonate group and a specific cationic compound are used, and the substrate is immersed in each solution in which the selected ionic compound is dissolved and then removed. A method for producing a variety of thicknesses uniformly is disclosed. However, although the multilayer thin film can be manufactured by the above method, there is a problem in that electrochromic responsiveness is low because electron transfer characteristics are not controlled.

이에 본 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 양이온과 음이온간의 정전기적 인력이나 다른 분자간의 힘을 이용해서 전하를 띤 분자의 층을 교대로 쌓는 적층법을 이용하면서도 전자전달을 용이하게 하여 전기화학적 응답특성이 향상된 전도성 다층박막을 지속적으로 연구하던 중 전기전도성 이온성 화합물 층과 비전도성 이온성 화합물의 적층 순서를 조절함으로써 전자 전달이 용이하게 되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, the present inventors use an electrostatic attraction between a cation and an anion or another layer of stacked layers of charged molecules by using forces between other molecules to facilitate electron transfer, but also electrochemical response characteristics. While continuing to study this improved conductive multilayer thin film, the inventors found that electron transfer is facilitated by controlling the stacking order of the electrically conductive ionic compound layer and the non-conductive ionic compound.

따라서 본 발명의 목적은 전도성 화합물 층 사이에 적어도 하나의 비전도성 화합물 층 구역이 삽입되어 적층된 전도성 박막을 제공하는 데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a conductive thin film laminated with at least one nonconductive compound layer zone interposed between the conductive compound layers.

본 발명의 다른 목적은 기판을 전도성 음이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 음이온성 화합물의 단분자막을 형성하고, 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계를 포함하며, 상기 반복 단계는 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하지만, 상기 반복 단계의 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계인 전도성 박막의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to dip a substrate into a conductive anionic compound solution to form a monomolecular film of a conductive anionic compound on the substrate, and to dip the substrate into a conductive or nonconductive ionic compound solution of opposite charge to the monomolecular film formed on the substrate. Repeating at least two or more steps of depositing a monomolecular film of a conductive or nonconductive ionic compound on the substrate, the repeating step comprising laminating a monomolecular film of at least one nonconductive ionic compound, The final step of the repetition step is to provide a method for producing a conductive thin film which is a step of laminating a monomolecular film of a conductive ionic compound.

본 발명의 또 다른 목적은 기판을 전도성 양이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 양이온성 화합물의 단분자막을 형성하고, 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계를 포함하며, 상기 반복 단계는 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하지만, 상기 반복 단계의 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계인 전도성 박막의 제조방법을 제공하는 데 있다. Still another object of the present invention is to dip a substrate into a conductive cationic compound solution to form a monomolecular film of a conductive cationic compound on the substrate, and to immerse a conductive or nonconductive ionic compound solution of opposite charge with the monomolecular film formed on the substrate. Repeating at least two or more steps of laminating a monomolecular film of a conductive or nonconductive ionic compound on the substrate, the repeating step including laminating a monomolecular film of at least one nonconductive ionic compound, The final step of the repeating step is to provide a method for producing a conductive thin film which is a step of laminating a monomolecular film of a conductive ionic compound.                         

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 전도성 박막을 포함하는 전기화학 소자를 제공하는 데 있다.
Still another object of the present invention is to provide an electrochemical device including the conductive thin film according to the present invention.

한 가지 관점에서, 본 발명은 전도성 화합물 층 사이에 적어도 하나의 전도성 화합물 층 구역이 삽입되어 적층된 전도성 박막을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a conductive thin film laminated with at least one conductive compound layer region interposed between the conductive compound layers.

다른 관점에서 본 발명은 기판을 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물의 단분자막을 형성하는 단계(I); 및 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 이온성을 갖는 전도성 또는 비전도성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계(II)를 포함하며, 상기 II 단계는 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하나 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계인 전도성 박막의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for forming a monomolecular film of a conductive anionic or conductive cationic compound by dipping a substrate in a conductive anionic or conductive cationic compound solution; Repeating at least two or more steps of laminating a monolayer of conductive or nonconductive ionic compound on the substrate by dipping in a solution of a conductive or nonconductive compound having ionicity opposite to that of the monolayer formed on the substrate (II) Wherein the step II includes laminating a monomolecular film of at least one non-conductive ionic compound, but a final step provides a method of manufacturing a conductive thin film, which is laminating a monomolecular film of a conductive ionic compound.

또 다른 관점에서 본 발명은 본 발명에 따른 전도성 박막을 포함하는 전기화학 소자를 제공한다.In yet another aspect, the present invention provides an electrochemical device including the conductive thin film according to the present invention.

여기서, 상기 단분자막이라 함은 분자층이 하나로 형성된 것을 의미하는 것으로서, 일례로 양이온성 화합물의 단분자막이라 함은 기판위에 두께 방향으로 양이온성 화합물만의 층이 형성된 것을 의미한다. Here, the monomolecular film means that the molecular layer is formed as one, for example, the monomolecular film of the cationic compound means that the layer of the cationic compound only is formed on the substrate in the thickness direction.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 전도성 박막은 전도성 화합물 층 사이에 적어도 하나의 비전도성 화합물 층 구역이 삽입되어 구성된다. 본 발명에 따른 전도성 박막은 다수의 전도성 화합물 층을 포함하며, 상기 전도성 화합물 층은 전도성 음이온성 화합물 또는 양이온성 화합물로 구성된다.The conductive thin film according to the invention consists of a region of at least one nonconductive compound layer interposed between the conductive compound layers. The conductive thin film according to the present invention comprises a plurality of conductive compound layers, wherein the conductive compound layer is composed of a conductive anionic compound or a cationic compound.

상기 전도성 음이온성 화합물은 이에 한정되는 것은 아니지만 하기 화학식 1의 알킬설포네이트기로 치환된 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 화합물일 수 있다.The conductive anionic compound may be one compound selected from the group consisting of compounds substituted with alkylsulfonate groups represented by the following Chemical Formula 1, but not limited thereto.

Figure 112005003436218-PAT00002
Figure 112005003436218-PAT00002

Figure 112005003436218-PAT00003
,
Figure 112005003436218-PAT00004
Figure 112005003436218-PAT00003
,
Figure 112005003436218-PAT00004

(1d) (1e)(1d) (1e)

Figure 112005003436218-PAT00005
,
Figure 112005003436218-PAT00006
Figure 112005003436218-PAT00005
,
Figure 112005003436218-PAT00006

(1f) (1g) (1f) (1g)

Figure 112005003436218-PAT00007
Figure 112005003436218-PAT00007

(1h)(1h)

(단, 상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 수소, 할로겐 원소, 메틸기, 메톡시기 또는 니트로기이며, R1, R2, R3 및 R4 중에서 적어도 하나는 수소이고; R5, R6 및 R7은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 폴리에틸렌 옥시기 또는 알킬렌-폴리에틸렌옥시기이며, A는 결합선 또는 탄소수 1 내지 4의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이며; B는 탄소수 1 내지 4의 치환 또는 비치환된 알킬렌기 또는 -CH2-(CH2)-[C(R)(R')]m-(CH2)-CH2-(단, R과 R'은 서로 같거나 다른 것으로서 수소 또는 탄소 수 1 내지 20의 알킬기이고, ℓ은 0 내지 3인 정수, m은 0 또는 1인 정수임)이며; X는 수소, 알칼리금속 이온, 또는 테트라알킬암모늄 이온이고, a 및 b는 1이상의 정수임.)(In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen, a halogen element, a methyl group, a methoxy group or a nitro group, at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is hydrogen. R 5 , R 6 and R 7 are an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, polyethylene oxy group or an alkylene-polyethyleneoxy group, A is a bond or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms; Is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or -CH 2- (CH 2 ) L- [C (R) (R ')] m- (CH 2 ) L -CH 2- (where R is R 'is the same as or different from each other and is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, l is an integer of 0 to 3, m is an integer of 0 or 1); X is hydrogen, an alkali metal ion, or a tetraalkylammonium ion A and b are integers of 1 or more.)

화학식 1에서 상기 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것이 좋고, 상기 알칼리금속 이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온 또는 리튬 이온인 것이 바람직하며, 상기 테트라알킬암모늄 이온은 암모늄 이온, 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온 또는 테트라부틸암모늄 이온인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.In the general formula (1), the halogen element is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine, the alkali metal ion is preferably sodium ion, potassium ion or lithium ion, the tetraalkylammonium ion is ammonium ion, tetramethylammonium ion, It is preferably tetraethylammonium ion or tetrabutylammonium ion, but is not limited thereto.

상기 양이온성 화합물은 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 하기 화학식 2의 양이온성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물일 수 있다.The cationic compound may be, but is not limited to, at least one compound selected from the group consisting of cationic compounds of Formula 2 below.

Figure 112005003436218-PAT00008
,
Figure 112005003436218-PAT00009
Figure 112005003436218-PAT00008
,
Figure 112005003436218-PAT00009

(단, Y- 는 할로겐 이온, ClO4 - 또는 PF6 -이고, R8은 탄소수 1 내지 20의 할로겐 원소로 치환 또는 비치환된 알킬렌기 또는 -(CH2CH2O)n-(단, n은 1 내지 20의 정 수임)이며, x는 3이상의 정수임.)(Where, Y - is a halogen ion, ClO 4 - or PF 6 -, and, R 8 is a halogen atom a substituted or unsubstituted alkylene group or a C 1 -C 20 - (CH 2 CH 2 O) n - (where, n is an integer from 1 to 20), and x is an integer of 3 or more.)

화학식 2에서 상기 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다.In the formula (2), the halogen element is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine, but is not limited thereto.

또한 본 발명에 따른 전도성 박막에는 상기 전도성 화합물의 층 사이에 적어도 하나의 비전도성 화합물 구역이 삽입된다. 전자전달은 분자간 그리고 분자층 사이로 전달되면서 이루어지는데, 상기 비전도성 화합물 구역이 전도성 화합물 층 사이에 위치함으로써 전자전달 특성이 개선될 수 있다. Also in the conductive thin film according to the invention at least one non-conductive compound zone is inserted between the layers of the conductive compound. Electron transfer takes place between the molecules and between the molecular layers, whereby the non-conductive compound zone is located between the conductive compound layers to improve electron transfer properties.

특히, 상기 전자전달의 경우 전자는 주계층에서 받계층으로 전자가 효율적으로 전달되어야 하는 바, 전자가 전도성 층의 윗층으로 전달될 때 윗층의 전자 전도성이 높으면 전달이 효율적으로 일어날 수 있지만 전자가 포획될 수도 있으므로, 이에 따라 전자 호핑(hopping)이 가능하게 해 주어야 한다.In particular, in the case of electron transfer, electrons should be efficiently transferred from the main layer to the receiving layer. When the electrons are transferred to the upper layer of the conductive layer, if the electron conductivity of the upper layer is high, the transfer may occur efficiently, but the electrons are captured. As such, electronic hopping must be enabled accordingly.

그러므로 본 발명에 따른 비전도성 화합물 구역은 이온성 화합물 층이 전자전달 호핑이 발생할 수 있는 간격 예를 들면, 1nm 내지 100nm의 두께로 삽입되도록 하여 전자전달이 효율적으로 일어날 수 있도록 한 것이다.Therefore, the non-conductive compound zone according to the present invention allows the ionic compound layer to be inserted at an interval where electron transfer hopping may occur, for example, 1 nm to 100 nm in thickness so that electron transfer can occur efficiently.

상기 비전도성 화합물 구역은 적어도 하나의 비전도성 음이온성 화합물 층 또는 비전도성 양이온성 화합물 층을 포함한다. 상기 비전도성 음이온성 화합물은 덱스트란 설페이트, 폴리-L-리신(p-Lys) 및 폴리-L-글루탐산(p-Glu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 비전도성 양이온성 화합물은 폴리(에틸렌 이민)(PEI, 90%, MW 60 000), 도핑된 폴리아닐린, (트리페닐포스포라닐리덴)암모늄 클로리드(BTPPA+Cl­), 옥틸트리메틸암모늄 브롬(OTAB), 데실트리메틸암모늄 브롬 (DeTAB), 도데실트리메틸암모늄 브롬(DTAB) 및 캐티오닉 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것이 좋으나 이에 제한되지 않는다.The nonconductive compound zone includes at least one nonconductive anionic compound layer or a nonconductive cationic compound layer. The nonconductive anionic compound may be at least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, poly-L-lysine (p-Lys), and poly-L-glutamic acid (p-Glu), but is not limited thereto. The non-conductive cationic compounds are also poly (ethylene imine) (PEI, 90%, MW 60 000), doped polyaniline, (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (BTPPA + Cl ­ ), Octyltrimethylammonium bromine (OTAB), decyltrimethylammonium bromine (DeTAB), dodecyltrimethylammonium bromine (DTAB) and at least one compound selected from the group consisting of cationic chitosan is preferred, but not limited thereto.

본 발명에 따른 전도성 박막은 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물과 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물이 교대로 배열될 수 있으며, 이 경우 하나의 화합물 층은 이웃하는 화합물 층과 반대 전하를 나타내므로 이온결합 특성에 의해 단단히 결합하게 되며 이렇게 결합된 층은 이중층(bilayer)으로서 기능할 수 있게 된다.In the conductive thin film according to the present invention, a conductive or nonconductive anionic compound and a conductive or nonconductive cationic compound may be alternately arranged, in which case one compound layer exhibits opposite charge with a neighboring compound layer and thus has ionic bonding properties. It is firmly bonded by the layer so that the combined layer can function as a bilayer.

상기 비전도성 화합물 층 구역을 구성하는 비전도성 화합물의 층 수에는 제한이 없으나, 전체 비전도성 화합물 층의 두께가 1nm 내지 100nm인 것이 바람직하다. 전체 비전도성 화합물 층 두께가 100nm 이상인 경우에는 전자전달이 용이하지 않아 전기화학 특성이 좋지 않을 수 있고, 1nm 이하는 제조하기도 어려울 뿐만 아니라 비전도성 화합물 층의 삽입에 따른 전자전달 특성의 개선 효과가 거의 나타나지 않을 수 있다. 또한 상기 비전도성 화합물 층 구역이 삽입되는 횟수나 위치의 제한은 없으나 전도성 박막의 최종 층이 전도성 층인 것이 바람직하므로 박막의 최종 층에 이어서 적층하지 않는 것이 좋다.The number of layers of the nonconductive compound constituting the nonconductive compound layer zone is not limited, but the thickness of the entire nonconductive compound layer is preferably 1 nm to 100 nm. If the total thickness of the non-conductive compound layer is 100 nm or more, electron transfer may not be easy, and thus the electrochemical properties may not be good. It may not appear. In addition, there is no limitation on the number or positions of the non-conductive compound layer regions to be inserted, but the final layer of the conductive thin film is preferably a conductive layer.

본 발명에 따른 전도성 박막은 자기조립법과 같은 적층법에 의해 음이온성 화합물과 양이온성 화합물의 이온결합 특성을 이용하여 제조한다. The conductive thin film according to the present invention is prepared using the ionic bonding properties of the anionic compound and the cationic compound by a lamination method such as self-assembly.

구체적으로 하나의 양태로서 본 발명에 따른 전도성 박막의 제조방법은 기판을 전도성 음이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 음이온성 화합물의 단분자막을 형성하고, 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 이온성을 갖는 전도성 또는 비전도성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계를 포함한다. Specifically, in one embodiment, the method for manufacturing a conductive thin film according to the present invention is to immerse a substrate in a conductive anionic compound solution to form a monomolecular film of a conductive anionic compound on the substrate, and to form a monomolecular film having a reverse charge and ionicity on the substrate. And dipping the monolayer of the conductive or nonconductive ionic compound on the substrate by dipping in a conductive or nonconductive compound solution having at least two or more times.

다른 양태로서 본 발명에 따른 전도성 박막의 제조방법은 기판을 전도성 양이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 양이온성 화합물의 단분자막을 형성하고, 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 이온성을 갖는 전도성 또는 비전도성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계를 포함한다.In another aspect, the method for manufacturing a conductive thin film according to the present invention is to dip a substrate into a solution of a conductive cationic compound to form a monomolecular film of a conductive cationic compound on the substrate, and has a conductivity having opposite ionicity to the monomolecular film formed on the substrate. Or dipping a non-conductive compound solution to deposit a monolayer of a conductive or nonconductive ionic compound on the substrate at least twice.

여기서 상기 반복 단계는 모두 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하지만, 전도성 박막의 최종 층은 전도성 층인 것이 바람직하므로 상기 반복 단계의 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계인 것이 바람직하다.Here, the repeating step includes laminating a monomolecular film of at least one non-conductive ionic compound, but since the final layer of the conductive thin film is preferably a conductive layer, the final step of the repeating step is laminating a monomolecular film of the conductive ionic compound. It is preferable that it is a step.

상기 전도성 음이온성 화합물은 이에 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 상기 화학식 1의 알킬설포네이트기로 치환된 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 화합물일 수 있다. 상기 화학식 1에서 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것이 좋고, 알칼리금속 이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온 또는 리튬 이 온인 것이 바람직하며, 테트라알킬암모늄 이온은 암모늄 이온, 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온 또는 테트라부틸암모늄 이온인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The conductive anionic compound may be one compound selected from the group consisting of compounds substituted with an alkylsulfonate group of Formula 1, but not limited thereto. In the formula 1, the halogen element is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine, the alkali metal ion is preferably sodium ion, potassium ion or lithium ion, and the tetraalkylammonium ion is ammonium ion, tetramethylammonium ion, tetraethyl It is preferably an ammonium ion or tetrabutylammonium ion, but is not limited thereto.

상기 양이온성 화합물은 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 상기 화학식 2의 양이온성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물일 수 있다. 상기 화학식 2에서 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드인 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다.The cationic compound may be, but is not limited to, at least one compound selected from the group consisting of the cationic compound of Formula 2. In Chemical Formula 2, the halogen element is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine, but is not limited thereto.

또한 상기 비전도성 음이온성 화합물은 덱스트란 설페이트, 폴리-L-리신(p-Lys) 및 폴리-L-글루탐산(p-Glu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 비전도성 양이온성 화합물은 폴리(에틸렌 이민)(PEI, 90%, MW 60 000), 도핑된 폴리아닐린, (트리페닐포스포라닐리덴)암모늄 클로라이드(BTPPA+Cl­), 옥틸트리메틸암모늄 브롬(OTAB), 데실트리메틸암모늄 브롬 (DeTAB), 도데실트리메틸암모늄 브롬(DTAB) 및 캐티오닉 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것이 좋으나 그에 제한되지 않는다.In addition, the nonconductive anionic compound may be at least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, poly-L-lysine (p-Lys), and poly-L-glutamic acid (p-Glu), but is not limited thereto. , The nonconductive cationic compound is poly (ethylene imine) (PEI, 90%, MW 60 000), doped polyaniline, (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (BTPPA + Cl ­ ), Octyltrimethylammonium bromine (OTAB), decyltrimethylammonium bromine (DeTAB), dodecyltrimethylammonium bromine (DTAB), and at least one compound selected from the group consisting of cationic chitosan, but are not limited thereto.

본 발명에 따른 전도성 박막을 제조하기 위해 사용하는 이온성 화합물을 포함하는 용액(이하 '이온성 화합물 용액'이라 함)은 대한민국 특허 제 00168658호 및 제 0214254호 등에 개시된 방법에 의해 제조할 수 있으나, 본 발명에서는 특히 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물 용액의 경우 0.001 내지 30중량%의 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물을 70 내지 99.999중량%의 극성용매에 용해시켜 제조하고, 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물 용액은 0.001 내지 30중량%의 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물을 70 내지 99.999중량%의 극성용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 상기 조성비에서 상기 이온성 화합물의 함량이 0.001 중량% 미만이면 박막이 균일하게 형성되지 않고, 30중량%를 초과하면 박막의 두께를 제어하기 어려운 문제점이 있다.A solution containing an ionic compound (hereinafter referred to as an 'ionic compound solution') used to prepare a conductive thin film according to the present invention may be prepared by the methods disclosed in Korean Patent Nos. 00168658 and 0214254, etc. In the present invention, particularly in the case of a conductive or nonconductive anionic compound solution, 0.001 to 30% by weight of the conductive or nonconductive anionic compound is prepared by dissolving in 70 to 99.999% by weight of a polar solvent, and a conductive or nonconductive cationic compound solution. Silver can be prepared by dissolving 0.001-30% by weight of a conductive or nonconductive cationic compound in 70-99.999% by weight of a polar solvent. When the content of the ionic compound in the composition ratio is less than 0.001% by weight, the thin film is not uniformly formed. If the content exceeds 30% by weight, it is difficult to control the thickness of the thin film.

본 발명에 따른 상기 기판으로는 표면처리된 ITO(indium tin oxide) 투명기판, 실리콘웨이퍼, 백금전극, 금전극과 같은 전도성 전극이나, 전도성 입자가 코팅된 유리, 석영, 플라스틱 필름, 마이카(mica), 실리콘웨이퍼, 알루미늄 판, 글래시 카본, 유기기재, 기타 투명 기판, 반사막 또는 상기의 기판 중 공지의 방법으로 표면처리된 기판 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The substrate according to the present invention may be a surface-treated indium tin oxide (ITO) transparent substrate, a silicon wafer, a platinum electrode, a conductive electrode such as a gold electrode, or a conductive particle coated glass, quartz, a plastic film, or a mica. , Silicon wafers, aluminum plates, glass carbon, organic substrates, other transparent substrates, reflecting films or substrates surface-treated by a known method may be used, but is not limited thereto.

또한 상기 기판을 상기 이온성 화합물 용액에 디핑하는 시간은 0.01 내지 1시간의 범위인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the time for dipping the substrate in the ionic compound solution is preferably in the range of 0.01 to 1 hour, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 전도성 박막의 더욱 구체적인 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to a more specific manufacturing method of the conductive thin film according to the present invention.

전도성 박막을 제조하기 위해 음이온성 화합물을 포함하는 용액 및 양이온성 화합물을 포함하는 용액에 기판을 디핑(dipping)하였다가 빼내는 과정을 교대로 반복하는데, 전도성 화합물 층 사이에 비전도성 화합물 층이 삽입되도록 하기 위해 비전도성 이온성 화합물에 디핑하는 과정을 중간에 포함한다. 예를 들어 박막의 제 1층을 전도성 음이온성 화합물 층으로 만들기 위해 기판을 전도성 음이온성 화합물 용액에 0.01 내지 1시간 동안 디핑하고 세척하면 전도성 음이온성 화합물의 단분자막이 기판에 형성된다. In order to prepare the conductive thin film, the process of dipping and removing the substrate in the solution containing the anionic compound and the solution containing the cationic compound is alternately repeated, so that the non-conductive compound layer is inserted between the conductive compound layers. Dipping into a nonconductive ionic compound is included in the middle. For example, when the substrate is dipped in the conductive anionic compound solution for 0.01 to 1 hour and washed to make the first layer of the thin film into the conductive anionic compound layer, a monomolecular film of the conductive anionic compound is formed on the substrate.

그 다음 제 1층의 박막이 형성된 기판을 전도성 양이온성 화합물 용액에 상기와 같은 방법으로 디핑하게 되면 제 1층의 전도성 음이온성 화합물과 용액의 전도성 양이온성 화합물이 이온결합 특성에 의해 자기조립되고 이를 용액으로부터 빼내어 세척하면 전도성 양이온성 화합물 층의 제 2층이 형성되며 상기 제 1층과 제 2층은 이중층을 형성하게 된다. Then, when the substrate on which the thin film of the first layer is formed is dipped into the conductive cationic compound solution in the same manner as above, the conductive anionic compound of the first layer and the conductive cationic compound of the solution are self-assembled by the ionic bonding properties. Removal from the solution and washing forms a second layer of conductive cationic compound layer, wherein the first and second layers form a bilayer.

여기서, 상기 제 2층과 제 3층이 결합된 이중층을 형성할 수도 있으며, 이러한 경우 전도성 양이온성 화합물 층과 전도성 음이온성 화합물 층의 한 쌍을 바이레이어(bilayer)라 호칭할 수 있다.In this case, the second layer and the third layer may be combined to form a double layer, in which case a pair of the conductive cationic compound layer and the conductive anionic compound layer may be referred to as a bilayer.

그 다음 다시 제 3층에 비전도성 음이온성 화합물 층이 적층되도록 하기 위해 비전도성 음이온성 화합물 용액에 0.01 내지 1시간 동안 기판을 디핑하고 빼내어 비전도성 음이온성 화합물 층을 적층하고 다시 제 4층에 전도성 양이온성 화합물 층을 적층하면 전도성 이온성 화합물 층 사이에 비전도성 이온성 화합물 층이 삽입된 박막이 형성된다. Then, the substrate is dipped in and removed from the nonconductive anionic compound solution for 0.01 to 1 hour in order to allow the non-conductive anionic compound layer to be laminated on the third layer again, and the nonconductive anionic compound layer is laminated to the fourth layer. When the cationic compound layer is laminated, a thin film in which a nonconductive ionic compound layer is inserted is formed between the conductive ionic compound layers.

만약 비전도성 이온성 화합물 층을 이중층 이상으로 하고자 할 경우에는 상기 제 4층을 비전도성 양이온성 화합물 층으로 적층하고 이후 원하는 층수만큼의 비전도성 화합물을 적층한 다음 다시 전도성 화합물을 적층할 수 있다. 동일한 방법으로 상기 순서를 적절히 조절함으로써 이온성 화합물 층의 순서를 다양하게 변 경할 수 있다(도 1 및 도 2 참조).If the non-conductive ionic compound layer is to be more than two layers, the fourth layer may be laminated with a non-conductive cationic compound layer, and then the non-conductive compound may be laminated as many as the desired number of layers, and then the conductive compound may be laminated. In the same manner, the order of the ionic compound layers may be variously changed by appropriately adjusting the order (see FIGS. 1 and 2).

본 발명에 따른 전도성 박막의 제조방법에 의해 디핑 횟수, 디핑되는 이온성 화합물 용액의 종류 및 순서에 따라 다양한 배열과 층수를 갖는 전도성 다층박막을 제조할 수 있다. 또한 디핑 시간, 이온성 화합물의 종류 등을 조절함으로써 0.5 내지 2000nm의 범위 내에서 용이하게 전체 두께를 조절할 수 있다. According to the method of manufacturing a conductive thin film according to the present invention, a conductive multilayer thin film having various arrangements and number of layers may be manufactured according to the number of dipping times and the type and order of dipping ionic compound solutions. In addition, it is possible to easily adjust the overall thickness within the range of 0.5 to 2000nm by adjusting the dipping time, the kind of the ionic compound and the like.

본 발명에 따른 전도성 박막을 포함하는 전기화학 소자는 본 발명에 따른 전도성 박막을 포함하는 전극, 전해질층 및 대전극(상대전극)으로 구성된다. An electrochemical device comprising a conductive thin film according to the present invention comprises an electrode, an electrolyte layer and a counter electrode (relative electrode) including the conductive thin film according to the present invention.

상기 전극은 본 발명에 따른 박막이 적층된 기판을 포함하며 상기 기판으로는 표면처리된 ITO 투명기판, 실리콘웨이퍼, 백금전극, 금전극과 같은 전도성 전극이나, 전도성 입자가 코팅된 유리, 석영, 플라스틱 필름, 마이카(mica), 실리콘웨이퍼, 알루미늄 판, 글래시 카본, 유기기재, 기타 투명 기판, 반사막 또는 상기의 기판 중 공지의 방법으로 표면처리된 기판 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The electrode includes a substrate on which a thin film according to the present invention is laminated, and the substrate includes a conductive electrode such as a surface-treated ITO transparent substrate, a silicon wafer, a platinum electrode, and a gold electrode, or glass, quartz, or plastic coated with conductive particles. A film, a mica, a silicon wafer, an aluminum plate, a glass carbon, an organic substrate, another transparent substrate, a reflective film, or a substrate surface-treated by a known method may be used, but is not limited thereto.

상기 전해질층으로는 이온전도성 전해질 용액이나 이온전도성 막을 사용할 수 있다. 상기 이온전도성 전해질 용액은 공지의 전해질염이 용해된 용액을 사용할 수 있으며, 이를 주사하거나 진공진입 등의 방법으로 전기변색 소자의 제조에 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 이온전도성 막은 공지의 전해질염이 고분자 내에 도포된 막을 사용하거나, 전해질염이 용해된 고분자 용액을 스핀코팅, 진공주입, 또는 딥 코팅 등의 방법으로 상기 전도성 박막에 도포한 후 용 매를 제거하는 공정으로 제조할 수 있으며, 전해질염, 중합성 단량체, 개시제 등으로 구성된 조성물을 상기 전도성 박막을 포함하는 전극에 도포한 다음 열 또는 광에 의해 경화시키는 방법으로도 제조할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.As the electrolyte layer, an ion conductive electrolyte solution or an ion conductive membrane can be used. As the ion conductive electrolyte solution, a solution in which a known electrolyte salt is dissolved may be used, and the ion conductive electrolyte solution may be used in the manufacture of an electrochromic device by injection or vacuum entry, but is not limited thereto. The ion conductive membrane may be prepared by using a membrane coated with a known electrolyte salt in a polymer, or applying a polymer solution in which an electrolyte salt is dissolved to the conductive thin film by spin coating, vacuum injection, or dip coating to remove a solvent. It may be prepared by a process, but may be prepared by applying a composition composed of an electrolyte salt, a polymerizable monomer, an initiator and the like to the electrode including the conductive thin film and then curing by heat or light, but is not limited thereto.

상기 대전극은 이에 제한되는 것은 아니지만 ITO 투명기판, 실리콘웨이퍼, 백금 전극, 금 전극과 같은 전도성 전극이나, 전도성 입자가 코팅된 유리, 석영, 플라스틱 필름, 마이카, 알루미늄 판, 글래시 카본, 또는 유기 기재, 기타 투명 기판이나 반사막, WO3(텅스텐 산화물)와 같은 무기 산화물 또는 바이올로진계 전기변색 화합물이 코팅된 투명전극 등을 사용할 수 있다. 특히 디스플레이나 태그(tag) 등의 용도로 사용할 경우 대전극이나 전도성 다층막 기판 중의 하나 이상은 투명기판을 사용하는 것이 바람직하다.The counter electrode may include, but is not limited to, a conductive electrode such as an ITO transparent substrate, a silicon wafer, a platinum electrode, or a gold electrode, glass coated with conductive particles, quartz, a plastic film, a mica, an aluminum plate, a glass carbon, or an organic Substrates, other transparent substrates, reflective films, transparent electrodes coated with inorganic oxides such as WO 3 (tungsten oxide) or biologinous electrochromic compounds, and the like. In particular, when used for a display or tag, it is preferable to use a transparent substrate for at least one of the counter electrode and the conductive multilayer film substrate.

본 발명에 따른 전기화학 소자는 이에 제한되는 것은 아니지만 상기 대전극을 상기 이온전도막 위에 압착, 라미네이션 등의 방법으로 접착시키거나, 이온전도성 용액을 전해질 층으로 사용하는 경우 스페이서를 두고 접착 후 이온전도성 용액을 주사나 진공주입법 등에 의해 주입하고 밀봉하는 방법으로 제조할 수 있다. 또한 광 또는 열경화에 의해 이온전도막을 제조하는 경우 전해질염, 중합성 단량체, 개시제 등으로 구성된 조성물을 상기 전도성 박막을 포함하는 전극에 도포한 다음 상판전극을 덮고, 광이나 열을 가해 경화되면서 접착하는 방법에 의해 소자를 제조할 수 있다.The electrochemical device according to the present invention is not limited thereto, but the counter electrode is adhered to the ion conductive film by compression or lamination, or when the ion conductive solution is used as an electrolyte layer, the spacer is bonded to the ion conductive material after the adhesion. The solution can be prepared by injection and sealing by injection, vacuum injection or the like. In addition, when manufacturing an ion conductive film by light or thermal curing, a composition composed of an electrolyte salt, a polymerizable monomer, an initiator, and the like is applied to an electrode including the conductive thin film, and then covered with a top electrode, and cured by applying light or heat. An element can be manufactured by the method of making it.

상기 전기화학 소자의 제조에는 필요에 따라 두께 조절을 위해 스페이서를 사용할 수 있으며, 전원 도입을 위한 전선, 센서, 컬러필터 및 광원 등을 추가로 부착할 수 있다. In the manufacture of the electrochemical device, a spacer may be used for thickness control as needed, and wires, sensors, color filters, and light sources for introducing power may be additionally attached.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

< 실시예 1 >  <Example 1>

1. 화학식 1d-1 화합물의 합성(화학적 중합)1. Synthesis of Chemical Formula 1d-1 Compound (Chemical Polymerization)

먼저 4-아닐리노-1-부틸설포네이트 나트륨염[알드리치, 미국] 0.8g과 아닐린[알드리치, 미국] 0.2g을 10% 염산 수용액에 용해시킨 다음, 얼음 수조에 담그어 온도를 0℃로 유지하고 나트륨 퍼설페이트[알드리치, 미국] 1g이 용해된 수용액을 가하면서 1시간 동안 교반하였다. 0℃에서 계속하여 8시간 동안 교반하여 진한 녹색의 고분자 용액을 얻고, 투석막[마이크로필터, 미국]을 이용하여 상기 녹색의 고분자 용액에서 분자량 3500 이하의 저분자량 불순물을 걸러낸 다음 10% 염산 수용액을 사용하여 제거하였다. 상기 투석막으로 정제하는 과정을 3 내지 5회 반복하고 용매를 제거한 다음 진공상태로 건조시켜 검은 녹색 분말 형태의 폴리머 1d-1을 합성하였다.First, 0.8 g of 4-anilino-1-butylsulfonate sodium salt [Aldrich, USA] and 0.2 g of aniline [Aldrich, USA] were dissolved in a 10% aqueous hydrochloric acid solution and then immersed in an ice bath to keep the temperature at 0 ° C. The solution was stirred for 1 hour while adding an aqueous solution of 1 g of sodium persulfate [Aldrich, USA]. Stirring at 0 ° C. for 8 hours to obtain a dark green polymer solution, using a dialysis membrane [microfilter, USA] to filter out low molecular weight impurities of 3500 or less molecular weight from the green polymer solution and then Removed using. The process of purifying with the dialysis membrane was repeated 3 to 5 times, the solvent was removed, and then dried under vacuum to synthesize polymer 1d-1 in the form of black green powder.

2. 화학식 1d-2 화합물의 합성(전기화학적 중합)2. Synthesis of Compound of Formula 1d-2 (Electrochemical Polymerization)

0.1M의 4-아닐리노-1-부틸설포네이트 나트륨염[알드리치, 미국]의 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국] 100㎖에 소량의 5% 과염소산 수용액[알드리치, 미국]을 첨가하고 이를 반응용기에 넣었다. 그 다음 0.1 M의 아닐린의 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국] 10㎖에 소량의 5% 과염소산 수용액[알드리치, 미국]을 첨가하고 이를 상기 반응용기에 넣었다. Ag/AgCl을 기준 전극으로, 백금선을 대전극으로, ITO 유리판[쇼트코리아, 대한민국]을 작업전극으로 하여 0 내지 1.0V의 전위 사이를 50 mV/sec으로 순환시켜 청록색의 고분자 1d-2 막을 ITO 유리판 위에 성장시켰다. 이를 단량체가 없는 0.1M의 과염소산 리튬염의 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국]에 넣고 12시간 동안 담근 다음 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국]으로 세척하고 질소 분위기하에서 건조시켰다. To 100 ml of acetonitrile solution [Aldrich, USA] of 0.1M 4-anilino-1-butylsulfonate sodium salt [Aldrich, USA] was added a small amount of 5% aqueous solution of perchloric acid [Aldrich, USA] and added to the reaction vessel. Put in. A small amount of 5% aqueous perchloric acid solution [Aldrich, USA] was then added to 10 ml of acetonitrile solution of 0.1 M aniline [Aldrich, USA] and placed in the reaction vessel. Ag / AgCl as the reference electrode, platinum wire as the counter electrode, and ITO glass plate [Short Korea, Korea] as the working electrode, circulating the blue-green polymer 1d-2 membrane at 50 mV / sec between the potentials of 0 to 1.0V. It was grown on a glass plate. It was placed in an acetonitrile solution of monomeric 0.1M lithium perchlorate salt [Aldrich, USA] for 12 hours, then washed with acetonitrile solution [Aldrich, USA] and dried under nitrogen atmosphere.

3. 화학식 1c-1(R7=-(CH3)CHCH2CH2-) 화합물의 합성 3. Synthesis of Compound of Formula 1c-1 (R7 =-(CH 3 ) CHCH 2 CH 2- )

공지의 방법(J. Org. Chem., 66(21), 6873 -6882, 2001)을 이용하여 이소부틸렌옥시피롤부탄술포네이트 단량체를 합성한 다음, 4-아닐리노-1-부틸설포네이트 나트륨염 대신 상기 합성된 단량체를 사용한 것을 제외하고 상기 화학식 1d-1의 합성에서 사용한 방법과 동일한 방법을 사용하여 고분자 화학식 1c-1을 합성하였다. Isobutyleneoxypyrrolebutanesulfonate monomers were synthesized using known methods (J. Org. Chem., 66 (21), 6873-6882, 2001), followed by 4-anilino-1-butylsulfonate sodium Polymer Formula 1c-1 was synthesized using the same method as used in the synthesis of Formula 1d-1, except that the synthesized monomer was used instead of the salt.

4. 화학식 1h-1 화합물의 합성4. Synthesis of Compound of Formula 1h-1

공지의 방법(J. Org. Chem., 66 (21), 6873 -6882, 2001)을 이용하여 제조한 0.1M의 폴리이소부틸렌옥시피롤부탄술포네이트(PIBOPBUS) 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국] 100㎖에 소량의 5% 과염소산 수용액을 첨가하고 이를 반응용기에 넣었다. 그 다음 0.1 M의 4-아닐리노-1-부틸설포네이트 나트륨염의 아세토니트릴 용액[알드리치, 미국] 150㎖에 소량의 5% 과염소산 수용액을 첨가하고 이를 상기 반응용기에 넣었다. Ag/AgCl을 기준 전극으로, 백금선을 대전극으로, ITO 유리판을 작업전극으로 하여 0 내지 1.0V의 전위 사이를 50 mV/sec으로 순환시켜 진록색의 고분자막을 ITO 유리판 위에 성장시켰다. 이를 단량체가 없는 0.1M의 과염소산 리튬염의 아세토니트릴 용액에 넣고 12시간 동안 담근 다음 아세토니트릴 용액으로 세척하고 질소 분위기하에서 건조시켰다. 0.1 M polyisobutyleneoxypyrrolebutanesulfonate (PIBOPBUS) acetonitrile solution prepared using a known method (J. Org. Chem., 66 (21), 6873 -6882, 2001) [Aldrich, USA] A small amount of 5% aqueous perchloric acid solution was added to 100 ml and placed in a reaction vessel. A small amount of 5% aqueous perchloric acid solution was then added to 150 ml of acetonitrile solution [0.1] of 0.1 M 4-anilino-1-butylsulfonate sodium salt and placed in the reaction vessel. A green-green polymer film was grown on the ITO glass plate by circulating at 50 mV / sec between potentials of 0 to 1.0 V with Ag / AgCl as the reference electrode, platinum wire as the counter electrode, and ITO glass plate as the working electrode. It was placed in an acetonitrile solution of 0.1 M lithium perchlorate salt without monomer, soaked for 12 hours, washed with acetonitrile solution and dried under nitrogen atmosphere.

< 실시예 2 ><Example 2>

자기조립에 의한 전도성 고분자 다층막의 제조Fabrication of conductive polymer multilayers by self-assembly

공지의 방법에 의해 제조된 화학식 1a 화합물 중 R5가 -(CH2)3-이고, R 1, R2, R3, 및 R4가 모두 수소이며, X는 테트라부틸암모늄인 고분자로서 전기중합에 의해 제조된 고분자 1d-2 0.02g을 증류수 10 ㎖에 용해시켰다(I). 또한 화학식 2a에서 R8이 -(CH2)7-인 비닐벤질디메틸옥타데실암모늄 클로라이드(VOAC-1) 0.02g을 10㎖의 증류수에 용해시켰다(II). 또한 공지의 방법(J. H. Cheung, W. B. Stockton, and M. F. Rubner, Macromolecules 1997, 30, 2712-2716)을 이용하여 폴리아닐린을 디메틸아세타미드에 20mg/ml의 농도로 넣고, 하루 동안 교반하였다. 그 다음 상기 혼합액을 9시간 동안 초음파로 교반한 후 남아있는 덩어리를 제거하고, pH 3.2의 물과 9:1의 비율로 혼합한 다음 HCl로 pH를 2.5 내지 2.6으로 조절하여 수용액 PAN-1을 제조하였다(III).Electropolymerization as a polymer wherein R 5 is-(CH 2 ) 3- , R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are all hydrogen and X is tetrabutylammonium in the compound of formula 1a prepared by a known method. 0.02 g of the polymer 1d-2 prepared by the above was dissolved in 10 ml of distilled water ( I ). In addition, 0.02 g of vinylbenzyldimethyloctadecylammonium chloride (VOAC-1) having R 8 of-(CH 2 ) 7 -in Chemical Formula 2a was dissolved in 10 ml of distilled water ( II ). In addition, polyaniline was added to dimethylacetamide at a concentration of 20 mg / ml using a known method (JH Cheung, WB Stockton, and MF Rubner, Macromolecules 1997, 30, 2712-2716) and stirred for one day. Then, the mixture was ultrasonically stirred for 9 hours, the remaining mass was removed, mixed with water of pH 3.2 at a ratio of 9: 1, and then the pH was adjusted to 2.5 to 2.6 with HCl to prepare an aqueous solution PAN-1. ( III ).

ITO 유리판[쇼트코리아, 대한민국]은 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리메톡시실란으로 처리하여 친수성을 나타내게 하였다. 그 다음 이를 상기 음전하를 띠는 수용액 1d-2(I)에 10분 동안 담그고 이를 꺼내어 증류수로 표면을 씻은 다음 남은 증류수는 질소기체로 제거하였다. 그 다음 상기 ITO 유리판을 양전하를 띠는 전도성 수용액 PAN-1(III)에 10분 동안 담그고 이를 꺼내어 증류수로 표면을 세척한 다음 남은 증류수는 질소기체로 제거하여 1d-2/PAN-1 이중층을 형성하였다.ITO glass plates [Short Korea, South Korea] were treated with N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl-trimethoxysilane to show hydrophilicity. Thereafter, it was immersed in the negatively charged aqueous solution 1d-2 ( I ) for 10 minutes, taken out, washed the surface with distilled water, and the remaining distilled water was removed with nitrogen gas. Subsequently, the ITO glass plate was immersed in a positively charged conductive solution PAN-1 ( III ) for 10 minutes, taken out, washed with distilled water, and the remaining distilled water was removed with nitrogen gas to form a 1d-2 / PAN-1 double layer. It was.

그 다음 상기 이중층이 형성된 기판을 음전하를 띠는 수용액 1d-2(I), 양전하를 띤 비전도성 수용액 VOAC-1(II)에 각각 10분 동안 차례로 담그고 증류수로 표면을 세척한 다음 남은 증류수를 질소기체로 제거하여 1d-2/VOAC-1 이중층을 형성하였다.Subsequently, the double layered substrate was immersed in a negatively charged aqueous solution 1d-2 ( I ) and a positively charged nonconductive aqueous solution VOAC-1 ( II ) for 10 minutes, washed with distilled water, and then the remaining distilled water was purged with nitrogen. Removal with gas gave a 1d-2 / VOAC-1 bilayer.

그 다음 상기 1d-2/PAN-1 이중층 및 1d-2/VOAC-1 이중층을 형성하는 방법을 순차적으로 6회씩 반복하고 최종 이중층이 전도성을 나타내도록 1d-2/PAN-1 이중층을 추가로 형성하여 총 15개의 이중층이 형성된 자기조립 전기변색 다층박막을 제조하였다. Then, the method of forming the 1d-2 / PAN-1 bilayer and the 1d-2 / VOAC-1 bilayer is repeated six times in sequence, and the 1d-2 / PAN-1 bilayer is further formed so that the final bilayer is conductive. A total of 15 bilayers were fabricated with a self-assembled electrochromic multilayer thin film.

상기 제조된 다층 박막을 자외선 분광법을 적용하여 흡광도 변화를 검사하였 다. 그 결과 이중층의 수가 증가할 때마다, 320nm, 360nm, 440nm에서 측정한 흡광도가 증가하는 것으로 나타났으며, 이로써 PANBUS/양이온층 (여기서 양이온은 VOAC-1 또는 PAN-1)이 잘 형성되었음을 확인하였다. 또한 층의 개수에 따른 두께의 변화를 측정한 결과 이중층의 수가 증가함에 따라 두께도 균일하게 증가하는 것을 확인하였다. The prepared multilayer thin film was examined for absorbance change by applying ultraviolet spectroscopy. As a result, the absorbance measured at 320 nm, 360 nm, and 440 nm increased with each increase in the number of bilayers, thereby confirming that PANBUS / cationic layers (where cations are VOAC-1 or PAN-1) were well formed. . In addition, as a result of measuring the change in thickness according to the number of layers, it was confirmed that the thickness also increased uniformly as the number of double layers increased.

< 실시예 3 내지 13 ><Examples 3 to 13>

상기 실시예 2에서 전도성 음이온성 화합물 용액, 전도성 양이온성 화합물 용액, 비전도성 양이온성 화합물 용액, 자기조립조건 등을 다음 표 1과 같이 변경하면서 전도성 박막을 제조하였으며, 전도성 박막의 다중층의 구조, 흡광도, 다층막의 두께, 이중층의 층 수 등을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.In Example 2, the conductive anionic compound solution, the conductive cationic compound solution, the non-conductive cationic compound solution, and the self-assembly conditions were changed as shown in Table 1 below to prepare a conductive thin film, the structure of the multilayer of the conductive thin film, The absorbance, the thickness of the multilayer film, the number of layers of the double layer, etc. were measured and the results are shown in Table 1.

Figure 112005003436218-PAT00010
Figure 112005003436218-PAT00010

1) 이온성화합물(g)/용매(g)로 표시됨.1) Expressed as ionic compound (g) / solvent (g).

2) 전극/[(양이온층/음이온층)이중층수/(양이온층/음이온층)이중층수.....]구역수 로 표시됨.2) electrode / indicated by [(cation layer / anionic layer) can be double-layer / (cation layer / anionic layer) can ..... double layer] can section.

3) 430nm에서 흡광도를 조사함.3) Examine the absorbance at 430 nm.

4) 단위: nm4) Unit: nm

5) 이중층의 개수를 나타냄.5) Indicates the number of bilayers.

상기 표 1에서 ITO-g는 ITO로 코팅된 유리(전도도 10 S/cm, Schott 사),In Table 1, ITO-g is glass coated with ITO (conductivity 10 S / cm, Schott),

ITO-f는 ITO로 코팅된 플라스틱 필름(전도도 150 S/cm, Schott 사),ITO-f is a plastic film coated with ITO (conductivity 150 S / cm, Schott)

Au-q는 금으로 코팅된 석영,Au-q is a quartz coated with gold,

SW는 실리콘웨이퍼,SW is silicon wafer,

Au-PolC는 금으로 도포된 폴리카보네이트 판(발명자 제조),Au-PolC is a polycarbonate plate coated with gold (manufacturer of the invention),

1a-1는 화학식 1a(단, R1 내지 R4 H, R5는 (CH 2)4이고, X는 Na임),1a-1 is represented by Chemical Formula 1a, provided that R 1 to R 4 is H, R 5 is (CH 2 ) 4 and X is Na),

1b-1는 화학식 1b(단, A는 CH2, R6는 (CH2)5, X는 K이고, [O. Stephan, P. Schottland, P.-Y. Le Gall, C. Chevrot, C. Mariet, M. J. Carrier, Electroanal. Chem. 1998, 443, 217]에 개시된 방법을 이용하여 합성함),1b-1 is a compound of Formula 1b, wherein A is CH 2 , R 6 is (CH 2 ) 5 , X is K, and O. Stephan, P. Schottland, P.-Y. Le Gall, C. Chevrot, C Mariet, MJ Carrier, Electroanal. Chem. 1998, 443, 217).

1c-1는 화학식 1c(단, B는 CH2C(CH3)H-CH2, R7은 (CH2 )4이고 X는 K임),1c-1 is represented by Chemical Formula 1c, wherein B is CH 2 C (CH 3 ) H-CH 2 , R 7 is (CH 2 ) 4 and X is K,

1e-1는 화학식 1e(단, R5는 -(CH2)5-, B는 CH2CH2-CH 2, R7은 -(CH2)5이고 X는 Na 임),1e-1 is a compound of Formula 1e (wherein R 5 is-(CH 2 ) 5- , B is CH 2 CH 2 -CH 2 , R 7 is-(CH 2 ) 5 and X is Na),

1f-1는 화학식 1f(단, A는 CH2CH2, B는 CH2C(CH3)H-CH2, R6는 -(CH2)4, R7은 -(CH2)6이고 X는 Na임),1f-1 is represented by Chemical Formula 1f, wherein A is CH 2 CH 2, B is CH 2 C (CH 3 ) H-CH 2, R 6 is-(CH 2 ) 4 , and R 7 is-(CH 2 ) 6 X is Na),

1g-1은 화학식 1g(단, R1은 F, R3는 Br, R2 및 R4는 H, R5 는 (CH2)4, A는 CH2, R6는 -(CH2)5이고 X는 Na임),1 g-1 is a chemical formula 1 g (wherein R 1 is F, R 3 is Br, R 2 and R 4 is H, R 5 is (CH 2 ) 4 , A is CH 2 , and R 6 is-(CH 2 ) 5 And X is Na),

1h-1은 화학식 1h(단, R1은 F, R3는 Br, R2 및 R4는 H, R5 는 (CH2)4, B는 CH2C(CH3)H-CH2이고 R7은 -(CH2)9임), 1h-1 is a chemical formula 1h (wherein R 1 is F, R 3 is Br, R 2 and R 4 is H, R 5 is (CH 2 ) 4 , B is CH 2 C (CH 3 ) H-CH 2 R 7 is-(CH 2 ) 9 ),

1b-2는 화학식 1b(단, A는 CH2, R6는 (CH2)11, X는 Na이고, [O. Stephan, P. Schottland, P.-Y. Le Gall, C. Chevrot, C. Mariet, M. J. Carrier, Electroanal. Chem. 1998, 443, 217]에 개시된 방법을 이용하여 합성함),1b-2 is a compound of Formula 1b, wherein A is CH 2 , R 6 is (CH 2 ) 11 , X is Na, and O. Stephan, P. Schottland, P.-Y. Le Gall, C. Chevrot, C Mariet, MJ Carrier, Electroanal. Chem. 1998, 443, 217).

DXS는 덱스트란 설페이트,DXS is dextran sulfate,

VOAC-2는 화학식 2a(단, R8는 -(CH2)11-이고 Y는 Br임),VOAC-2 is of the formula 2a, wherein R 8 is-(CH 2 ) 11 -and Y is Br;

VOAC-3는 화학식 2a(단, R8는-(CH2)17-이고 Y는 Cl임),VOAC-3 is of the formula 2a wherein R 8 is-(CH 2 ) 17 -and Y is Cl;

PAN-1는 화학식 2b(단, Y는 ClO4),PAN-1 is represented by Chemical Formula 2b (wherein Y is ClO 4 ),

PAN-2는 화학식 2b(단, Y는 도데실벤젠설포네이트),PAN-2 is represented by Chemical Formula 2b (where Y is dodecylbenzenesulfonate),

PAN-3는 화학식 2b(단, Y는 CF3SO3),PAN-3 is represented by Chemical Formula 2b (where Y is CF 3 SO 3 ),

PEI는 폴리(에틸렌 이민) ([Fischer P., Laschewsky A., Layer-by-layer adsorption of identically charged polyelectrolytes, Macromolecules, 33 (3), (2000) 1100­1102]에 개시된 방법을 이용하여 합성함), PEI is synthesized using the method disclosed in Fischer P., Laschewsky A., Layer-by-layer adsorption of identically charged polyelectrolytes, Macromolecules, 33 (3), (2000) 11001102),

PAH는 폴리(알릴라민 히드로클로리드) ([Lvov Y. M., Decher G., Mㆆhwald H., Assembly, layer deposited ultrathin films of poly(vinyl sulfate) and poly(allylamine), Langmuir, 9 (2), (1993) 481­486]에 개시된 방법을 이용하여 합성함), PAHs are poly (allylamin hydrochloride) (Lvov YM, Decher G., M ㆆ hwald H., Assembly, layer deposited ultrathin films of poly (vinyl sulfate) and poly (allylamine), Langmuir, 9 (2), (1993) 481486) using the method disclosed in

PDDA는 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로리드) ([Lesser C., Gao M., Kirstein S., Highly luminescent thin films from alternating deposition of CdTe nanoparticles and polycations, Mater. Sci. Eng., C8­C9 (1999) 59­162]에 개시된 방법을 이용하여 합성함), PDDA is poly (diallyldimethylammonium chloride) (Lesser C., Gao M., Kirstein S., Highly luminescent thin films from alternating deposition of CdTe nanoparticles and polycations, Mater. Sci. Eng., C8­C9 (1999) 591 Synthesized using the method disclosed in

PLL은 폴리-L-리신([Cooper T. M., Campbell A. L., Crane R. L., Formation of polypeptide-dye multilayers by an electrostatic self-assembly technique, Langmuir, 11 (7) , (1995) 2713­2718]에 개시된 방법을 이용하여 합성함), PLLs were prepared using the method described in poly-L-lysine (Cooper ™, Campbell AL, Crane RL, Formation of polypeptide-dye multilayers by an electrostatic self-assembly technique, Langmuir, 11 (7), (1995) 27132718). Synthesized),

PVTH는 폴리(비닐페닐-트리메틸암모늄 히드록시드) ([Yoo D., Lee J.-K., Rubner M. F., Investigations of new self-assembled multilayer thin films based on alternately adsorbed layers of polyelectrolytes and functional dye molecules, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 413 (1996) 395­400(Electrical, Optical, and Magnetic Properties of Organic Solid State Materials III)]에 개시된 방법을 이용하여 합성함),PVTH is poly (vinylphenyl-trimethylammonium hydroxide) (Yoo D., Lee J.-K., Rubner MF, Investigations of new self-assembled multilayer thin films based on alternately adsorbed layers of polyelectrolytes and functional dye molecules, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 413 (1996) 395400 (Electrical, Optical, and Magnetic Properties of Organic Solid State Materials III).

CC는 캐티오닉 키토산([Lvov Y., Onda M., Ariga K., Kunitake T., Ultrathin films of charged polysaccharides assembled alternately with linear polyions, J. Biomater. Sci., Polym. Ed., 9(4), (1998) 345­355]에 개시된 방법을 이용하여 합성함)을 각각 나타낸다.CC is cationic chitosan (Lvov Y., Onda M., Ariga K., Kunitake T., Ultrathin films of charged polysaccharides assembled alternately with linear polyions, J. Biomater. Sci., Polym. Ed., 9 (4) , (1998) 345355).

< 실시예 14 ><Example 14>

광경화성 고분자 전해질 조성물의 제조Preparation of Photocurable Polymer Electrolyte Composition

메톡시폴리에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 2.5g(분자량 1000)[폴리사이언스(Polyscience), 미국], 트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-트리온[알드리치, 미국] 0.3g, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르(분자량 330)[알드리치, 미국) 2.5g 및 광개시제로서 0.25g의 다로큐어 1173[시바 스페셜티 케미컬사(Ciba Specialty Chemicals), 스위스], 0.25g의 리튬 트리플루오로메탄설포네이트[머크, 미국]를 혼합하였다. 그 다음 상기 혼합물의 10%의 질량비를 갖는 이산화티타늄[데구사, 독일]을 첨가하고 2시간 동안 교반하여 광경화성 고분자 전해질 조성물을 제조하였다.Methoxypolyethylene glycol monomethacrylate 2.5 g (molecular weight 1000) [Polyscience, USA], triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H)- 0.3 g Trione [Aldrich, USA], 2.5 g polyethylene glycol dimethyl ether (molecular weight 330) [Aldrich, USA] and 0.25 g Tarocure 1173 [Ciba Specialty Chemicals, Switzerland], 0.25 g as photoinitiator Lithium trifluoromethanesulfonate [Merck, USA] was mixed. Then titanium dioxide [Degussa, Germany] having a mass ratio of 10% of the mixture was added and stirred for 2 hours to prepare a photocurable polymer electrolyte composition.

< 실시예 15 ><Example 15>

광경화성 고분자 전해질 조성물의 제조Preparation of Photocurable Polymer Electrolyte Composition

메톡시폴리에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 2.5 g(분자량 750)[폴리사이언스사, 미국], 트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-트리온[알드리치, 미국] 0.3g, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르(분자량 330)[알드리치, 미국] 2.5g 및 광개 시제로서 0.25g의 다로큐어 1173[시바 스페셜티 케미컬사, 스위스], 0.25g의 리튬 트리플루오로메탄설포네이트[머크사, 미국], 0.1g의 0.1M HClO4 수용액을 혼합하였다. 그 다음 상기 혼합물의 5%의 질량비를 갖는 이산화티타늄[데구사, 독일]을 첨가하고 2시간 동안 교반하여 광경화성 고분자 전해질 조성물을 제조하였다. Methoxypolyethylene glycol monomethacrylate 2.5 g (molecular weight 750) [Polyscience, USA], triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione [Aldrich, USA] 0.3 g, polyethylene glycol dimethyl ether (molecular weight 330) [Aldrich, USA] 2.5 g and 0.25 g of Tarocure 1173 [Ciba Specialty Chemicals, Switzerland] as photoinitiator, 0.25 g of lithium trifluoromethane Sulfonate [Merck, USA], 0.1 g of 0.1 M HClO 4 aqueous solution was mixed. Then titanium dioxide [Degussa, Germany] having a mass ratio of 5% of the mixture was added and stirred for 2 hours to prepare a photocurable polymer electrolyte composition.

< 실시예 16 ><Example 16>

액체형 전기변색 소자의 제조Preparation of Liquid Electrochromic Device

상기 실시예 3에서 제조된 전도성 박막으로 도포된 ITO 유리와 대전극인 백금판 사이에 두께 20㎛의 스페이서를 삽입하였다. 여기에 10% 과염소산을 소량 첨가하고 0.1M 과염소산 리튬이 용해된 아세토니트릴 용액을 주입한 후 밀봉하여 액체형 전기변색 소자를 제조하였다. 상기 제조된 전기변색 소자에 1V의 전압을 걸어준 결과 0.1초 이내에 진청색으로 변색되었다. A spacer having a thickness of 20 μm was inserted between the ITO glass coated with the conductive thin film prepared in Example 3 and the platinum plate as the counter electrode. A small amount of 10% perchloric acid was added thereto, acetonitrile solution in which 0.1 M lithium perchlorate was dissolved, and then sealed to prepare a liquid electrochromic device. When the voltage of 1V was applied to the manufactured electrochromic device, the color changed to dark blue within 0.1 second.

상기 색상의 변화는 전도성 전극의 전도성 고분자가 산화되어 색을 띠게 되는 것으로 이로써 상기 전기변색 소자가 전도성 고분자 막으로 도포되어 있음을 확인하였다.The change in color is obtained by oxidizing the conductive polymer of the conductive electrode to give a color, thereby confirming that the electrochromic device is coated with the conductive polymer film.

< 실시예 17 ><Example 17>

액체형 전기변색 소자의 제조Preparation of Liquid Electrochromic Device

상기 실시예 13에서 제조된 전도성 박막으로 도포된 ITO 유리와 대전극인 ITO 사이에 두께 30㎛의 스페이서를 삽입하였다. 여기에 15% 아세트산을 소량 첨가하고 0.1M 과염소산 나트륨이 용해된 아세토니트릴 용액을 주입한 후 밀봉하여 액체형 전기변색 소자를 제조하였다. 상기 제조된 전기변색 소자에 1.1V의 전압을 걸어준 결과 0.5초 이내에 진한 보라색으로 변색되었다.A spacer having a thickness of 30 μm was inserted between the ITO glass coated with the conductive thin film prepared in Example 13 and the counter electrode ITO. A small amount of 15% acetic acid was added thereto, acetonitrile solution in which 0.1 M sodium perchlorate was dissolved, and then sealed to prepare a liquid electrochromic device. When the voltage of 1.1V was applied to the manufactured electrochromic device, the color changed to dark purple within 0.5 seconds.

< 실시예 18 ><Example 18>

고체형 전기변색 소자의 제조Fabrication of Solid Electrochromic Device

상기 실시예 4에서 제조된 전도성 박막으로 도포된 ITO 유리판 위에 상기 실시예 14에서 제조된 광경화성 전해질 용액을 도포하고 대전극으로 ITO 유리판을 덮은 후 365nm 파장의 자외선을 조사하여 고체형 전기변색 소자를 제조하였다. 상기 제조된 고체형 전기변색 소자의 모식도를 도 3에 나타내었다.After applying the photocurable electrolyte solution prepared in Example 14 on the ITO glass plate coated with the conductive thin film prepared in Example 4 and covering the ITO glass plate with a counter electrode, the solid-state electrochromic device was irradiated with ultraviolet light of 365nm wavelength Prepared. A schematic diagram of the prepared solid electrochromic device is shown in FIG. 3.

< 실시예 19 ><Example 19>

고체형 전기변색 소자의 제조Fabrication of Solid Electrochromic Device

전도성 박막으로 실시예 12에서 제조된 전도성 박막을 이용하고 ITO가 코팅된 플라스틱 필름을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 18에서와 동일한 방법을 사용하였다. 그 결과 전압에 따라 진한 갈색에서 연노랑으로 색이 변화되는 고체형 전기변색 소자가 제조되었다. The same method as in Example 18 was used except that the conductive thin film prepared in Example 12 was used as the conductive thin film, and a plastic film coated with ITO was used. As a result, a solid electrochromic device having a color change from dark brown to pale yellow according to voltage was produced.

< 실시예 20 ><Example 20>

전기변색 소자의 전기변색 실험Electrochromic Experiment of Electrochromic Device

상기 실시예 18에서 제조된 전기변색 소자에 인가전압을 -3.0V 및 3.0V로 변화시켜 전압에 따른 색의 변화를 관찰하였다. 인가전압을 -3.0V에서 3.0V로 30초마다 바꾸면서 570nm에서 응답시간과 색대비를 측정하였다. 응답시간의 측정을 위해 착색/소색시간을 측정하였고 상기 착색시간 및 소색시간은 전체 흡광도의 90%가 변하는데 걸리는 시간으로 정의하였다.The change in color with respect to the voltage was observed by changing the applied voltage to -3.0V and 3.0V in the electrochromic device manufactured in Example 18. The response time and color contrast were measured at 570nm while the applied voltage was changed from -3.0V to 3.0V every 30 seconds. The coloration / discoloration time was measured for the measurement of the response time and the coloring time and the discoloration time were defined as the time taken for 90% of the total absorbance to change.

상기 실시예 18에서 제조된 고체형 전기변색 소자를 대시간전하법(chronocoulometry)으로 분석하여 그 결과를 도 4로 나타내었다. 도 4에서 상기 전기화학 소자에 3V의 전압을 1초, 2초, 5초 동안 가한 후 전원을 제거하여도 전기변색 특성이 지속되었으며, 10 내지 15초 내에 90%의 폴리아닐린부틸설포네이트가 단계전압 3.0V에 대하여 착색/소색 응답성을 나타내었다(지속시간: 30초). 이러한 착색/소색성은 전원공급을 중단하여도 착색된 상태 혹은 환원된 상태가 유지되어 우수한 메모리 특성을 보여주었고, 착색/소색 반복성은 1000회 이상이었으며, 1초간격으로 전압을 바꾸었을 경우의 색대비는 0.1이었다. The solid electrochromic device prepared in Example 18 was analyzed by a large time charge method (chronocoulometry) and the results are shown in FIG. 4. In FIG. 4, after the voltage of 3 V was applied to the electrochemical device for 1 second, 2 seconds, and 5 seconds, the electrochromic property was maintained even after the power was removed. Coloring / coloring responsiveness was shown for 3.0 V (duration: 30 seconds). The coloring / coloring property is maintained in the colored state or reduced state even when the power supply is interrupted, showing excellent memory characteristics. The coloring / bleaching repeatability was more than 1000 times, and the color contrast when the voltage was changed at 1 second intervals. Was 0.1.

상기 실시예 18에서 제조된 고체형 전기변색 소자를 BAS100B 전기화학 분석기(Electrochemical analyzer)를 이용하여 순환전압전류법(cyclic voltammetry)에 의해 전기화학적으로 분석하였다. 그 결과 순환 전압전류 곡선이 나타났고(기준전극: Ag/AgCl, 상대전극: 백금판, 전극면적: 11 cm2, 순환속도: 50 mV/sec), 650mV에 서 산화 피크, 490mV에서 환원피크가 각각 나타났다. 이를 실시예 16에서 제조된 액체형 전기변색 소자와 비교할 때, 실시예 18에 따라 제조된 고체형 전기변색 소자는 실시예 13에 따라 제조된 액체형 전기변색 소자보다 넓은 곡선을 나타냈고 전류 피크의 크기가 더 작았다.The solid electrochromic device prepared in Example 18 was electrochemically analyzed by cyclic voltammetry using a BAS100B electrochemical analyzer. The result was a cyclic voltammogram (reference electrode: Ag / AgCl, counter electrode: platinum plate, electrode area: 11 cm 2 , circulation rate: 50 mV / sec), oxidation peak at 650 mV, reduction peak at 490 mV. Each appeared. When comparing this with the liquid electrochromic device prepared in Example 16, the solid electrochromic device manufactured according to Example 18 showed a broader curve than the liquid electrochromic device prepared according to Example 13, and the magnitude of the current peak was Was smaller.

< 실시예 21 내지 27 ><Examples 21 to 27>

상기 실시예 18 및 19에서 전도성 막, 전해질, 대전즉, 소자제조조건 등을 다음 표 2와 같이 변경하면서 전기화학 소자를 제조하였으며, 응답시간, 색상, 색대비를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.In Examples 18 and 19, the electrochemical device was manufactured by changing the conductive film, the electrolyte, the charge, that is, the device manufacturing conditions as shown in Table 2 below, and the response time, color, and color contrast were measured, and the results are shown in Table 2. Indicated.

실시예 21 내지 27에 따른 전기화학 소자의 전기화학 특성Electrochemical Properties of Electrochemical Devices According to Examples 21-27 실시예Example 전도성막Conductive film 전해질/ 층두께(㎛)Electrolyte / Layer Thickness (㎛) 대전극Counter electrode 응답시간 (착색/소색)(초)Response time (colored / discolored) (seconds) 색상 (산화/환원)Color (oxidation / reduction) 색대비Color contrast 2121 실시예 6Example 6 실시예 14/ 20Example 14/20 ITO-gITO-g 10/1510/15 녹색/무색Green / colorless 0.1420.142 2222 실시예 3Example 3 실시예 14/ 50Example 14/50 WO3가 코팅된 ITO-gITO-g coated with WO 3 6/126/12 청녹색/무색Bluish green / colorless 0.0930.093 2323 실시예 4Example 4 실시예 15/ 10Example 15/10 ITO-gITO-g 5/65/6 녹색/무색Green / colorless 0.1300.130 2424 실시예 5Example 5 실시예 15/ 20Example 15/20 ITO-fITO-f 6/76/7 녹색/무색Green / colorless 0.1420.142 2525 실시예 7Example 7 실시예 14/ 20Example 14/20 백금판Platinum plate 11/1411/14 청녹색/무색Bluish green / colorless 0.190.19 2626 실시예 8Example 8 실시예 15/ 20Example 15/20 WO3가 코팅된 ITOITO coated with WO 3 5/55/5 청녹색/무색Bluish green / colorless 0.110.11 2727 실시예 11Example 11 실시예 15/ 1Example 15/1 ITO-fITO-f 4/34/3 적색/노랑Red / yellow 0.120.12

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 전도성 박막은 전자전달이 용이하고 ㎚ 크기의 균일한 두께를 가지며, 매우 빠른 착색/소색 응답성을 나타내면서도 우수한 메모리 특성과 반복성을 보유하는 등 우수한 전기화학 특성을 가진다.As described above, the conductive thin film manufactured according to the present invention has excellent electrochemistry such as easy electron transfer, uniform thickness of ㎚ size, very fast coloring / coloring response, and excellent memory properties and repeatability. Has characteristics.

이러한 전도성 박막은 산화-환원반응을 수반하는 전기화학소자에서 전도성 박막 내 전자 전달을 용이하게 하고 또한 본 발명에 따라 제조된 전기화학소자는 산화 환원 반응을 용이하게 하여 응답속도가 빠르고 디스플레이, 전자 책, 전자종 이, ID, Tag, 전자 라벨, 휴대용 컴퓨터,선글라스, 자동차 후사경, 태양광 조절 창, 장식용 제품, 화학센서, 바이오센서, 광전 센서 및 정보 기억 처리 장치 등 다방면에 응용 가능하다.The conductive thin film facilitates the transfer of electrons in the conductive thin film in the electrochemical device accompanied with the oxidation-reduction reaction, and the electrochemical device manufactured according to the present invention facilitates the redox reaction so that the response speed is fast and the display, e-book It can be applied to various fields such as electronic paper, ID, tag, electronic label, portable computer, sunglasses, car rearview mirror, solar control window, decorative products, chemical sensor, biosensor, photoelectric sensor and information memory processing device.

Claims (17)

전기전도성 화합물 층 사이에 적어도 하나의 비전도성 화합물 층 구역이 삽입되어 적층된 전도성 박막.A conductive thin film laminated with at least one non-conductive compound layer region interposed between the electrically conductive compound layers. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전도성 화합물 층이 전도성 음이온성 화합물 층 또는 전도성 양이온성 화합물 층인 전도성 박막. And the conductive compound layer is a conductive anionic compound layer or a conductive cationic compound layer. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전도성 음이온성 화합물은 하기 화학식 1의 알킬설포네이트기로 치환된 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이고 상기 전도성 양이온성 화합물은 하기 화학식 2의 양이온성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 전도성 박막.The conductive anionic compound is at least one compound selected from the group consisting of a compound substituted with an alkylsulfonate group of Formula 1 and the conductive cationic compound is at least one compound selected from the group consisting of a cationic compound of Formula 2 Conductive thin film. [화학식 1][Formula 1]
Figure 112005003436218-PAT00011
Figure 112005003436218-PAT00012
Figure 112005003436218-PAT00013
Figure 112005003436218-PAT00011
Figure 112005003436218-PAT00012
Figure 112005003436218-PAT00013
(1d) (1e)(1d) (1e)
Figure 112005003436218-PAT00014
Figure 112005003436218-PAT00015
Figure 112005003436218-PAT00014
Figure 112005003436218-PAT00015
(1f) (1g) (1f) (1g)
Figure 112005003436218-PAT00016
Figure 112005003436218-PAT00016
(1h)(1h) (단, 상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 수소, 할로겐 원소, 메틸기, 메톡시기 또는 니트로기이며, R1, R2, R3 및 R4 중에서 적어도 하나는 수소이고; R5, R6 및 R7은 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 폴리에틸렌 옥시기 또는 알킬렌-폴리에틸렌옥시기이며, A는 결합선 또는 탄소수 1 내지 4의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이며; B는 탄소수 1 내지 4의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 또는 -CH2-(CH2)-[C(R)(R')]m-(CH2)-CH2-(단, R과 R'은 서로 같거나 다른 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, ℓ은 0 내지 3인 정수, m은 0 또는 1인 정수임)이며; X는 수소, 알칼리금속 이온, 또는 테트라알킬암모늄 이온이고, a 및 b는 1이상의 정수임.)(In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen, a halogen element, a methyl group, a methoxy group or a nitro group, at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is hydrogen. R 5 , R 6 and R 7 are an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, polyethylene oxy group or an alkylene-polyethyleneoxy group, A is a bond or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms; Is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, or -CH 2- (CH 2 ) L- [C (R) (R ')] m- (CH 2 ) L -CH 2- (where R is And R 'are the same or different from each other and are hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, l is an integer of 0 to 3, m is an integer of 0 or 1); X is hydrogen, an alkali metal ion, or a tetraalkylammonium ion A and b are integers of 1 or more.) [화학식 2][Formula 2]
Figure 112005003436218-PAT00017
,
Figure 112005003436218-PAT00018
Figure 112005003436218-PAT00017
,
Figure 112005003436218-PAT00018
(단, Y- 는 할로겐 이온, ClO4 - 및 PF6 - 이고, R 8은 탄소수 1 내지 20의 할로겐 원소로 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 또는 -(CH2CH2O)n-(단, n은 1 내지 20의 정수임)이며, x는 각각 3이상의 정수임.)(Where, Y - is a halogen ion, ClO 4 - and PF 6 -, and, R 8 is an alkylene group, or unsubstituted or substituted by a halogen atom having 1 to 20 - (CH 2 CH 2 O) n - (where , n is an integer of 1 to 20), and x is an integer of 3 or more, respectively.)
제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 화학식 1 및 화학식 2의 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이고, 상기 화학식 1의 알칼리금속 이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온 또는 리튬 이온이고, 상기 화학식 1의 테트라알킬암모늄 이온은 암모늄 이온, 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온 또는 테트라부틸암모늄 이온인 전도성 박막.The halogen elements of Formula 1 and Formula 2 are fluorine, chlorine, bromine or iodine, the alkali metal ions of Formula 1 are sodium ions, potassium ions or lithium ions, and the tetraalkylammonium ions of Formula 1 are ammonium ions, tetra A conductive thin film which is methylammonium ion, tetraethylammonium ion, or tetrabutylammonium ion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비전도성 화합물 층 구역은 비전도성 음이온성 화합물 층 및/또는 비전도성 양이온성 화합물 층을 포함하는 전도성 박막.Wherein the nonconductive compound layer zone comprises a nonconductive anionic compound layer and / or a nonconductive cationic compound layer. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 비전도성 음이온성 화합물은 덱스트란 설페이트, 폴리-L-리신(p-Lys) 및 폴리-L-글루탐산(p-Glu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이고, 상기 비전도성 양이온성 화합물은 폴리(에틸렌 이민)(PEI, 90%, MW 60 000), 도핑된 폴리아닐린, (트리페닐포스포라닐리덴)암모늄 클로라이드(BTPPA+Cl­), 옥틸트리메틸암모늄 브롬(OTAB), 데실트리메틸암모늄 브롬 (DeTAB), 도데실트리메틸암모늄 브롬(DTAB) 및 캐티오닉 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 전도성 박막.The nonconductive anionic compound is at least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, poly-L-lysine (p-Lys) and poly-L-glutamic acid (p-Glu), wherein the nonconductive cationic compound is Poly (ethylene imine) (PEI, 90%, MW 60 000), doped polyaniline, (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (BTPPA + Cl ­ ), Octyltrimethylammonium bromine (OTAB), decyltrimethylammonium bromine (DeTAB), dodecyltrimethylammonium bromine (DTAB), and a conductive thin film which is at least one compound selected from the group consisting of cationic chitosan. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 6, 상기 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물 층과 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물 층이 교대로 배열된 전도성 박막.A conductive thin film in which the conductive or nonconductive anionic compound layer and the conductive or nonconductive cationic compound layer are alternately arranged. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 전도성 화합물 층 사이에 삽입된 하나의 비전도성 화합물 층 구역의 두께가 1nm 내지 100nm인 전도성 박막.A conductive thin film having a thickness of one nonconductive compound layer region interposed between the conductive compound layers is 1 nm to 100 nm. 기판을 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 음이온성 또는 전도성 양이온성 화합물의 단분자막을 형성하는 단계(I); 및Dipping the substrate into a solution of a conductive anionic or conductive cationic compound to form a monomolecular film of a conductive anionic or conductive cationic compound on the substrate; And 상기 기판에 형성된 단분자막과 반대 전하의 이온성을 갖는 전도성 또는 비전도성 화합물 용액에 디핑하여 상기 기판에 전도성 또는 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 적어도 2회 이상 반복하는 단계(II)를 포함하며, 상기 II 단계는 적어도 하나의 비전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계를 포함하나 최종 단계는 전도성 이온성 화합물의 단분자막을 적층하는 단계인 전도성 박막의 제조방법.Repeating the step (II) of stacking the monomolecular film of the conductive or nonconductive ionic compound on the substrate by dipping in a solution of the conductive or nonconductive compound having ionicity opposite to that of the monomolecular film formed on the substrate. Wherein the step II includes laminating a monomolecular film of at least one non-conductive ionic compound, but the final step is laminating a monomolecular film of a conductive ionic compound. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물 용액은 0.001 내지 30중량%의 전도성 또는 비전도성 음이온성 화합물과 70 내지 99.999중량%의 극성용매를 포함하고, 상기 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물 용액은 0.001 내지 30중량%의 전도성 또는 비전도성 양이온성 화합물과 70 내지 99.999중량%의 극성용매를 포함하는 전도성 박막의 제조방법.The conductive or nonconductive anionic compound solution contains 0.001 to 30% by weight of the conductive or nonconductive anionic compound and 70 to 99.999% by weight of a polar solvent, and the conductive or nonconductive cationic compound solution is 0.001 to 30% by weight. A method for producing a conductive thin film comprising% of a conductive or nonconductive cationic compound and 70 to 99.999% by weight of a polar solvent. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,The method according to claim 9 or 10, 상기 전도성 음이온성 화합물은 상기 화학식 1의 알킬설포네이트기로 치환된 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이고 상기 전도성 양이온성 화합물은 상기 화학식 2의 양이온성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 전도성 박막의 제조방법.The conductive anionic compound is at least one compound selected from the group consisting of a compound substituted with an alkylsulfonate group of Formula 1 and the conductive cationic compound is at least one compound selected from the group consisting of a cationic compound of Formula 2 Method for producing a conductive thin film. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 상기 할로겐 원소는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이고, 상기 화학식 1의 알칼리금속 이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온 또는 리튬 이온이고, 상기 화학식 1의 테트라알킬암모늄 이온은 암모늄 이온, 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온 또는 테트라부틸암모늄 이온인 전도성 박막의 제조방법.The halogen element of Formula 1 and Formula 2 is fluorine, chlorine, bromine or iodine, the alkali metal ion of Formula 1 is sodium ion, potassium ion or lithium ion, the tetraalkylammonium ion of Formula 1 is ammonium ion, A method for producing a conductive thin film which is tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion or tetrabutylammonium ion. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,The method according to claim 9 or 10, 상기 비전도성 음이온성 화합물은 덱스트란 설페이트, 폴리-L-리신(p-Lys) 및 폴리-L-글루탐산(p-Glu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이고, 상기 비전도성 양이온성 화합물은 폴리(에틸렌 이민)(PEI, 90%, MW 60 000), 도핑된 폴리아닐린, (트리페닐포스포라닐리덴)암모늄 클로리드(BTPPA+Cl­), 옥틸트리메틸암모늄 브롬(OTAB), 데실트리메틸암모늄 브롬(DeTAB), 도데실트리메틸암모늄 브롬(DTAB) 및 캐티오닉 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 전도성 박막의 제조방법.The nonconductive anionic compound is at least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, poly-L-lysine (p-Lys) and poly-L-glutamic acid (p-Glu), wherein the nonconductive cationic compound is Poly (ethylene imine) (PEI, 90%, MW 60 000), doped polyaniline, (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (BTPPA + Cl ­ ), Octyltrimethylammonium bromide (OTAB), decyltrimethylammonium bromide (DeTAB), dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) and a method for producing a conductive thin film which is at least one compound selected from the group consisting of cationic chitosan. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 화합물 용액에의 디핑이 0.01 내지 1시간 동안 이루어지는 전도성 박막의 제조방법.Method for producing a conductive thin film made dipping in the compound solution for 0.01 to 1 hour. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 기판은 표면처리된 ITO 투명기판, 실리콘웨이퍼, 백금전극, 금전극 또 는 전도성 입자가 코팅된 유리, 석영, 플라스틱 필름, 마이카, 실리콘웨이퍼, 알루미늄판, 글래시 카본, 유기기재 또는 반사막인 전도성 박막의 제조방법.The substrate is a conductive ITO transparent substrate, silicon wafer, platinum electrode, gold electrode or conductive particles coated glass, quartz, plastic film, mica, silicon wafer, aluminum plate, glass carbon, organic substrate or reflective film Method for producing a thin film. 제 1항에 따른 전도성 박막을 포함하는 전기화학소자.Electrochemical device comprising a conductive thin film according to claim 1. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 전기화학소자는 상기 전도성 박막을 포함하는 전극, 전해질층 및 대전극을 포함하여 구성되는 전기화학소자.The electrochemical device comprises an electrode, an electrolyte layer and a counter electrode comprising the conductive thin film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100865629B1 (en) * 2007-06-05 2008-10-27 삼성전자주식회사 Electrochromic device with improved display properties and preparing method of the same
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