KR20090029982A - Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same - Google Patents

Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20090029982A
KR20090029982A KR1020070095216A KR20070095216A KR20090029982A KR 20090029982 A KR20090029982 A KR 20090029982A KR 1020070095216 A KR1020070095216 A KR 1020070095216A KR 20070095216 A KR20070095216 A KR 20070095216A KR 20090029982 A KR20090029982 A KR 20090029982A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrochromic
electrochromic polymer
nanotubes
nanotube
surfactant
Prior art date
Application number
KR1020070095216A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
노창호
용시양 리
쿤바오 양
샤오펭 유
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070095216A priority Critical patent/KR20090029982A/en
Publication of KR20090029982A publication Critical patent/KR20090029982A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/1506Devices 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 caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/1514Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/153Constructional details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/153Constructional details
    • G02F1/155Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/163Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor

Abstract

A method for preparing an electrochromic polymer nanotube and an electrochromic device using the same are provided to synthesize a nonotube in RTILs(Room Temperature Ionic Liquids) by using a porous template and surface-process the synthesize nanotube by using surfactant, thereby drastically increasing a surface size per unit volume of an electrochromic polymer material. A nanotube is surface-processed by using surfactant to improve a response speed of electrochromic reaction and make electrolyte to fully contact a nanotube air bubble. A porous template is an anodized aluminum oxide membrane. A transparent electrode is made according to a normal ITO transparent electrode depositing method by putting the anodized aluminum oxide membrane in a sputtering chamber. The first transparent electrode is made by separating an AAO/PEDOT/ITO surface-process by surfactant in an electro polymerizing apparatus and attaching the AAO/PEDOT/ITO on an ITO glass substrate. Another ITO glass substrate is the second transparent electrode. 0.2M LiClO/GBL(gamma-butyrolactone) is injected between the first and second transparent electrodes. The injected portion is sealed by epoxy, thereby producing an electrochromic device.

Description

전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법 및 이를 이용한 전기변색 소자{Method For Preparing Electrochromic Polymer Nanotube and Electrochromic Device Utilizing The Same} Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device using same {Method For Preparing Electrochromic Polymer Nanotube and Electrochromic Device Utilizing The Same}

본 발명은 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법 및 이를 이용한 전기변색 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기변색 고분자 나노튜브를 제조함에 있어서 다공성 템플레이트를 이용하여 상온 이온성 액체(RTILs, room temperature ionic liquids) 내에서 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합하고, 상기 방법에 의하여 합성된 전기변색 고분자 나노튜브를 계면활성제를 사용하여 표면처리하는 것을 특징으로 하는, 전기변색 반응속도가 빠르고 콘트라스트가 우수한 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법 및 이를 이용한 전기변색소자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrochromic polymer nanotube and an electrochromic device using the same. More particularly, in the preparation of an electrochromic polymer nanotube, a room temperature ionic liquid (RTILs) is used by using a porous template. Electropolymerizing the electrochromic polymer nanotubes in the inside), and the electrochromic polymer nanotubes synthesized by the above method using a surface active agent, the electrochromic polymer having a fast reaction speed and excellent contrast It relates to a method for manufacturing a nanotube and an electrochromic device using the same.

전압을 인가할 때 전계 방향에 의해 가역적으로 색상이 변하는 현상을 전기변색현상(electrochromism)이라 하며, 이와 같이 전기 화학적 산화 환원 반응에 의해서 재료의 광특성이 가역적으로 변할 수 있는 물질을 전기변색 물질이라고 한다. 즉, 전기변색 물질은 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠지 않고 있다가 전기장이 인가되면 색을 띠게 되거나, 반대로 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠고 있다가 전기장이 인가되면 색이 소멸하는 특성을 갖는다. Electrochromism is a phenomenon in which a color is reversibly changed due to an electric field when a voltage is applied.A material in which the optical properties of the material can be reversibly changed by an electrochemical redox reaction is called an electrochromic material. do. That is, the electrochromic material does not have a color when the electric field is not applied from the outside and becomes colored when the electric field is applied, or is colored when the electric field is not applied from the outside. This has the property of disappearing.

이러한 전기변색 물질로는 산화 텅스텐, 산화 몰리브덴 등의 무기금속 산화물과 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아줄렌, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리퀴논 등의 전기변색 고분자가 있으며, 비올로겐, 안트라퀴논, 페노사이아진 등의 유기 변색 물질도 있다. 특히, 전기변색 고분자 물질은 유기물의 특성 즉 합성방법의 다양함, 섬유나 필름 형태로의 성형의 용이함, 유연성, 전기변색, 저렴한 생산비 등으로 인해 최근 활발한 연구가 이루어지고 있다.Such electrochromic materials include inorganic metal oxides such as tungsten oxide and molybdenum oxide, and electrochromic polymers such as polypyrrole, polyaniline, polyazulene, polythiophene, polypyridine, polyindole, and polyquinone, and include viologen and anthraquinone. And organic discoloring materials such as phenocyazine. In particular, the electrochromic polymer material has recently been actively studied due to the characteristics of the organic material, that is, the variety of synthetic methods, the ease of forming into a fiber or film form, flexibility, electrochromic, low production cost.

이와 같이, 전기변색 고분자 물질을 이용한 전기변색 소자는 외부 광원이 필요없이 반사율이 우수하고, 유연성과 휴대성이 뛰어나며, 경량화가 가능하여 각종 평판 디스플레이에 많은 활용이 예상되고 있다. 특히, 최근 종이를 대체하는 전자 매체로서 활발하게 연구가 진행중인 전자 페이퍼(E-paper)에 응용 가능성이 높아 많은 각광을 받고 있다.As such, the electrochromic device using the electrochromic polymer material has excellent reflectivity, excellent flexibility, portability, and light weight without the need of an external light source, and thus, it is expected to be widely used in various flat panel displays. In particular, recently, as an electronic medium replacing paper, it has a high possibility of being applied to an electronic paper (E-paper), which is being actively researched.

그러나, 전기변색 고분자 물질을 이용한 전기변색소자가 종이와 같은 정도의 디스플레이 성능을 구현하기 위하여는, 전기변색 고분자 물질의 전기변색 응답속도를 더욱 빠르게 하고 착·탈색시의 콘트라스트를 개선할 필요성이 요구되고 있다.However, in order for an electrochromic device using an electrochromic polymer material to realize display performance as paper, it is necessary to make the electrochromic response speed of the electrochromic polymer material faster and to improve the contrast when discoloring and decolorizing. It is becoming.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 전기변색 응답속도가 빠르고 착·탈색시의 콘트라스트가 우수한 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to overcome the problems of the prior art as described above, one object of the present invention is to provide a method for producing an electrochromic polymer nanotubes with a fast electrochromic response speed and excellent contrast when discoloring and discoloring.

본 발명의 다른 목적은, 전기변색 응답속도가 빠르고 착·탈색시의 콘트라스트가 우수한 전기변색소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrochromic device having a fast electrochromic response speed and an excellent contrast when discoloring and discoloring.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 전기변색 고분자 나노튜브를 제조함에 있어서, 전해질로서 상온이온성 액체를 사용하여 다공성 템플레이트의 기공 내에서 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합하는 단계 및 상기 방법에 의하여 합성된 전기변색 고분자 나노튜브를 계면활성제를 사용하여 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is, in the preparation of the electrochromic polymer nanotubes, the step of electropolymerizing the electrochromic polymer nanotubes in the pores of the porous template using a room temperature ionic liquid as the electrolyte And surface treating the electrochromic polymer nanotubes synthesized by the method using a surfactant.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은, 제1 투명전극, 제2 투명전극, 전기변색물질층 및 전해질을 포함하는 전기변색소자에 있어서, 상기 전기변색물질층이 본 발명의 방법에 의한 전기변색 고분자 나노튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색소자에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object, in the electrochromic device comprising a first transparent electrode, a second transparent electrode, an electrochromic material layer and an electrolyte, wherein the electrochromic material layer in the method of the present invention Electrochromic device comprising an electrochromic polymer nanotubes.

본 발명에 의한 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법은, 다공성 템플레이트를 이용하여 상온이온성 액체 내에서 나노튜브를 합성하고, 합성된 전기변색 고분자 나노튜브를 계면활성제를 사용하여 표면처리함으로써, 전기변색 고분자 물질의 단위 부피 당 표면적을 현저히 증가시키고, 소수성인 전기변색 고분자 나노튜브의 표면을 친수성으로 바꾸는 효과가 있다.In the method for producing an electrochromic polymer nanotube according to the present invention, a nanotube is synthesized in a room temperature ionic liquid using a porous template, and the electrochromic polymer nanotube is subjected to a surface treatment using a surfactant, thereby electrochroming. The surface area per unit volume of the polymer material is significantly increased, and the surface of the hydrophobic electrochromic polymer nanotube is changed to hydrophilicity.

따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 전기변색 고분자 나노튜브를 포함하는 전기변색소자는, 전해질과 인접하는 전기변색 활성층의 영역이 커지고 전해질과 전기변색 활성층의 젖음성(wetting)과 접촉 상태가 좋기 때문에, 매우 빠른 전기변색현상을 나타내며 소자의 착·탈색시 뛰어난 콘트라스트를 보여준다.Therefore, the electrochromic device including the electrochromic polymer nanotube manufactured by the method of the present invention has a large area of the electrochromic active layer adjacent to the electrolyte and good wettability and contact state between the electrolyte and the electrochromic active layer. It shows very fast electrochromic phenomenon and shows excellent contrast when discoloring and discoloring the device.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail the manufacturing method of the present invention.

도 1은 본 발명의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법은, 전해질로서 상온이온성 액체를 사용하여 다공성 템플레이트의 기공 내에 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합에 의해 합성하는 단계 및 상기 합성된 나노튜브를 계면활성제를 사용하여 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.1 is a conceptual diagram illustrating a manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 1, the method for preparing an electrochromic polymer nanotube according to the present invention comprises the steps of synthesizing an electrochromic polymer nanotube in the pores of a porous template by electropolymerization using a room temperature ionic liquid as an electrolyte and It characterized in that it comprises the step of surface treatment of the synthesized nanotubes using a surfactant.

본 발명의 제조방법을 단계별로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of the present invention in more detail step by step as follows.

(ⅰ) 상온이온성 액체를 전해질로 사용하여 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합하는 단계 (Iii) electropolymerizing electrochromic polymer nanotubes using room temperature ionic liquids as electrolytes

먼저 다공성 템플레이트를 스퍼터링 챔버에 넣고 일반적인 ITO 투명전극 증착법에 따라 다공성 템플레이트의 후면에 투명전극을 형성한 다음, 이를 작업전극으로 하여 일반적인 전기화학 반응 셀(cell)을 구성한다.First, a porous template is placed in a sputtering chamber, and a transparent electrode is formed on the rear surface of the porous template according to a general ITO transparent electrode deposition method, and then a general electrochemical reaction cell is formed using this as a working electrode.

상기 셀에 상대전극과 기준전극을 설치하고, 중합하고자 하는 전기변색 고분자 물질의 전구체가 용해되어 있는 전해질 용액을 채우고 통상의 방법에 따라 정전류 하에서 전기중합을 실시한다. 이때 중합속도를 적절히 조절하면 중합되는 전기변색 고분자 물질은 다공성 템플레이트의 기공 내부의 벽면을 따라 자라게 된다.The counter electrode and the reference electrode are installed in the cell, the electrolyte solution in which the precursor of the electrochromic polymer material to be polymerized is filled, and electropolymerization is performed under a constant current according to a conventional method. At this time, if the polymerization rate is properly adjusted, the electrochromic polymer material to be polymerized will grow along the walls inside the pores of the porous template.

본 발명에 따른 상기 제조방법은, 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합법에 의하여 합성함에 있어서 전해질로서 상온이온성 액체를 사용함을 특징으로 한다.The preparation method according to the present invention is characterized in that the room temperature ionic liquid is used as the electrolyte in synthesizing the electrochromic polymer nanotubes by the electropolymerization method.

이온성 액체란 100 ℃ 이하의 온도에서 액체로 존재하는 특성을 갖는 이온성 염으로, 특히 상온에서 액체로 존재하는 이온성 액체를 상온이온성 액체(RTILs, room temperature ionic liquids)라 한다.An ionic liquid is an ionic salt having a property of being present as a liquid at a temperature of 100 ° C. or lower. In particular, an ionic liquid present as a liquid at room temperature is referred to as room temperature ionic liquids (RTILs).

이온성 액체는 비휘발성이기 때문에 증기압이 없으며, 이온전도도가 높다. 특히 극성이 커서 무기 및 유기금속 화합물을 잘 용해시키며 넓은 온도범위에서 액체로 존재하는 독특한 특성을 갖고 있기 때문에, 촉매, 분리, 전기화학 등 광범위한 화학 분야에 응용될 수 있다. 또한, 이온성 액체는 무독성, 비가연성, 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라, 액체로서의 넓은 온도 범위, 높은 용매화 능력, 비배위결합성 등 기존의 독성 유기 용매를 대체할 수 있는 환경친화성 차세대 용매 로서의 물리화학적 특성을 지니고 있다.Since ionic liquids are nonvolatile, they have no vapor pressure and have high ionic conductivity. In particular, since the polarity is large, it dissolves inorganic and organometallic compounds well, and has a unique characteristic of being present as a liquid in a wide temperature range, and thus it can be applied to a wide range of chemical fields such as catalyst, separation, and electrochemistry. In addition, ionic liquids are non-toxic, non-flammable, have excellent thermal stability, and are environmentally friendly next-generation solvents that can replace existing toxic organic solvents such as wide temperature range, high solvation ability, and non-coordinating ability as liquids. It has physical and chemical properties as

본 발명의 제조 방법에서는 전기중합의 전해질로서 특히 상온 이온성 액체를 사용함으로써, 상온에서 가로세로비가 균일한 고품질의 전기변색 고분자 나노튜브를 합성할 수 있게 된다. 이는 일반적인 유기 용매를 사용할 경우 전기 중합 시 유기 화합물의 분해, 수분, 산소에 의한 유해 라디칼 성분의 발생 등에 의해 전기 중합체의 순도 및 구조에 영향을 받게 되나 화학적/ 열적으로 안정한 특성을 지니는 상온 이온성 액체 중에서 전기 중합 시 부산물 및 불순물의 영향을 거의 받지 않기 때문으로 보인다. 전기 중합 개시 전에는 진공 분위기에서 상온 이온성 액체 중의 수분, 산소 등의 불순물을 제거한 후 전기 중합 반응을 실시하는 것이 보다 균일한 나노 튜브 구조의 전기 변색 고분자를 형성하기에 유리하다.In the production method of the present invention, particularly by using an ionic liquid at room temperature as an electrolyte for electropolymerization, high quality electrochromic polymer nanotubes having a uniform aspect ratio at room temperature can be synthesized. When using a general organic solvent, it is affected by the purity and structure of the electrical polymer due to decomposition of organic compounds during electropolymerization, generation of harmful radicals by moisture, oxygen, etc. It seems to be because it is hardly affected by by-products and impurities during the electrical polymerization. Prior to the start of the electropolymerization, it is advantageous to form an electrochromic polymer having a more uniform nanotube structure after removing the impurities such as moisture and oxygen in the room temperature ionic liquid in a vacuum atmosphere.

도 2 및 도 3은 상기 방법에 의하여 합성된 전기변색 고분자 나노튜브의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 제조된 전기변색 고분자는 매우 가늘고 긴 튜브 형태로 가로 세로비 (aspect ratio)가 100 이상이 되어 그 표면적이 매우 크게 증가하게 된다.2 and 3 are scanning electron microscope (SEM) photographs of electrochromic polymer nanotubes synthesized by the above method. As shown in Figures 2 and 3, the electrochromic polymer prepared by the method of the present invention is very thin and elongated tube aspect ratio (aspect ratio) is more than 100, the surface area is greatly increased.

따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 나노튜브를 전기변색소자의 전기변색 물질층으로 사용하게 되면, 활성층과 전해질과의 접촉면적을 증가시켜 전기변색 반응 중 전해질 내 이온의 확산 거리를 단축시키게 되며, 이는 전기변색소자의 응답속도를 빠르게 한다.Therefore, when the nanotubes prepared by the method of the present invention are used as the electrochromic material layer of the electrochromic device, the contact area between the active layer and the electrolyte is increased to shorten the diffusion distance of ions in the electrolyte during the electrochromic reaction. This speeds up the response of the electrochromic device.

본 발명의 방법에서 전기중합의 전해질로 사용되는 상온 이온성 액체의 구체 적인 예로는 1-알킬-3-메틸 이미다조륨 헥사플루로 포스페이트([BMIM][PF6])로서 이중 알킬기가 탄소수 4에서 8 사이에서 상온 이온성 특성을 나타내는 화합물을 사용한다. 또한 1-알킬-3-메틸 이미다조륨 보론 테트라풀로라이드 화합물로서 이중 알킬기가 2에서 12 사이에서 상온 이온성 특성을 나타내는 화합물을 사용한다. 그러나 본 발명의 상온 이온성 액체 화합물이 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.Specific examples of room temperature ionic liquids used as electrolytes for electropolymerization in the process of the present invention are 1-alkyl-3-methyl imidazolium hexaflurophosphate ([BMIM] [PF 6 ]), wherein the double alkyl group has 4 carbon atoms. Is used a compound that exhibits room temperature ionic character between 8 and 8. In addition, as the 1-alkyl-3-methyl imidazolium boron tetrafluoride compound, a compound in which a double alkyl group exhibits room temperature ionic character between 2 and 12 is used. However, the room temperature ionic liquid compound of the present invention is not necessarily limited thereto.

또한, 본 발명의 방법에 사용되는 전기변색 고분자의 구체적인 예로는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸, 폴리아진, 폴리퀴논 또는 이들의 중합체를 들 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 특히 바람직하기로는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(3,4-프로필렌디옥시티오펜)(PProDOT) 이나 그 유도체 등 PXDOT을 사용하는 것이다. PXDOT는 독특한 전도 특성, 우수한 열적, 환경적 안정성, 높은 산화, 환원 가역성 등으로 LED, 트랜지스터, 재충전 배터리, 센서, 전기변색 소자 등 다양한 전기 또는 광전자 소자에 응용될 수 있다.In addition, specific examples of the electrochromic polymer used in the method of the present invention include, but are not limited to, polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polypyridine, polyindole, polycarbazole, polyazine, polyquinone or polymers thereof. In particular, PXDOT such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT) or derivatives thereof is preferably used. PXDOTs can be applied to a variety of electrical or optoelectronic devices, including LEDs, transistors, rechargeable batteries, sensors, and electrochromic devices due to their unique conduction properties, excellent thermal and environmental stability, high oxidation and reversibility.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 다공성 템플레이트의 소재로는 산화 알루미늄 양극막(AAO), 티타니아 양극막과 같은 금속 산화 양극막, 또는 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르 또는 블록 공중합체를 포함하는 고분자의 다공성 막 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 산화 알루미늄 양극막을 사용하는 것이 좋다. 이때의 다공성 물질은 지름이 10~300 nm nm의 기공율(Porosity)은 단면적 기준으로 3 ~ 50 %인 것이 바람직하다.Materials of the porous template that can be used in the method of the present invention include a metal oxide anode membrane such as aluminum oxide anode membrane (AAO), a titania anode membrane, or a porous membrane of a polymer including polypropylene, nylon, polyester or block copolymer. A film or the like may be used, but preferably, an aluminum oxide anode film is used. In this case, the porosity of the porous material having a diameter of 10 to 300 nm is preferably 3 to 50% based on the cross-sectional area.

이때, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 상기 전기변색 고분자 나노튜브는 외경이 30~300 nm, 튜브 두께가 5~100 nm, 길이가 0.1~10 ㎛인 것이 바람직하다.At this time, the electrochromic polymer nanotubes prepared by the method of the present invention preferably have an outer diameter of 30 to 300 nm, a tube thickness of 5 to 100 nm, and a length of 0.1 to 10 μm.

(ⅱ) 계면활성제를 이용하여 전기변색 고분자 나노튜브를 (Ii) electrochromic polymer nanotubes using a surfactant; 표면처리하는Surface treatment 단계 step

도 4는 상기 방법에 의해 합성된 전기변색 고분자 나노튜브의 치수를 도시한 모식도이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 상기와 같이 전기중합에 의하여 합성된 전기변색 고분자 나노튜브는 매우 가늘고 긴 형태이며, 특히 나노튜브의 표면은 강한 소수성(hydrophobic)의 표면 특성을 띄게 된다. 따라서 이와 같은 나노튜브를 이용하여 전기변색 소자를 제작하는 경우, 전해질이 나노튜브의 기공 내로 침입하기가 어렵고 특히 친수성(hydrophilic)을 띄는 전해질과 소수성의 나노튜브 표면과의 젖음성(wetting)이 나쁘게 되며, 나노튜브의 기공 내에 빈 공간(void space)이 형성되어 전기변색 활성층과 전해질과의 접촉 상태가 나쁘게 된다.4 is a schematic diagram showing the dimensions of the electrochromic polymer nanotubes synthesized by the above method. As shown in FIG. 4, the electrochromic polymer nanotubes synthesized by electropolymerization as described above are very thin and long in shape, and in particular, the surface of the nanotubes exhibits strong hydrophobic surface characteristics. Therefore, when the electrochromic device is manufactured using such nanotubes, the electrolyte is difficult to invade into the pores of the nanotubes, and in particular, wetting between the hydrophilic electrolyte and the hydrophobic nanotube surface becomes poor. In addition, void spaces are formed in the pores of the nanotubes, resulting in poor contact between the electrochromic active layer and the electrolyte.

또한, 소수성 나노튜브와 친수성 전해질 사이의 계면 에너지 차(interface energy difference)는 산화, 환원 반응에 의한 전기변색 과정 중에서 카운터 이온(counter ion)의 형성을 방해하여 응답속도의 지연을 초래한다.In addition, the interface energy difference between the hydrophobic nanotubes and the hydrophilic electrolyte prevents the formation of counter ions during electrochromic processes by oxidation and reduction reactions, resulting in a delay in response speed.

따라서, 본 발명의 방법에서는 전해질이 나노튜브 기공 내에서 충분하게 접촉하도록 하고 전기변색 반응의 응답 속도를 개선하기 위하여, 상기 나노튜브를 계면활성제(surfactant)를 이용하여 표면 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 도 5는 계면활성제로 나노튜브를 표면 처리한 효과를 설명하기 위한 모식도이다.Accordingly, the method of the present invention includes the step of surface-treating the nanotubes with a surfactant to ensure that the electrolyte is in sufficient contact within the nanotube pores and to improve the response speed of the electrochromic reaction. It features. 5 is a schematic view for explaining the effect of the surface treatment of nanotubes with a surfactant.

즉, 나노튜브를 가스 상태의 계면활성제를 이용하여 표면 처리하게 되면, 상기 계면활성제는 자기 조립 반응(self-assembly process)을 통하여 도 5에 도시된 바와 같이 나노튜브의 기공 내에 얇은 계면활성제층을 형성하게 된다.That is, when the nanotubes are surface treated using a gaseous surfactant, the surfactants may form a thin surfactant layer in the pores of the nanotubes as shown in FIG. 5 through a self-assembly process. To form.

이때, PXDOT/계면활성제를 포함하는 전극에 전원을 인가하게 되면 PXDOT 나노튜브의 기공 내벽은 보다 친수성이 강화 되어 나노튜브 기공 내벽과 전해질과의 접촉을 현저히 증가시키게 되며, 이는 전해질 중의 카운터 이온이 나노튜브 내부로 유입하는 것을 촉진하게 된다. 한편, 인가된 전원을 제거하면 이중의 전하층(double layered charge complex)은 표면 처리를 하지 않은 PXDOT 나노튜브에 비하여 오래 유지되게 되며, 이는 보다 긴 쌍안정성(bistability)을 갖게되는 것을 의미한다. 이와 같이 극성 이 높은 전해질 용매를 사용하는 전기 변색 고분자계의 디바이스의 제조에 있어, 전기 변색 고분자의 극성이 낮아 전해질의 충분한 공급이 이루어 지지 않아 발생하는 문제 들인 응답 속도, 콘트라스트 저하, 쌍안전성 등의 문제를 계면활성제의 처리에 의해 개선할 수 있게 된다.At this time, when the power is applied to the electrode containing the PXDOT / surfactant, the inner wall of the pore of the PXDOT nanotubes is more hydrophilic, and the contact between the inner wall of the nanotube pore and the electrolyte is significantly increased. It will facilitate the entry into the tube. On the other hand, when the applied power source is removed, the double layered charge complex is kept longer than the untreated PXDOT nanotube, which means that it has a longer bistability. In the production of electrochromic polymer devices using highly polar electrolyte solvents, the problems caused by insufficient polarity of the electrochromic polymer due to insufficient polarity of the electrolyte, such as response speed, contrast reduction, and double safety The problem can be solved by treatment of the surfactant.

본 발명의 방법에서 사용되는 상기 계면활성제의 구체적인 예로는 (HOO2C-R-Si(OCH3)3)(carboxy modified alkyl trimethoxy silane), (HOO2S-R-Si(OCH3)3)(sulfuric acid modified alkyl trimethoxy silane), (H2N-R-Si(OCH3)3)(amino modified alkyl trimethoxy silane) 등의 silane 화합물 등이 이용 되어지며 이때 R은 탄소수 1~ 30 사이인 알킬기 화합물 등이 사용되어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the surfactant used in the method of the present invention include (HOO 2 CR-Si (OCH 3 ) 3 ) (carboxy modified alkyl trimethoxy silane), (HOO 2 SR-Si (OCH 3 ) 3 ) (sulfuric acid modified silane compounds such as alkyl trimethoxy silane) and (H 2 NR-Si (OCH 3 ) 3 ) (amino modified alkyl trimethoxy silane) are used. In this case, an alkyl group compound having 1 to 30 carbon atoms may be used. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 다른 양상은, 상기 방법에 의하여 제조된 전기변색 고분자 나노튜브와 제1 투명전극을 제1면으로 하고, 제2 투명전극을 제2면으로 하여 상기 제1면과 제2면 사이에 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, an electrochromic polymer nanotube prepared by the method and a first transparent electrode are used as a first surface, and a second transparent electrode is used as a second surface between the first and second surfaces. It provides an electrochromic device comprising an electrolyte.

도 6은 본 발명의 일구현예에 따른 전기변색소자의 개략 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 상기 전기변색소자는 제1 투명전극(10), 전기변색 고분자 나노튜브 층(20), 전해질층(30) 및 제2 투명전극(40)을 포함하여 이루어진다. 이때 상기 전기변색 고분자 나노튜브 층(20)의 두께(나노튜브의 길이)는 0.1 ~ 10 ㎛ 인 것이 바람직하다.6 is a schematic cross-sectional view of an electrochromic device according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the electrochromic device of the present invention includes a first transparent electrode 10, an electrochromic polymer nanotube layer 20, an electrolyte layer 30, and a second transparent electrode 40. At this time, the thickness of the electrochromic polymer nanotube layer 20 (the length of the nanotubes) is preferably 0.1 ~ 10 ㎛.

본 발명의 상기 투명전극(10, 40)으로는 통상의 투명전극을 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 ITO 투명전극을 사용하는 것이 좋다. As the transparent electrodes 10 and 40 of the present invention, a normal transparent electrode may be used without limitation, but it is preferable to use an ITO transparent electrode.

본 발명에서 상기 전해질층(30)에 사용되는 전해질의 예로는 액체형, 용융염 형, 고체형이 이용될 수 있으며, 전기화학적으로 비활성 염을 하나 이상 포함하는 전해질로 이루어진다. 구체적으로 예를 들면 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 메틸 프로필 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, 감마-부티로락톤, 디옥소란, 4-메틸디옥소란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 디에틸렌글리콜 또는 디메틸에테르 등 의 용매, tri-alkyl-imidazolium과 같은 이미다졸륨계 용융염 또는 이들의 혼합 물질에 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI 등의 리튬 염으로 이루어진 전해질 중의 1종 또는 이들을 2종 이상 혼합한 것을 용해하여 사용할 수 있다. 상기 리튬 염과 같은 비활성 염은 바람직하게는 0.01 내지 1.0 M, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.2M의 농도로 전해질에 존재할 수 있다. 또한 산화-환원 물질로서 페로센계 화합물, 페노치아진 계 화합물이 0.01 내지 0.2M의 농도로 전해질에 존재할 수 있다.Examples of the electrolyte used in the electrolyte layer 30 in the present invention may be a liquid type, a molten salt type, a solid type, and consists of an electrolyte containing one or more inert salts electrochemically. Specifically, for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, butylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, gamma-butyrolactone, Dioxolane, 4-methyldioxolane, N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, Solvents such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, diethylene glycol or dimethyl ether, such as tri-alkyl-imidazolium Dazolium-based molten salt or a mixture of these materials in LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x +1 SO 2 ) (C y F 2y +1 SO 2 ) (Wherein x and y are natural water), one of an electrolyte composed of lithium salts such as LiCl, LiI, or a mixture of two or more thereof can be used by dissolving them. Inert salts such as lithium salts may be present in the electrolyte at a concentration of preferably 0.01 to 1.0 M, more preferably 0.05 to 0.2 M. In addition, a ferrocene-based compound and a phenoxyazine-based compound may be present in the electrolyte at a concentration of 0.01-0.2 M as the redox material.

상기 제조된 전기변색 소자에서 제1 투명전극(10)과 제2 투명전극(40)에 통전함으로써, 제1 투명전극(10)에 전기적으로 연결되어 전기변색 고분자 나노튜브층(20)의 다공성 템플레이트의 내부에 존재하는 전기변색 물질인 전기변색 고분자 나노튜브에 활성이 생겨 변색하게 된다.In the manufactured electrochromic device, the porous substrate of the electrochromic polymer nanotube layer 20 is electrically connected to the first transparent electrode 10 by energizing the first transparent electrode 10 and the second transparent electrode 40. The activity occurs in the electrochromic polymer nanotubes, which are electrochromic materials present in the interior, and become discolored.

본 발명에 따른 상기 전기변색소자는 전기변색 고분자 나노튜브층(20)의 전기변색 고분자가 계면활성제가 처리된 매우 가늘고 긴 튜브형태이므로 표면적이 크게 증가하여, 전해질과 인접하는 활성층의 영역이 커지고 그 두께 또한 매우 얇게 되어 매우 빠른 전기변색현상 및 뛰어난 콘트라스트를 보여준다.In the electrochromic device according to the present invention, since the electrochromic polymer of the electrochromic polymer nanotube layer 20 is in the form of a very thin and long tube treated with a surfactant, the surface area is greatly increased, so that the area of the active layer adjacent to the electrolyte is increased and the The thickness is also very thin, resulting in very fast electrochromic phenomena and excellent contrast.

[[ 실시예Example ]]

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 할 것이나, 이러한 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어 서는 안 된다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the protection scope of the present invention.

전기변색 고분자 나노튜브의 전기중합Electropolymerization of Electrochromic Polymer Nanotubes

다공성 템플레이트로는 Whatman사의 산화알루미늄 양극막(AAO, Anodisc 13,200nm)를 사용하였다. 상기 산화알루미늄 양극막을 스퍼터링 챔버에 넣고 일반적인 ITO 투명전극 증착방법에 따라 후면에 투명전극을 형성하였다.Whatman aluminum oxide anode film (AAO, Anodisc 13,200nm) was used as the porous template. The aluminum oxide anode film was placed in a sputtering chamber to form a transparent electrode on the back side according to a general ITO transparent electrode deposition method.

이어서 통상적인 3-전극 시스템(three-electrode system)에 의하여 전기중합을 실시하였다. 증착된 AAO/ITO는 작업전극으로 기능하도록 전기화학 쎌(electrochemical cell)에 고정되며, 이때 AAO/ITO의 전면이 약 1 ㎠ 정도 전해질에 노출되도록 하며 후면(ITO측)에는 동판(copper sheet)를 부착하여 양전극을 인가한다. 대응전극(counter electrode)으로는 백금선(platinum wire)으로 이루어진 백금판(platinum sheet)을 사용하였으며, 기준전극(reference electrode)으로는 표준 Ag/AgCl 전극을 사용하였다. 전기화학 공정을 제어하기 위하여 컴퓨터와 연결된 전기화학 스테이션(electrochemical station)(CH Instrument사, 660C)을 사용하였다.Subsequently, electropolymerization was carried out by a conventional three-electrode system. The deposited AAO / ITO is fixed to an electrochemical cell to function as a working electrode. At this time, the front side of the AAO / ITO is exposed to the electrolyte about 1 cm 2, and a copper sheet is placed on the back side (ITO side). Attach and apply a positive electrode. As a counter electrode, a platinum sheet made of platinum wire was used, and a standard Ag / AgCl electrode was used as a reference electrode. An electrochemical station (CH Instrument, 660C) connected to a computer was used to control the electrochemical process.

전기중합을 위한 전해질로는 EDOT 단량체 0.3 mol/L가 포함된 상온이온성 액체인 [BMIM][PF6](1-부틸-3-메틸 이미다조륨 헥사플루로포스 페이트)을 사용하였다.As an electrolyte for electropolymerization, [BMIM] [PF 6 ] (1-butyl-3-methyl imidazolium hexaflurophosphate), a room temperature ionic liquid containing 0.3 mol / L of EDOT monomer, was used.

상기 다공성 AAO 템플레이트는 전해질이 공극내로 충분히 확산할 수 있도록 약 2시간 정도 전해질에 담근 후, 1.5 V 고정전위로 40분간 전기중합을 실시하였 다. The porous AAO template was immersed in the electrolyte for about 2 hours to allow the electrolyte to sufficiently diffuse into the pores, and then subjected to electropolymerization for 40 minutes at a 1.5 V fixed potential.

중합된 나노튜브의 평균 외경은 약 200 nm 이며 이는 AAO 템플레이트의 기공 크기와 관련이 있다. 나노튜브의 평균 내경은 약 120 nm이며, 평균 길이는 약 3 ㎛이다.The average outer diameter of the polymerized nanotubes is about 200 nm, which is related to the pore size of the AAO template. The average inner diameter of the nanotubes is about 120 nm and the average length is about 3 μm.

이어서 ITO층이 형성되어 있는 다공성의 AAO/PEDOT를 0.2 기압 이하의 진공분위기 하에서 100 ℃로 가열한 후 가스 상태의 HOOC(CH2)8Si(OCH3)3를 사용하여 표면 처리하였다. Subsequently, the porous AAO / PEDOT in which the ITO layer was formed was heated to 100 ° C. under a vacuum atmosphere of 0.2 atm or lower, and then surface treated using HOOC (CH 2 ) 8 Si (OCH 3 ) 3 in a gaseous state.

전기변색소자의 제작Fabrication of Electrochromic Device

상기와 같이 계면활성제로 표면 처리된 AAO/PEDOT/ITO를 전기중합장치에서 분리시켜 ITO 유리기판 위에 부착하여 제1 투명전극으로 하고, 또 다른 ITO 유리기판을 반대편의 제2 투명전극으로 하여 그 사이에 전해질로서 0.2 M LiClO/GBL(γ-butyrolactone)를 주입하고 에폭시로 씰링(sealing)하여 전기변색 소자를 제조하였다.The AAO / PEDOT / ITO surface-treated with a surfactant as described above is separated from the electropolymerization apparatus and attached to the ITO glass substrate as the first transparent electrode, and another ITO glass substrate as the second transparent electrode on the opposite side. 0.2 M LiClO / GBL (γ-butyrolactone) was injected into the electrolyte and sealed with epoxy to prepare an electrochromic device.

완성된 소자의 제1 투명전극을 음극, 제2 투명전극을 양극으로 하여 1~1.5 V의 전압을 가하여 주면 전기변색물질의 활성이 생겨 환원 시 진한 청보라색으로 변색된다. 반대로 전압을 반대로 인가하여 산화할 경우 전기변색 물질은 활성을 잃어 탈색되고 투명상태로 된다. 산화/ 환원 반응 후 전기를 인가하지 않으면 산화/ 환원 상태의 색을 1시간 이상 유지 한다. 이때 착·탈색시의 응답속도는 500 ms 이하로 매우 빠르고, 탈색 시 잔상이 전혀 남지 않아 콘트라스트가 우수하였다.When the first transparent electrode of the finished device is a cathode and the second transparent electrode is applied as an anode, a voltage of 1 to 1.5 V is applied, and the electrochromic material is activated, and the color becomes dark blue purple upon reduction. On the contrary, when the voltage is reversed and oxidized, the electrochromic material loses its activity and becomes discolored and becomes transparent. If no electricity is applied after the oxidation / reduction reaction, the color of the oxidation / reduction state is maintained for at least 1 hour. At this time, the response speed at the time of discoloration and discoloration was very fast under 500 ms, and the contrast was excellent because there was no afterimage remaining at the time of discoloration.

이상에서 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.Although the present invention has been described in detail above, these are merely for the purpose of explanation, and the present invention is capable of many modifications by those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the technical idea of the present invention. Will be self explanatory.

도 1은 본 발명의 일구현예에 의한 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법을 설명하기 위한 개념도, 1 is a conceptual diagram illustrating a method of manufacturing an electrochromic polymer nanotube according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 전기변색 고분자 나노튜브 층의 평면 주사전자현미경(SEM) 사진,2 is a planar scanning electron microscope (SEM) photograph of an electrochromic polymer nanotube layer prepared by the method of the present invention;

도 3은 본 발명의 방법에 의해 제조된 전기변색 고분자 나노튜브 층의 측면 주사전자현미경(SEM) 사진,Figure 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the electrochromic polymer nanotube layer prepared by the method of the present invention,

도 4는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 전기변색 고분자 나노튜브의 사시도,4 is a perspective view of an electrochromic polymer nanotube produced by the method of the present invention,

도 5는 본 발명의 제조방법에서 계면활성제로 나노튜브를 표면 처리한 효과를 설명하기 위한 모식도,Figure 5 is a schematic diagram for explaining the effect of the surface treatment of nanotubes with a surfactant in the production method of the present invention,

도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색소자의 단면 개략도이다.6 is a schematic cross-sectional view of an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 제1 투명전극 20 : 전기변색 고분자 나노튜브 층10: first transparent electrode 20: electrochromic polymer nanotube layer

30 : 전해질 층 40 : 제2 투명전극30 electrolyte layer 40 second transparent electrode

Claims (11)

다공성 템플레이트를 이용하여 전기변색 고분자 나노튜브를 제조함에 있어서,In preparing electrochromic polymer nanotubes using a porous template, 전기변색 고분자 물질의 전구체를 용해시킨 상온이온성 액체를 전해질로서 사용하여 다공성 템플레이트의 기공 내에서 전기변색 고분자 나노튜브를 전기중합하는 단계; 및Electropolymerizing the electrochromic polymer nanotubes in the pores of the porous template using a room temperature ionic liquid in which a precursor of the electrochromic polymer material is dissolved as an electrolyte; And 상기 합성된 전기변색 고분자 나노튜브를 계면활성제를 사용하여 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.Method for producing an electrochromic polymer nanotubes comprising the step of surface-treated the synthesized electrochromic polymer nanotubes using a surfactant. 제1항에 있어서, 상기 전기변색 고분자 물질은 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸, 폴리아진 및 폴리퀴논으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The electrochromic polymer nanotube of claim 1, wherein the electrochromic polymer material is selected from the group consisting of polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polypyridine, polyindole, polycarbazole, polyazine and polyquinone. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 전기변색 고분자 물질은 PEDOT, PProDOT, 또는 그 유도체인 PXDOT인 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrochromic polymer material is PEDOT, PProDOT, or a derivative thereof, PXDOT. 제1항에 있어서, 상기 다공성 템플레이트는 산화알루미늄 양극막인 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the porous template is an aluminum oxide anode film. 제4항에 있어서, 상기 다공성 템플레이트는 기공의 지름이 10 ~ 300 nm이고 기공의 밀도는 단면적 기준으로 3 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 4, wherein the porous template has a pore diameter of 10 to 300 nm and a pore density of 3 to 50% based on the cross-sectional area. 제1항에 있어서, 상기 상온 이온성 액체는 1-알킬-3-메틸 이미다조륨 헥사플루로 포스페이트([BMIM][PF6]) 또는 1-알킬-3-메틸 이미다조륨 보론 테트라풀로라이드 화합물인 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the room temperature ionic liquid is 1-alkyl-3-methyl imidazolium hexafluro phosphate ([BMIM] [PF 6 ]) or 1-alkyl-3-methyl imidazolium boron tetrapulo Method for producing an electrochromic polymer nanotubes, characterized in that the lide compound. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 (HOO2C-R-Si(OCH3)3)(carboxy modified alkyl trimethoxy silane), (HOO2S-R-Si(OCH3)3)(sulfuric acid modified alkyl trimethoxy silane), (H2N-R-Si(OCH3)3)(amino modified alkyl trimethoxy silane) 등의 silane 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the surfactant is (HOO 2 CR-Si (OCH 3 ) 3 ) (carboxy modified alkyl trimethoxy silane), (HOO 2 SR-Si (OCH 3 ) 3 ) (sulfuric acid modified alkyl trimethoxy silane) And (H 2 NR-Si (OCH 3 ) 3 ) (amino modified alkyl trimethoxy silane). The method of manufacturing an electrochromic polymer nanotube, characterized in that it is selected from the group consisting of silane compounds. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제로 표면처리하는 단계는 계면활성제가 기상인 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the surface treatment with the surfactant is performed in a state in which the surfactant is in a gaseous phase. 제1항에 있어서, 상기 나노튜브는 외경이 100~300 nm, 두께가 5~100 nm, 길 이가 0.1~10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전기변색 고분자 나노튜브의 제조방법.The method of claim 1, wherein the nanotubes have an outer diameter of 100 to 300 nm, a thickness of 5 to 100 nm, and a length of 0.1 to 10 μm. 제1 투명전극, 제2 투명전극, 전기변색물질층 및 전해질을 포함하는 전기변색소자에 있어서,In the electrochromic device comprising a first transparent electrode, a second transparent electrode, an electrochromic material layer and an electrolyte, 상기 전기변색물질층이 제1항 내지 제9항의 방법에 의하여 제조되는 전기변색 고분자 나노튜브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색소자.Electrochromic device, characterized in that the electrochromic material layer comprises an electrochromic polymer nanotube prepared by the method of claim 1 to claim 9. 제10항에 있어서, 상기 전기변색물질층의 두께는 나노튜브의 길이인 0.1~10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전기변색소자.The electrochromic device according to claim 10, wherein the thickness of the electrochromic material layer is 0.1 to 10 μm, the length of the nanotubes.
KR1020070095216A 2007-09-19 2007-09-19 Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same KR20090029982A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095216A KR20090029982A (en) 2007-09-19 2007-09-19 Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095216A KR20090029982A (en) 2007-09-19 2007-09-19 Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090029982A true KR20090029982A (en) 2009-03-24

Family

ID=40696455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070095216A KR20090029982A (en) 2007-09-19 2007-09-19 Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090029982A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2969771A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-29 Saint Gobain ELECTROCHEMICAL DEVICE HAVING ELECTRO-CONTROLLABLE OPTICAL AND / OR ENERGY TRANSMISSION PROPERTIES
CN105862071A (en) * 2016-04-15 2016-08-17 武汉工程大学 Preparation method for pore diameter-controlled poly(3,4-ethylenedioxythiophene) thin film
KR20190004021A (en) * 2017-07-03 2019-01-11 주식회사 엘지화학 Method for preparing an electrochromic film

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2969771A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-29 Saint Gobain ELECTROCHEMICAL DEVICE HAVING ELECTRO-CONTROLLABLE OPTICAL AND / OR ENERGY TRANSMISSION PROPERTIES
WO2012089955A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Saint-Gobain Glass France Electrochemical device having electrically controllable optical and/or energy transmission properties
CN105862071A (en) * 2016-04-15 2016-08-17 武汉工程大学 Preparation method for pore diameter-controlled poly(3,4-ethylenedioxythiophene) thin film
KR20190004021A (en) * 2017-07-03 2019-01-11 주식회사 엘지화학 Method for preparing an electrochromic film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782127B2 (en) Electrolyte containing eutectic mixture and electrochromic device using the same
KR102000585B1 (en) Flexible transparent electrochomic device, and a method for the preparation thereof
JP5646144B2 (en) Electrochemical device using electrolyte containing eutectic mixture
US9164345B2 (en) Stable electrochromic module
US10545387B2 (en) Electrochromic device for applying voltage to electrodes
KR100872727B1 (en) Electro-chromic display device and method of manufacturing the same
Pande et al. Octa-viologen substituted polyhedral oligomeric silsesquioxane exhibiting outstanding electrochromic performances
JP6964767B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices and their manufacturing methods
KR102034205B1 (en) Electriochemical device including carbon quantum dots ion compound electrolyte
Li et al. Lightweight, highly bendable and foldable electrochromic films based on all-solution-processed bilayer nanowire networks
US9535304B2 (en) Stable electrochromic module
WO2018016385A1 (en) Composite containing organic/metal hybrid polymer and ionic liquid, electrochromic device in which same is used, and method for manufacturing said composite and device
KR20090029982A (en) Method for preparing electrochromic polymer nanotube and electrochromic device utilizing the same
WO2018217044A1 (en) Electrochemical device comprising carbon quantum dot ionic compound electrolyte
KR20160084246A (en) Manufacturing method of complex for photoelectrochromic device and photoelectrochromic device
Qian et al. The influence of pendent anions on electrochemical and electrochromic properties of thiophene-triphenylamine-based polymeric ionic liquids
JP5308379B2 (en) π-electron conjugated polymer composition and electrochromic display device using the same
Sun et al. Cellulose-based KV3O8· 0· 75H2O composite films and self-healing Li+ gel electrolyte for multifunctional flexible electrochromic device
Pringle Conducting polymers
JP2005298753A (en) Viologen derivative, its production process and color rewritable display device
US20220244607A1 (en) A functional and transparent gel electrolyte system and fast switching electrochromic/electrochemical devices thereof
WO2018217043A1 (en) Electrolyte for electrochemical device and preparation method therefor
JP2528798B2 (en) Laminate containing furan-based polymer complex film and its manufacturing method
JPH0534732A (en) Electrolytic thin film
JPS63280727A (en) Electrolytic polymerized film

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid