KR20200045395A - Graphene laminate with improved bendability, method for manufacturing same, eletrode material using same, and electronic device - Google Patents

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Abstract

Provided are a graphene laminate with improved bendability, a manufacturing method thereof, an electrode material using the same, and an electronic device. The present invention provides the graphene laminate, including: a basic material; a first layer arranged on the basic material and including graphene; and a second layer arranged on the first layer and including a conductive high molecule and a binder resin, thereby allowing the graphene layer to be protected from the outside, complementing electrical conductivity, and having improved durability and bendability.

Description

내굴곡성이 향상된 그래핀 적층체, 이의 제조 방법, 이를 이용한 전극 재료 및 전자 장치{GRAPHENE LAMINATE WITH IMPROVED BENDABILITY, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, ELETRODE MATERIAL USING SAME, AND ELECTRONIC DEVICE}Graphene laminate with improved bending resistance, manufacturing method thereof, and electrode material and electronic device using the same {GRAPHENE LAMINATE WITH IMPROVED BENDABILITY, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, ELETRODE MATERIAL USING SAME, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 내굴곡성이 향상된 그래핀 적층체, 이의 제조 방법, 이를 이용한 전극 재료 및 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene laminate having improved flex resistance, a method for manufacturing the same, an electrode material using the same, and an electronic device.

그래핀은 탄소 원자가 2차원의 육각 형태로 배열된 구조를 갖는 탄소 동소체로서, 탄소 원자가 sp2 혼성이므로 구조적, 화학적으로 매우 안정할 뿐 아니라 전기 전도성 및 열 전도성이 뛰어나며, 기계적 강도가 높으면서 동시에 유연성이 있어 3차원으로 쌓아 흑연, 1차원적으로 말아 탄소나노튜브, 또는 0차원 구조인 공 모양의 풀러렌(fullerene) 등 다양한 형태로 활용이 가능하다.Graphene is a carbon allotrope having a structure in which carbon atoms are arranged in a two-dimensional hexagonal shape. Since carbon atoms are sp 2 hybrids, they are not only structurally and chemically stable, but also have excellent electrical and thermal conductivity, high mechanical strength, and flexibility at the same time. Therefore, it can be used in various forms such as graphite stacked in three dimensions, carbon nanotubes rolled in one dimension, or ball-shaped fullerenes with a zero-dimensional structure.

특히, 그래핀을 이용하여 제작한 그래핀 필름은 유연성 및 전기 전도성과 함께 투명성을 가지므로, 디스플레이 소자, 터치 패널, 유기 태양 전지에서의 투명 전극 재료나, 유기 태양 전지, 이차 전지, 연료 전지에서의 에너지 전극 재료로의 적용이 활발히 연구되고 있다. 나아가, 그래핀 필름의 적용 영역은 전술한 분야에 국한되지 않고, 메모리 소자, 바이오센서, 유기 박막 트랜지스터 등 다양한 장치에서의 반도체 재료 또는 가스차단막 등으로 확대되고 있다. In particular, the graphene film produced using graphene has flexibility and electrical conductivity and transparency, and thus is used in transparent electrode materials in display elements, touch panels, and organic solar cells, or in organic solar cells, secondary cells, and fuel cells. Its application as an energy electrode material has been actively studied. Furthermore, the application area of the graphene film is not limited to the above-mentioned fields, and is expanding to semiconductor materials or gas barrier films in various devices such as memory devices, biosensors, and organic thin film transistors.

본 발명은 기재; 상기 기재 상에 배치된, 그래핀을 포함한 제1층; 및 상기 제1층 상에 배치된, 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한 제2층을 포함함으로써 그래핀층이 외부로부터 보호되고, 전기 전도도를 보완할 뿐만 아니라 내구성 및 내굴곡성이 향상된 그래핀 적층체를 제공한다.The present invention is described; A first layer including graphene disposed on the substrate; And a second layer including a conductive polymer and a binder resin disposed on the first layer, so that the graphene layer is protected from the outside, supplements electrical conductivity, and provides a graphene laminate with improved durability and flex resistance. do.

일 측면에 따르면, According to one aspect,

기재;materials;

상기 기재 상에 배치되고, 그래핀을 포함한 제1층; 및A first layer disposed on the substrate and including graphene; And

상기 제1층 상에 배치되고, 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한 제2층을 포함한, 그래핀 적층체가 제공된다.A graphene laminate is provided on the first layer and includes a second layer including a conductive polymer and a binder resin.

다른 측면에 따르면, According to another aspect,

기재 상에 그래핀을 포함하는 제1층을 형성하는 단계;Forming a first layer comprising graphene on a substrate;

상기 제1층 상에, 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함한 코팅용 조성물을 도포하는 단계; 및Applying a coating composition comprising a conductive polymer, a binder resin, and a solvent on the first layer; And

상기 코팅용 조성물 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 상기 전도성 고분자 및 상기 바인더 수지를 포함한 제2층을 형성하는 단계;Forming a second layer including the conductive polymer and the binder resin by removing at least a portion of the solvent in the coating composition;

를 포함한, 그래핀 적층체의 제조 방법이 제공된다. Provided is a method of manufacturing a graphene laminate, including.

또 하나의 측면에 따르면, 상기 그래핀 적층체를 포함한 전극 재료가 제공된다.According to another aspect, an electrode material including the graphene laminate is provided.

다른 측면에 따르면, 상기 전극 재료를 이용한 전극을 포함한 장치가 제공된다.According to another aspect, an apparatus including an electrode using the electrode material is provided.

일 구현예에 따르면, 그래핀층이 외부로부터 보호되고, 전기 전도도를 보완할 뿐만 아니라 내구성 및 내굴곡성이 향상된 그래핀 적층체가 제공된다.According to one embodiment, a graphene layer is provided in which the graphene layer is protected from the outside, supplements electrical conductivity, and improves durability and flex resistance.

도 1은 일 구현예에 따른 실시예 1 내지 4의 그래핀 적층체 및 비교예 1의 그래핀 적층체의 내굴곡성 평가 결과를 나타낸 것이다.1 shows the results of evaluation of flexural resistance of the graphene laminates of Examples 1 to 4 and the graphene laminates of Comparative Example 1 according to one embodiment.

이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용 및 가능한 구현예들을 설명한다. 다만, 하기에 구체적으로 명시되지 않은 구성에 관하여서는, 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 해당 기술분야에 알려진 내용이 적용될 수 있다.Hereinafter, detailed contents and possible implementations for carrying out the present invention will be described. However, with respect to the configuration not specifically described below, unless contrary to the object of the present invention, the contents known in the art may be applied.

본 명세서에서, 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재와 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 층 또는 두 부재 사이에 또 다른 층 또는 또 다른 부재가 존재하는 경우를 포함한다. In this specification, when a layer or member is said to be located “on” another layer or member, this means that another layer or member or another layer between the two layers or members, as well as when the layer or member is in contact with the other layer or member, or This includes the case where another member is present.

또한, 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part of the present specification “includes” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated.

[그래핀 적층체][Graphene laminate]

본 발명의 일 구현예에 따른 그래핀 적층체는,Graphene laminate according to an embodiment of the present invention,

기재;materials;

상기 기재 상에 배치되고, 그래핀을 포함한 제1층; 및A first layer disposed on the substrate and including graphene; And

상기 제1층 상에 배치되고, 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한 제2층을 포함한다. It is disposed on the first layer, and includes a second layer including a conductive polymer and a binder resin.

상기 기재는 본 발명의 목적에 반하지 않는 한 해당 기술 분야에 알려져 있는 다양한 종류의 기재를 제한 없이 사용할 수 있다. The substrate may be used without limitation, various types of substrates known in the art, as long as it does not contradict the object of the present invention.

일 구현예에 따르면, 상기 기재는 고분자 필름이고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리이미드(polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(oriented polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실나프탈레이트(polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(polyester, PE) 또는 폴리스티렌(polystyrene, PS)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재는 PET일 수 있다.According to one embodiment, the substrate is a polymer film, polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate, PET), polyethylene (polyethylene, PE), polypropylene (polypropylene, PP), polycarbonate (polycarbonate, PC), polymethyl methacrylate (poly (methyl methacrylate), PMMA), polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxynaphthalate (polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), polyethersulfone (PES), polyester (polyester, PE) or polystyrene (polystyrene, PS). For example, the substrate may be PET.

일 구현예에 따르면, 상기 기재는 가요성(flexible)일 수 있다.According to one embodiment, the substrate may be flexible.

상기 제1층 중 기재는 필요에 따라 다양한 두께를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 기재의 두께는 0.1 μm 내지 200 μm일 수 있다.Among the first layers, a substrate having various thicknesses may be used as necessary, and is not particularly limited. For example, the thickness of the substrate may be 0.1 μm to 200 μm.

상기 그래핀 적층체는 상기 기재 상에 배치되고, 그래핀을 포함한 제1층을 포함한다.The graphene laminate is disposed on the substrate and includes a first layer including graphene.

본 명세서에서 "그래핀"은 복수개의 탄소 원자들이 서로 sp2-sp2 결합으로 연결되어 고리를 형성한 구조를 의미한다. 상기 그래핀은 2차원의 단일층(single layer)이거나, 이들 단일층이 여러 개 적층된 복수층(multilayer)을 포함하는 구조일 수 있다. In the present specification, “graphene” refers to a structure in which a plurality of carbon atoms are connected to each other by sp 2 -sp 2 bonds to form a ring. The graphene may be a two-dimensional single layer or a structure including multiple layers in which several of these single layers are stacked.

상기 그래핀 중 탄소 원자들이 형성하는 고리는 탄소 원자 6개로 이루어진 6원환인 것이 일반적이나, 탄소 원자 5개로 이루어진 5원환 또는 탄소 원자 7개로 이루어진 7원환일 수도 있다. 상기 그래핀은 또한 탄소 원자 중 일부 대신 탄소 이외의 원자, 예를 들어 N, O, S, Si 등의 원자를 포함하는 것일 수도 있다.The ring formed by the carbon atoms among the graphene is generally a 6-membered ring composed of 6 carbon atoms, but may be a 5-membered ring composed of 5 carbon atoms or a 7-membered ring composed of 7 carbon atoms. The graphene may also include atoms other than carbon, for example, atoms such as N, O, S, and Si instead of some of the carbon atoms.

상기 그래핀 중 특히 탄소로만 이루어진 6원환 구조의 비율이 상대적으로 높은 그래핀을 일반적으로 양질의 그래핀이라고 하며, 결정성, 투명성 및 전기전도도가 높다.Among the graphene, graphene having a relatively high proportion of a six-membered ring structure composed only of carbon is generally referred to as high-quality graphene, and has high crystallinity, transparency, and electrical conductivity.

일 구현예를 따르면, 상기 제1층에 포함된 그래핀은 CVD 그래핀, 그래핀 옥사이드(graphene oxide: GO) 및 환원된 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide: rGO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the graphene included in the first layer may include at least one selected from CVD graphene, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO). You can.

상기 "CVD 그래핀"은 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition method)에 의하여 형성된 그래핀을 의미한다. 상기 화학적 기상 증착법은 해당 기술 분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 예를 들어 유도결합 플라즈마(Induced coupled plasma: ICP) 등의 장치를 이용할 수 있다.The "CVD graphene" means graphene formed by a chemical vapor deposition method. The chemical vapor deposition method may use a method known in the art, and for example, an apparatus such as an induced coupled plasma (ICP).

상기 CVD 그래핀은 전술한 바와 같은 양질의 그래핀을 포함한다. 다만, 상기 CVD 그래핀은 원자가 규칙적으로 배열되면서 같은 방향으로 배열되는 단결정(monocrystalline) 구조가 아니라, 원자가 규칙적으로 배열되어 있으나 배열되는 방향이 서로 다른 여러 부분으로 구성된 다결정(polycrystalline) 구조를 갖기 때문에, 단결정 구조의 그래핀에 비하여 그래핀 표면에서의 전기적·기계적 물성이 낮다.The CVD graphene includes high-quality graphene as described above. However, the CVD graphene is not a monocrystalline structure arranged in the same direction as the atoms are regularly arranged, but because the atoms are arranged regularly but have a polycrystalline structure composed of several parts having different directions. The electrical and mechanical properties of the graphene surface are lower than that of the single crystal structured graphene.

본 명세서에서, "그래핀 옥사이드(graphene oxide)"는 상기 그래핀이 산화된 화합물을 말한다.  상기 그래핀 옥사이드는 에폭시기, 카르보닐기, 카르복실기, 히드록실기 등과 같은 관능기를 갖는 극성 물질이기 때문에 용매에 대한 분산성은 우수하지만, 전기 전도성 등 원하는 물성을 얻기 위하여는 다시 그래핀으로 환원시켜야 한다.In this specification, "graphene oxide (graphene oxide)" refers to a compound in which the graphene is oxidized. Since the graphene oxide is a polar material having a functional group such as an epoxy group, a carbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, etc., it has excellent dispersibility in a solvent, but it must be reduced back to graphene in order to obtain desired properties such as electrical conductivity.

본 명세서에서, "환원된 그래핀 옥사이드"는 상기 그래핀 옥사이드를 열적 환원법 또는 화학적 환원법을 이용하여 환원시켜 얻은 그래핀을 의미한다.In the present specification, "reduced graphene oxide" means graphene obtained by reducing the graphene oxide using a thermal reduction method or a chemical reduction method.

상기 환원된 그래핀 옥사이드는 그래핀을 산화시킨 뒤 이를 다시 환원시키는 방법에 의하여 제조되기 때문에, 그래핀에 탄화수소기 외의 다양한 작용기가 형성되고, sp2 외에 sp3 탄소가 다수 형성되는 등 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD)된 그래핀과는 상이한 불규칙한 구조를 나타낸다.The reduction of graphene oxide is Yes because the production by way of which after reducing it back to the oxidation of the pin, well formed a variety of functional groups other than the hydrocarbon group in the pin, sp 2 addition sp 3 carbon chemical vapor deposition such that a plurality formation (Chemical Vapor Deposition: CVD) shows a different irregular structure from the graphene.

상기 환원된 그래핀 옥사이드의 불규칙한 구조는 일반적으로 라만 스펙트럼을 분석한 D/G(ID/IG) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 환원된 그래핀 옥사이드는 라만 스펙트럼에 따른 D/G 비율이 0.8 내지 1.2인 것일 수 있다.The irregular structure of the reduced graphene oxide may be generally expressed as a D / G (I D / I G ) value obtained by analyzing a Raman spectrum. For example, the reduced graphene oxide in the present specification may have a D / G ratio of 0.8 to 1.2 according to the Raman spectrum.

상기 환원된 그래핀 옥사이드는 용액 공정을 통해 제조될 수 있으므로, 비교적 낮은 공정 비용으로 대량의 환원된 그래핀 옥사이드를 얻을 수 있어 경제적이라는 장점이 있다. 예를 들어, 상기 그래핀 옥사이드를 기재에 코팅한 후 열적 환원시켜 환원된 그래핀 옥사이드를 제조할 수 있다. Since the reduced graphene oxide can be prepared through a solution process, a large amount of reduced graphene oxide can be obtained at a relatively low process cost, which is economical. For example, the graphene oxide can be coated on a substrate and then thermally reduced to produce reduced graphene oxide.

본 명세서에서, 상기 그래핀의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 그래핀은 필름(film), 플레이크(flake), 입자(particle) 또는 페이스트(paste) 등의 형태를 가질 수 있다.In this specification, the shape of the graphene is not particularly limited. For example, the graphene may have a form of a film, flake, particle, or paste.

일 구현예를 따르면, 상기 그래핀은 화학적 기상 증착법에 의해 형성된 필름 형태의 CVD 그래핀 또는 그래핀 플레이크(graphene flake)일 수 있고,생산성 및 전도성을 고려하여 적층체에 적합하게 적용할 수 있다.According to one embodiment, the graphene may be CVD graphene or graphene flake in the form of a film formed by chemical vapor deposition, and may be suitably applied to a laminate in consideration of productivity and conductivity.

본 발명의 그래핀 적층체는, 상기 그래핀을 포함하는 제1층 상에 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한 제2층을 도입함으로써, 전술한 바와 같은 그래핀의 물성을 효과적으로 보완하면서, 그래핀층을 외부로부터 보호하고, 전기 전도도를 보완할 뿐만 아니라 내구성 및 내굴곡성을 향상시킬 수 있다. The graphene laminate of the present invention, by introducing a second layer containing a conductive polymer and a binder resin on the first layer containing the graphene, while effectively supplementing the properties of the graphene as described above, the graphene layer It can protect from the outside, complement the electrical conductivity, and improve durability and flex resistance.

상기 그래핀의 두께는 0.1 nm 내지 10 nm일 수 있으나, 상기 그래핀 적층체의 전기 전도성, 내구성 또는 내굴곡성을 저해하지 않는 범위에서는 두께에 제한을 두지 않는다. 일 구현예에 따르면, 상기 그래핀이 단일층 그래핀일 수 있고, 상기 단일층 그래핀의 두께는 0.1 nm 내지 0.5 nm일 수 있다.The thickness of the graphene may be 0.1 nm to 10 nm, but the thickness is not limited in a range that does not impair the electrical conductivity, durability or bending resistance of the graphene laminate. According to one embodiment, the graphene may be a single-layer graphene, and the thickness of the single-layer graphene may be 0.1 nm to 0.5 nm.

또 하나의 구현예에 따르면, 상기 그래핀 적층체 중 제1층은 필름 형태를 갖는 것일 수 있다. According to another embodiment, the first layer of the graphene laminate may have a film form.

상기 제1층의 두께는 상기 그래핀 적층체의 전기 전도성, 내구성 또는 내굴곡성을 저해하지 않는 범위에서 특별히 제한되지 않는다. 일 구현예를 따르면, 상기 제1층의 두께는 1 nm 내지 100 μm, 예를 들어 10 nm 내지 10 μm 수 있다.The thickness of the first layer is not particularly limited in a range that does not impair the electrical conductivity, durability or bending resistance of the graphene laminate. According to one embodiment, the thickness of the first layer may be 1 nm to 100 μm, for example, 10 nm to 10 μm.

(제2층)(2nd floor)

상기 그래핀 적층체는 상기 제1층 상에 배치된 제2층을 포함한다. 상기 제2층은 상기 제1층의 전기 전도도 및 내구성을 보완하고, 상기 제1층을 외부로부터 보호하면서 내굴곡성을 향상시키는 오버코팅층의 역할을 한다.The graphene laminate includes a second layer disposed on the first layer. The second layer complements the electrical conductivity and durability of the first layer, and serves as an overcoating layer that improves flex resistance while protecting the first layer from the outside.

상기 제1층 상에 상기 제2층이 배치되어 있다는 표현은, 상기 제1층과 상기 제2층이 직접 접하는(in contact with) 경우와, 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 다른 구성이 개재된 경우를 모두 포함하는 의미이다. 일 구현예에 따르면, 상기 제1층과 상기 제2층이 직접 접하는 것일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다. The expression that the second layer is disposed on the first layer has a different configuration between when the first layer and the second layer are in contact with, and between the first layer and the second layer. It is meant to include all of the intervening cases. According to one embodiment, the first layer and the second layer may be in direct contact, but are not limited thereto.

상기 제2층은 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한다.The second layer includes a conductive polymer and a binder resin.

상기 전도성 고분자로는, 본 발명의 기술 분야에 알려진 다양한 전도성 고분자를 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.As the conductive polymer, various conductive polymers known in the technical field of the present invention can be used, and is not particularly limited.

일 구현예에 따르면, 상기 전도성 고분자는  According to one embodiment, the conductive polymer

폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리플루오렌[poly(fluorene)], 폴리피렌(polypyrene), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리나프탈렌(polynaphthalene),Polyphenylene, polyfluorene, polypyrene, polyazulene, polynaphthalene,

폴리피롤[poly(pyrrole)], 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리인돌(polyindole), 폴리아제핀(polyazepine), 폴리아닐린(polyaniline),Polypyrrole [poly (pyrrole)], polycarbazole, polyindole, polyazepine, polyaniline,

폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[poly(3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT], 폴리(p-페닐렌설파이드)[poly(p-phenylene sulfide): PPS],Polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT], poly (p-phenylene sulfide): PPS,

폴리아세틸렌[poly(acetylene)], 폴리(p-페닐렌비닐렌)[poly(p-phenylene vinylene)] 및 이들의 유도체; Polyacetylene [poly (acetylene)], poly (p-phenylene vinylene) [poly (p-phenylene vinylene)] and derivatives thereof;

중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.It may include any one selected from or any combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 전도성 고분자는 PEDOT, 폴리아닐린 또는 폴리피롤일 수 있다. 상기 전도성 고분자는 상기 제2층에 포함되어, 상기 제1층의 전기 전도성을 보완 및 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, the conductive polymer may be PEDOT, polyaniline or polypyrrole. The conductive polymer is included in the second layer, so that the electrical conductivity of the first layer can be supplemented and improved.

일 구현예에 따르면, 상기 전도성 고분자는 수용성 고분자로 도핑(doping)된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 수용성 고분자는 폴리스티렌 설포네이트(polystyrene sulfonate: PSS)일 수 있고, 상기 전도성 고분자는 PEDOT:PSS일 수 있다.According to one embodiment, the conductive polymer may be doped with a water-soluble polymer. For example, the water-soluble polymer may be polystyrene sulfonate (PSS), and the conductive polymer may be PEDOT: PSS.

상기 수용성 고분자는 상기 전도성 고분자에 도핑되어 이온 복합체를 형성함으로써 상기 전도성 고분자의 전기 전도성을 향상시키는 도펀트의 역할을 할 수 있다.The water-soluble polymer may serve as a dopant that improves electrical conductivity of the conductive polymer by doping the conductive polymer to form an ionic complex.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층의 중량 100 중량부당, 상기 전도성 고분자의 함량은 60 중량부 내지 98 중량부, 예를 들어 70 중량부 내지 96 중량부일 수 있다. 상기 전도성 고분자의 함량이 80 중량부 이상, 특히 85 중량부 이상인 경우에 상기 그래핀 적층체의 전기 전도도를 원하는 수준으로 확보할 수 있고, 90 중량부 이상, 특히 98 중량부 이상인 경우에 투명도가 저하되어 코팅층 형성에 적합하지 않을 수 있다.According to one embodiment, per 100 parts by weight of the second layer, the content of the conductive polymer may be 60 parts by weight to 98 parts by weight, for example, 70 parts by weight to 96 parts by weight. When the content of the conductive polymer is 80 parts by weight or more, particularly 85 parts by weight or more, the electrical conductivity of the graphene laminate can be secured to a desired level, and transparency is lowered when 90 parts by weight or more, particularly 98 parts by weight or more It may not be suitable for forming a coating layer.

상기 바인더 수지는 상기 그래핀 적층체 중 상기 제2층이 도막의 형태를 유지할 수 있도록 지지체의 역할을 한다.The binder resin serves as a support so that the second layer of the graphene laminate can maintain the form of a coating film.

일 구현예에 따르면, 상기 바인더 수지는 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴 수지, 아크릴우레탄 수지, 폴리비닐알코올 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더 수지는 폴리비닐알코올을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the binder resin may include polyester, polyurethane, acrylic resin, acrylic urethane resin, polyvinyl alcohol, or any combination thereof. For example, the binder resin may include polyvinyl alcohol.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층의 중량 100 중량부당, 상기 바인더 수지의 함량은 0.01 중량부 내지 10 중량부, 예를 들어 0.05 중량부 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 바인더 수지의 함량이 전술한 범위 내인 경우에, 상기 제1층의 기계적 물성이 유지 또는 개선될 수 있다.According to one embodiment, per 100 parts by weight of the second layer, the content of the binder resin may be 0.01 parts by weight to 10 parts by weight, for example, 0.05 parts by weight to 5 parts by weight. When the content of the binder resin is within the above-described range, mechanical properties of the first layer may be maintained or improved.

상기 폴리비닐알코올은 다양한 검화도 및 분자량 범위를 갖는 것을 사용할 수 있고, 시판 중인 제조사로부터 입수하여 사용할 수도 있다.The polyvinyl alcohol may be used having a variety of saponification and molecular weight range, it may be obtained from commercially available manufacturers.

상기 폴리비닐알코올은 상기 제1층에 대한 상기 제2층의 코팅성을 향상시켜 제1층을 보호할 수 있다.The polyvinyl alcohol may protect the first layer by improving the coating property of the second layer with respect to the first layer.

일 구현예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올의 검화도(degree of saponification)가 88% 내지 92%일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 검화도 범위를 만족하는 경우에, 용매에 대한 폴리비닐알코올의 용해도를 일정 수준 이상으로 유지하면서, 폴리비닐알코올 분자간의 강한 수소결합으로 인하여 표면장력이 지나치게 낮아지는 현상을 방지할 수 있다. According to one embodiment, the degree of saponification of the polyvinyl alcohol may be 88% to 92%. When the saponification degree range of the polyvinyl alcohol is satisfied, while maintaining the solubility of the polyvinyl alcohol in a solvent at a certain level or more, it is possible to prevent a phenomenon in which the surface tension is excessively low due to strong hydrogen bonding between polyvinyl alcohol molecules. You can.

일 구현예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올의 분자량이 25,000 g/mol 내지 100,000 g/mol, 예를 들어 50,000 g/mol 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 분자량 범위를 만족하는 경우에, 표면장력 및 점도가 코팅층을 형성하기에 적절한 수준으로 유지된다.According to one embodiment, the molecular weight of the polyvinyl alcohol may be 25,000 g / mol to 100,000 g / mol, for example, 50,000 g / mol to 100,000 g / mol. When the molecular weight range of the polyvinyl alcohol is satisfied, the surface tension and viscosity are maintained at an appropriate level to form a coating layer.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층 중, 상기 전도성 고분자 100 중량부당 상기 폴리비닐알코올의 함량이 0.1 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.According to one embodiment, in the second layer, the content of the polyvinyl alcohol per 100 parts by weight of the conductive polymer may be 0.1 parts by weight to 5 parts by weight.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층의 중량 100 중량부당 상기 폴리비닐알코올의 함량은 0.01 중량부 내지 10 중량부, 예를 들어 0.05 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.According to one embodiment, the content of the polyvinyl alcohol per 100 parts by weight of the second layer may be 0.01 parts by weight to 10 parts by weight, for example, 0.05 parts by weight to 5 parts by weight.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층은 보조 도펀트를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the second layer may further include an auxiliary dopant.

상기 보조 도펀트는 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide: DMSO), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidinone: NMP), N,N-디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide: DMF), N-메틸아세트아미드(N-methylacetamide: NMAA), N-디메틸아세트이미드(N-dimethylacetamide: DMA), N-메틸프로피온아미드(N-methylpropionamide: NMPA) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.The auxiliary dopant is dimethylsulfoxide (dimethylsulfoxide: DMSO), N-methylpyrrolidinone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N-methylacetamide ( N-methylacetamide (NMAA), N-dimethylacetamide (DMA), N-methylpropionamide (NMPA), or any combination thereof.

예를 들어, 상기 보조 도펀트는 DMSO일 수 있다. 상기 보조 도펀트는 상기 전도성 고분자의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다.For example, the auxiliary dopant may be DMSO. The auxiliary dopant may improve the electrical conductivity of the conductive polymer.

일 구현예에 따르면, 상기 제2층의 두께는 10 nm 내지 1000 nm, 예를 들어 100 nm 내지 600nm, 또 다른 예를 들어 400 nm 내지 600 nm일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제2층의 두께는 10 nm 내지 800 nm, 또는 100 nm 내지 600 nm, 또는 200 nm 내지 400 nm일 수 있다. According to one embodiment, the thickness of the second layer may be 10 nm to 1000 nm, for example, 100 nm to 600 nm, and for example, 400 nm to 600 nm. For another example, the thickness of the second layer may be 10 nm to 800 nm, or 100 nm to 600 nm, or 200 nm to 400 nm.

다른 구현예를 따르면, 상기 그래핀 적층체의 투과율이 90% 내지 95%일 수 있다. 즉, 상기 그래핀 적층체는 그래핀 표면의 물성을 보완하면서도 투명성이 저하되지 않는다.According to another embodiment, the transmittance of the graphene laminate may be 90% to 95%. That is, the graphene laminate does not lower transparency while compensating for the physical properties of the graphene surface.

또 하나의 구현예를 따르면, 상기 그래핀 적층체의 표면 조도가 1.0 nm 내지 10.0 nm일 수 있다. According to another embodiment, the surface roughness of the graphene laminate may be 1.0 nm to 10.0 nm.

[그래핀 적층체의 제조 방법][Method of manufacturing graphene laminate]

일 구현예에 따른 그래핀 적층체의 제조 방법은Method of manufacturing a graphene laminate according to an embodiment

기재 상에 그래핀을 포함하는 제1층을 형성하는 단계;Forming a first layer comprising graphene on a substrate;

상기 제1층 상에, 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함한 코팅용 조성물을 도포하는 단계; 및Applying a coating composition comprising a conductive polymer, a binder resin, and a solvent on the first layer; And

상기 코팅용 조성물 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 상기 전도성 고분자 및 상기 바인더 수지를 포함한 제2층을 형성하는 단계;를 포함한다.And removing at least a portion of the solvent in the coating composition to form a second layer including the conductive polymer and the binder resin.

상기 그래핀은 전술한 바와 같이 CVD 그래핀, 그래핀 옥사이드(graphene oxide: GO) 및 환원된 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide: rGO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 그래핀의 종류에 따라 상기 제1층을 형성하는 단계를 적절히 선택할 수 있다.The graphene may include at least one selected from CVD graphene, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) as described above, and the type of the graphene Accordingly, the step of forming the first layer can be appropriately selected.

일 구현예를 따르면, 상기 그래핀이 CVD 그래핀을 포함하고, 상기 제1층을 형성하는 단계는 상기 제1층 상에 탄소원(예를 들어, 메탄 등)을 화학적 기상 증착시켜 상기 기재 상에 CVD 그래핀층을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the graphene includes CVD graphene, and forming the first layer is performed by chemical vapor deposition of a carbon source (eg, methane, etc.) on the first layer on the substrate. And growing the CVD graphene layer.

다른 구현예를 따르면, 상기 그래핀이 환원된 그래핀 옥사이드를 포함하고, 상기 제1층을 형성하는 단계는 상기 제1층 상에 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액을 도포하는 단계(a); 및 상기 그래핀 옥사이드를 환원시켜, 환원된 그래핀 옥사이드를 포함한 제1층을 형성하는 단계(b)를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the graphene includes reduced graphene oxide, and the forming of the first layer includes applying a solution including graphene oxide and a solvent on the first layer (a); And reducing the graphene oxide to form a first layer including the reduced graphene oxide (b).

예를 들어, 상기 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액 100 중량부당 상기 그래핀 옥사이드의 농도는 0.02% 내지 0.2%, 또는 0.03% 내지 0.1%일 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드의 농도가 0.03% 이상일 경우에 표면저항값이 낮게 유지되고, 0.1% 이상일 경우에 그래핀 적층체의 투명성이 저하된다. For example, the concentration of the graphene oxide per 100 parts by weight of the solution containing the graphene oxide and the solvent may be 0.02% to 0.2%, or 0.03% to 0.1%. When the concentration of the graphene oxide is 0.03% or more, the surface resistance value is kept low, and when it is 0.1% or more, the transparency of the graphene laminate is lowered.

일 구현예에 따르면, 상기 제1층 상에 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액을 도포하는 단계(a)는 상기 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액을 이용하여 상기 기재를 딥(dip) 코팅하여 수행될 수 있다.According to one embodiment, the step (a) of applying a solution containing graphene oxide and a solvent on the first layer is performed by dip coating the substrate using a solution containing the graphene oxide and a solvent. Can be.

예를 들어, 상기 기재를 상기 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액에 30초 내지 30분 동안 침지시켜, 상기 기재 상에 그래핀 옥사이드를 코팅할 수 있다. 상기 침지 시간은 짧을 수록 그래핀 적층체의 투과도가 향상되는 효과가 있다.For example, graphene oxide may be coated on the substrate by immersing the substrate in a solution containing the graphene oxide and a solvent for 30 seconds to 30 minutes. The shorter the immersion time, the better the transmittance of the graphene laminate.

다만, 상기 제1층 상에 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액을 도포하는 단계(a)는 전술한 딥 코팅 방식에 한정되지 않고, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅, 바(bar) 코팅 등의 방법으로 수행될 수 있다.However, the step (a) of applying a solution containing graphene oxide and a solvent on the first layer is not limited to the above-described dip coating method, and spin coating, spray coating, dip coating, and slit It may be performed by a method such as coating, slot die coating, bar coating, or the like.

일 구현예에 따르면, 상기 제1층 상에 도포된 그래핀 옥사이드 및 용매를 포함한 용액은 50℃ 내지 100℃의 온도에서 열풍 건조될 수 있다. According to one embodiment, the solution including the graphene oxide and the solvent applied on the first layer may be hot-air dried at a temperature of 50 ° C to 100 ° C.

다만, 상기 그래핀을 포함한 제1층을 형성하는 단계는 전술한 구현예에 한정되지 않고, 예를 들어 그래핀의 농도, 코팅 방법, 공정에 소요되는 시간 또는 공정이 수행되는 온도 등을 조절함으로써 본 발명의 그래핀 적층체의 투과도, 전기 전도도, 내굴곡성 등의 물성을 제어될 수 있다. However, the step of forming the first layer including the graphene is not limited to the above-described embodiment, for example, by adjusting the concentration of the graphene, the coating method, the time required for the process, or the temperature at which the process is performed. Properties of the graphene laminate of the present invention, such as transmittance, electrical conductivity, and bending resistance, can be controlled.

상기 제1층 상에, 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함한 코팅용 조성물을 도포하는 단계는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 슬릿(slit) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅, 바(bar) 코팅 등의 방법으로 수행될 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다. On the first layer, the step of applying a coating composition including a conductive polymer, a binder resin and a solvent is spin coating, spray coating, dip coating, slit coating, slot die coating, It may be performed by a method such as bar coating, but is not limited thereto.

상기 코팅용 조성물에 포함된 전도성 고분자 및 바인더 수지에 관하여, 전술한 그래핀 적층체의 제2층에 포함된 전도성 고분자 및 바인더 수지에 관한 설명이 각각 적용될 수 있다.Regarding the conductive polymer and the binder resin included in the coating composition, the descriptions of the conductive polymer and the binder resin included in the second layer of the graphene laminate may be applied.

상기 용매는 상기 코팅용 조성물에 포함된 상기 전도성 고분자, 상기 바인더 수지를 변성시킨 것이 아닌 한, 본 발명의 기술 분야에 알려진 용매를 특별한 제한없이 사용할 수 있다.The solvent may be a solvent known in the technical field of the present invention without particular limitation, unless the conductive polymer and the binder resin included in the coating composition are modified.

일 구현예에 따르면, 상기 용매는 물일 수 있다. 다른 구현예를 따르면, 상기 용매로서 알코올계 용매, 또는 알코올계 용매 및 물을 혼합하여 사용할 수 있다.According to one embodiment, the solvent may be water. According to another embodiment, as the solvent, an alcohol-based solvent, or an alcohol-based solvent and water may be mixed and used.

상기 코팅용 조성물 중 상기 용매를 제외한 나머지 성분의 합이 상기 코팅용 조성물의 고형분일 수 있고, 일 구현예에 따르면 상기 고형분 중 각 성분의 함량은 전술한 그래핀 적층체의 제2층에 대한 설명이 적용될 수 있다.The sum of the components other than the solvent in the coating composition may be a solid content of the coating composition, and according to an embodiment, the content of each component in the solid content is described for the second layer of the graphene laminate This can be applied.

예를 들어, 상기 고형분 100 중량부당, 상기 전도성 고분자의 함량은 이 70 중량부 내지 98 중량부, 예를 들어 80 중량부 내지 96 중량부일 수 있고; 상기 바인더 수지의 함량이 1 중량부 내지 50 중량부, 예를 들어 3 중량부 내지 35 중량부일 수 있다.For example, per 100 parts by weight of the solid content, the content of the conductive polymer may be 70 parts by weight to 98 parts by weight, for example, 80 parts by weight to 96 parts by weight; The content of the binder resin may be 1 part by weight to 50 parts by weight, for example, 3 parts by weight to 35 parts by weight.

일 구현예에 따르면, 상기 코팅용 조성물 100 중량부당, 상기 용매의 함량이 70 중량부 내지 99 중량부, 예를 들어 80 중량부 내지 98 중량부, 또 다른 예를 들어 85 내지 98 중량부일 수 있다.According to one embodiment, per 100 parts by weight of the coating composition, the content of the solvent may be 70 parts by weight to 99 parts by weight, for example, 80 parts by weight to 98 parts by weight, and another example, 85 to 98 parts by weight .

일 구현예를 따르면, 상기 코팅용 조성물 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 상기 전도성 고분자 및 상기 바인더 수지를 포함한 제2층을 형성하는 단계는, 열풍 건조의 방법으로 수행될 수 있다. According to one embodiment, the step of forming a second layer including the conductive polymer and the binder resin by removing at least a portion of the solvent in the coating composition may be performed by a method of hot air drying.

예를 들어, 상기 제3단계는 90℃ 내지 160℃, 또는 100℃ 내지 140℃의 온도에서, 30초 내지 120초간 수행될 수 있다.For example, the third step may be performed at a temperature of 90 ° C to 160 ° C or 100 ° C to 140 ° C for 30 seconds to 120 seconds.

[전극 재료 및 전자 장치][Electrode materials and electronic devices]

일 구현예에 따르면, 전극 재료가 상기 그래핀 적층체를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the electrode material may include the graphene laminate.

또 하나의 구현예에 따르면, 상기 전극 재료를 이용한 전극이 제공될 수 있다. 또한, 상기 전극 재료를 이용한 전극을 포함한 전자 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment, an electrode using the electrode material may be provided. Also, an electronic device including an electrode using the electrode material may be provided.

상기 전극 재료를 포함하는 전극은 다양한 전자 소자 분야의 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 장치는 터치 패널, 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 태양 전지, 이차 전지, 연료 전지, 메모리 소자 또는 바이오센서일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다.The electrode including the electrode material may be used in devices in various electronic device fields. For example, the device may be a touch panel, an organic light emitting device, an organic thin film transistor, an organic solar cell, a secondary cell, a fuel cell, a memory device or a biosensor, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 그래핀 적층체는 내구성 및 내굴곡성이 우수하므로, 높은 수준의 가요성(flexibility)이 요구되는 소형 전자 장치, 플렉서블 디스플레이(flexible display), 곡면 디스플레이(curved display) 등에도 적용될 수 있다.In addition, the graphene laminate according to an embodiment of the present invention is excellent in durability and bending resistance, and thus, a small electronic device requiring a high level of flexibility, a flexible display, and a curved display ).

이하, 하기 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명을 예시한다.Hereinafter, the following examples illustrate the present invention without limiting the scope of the present invention.

[실시예][Example]

실시예 1 내지 3: 그래핀 적층체의 제조Examples 1 to 3: Preparation of graphene laminate

구리 기판 상에 메탄을 탄소원으로 ICP를 이용하여 CVD 그래핀을 형성하고, 이를 PET 필름 상으로 옮겨 CVD 그래핀 시트를 준비하였다.CVD graphene was formed on the copper substrate by using ICP as a carbon source, and transferred to a PET film to prepare a CVD graphene sheet.

PEDOT:PSS 수분산액 3.6g에 폴리비닐알코올 수분산액과 보조 도펀트로 DMSO를 0.2g 첨가하고 교반하여 하기 표 1에 기재된 것과 같은 조성의 코팅용 조성물을 제조하였다. 제1층인 CVD 그래핀 시트 상에 상기 코팅용 조성물을 도포한 뒤에 Mayer 社의 바 코팅 장비를 이용하여 #10 bar로 코팅하고 120℃ 컨벡션 오븐에서 1분 동안 건조하여 제2층을 형성하였다.0.2g of DMSO was added to the PEDOT: PSS aqueous dispersion 3.6g with a polyvinyl alcohol aqueous dispersion and an auxiliary dopant and stirred to prepare a composition for coating having the composition shown in Table 1 below. After coating the composition for coating on the first layer, the CVD graphene sheet, it was coated with # 10 bar using Mayer's bar coating equipment and dried in a 120 ° C convection oven for 1 minute to form a second layer.

실시예
번호
Example
number
코팅용 조성물Coating composition
전도성
고분자
conductivity
Polymer
PVA
DS 89%, M.W. 50,000
N.V. 20%
PVA
DS 89%, MW 50,000
NV 20%
전도성고분자 대비
PVA 함량 (N.V. 기준)
Compared to conductive polymer
PVA content (based on NV)
실시예 1Example 1 PEDOT:PSSPEDOT: PSS 0.010.01 20:1 (5%)20: 1 (5%) 실시예 2Example 2 0.020.02 10:1 (10%)10: 1 (10%) 실시예 3Example 3 0.040.04 5:1 (20%)5: 1 (20%) 실시예 4Example 4 0.100.10 2:1 (50%)2: 1 (50%)

비교예 1Comparative Example 1

상기 CVD 그래핀 시트 상에 코팅용 조성물을 이용한 제2층을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 그래핀 적층체를 제조하였다.A graphene laminate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the second layer using the coating composition was not formed on the CVD graphene sheet.

평가예: 그래핀 적층체의 내굴곡성 평가Evaluation example: Evaluation of bending resistance of graphene laminate

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 그래핀 적층체를 각각 가로 1 cm × 세로 4 cm의 크기로 잘라내고, 은 페이스트(silver paste)를 세로 방향 양쪽에서 1 cm 떨어진 곳(즉, 은 페이스트 사이 간격은 2 cm)에 점을 찍듯이 발라주고 60 ℃ 에서 1시간 동안 건조시켜 테스트용 샘플을 준비하였다.The graphene laminates of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were each cut to a size of 1 cm × 4 cm in length, and silver paste was separated 1 cm from both sides in the vertical direction (ie, silver paste). The interval between 2 cm) was applied as a dot and dried at 60 ° C. for 1 hour to prepare a test sample.

다음으로, 필름 폴딩 테스트 머신(Sciencetown사의 STS-RT-5AXIS)의 굽힘 반경이 3R(곡률반경이 3 mm)이 되도록 조절한 후, 상기 테스트용 샘플을 부착한 뒤 1분당 120회의 굴절이 일어나도록 속도를 설정하여 내굴곡성을 평가하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Next, after adjusting the bending radius of the film folding test machine (STS-RT-5AXIS manufactured by Sciencetown) to be 3R (the radius of curvature is 3 mm), after attaching the sample for testing, 120 refractions occur per minute. The speed was set to evaluate the bending resistance, and the results are shown in FIG. 1.

도 1 중, R0은 굴절시키기 전의 테스트용 샘플의 선 저항이고, R은 1회 이상 굴절시킨 후의 테스트용 샘플의 선 저항이며, R/R0은 굴절 횟수에 따른 저항 변화를 의미한다.In FIG. 1, R 0 is the line resistance of the test sample before refraction, R is the line resistance of the test sample after refraction one or more times, and R / R 0 means resistance change according to the number of refractions.

도 1을 참조하여, 코팅층을 형성하지 않은 비교예 1의 그래핀 적층체는 5,000회 이상 굴절시키면 R/R0 값이 1.2 이상, 즉 선 저항이 20%이상 상승하여, 도전성 및 내구성 면에서 열화한 것을 확인하였다. 이와 달리, 일 구현예에 따른 실시예 1 내지 3의 그래핀 적층체는 굴절 횟수를 100,000회 이상으로 증가시켜도 R/R0 값이 1.03 이하인 바, 저항 변화가 3% 이하이므로 내굴곡성 및 내구성이 매우 우수한 것을 확인하였다.Referring to FIG. 1, when the graphene laminate of Comparative Example 1 without forming a coating layer is refracted 5,000 or more times, the R / R 0 value is 1.2 or more, that is, the line resistance is increased by 20% or more, deteriorating in terms of conductivity and durability It was confirmed. On the other hand, the graphene laminates of Examples 1 to 3 according to one embodiment have a R / R 0 value of 1.03 or less, even if the number of refractions is increased to 100,000 or more, so the resistance change is 3% or less, so the bending resistance and durability are high. It was confirmed to be very excellent.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들이 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 그 용어의 의미를 한정하거나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.As described above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although the embodiments have been described using specific terms in this specification, they are used only for the purpose of illustrating the technical spirit of the present disclosure and to limit the meaning of the terms or to limit the scope of the present disclosure described in claims. It is not done. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom.

Claims (11)

기재;
상기 기재 상에 배치되고, 그래핀을 포함한 제1층; 및
상기 제1층 상에 배치되고, 전도성 고분자 및 바인더 수지를 포함한 제2층을 포함하고,
상기 제1층은 그래핀으로 이루어지고(consist of),
상기 바인더 수지는 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol: PVA)로 이루어지고,
상기 기재는 고분자 필름이고,
상기 기재 및 상기 제1층이 직접 접하는 것인, 그래핀 적층체.
materials;
A first layer disposed on the substrate and including graphene; And
It is disposed on the first layer, and includes a second layer comprising a conductive polymer and a binder resin,
The first layer is made of graphene (consist of),
The binder resin is made of polyvinyl alcohol (PVA),
The substrate is a polymer film,
The substrate and the first layer are in direct contact, the graphene laminate.
제1항에 있어서,
상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 폴리이미드(polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(oriented polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실나프탈레이트(polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(polyester, PE) 또는 폴리스티렌(polystyrene, PS)를 포함한, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The substrate is polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate, PET), polyethylene (polyethylene, PE), polypropylene (polypropylene, PP), polycarbonate (polycarbonate, PC), polymethyl methacrylate (poly (methyl methacrylate), PMMA), Polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN ), Polyethersulfone (PES), polyester (polyester, PE) or polystyrene (polystyrene, PS), a graphene laminate.
제1항에 있어서,
상기 기재는 가요성(flexible)인, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The substrate is flexible, graphene laminate.
제1항에 있어서,
상기 그래핀은 CVD 그래핀, 그래핀 옥사이드(graphene oxide: GO) 및 환원된 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide: rGO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The graphene is a graphene laminate including at least one selected from CVD graphene, graphene oxide (GO), and reduced graphene oxide (rGO).
제1항에 있어서,
상기 그래핀은 필름(film), 플레이크(flake), 입자(particle) 또는 페이스트(paste) 등의 형태를 갖는, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The graphene has a form of a film, a flake, a particle, or a paste, and the like, a graphene laminate.
제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리플루오렌[poly(fluorene)], 폴리피렌(polypyrene), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리나프탈렌(polynaphthalene),
폴리피롤[poly(pyrrole)], 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리인돌(polyindole), 폴리아제핀(polyazepine), 폴리아닐린(polyaniline),
폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[poly(3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT], 폴리(p-페닐렌설파이드)[poly(p-phenylene sulfide): PPS],
폴리아세틸렌[poly(acetylene)], 폴리(p-페닐렌비닐렌)[poly(p-phenylene vinylene)] 및 이들의 유도체;
중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함한, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The conductive polymer is polyphenylene (polyphenylene), polyfluorene [poly (fluorene)], polypyrene (polypyrene), polyazulene (polyazulene), polynaphthalene (polynaphthalene),
Polypyrrole [poly (pyrrole)], polycarbazole, polyindole, polyazepine, polyaniline,
Polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT], poly (p-phenylene sulfide): PPS,
Polyacetylene [poly (acetylene)], poly (p-phenylene vinylene) [poly (p-phenylene vinylene)] and derivatives thereof;
Graphene laminate, including any one selected from or any combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 제1층과 상기 제2층이 직접 접하는 것인, 그래핀 적층체.
According to claim 1,
The first layer and the second layer are directly in contact, a graphene laminate.
기재 상에 그래핀을 포함하는 제1층을 형성하는 단계;
상기 제1층 상에, 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함한 코팅용 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 코팅용 조성물 중 용매의 적어도 일부를 제거하여 상기 전도성 고분자 및 상기 바인더 수지를 포함한 제2층을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1층은 그래핀으로 이루어지고,
상기 바인더 수지는 폴리비닐알코올로 이루어지고,
상기 기재는 고분자 필름이고,
상기 기재 및 상기 제1층이 직접 접하는 것인, 그래핀 적층체의 제조 방법.
Forming a first layer comprising graphene on a substrate;
Applying a coating composition comprising a conductive polymer, a binder resin, and a solvent on the first layer; And
Forming a second layer including the conductive polymer and the binder resin by removing at least a portion of the solvent in the coating composition;
Including,
The first layer is made of graphene,
The binder resin is made of polyvinyl alcohol,
The substrate is a polymer film,
A method of manufacturing a graphene laminate, wherein the substrate and the first layer are in direct contact.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 그래핀 적층체를 포함한 전극 재료.Electrode material comprising the graphene laminate of any one of claims 1 to 7. 제9항의 전극 재료를 이용한 전극을 포함한 전자 장치.An electronic device comprising an electrode using the electrode material of claim 9. 제10항에 있어서, 상기 전자 장치는 터치 패널, 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 태양 전지, 이차 전지, 연료 전지, 메모리 소자 또는 바이오센서인, 전자 장치.The electronic device according to claim 10, wherein the electronic device is a touch panel, an organic light emitting device, an organic thin film transistor, an organic solar cell, a secondary cell, a fuel cell, a memory device or a biosensor.
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