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불화고분자산 도핑된 그래핀 전극 및 이의 제조방법(Graphene Electrode Doped by Fluorinated Polymeric Acid and Method Forming The Same)

  • 기술번호 : KST2018001565
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 그래핀에 신규 도펀트를 도입하여 형성된 P타입의 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극 및 이의 제조방법이 개시된다. 기형성된 그래핀 전극 상에 도펀트층이 도입되고, 도펀트층이 불화고분자산계인 경우, 그래핀 전극 표면에서 불화고분자산 분자와 그래핀 간에 반데르발스 결합을 형성하고, P타입의불화고분자산 도핑된 그래핀 전극이 형성된다. 또한, 그래핀 전극의 전사과정에서 저분자 도펀트를 투입하여 P타입 저분자 도펀트를 포함하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극을 제조한다.
Int. CL H01B 5/14 (2016.09.02) H01B 1/04 (2016.09.02) H01L 31/0224 (2016.09.02) H01L 33/36 (2016.09.02) H01L 51/52 (2016.09.02)
CPC H01B 5/14(2013.01) H01B 5/14(2013.01) H01B 5/14(2013.01) H01B 5/14(2013.01) H01B 5/14(2013.01)
출원번호/일자 1020160096720 (2016.07.29)
출원인 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0013266 (2018.02.07) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.07.29)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이태우 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 한태희 대한민국 경상북도 포항시 남구
3 권성주 대한민국 경기도 고양시 덕양구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인이상 대한민국 서울특별시 서초구 바우뫼로 ***(양재동, 우도빌딩 *층)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.07.29 수리 (Accepted) 1-1-2016-0738960-15
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2016.12.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2017.02.10 수리 (Accepted) 9-1-2017-0004565-11
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.08.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0547678-90
5 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2018.02.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0140494-41
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
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번호 청구항
1 1
기판 상에 형성된 그래핀 전극; 및상기 그래핀 전극 상에 형성되는 도펀트층을 포함하고,상기 도펀트층은 불화고분자산을 포함하는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
2 2
제1항에 있어서,상기 불화고분자산의 분자량은 100,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
3 3
제2항에 있어서,상기 불화고분자산은 perfluorinated ionomer인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
4 4
제1항에 있어서,상기 불화고분자산은 불화 치환기 및 산성 치환기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
5 5
제4항에 있어서,상기 불화 치환기는 ─CF3 및 pentafluorostyrene로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
6 6
제4항에 있어서,상기 산성 치환기는 ─COOH (carboxylic acid), ─SO3H(Sulfonic acid) 및 ─PO3H2(phosphonic acid)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
7 7
제1항에 있어서,상기 불화고분자산은 ─CF2-SO3H를 가지는 방향족 고분자 폴리이미드 및 ─CF2-CF2-SO3H를 가지는 방향족 고분자 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
8 8
제1항에 있어서,상기 불화고분자산은 ─CF2-SO3H를 가지는 방향족 고분자 폴리이미드, ─CF2-CF2-SO3H를 가지는 방향족 고분자 폴리이미드, [CF2─CF2]n, [CF─CF2]n, [CH2─CH]n 및 [CH─CH2]n로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고 있고, 상기 n은 0보다 크고 10,000,000 이하 범위의 정수인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
9 9
제1항에 있어서,상기 불화 고분자산은 다음의 (1) 내지 (11)로 표현될 수 있고, 상기 불화고분자산은,(1)상기 m은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, x 및 y는 각각 0 내지 10의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; (2)상기 m은 1 내지 10,000,000 범위에 있는 정수; (3)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; (4)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; (5)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 z는 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수;(6)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, Y는 ─COO-M+, ─SO3-NHSO2CF3 및 ─PO32-(M+)2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; (7)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수;(8)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; (9)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, Rf는 ─(CF2)z─이고(상기 z는 1 또는 3 내지 50 범위의 정수), ─(CF2CF2O)zCF2CF2─(상기 z는 1 내지 50 범위의 정수) 및 ─(CF2CF2CF2O)zCF2CF2─(상기 z는 1 내지 50 범위의 정수)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수;(10)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, Y는 -SO3-M+,-COO-M+, -SO3-NHSO2CF3 및 -PO32-(M+)2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수; 및 (11)상기 m 및 n은 1 내지 10,000,000의 범위에 있는 정수이고, 상기 x 및 y는 각각 0 내지 20의 범위에 있는 정수이고, M+는 Na+, K+, Li+, H+, CH3(CH2)nNH3+, CHO+, C2H5OH+, CH3OH+ 또는 R은 CH3(CH2)n-인 RCHO+, 상기 n이 0 내지 50 범위의 정수로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
10 10
제1항에 있어서,상기 불화고분자산은 상기 그래핀 전극과 반데르발스 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
11 11
제1항에 있어서,상기 기판과 상기 그래핀 전극 사이 및 상기 그래핀 전극과 상기 도펀트층 사이에는 상기 그래핀 전극의 전사과정에서 도입되는 저분자 도펀트가 더 포함된 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
12 12
제11항에 있어서,상기 저분자 도펀트는 HCl, H2PO4, CH3COOH, H2SO4, HNO3, NO2BF4, NOBF4, NO2SbF6, HPtCl4, AuCl3, HAuCl4, AgOTfs, AgNO3, H2PdCl6, Pd(Oac)2, Cu(CN)2, 디클로로디시아노퀴논, 옥손, 디미 리스토일포스파티딜이노시톨 및 트리플루오로메탄술폰이미드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극
13 13
촉매금속이 구비된 전사용 기판 상에 그래핀을 성장시키는 단계;식각 용액을 도입하여 상기 전사용 기판 상의 상기 촉매금속을 제거하여 상기 전사용 기판과 상기 그래핀을 분리시키는 단계; 상기 분리된 그래핀을 기판에 부착시키는 단계; 및상기 기판에 부착된 상기 그래핀 상에 도펀트층을 형성하는 단계를 포함하고,상기 도펀트층은 불화고분자산인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
14 14
제13항에 있어서,상기 촉매금속을 제거하는 단계는,저분자 도펀트를 가지는 식각용액을 도입하여 상기 촉매금속을 제거하는 단계; 및상기 저분자 도펀트를 가지는 세정용액을 도입하여 잔류하는 상기 식각용액을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
15 15
제14항에 있어서,상기 저분자 도펀트는 HCl, H2PO4, CH3COOH, H2SO4, HNO3, NO2BF4, NOBF4, NO2SbF6, HPtCl4, AuCl3, HAuCl4, AgOTfs, AgNO3, H2PdCl6, Pd(Oac)2, Cu(CN)2, 디클로로디시아노퀴논, 옥손, 디미 리스토일포스파티딜이노시톨 및 트리플루오로메탄술폰이미드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
16 16
제13항에 있어서,상기 그래핀을 성장시키는 단계 이후에,상기 그래핀 상에 고분자수지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
17 17
제16항에 있어서,상기 고분자수지층을 상기 기판에 형성하는 단계 이후에,상기 고분자 수지층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
18 18
제16항에 있어서,상기 고분자 수지층은 PET(polyethylene terephthalate), PDMS(Polydimethylsiloxane), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), Polyimide, Polycarbonate, PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 PANI(Polyaniline)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 불화고분자산 도핑된 그래핀 전극의 제조방법
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1 미래창조과학부 포항공과대학교 산학협력단 중견연구자지원사업(핵심연구_개인) 그래핀 전극 기반 유연 유기 발광 다이오드 원천 연구