JP2015508556A - メタルナノワイヤー及び炭素ナノチューブを含む積層形透明電極 - Google Patents
メタルナノワイヤー及び炭素ナノチューブを含む積層形透明電極 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015508556A JP2015508556A JP2014548641A JP2014548641A JP2015508556A JP 2015508556 A JP2015508556 A JP 2015508556A JP 2014548641 A JP2014548641 A JP 2014548641A JP 2014548641 A JP2014548641 A JP 2014548641A JP 2015508556 A JP2015508556 A JP 2015508556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent electrode
- laminated
- coating layer
- carbon nanotubes
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 78
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 18
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims description 14
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 claims description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 3
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N captafol Chemical compound C1C=CC[C@H]2C(=O)N(SC(Cl)(Cl)C(Cl)Cl)C(=O)[C@H]21 JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 4
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 4
- 125000005499 phosphonyl group Chemical group 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 2
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/305—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells optically transparent or photoresponsive electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
【課題】電気伝導度及び透明性が優れた透明電極を提供する。【解決手段】本発明は、ベース基板（Ａ）上に炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）が多段で積層される透明電極であり、前記積層構造は、前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）と前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）とが相互交差されるように積層されることを特徴とする積層形透明電極を提供し、本発明は炭素ナノチューブとメタルナノワイヤーを用いて透明基板の上にコーティングすることにより、メタルナノワイヤーの伝導度を極大化させ、炭素ナノチューブとの接合においてメタルナノワイヤーの酸化防止及び安定されたコーティング表面を維持するようにして、透明電極の効率性と共に安定性を確保することができる。【選択図】図１
Description
本発明は炭素ナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ）及びメタルナノワイヤー（ｍｅｔａｌ ｎａｎｏｗｉｒｅ）を含む積層形透明電極であって、より詳細には、ベース基板上に炭素ナノチューブ及び銀ナノワイヤーをそれぞれ含むコーティング層を相互交差させて積層することにより、電気伝導度及び透明性を改善し、メタルナノワイヤーの抗酸化性を改善することで、透明電極の効率性及び安定性が優れた透明電極に関する。
最近、透明電極用素材に対する関心が高くなるにつれて、薄くて軽いディスプレー分野の技術が累積的に進歩し、関心の対象になった。
電気伝導度を有し、同時に透明な性質を有するフィルムは、平板ディスプレー（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、タッチスクリーンパネル（ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｐａｎｅｌ）などのような先端ディスプレー機器に主に応用されている。
このような平板ディスプレー分野において透明電極として用いられる材料は普通インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物電極をガラスまたはプラスチック基板上にスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のような蒸着方法を用いてコーティングすることで用いられてきた。但し、前記金属酸化物を用いて製造された透明電極フィルムは、高い伝導性と透明性を有するが、摩擦抵抗が低く、曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）に対して脆弱な性質を有する。
また、主材料として用いられるインジウムは天然埋蔵量が限定されていて、価格が非常に高いだけでなく、加工性がよくないという問題点を有する。
前記のような加工性の問題を解決するために、ポリアニリン、ポリチオペンのような伝導性高分子を用いた透明電極の開発がなされている。前記伝導性高分子を用いた透明電極フィルムはドーピングにより高い伝導性を得ることができ、コーティング膜の接合度が優れ、曲げ特性が優れるという長所がある。しかし、伝導性高分子を用いた透明フィルムは、透明電極に用いられるほどの優れる電気伝導度が得にくく、かつ透明性が低いという問題がある。
それで、前記インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）と匹敵できる素材として炭素ナノチューブを開発している。このような炭素ナノチューブは様々な分野で用いられているが、特に優れた電気伝導度により電極材料としての研究が活発に行われている。
１９９６年Ｒｉｃｅ大学のスモーリー（Ｓｍａｌｌｅｙ）教授がフラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）の発見でノーベル賞を受賞した以後、ナノサイズを有する構造物中で炭素素材は一番注目を浴びる物質として浮き彫りにされている。２０世紀の核心物質がシリコンであったら、２１世紀の核心物質は炭素になると予測されている。この中で、炭素ナノチューブは完璧な物性と構造により、電子情報通信、環境及びエネルギー、医薬などの分野で産業的応用性が高い素材であり、今後ナノ科学を引く重要な構成要素（ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）として大きい期待を集めている。
炭素ナノチューブは黒鉛面（ｇｒａｐｈｉｔｅ ｓｈｅｅｔ）がナノサイズの直径のシリンダ状を有し、ｓｐ２結合構造を有する。該黒鉛面が巻かれる角度及び構造によって導体または半導体の特性を見せる。また、壁をなしている結合数によって単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ：ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）、二重壁炭素ナノチューブ（ＤＷＣＮＴ：ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）、多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＣＮＴ：ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）、束形炭素ナノチューブ（ｒｏｐｅ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）に分類できる。特に、ＳＷＣＮＴは金属的特性と半導体的な特性を有していて、多様な電気的、化学的、物理的及び光学的特性を表し、このような特性を用いてより細密で集積された素子を具現することができる。現在研究されている炭素ナノチューブの応用分野はフレキシブルまたは一般透明電極（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ/ｏｒ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、静電分散フィルム、電界放出素子（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）、面発熱体、光電子素子（ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）及び各種センサー、トランジスターなどがある。
しかし、炭素ナノチューブの一種からなる透明電極は今まで産業化に近接した研究結果が多数報告されているが、まだ実験室の水準に溜まっている実情である。また、最近、透明電極用物質として脚光を浴びている銀ナノワイヤーは電気伝導度が優れ、フレキシブル基板上にコーティングができるが、酸化安定性が優れない。また、ヘイズ値が増加するので、銀ナノワイヤー層の上層に高分子のオーバーコーティング（ｏｖｅｒｃｏａｔｉｎｇ）を行う。このため、商用化製品への適用は難しい実情である。
本発明の目的は、電気伝導度及び透明性が優れた透明電極を提供することにある。本発明の他の目的は、メタルナノワイヤーの抗酸化性を改善して透明電極の効率性及び安定性が優れた透明電極を提供することにある。本発明の前記及び他の目的は下記で説明される本発明によって全て達成されることができる。
前記課題を解決するため、本発明の具体例によると、ベース基板（Ａ）上に炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）が多段で積層される透明電極であり、前記積層構造は前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）と前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）とが相互交差されるように積層されることを特徴とする積層形透明電極を提供する。
本発明の他の具体例によると、前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）は、溶媒１００重量部、炭素ナノチューブ０．０５〜１重量部及びバインダ樹脂０．０５〜１重量部を含む炭素ナノチューブ組成物が塗布されてコーティングされたことを特徴とする積層形透明電極を提供する。
他の具体例として、前記炭素ナノチューブは１：１０〜１：２０００の横縦比（アスペクト比、ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有することを特徴とする。
本発明のまた他の具体例によると、前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）は、溶媒１００重量部、メタルナノワイヤー０．０５〜２重量部及びバインダ樹脂０．０５〜１重量部を含むメタルナノワイヤー組成物が塗布されたことを特徴とする積層形透明電極を提供する。
他の具体例として、前記メタルナノワイヤーは１：２０〜１：２００の横縦比を有することを特徴とする。
本発明の透明電極は、電気伝導度、透明性及び抗酸化性が優れて、前記透明電極の効率性及び安定性が優れる効果を有する。
以下、本発明を具体的に説明する。
（積層形透明電極）
一般に、透明電極は優れた透明性を有し、同時に電気伝導度も優れることが要求される。金属酸化物電極に匹敵する優れた電気伝導度を確保するため、本発明の透明電極はメタルナノワイヤーコーティング層を含むことを特徴とする。但し、前記メタルナノワイヤーは時間の経過につれて酸化されうる。メタルナノワイヤーが酸化すると透明電極の電気伝導度が低下し、電極が腐食され、変色の問題が発生しうる。したがって、透明電極を長期間用いるためにはメタルナノワイヤーの酸化を防止する必要がある。また、メタルナノワイヤーは電気伝導度が優れる反面、透明性が低下するため、メタルナノワイヤーを適用する場合には電気伝導度を維持し、同時に透明性を確保するための技術的解決手段が必要である。
（積層形透明電極）
一般に、透明電極は優れた透明性を有し、同時に電気伝導度も優れることが要求される。金属酸化物電極に匹敵する優れた電気伝導度を確保するため、本発明の透明電極はメタルナノワイヤーコーティング層を含むことを特徴とする。但し、前記メタルナノワイヤーは時間の経過につれて酸化されうる。メタルナノワイヤーが酸化すると透明電極の電気伝導度が低下し、電極が腐食され、変色の問題が発生しうる。したがって、透明電極を長期間用いるためにはメタルナノワイヤーの酸化を防止する必要がある。また、メタルナノワイヤーは電気伝導度が優れる反面、透明性が低下するため、メタルナノワイヤーを適用する場合には電気伝導度を維持し、同時に透明性を確保するための技術的解決手段が必要である。
炭素ナノチューブは伝導性材料として活発に用いられているが、透明電極に用いる場合にはメタルナノワイヤーより電気伝導度が十分に確保されないという問題点を有する。但し、炭素ナノチューブは比較的ヘイズ値が低いため、メタルナノワイヤーより透明性を確保することが容易であるという長所を有する。本発明者は、前記のような伝導性材料がそれぞれ有する長所を同時に取るように、炭素ナノチューブとメタルナノワイヤーを伝導性材料として同時に導入し、メタルナノワイヤーコーティング層と炭素ナノチューブコーティング層とを接合させると各層の仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の差異により炭素ナノチューブからメタルナノワイヤーへ電子が移動して酸化を防止する原理に起因し、透明電極の透明性及び伝導性を確保するに至った。
本発明の透明電極は前記のような技術的原理に基づいて、ベース基板（Ａ）上の炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）を含むことを特徴とする。
図１を参考して具体的に説明すると、本発明の透明電極は、ベース基板（Ａ）（１０）上に炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）（３０）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）（２０）が多段で積層され、前記積層構造は前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）と前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）が相互交差するように積層されることを特徴とする。即ち、前記ベース基板に炭素ナノチューブ−メタルナノワイヤーまたはメタルナノワイヤー−炭素ナノチューブの順序でコーティングされることができ、その上面にも相互交差して再コーティングされることができる。
前記のように炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）を相互交差してベース基板（Ａ）上に多段で積層することにより、透明電極のネットワークを安定化させて電気伝導度を極大化させることができ、メタルナノワイヤーを高含量で用いることによるヘイズ値の増加を軽減することができる。
また、炭素ナノチューブ層とメタルナノワイヤー層を別に積層して製造することにより、メタルナノワイヤーの分散性を確保すると共に、分散剤、界面活性剤の使用を低減させて、機械的物性の低下を防止することができる。
また、炭素ナノチューブ層とメタルナノワイヤー層を別に積層して製造することにより、メタルナノワイヤーの分散性を確保すると共に、分散剤、界面活性剤の使用を低減させて、機械的物性の低下を防止することができる。
したがって、本発明の透明電極はメタルナノワイヤーまたは炭素ナノチューブをそれぞれ単一コーティングした場合に比べ、優れた電気伝導度及び透明性を同時に確保し、酸化を防止することができるという長所がある。
本発明の透明電極は、４点法（４ｐｏｉｎｔ−ｐｒｏｂｅ）方式を用いて測定した表面抵抗が５００Ω/ｓｑ以下であるのが好ましく、ＵＶ／Ｖｉｓ分光計を用いて５５０ｎｍの波長で測定した透明性が８５％以上、ヘイズメーターで測定したヘイズ値が３．００以下、好ましくは２．００以下であり、温度６０℃、湿度９０％の恒温恒湿条件で２４時間後に測定した面抵抗値の変化が５０％以下であるのが好ましい。
以下、本発明の透明電極の積層形構造をなすそれぞれのコーティング層に対してより具体的に説明する。
（Ａ）ベース基板
本発明は透明電極に関するものなので、ベース基板は基本的に透明性があるべきである。したがって、前記ベース基板は透明性の高分子フィルムまたはガラス基板を用いるのが好ましい。
前記高分子フィルムとしては、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエーテルスルホン系、またはアクリル系系統の透明なフィルムを挙げることができ、より具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、またはポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を用いるのが好ましい。
（Ｂ）炭素ナノチューブコーティング層
本発明の炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）は、炭素ナノチューブ組成物をベース基板または下部コーティング層の上に塗布した後、乾燥して形成されることができる。前記炭素ナノチューブ組成物は溶媒、バインダ樹脂、炭素ナノチューブを含む。
前記溶媒としては、蒸留水、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロホルム、ジクロロベンゼン、ジメチルベンゼン、ピリジン、アニリン及びこれらの混合物よりなる群から選択して用いることができる。但し、好ましくは水を溶媒として用いてより新環境的な製造方法を提供することができ、環境親和的な工程の側面でも水の使用が勧められている。
前記炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、二重壁炭素ナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、多重壁炭素ナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、束形炭素ナノチューブ中で一つ以上を選択して用いることができる。本発明で用いられる炭素ナノチューブはこのような単一壁または二重壁炭素ナノチューブを少なくとも９０重量％以上含むのが好ましい。また、本発明で用いられる炭素ナノチューブは１：１０〜１：２０００の横縦比を有するのが好ましい。
前記炭素ナノチューブは溶媒１００重量部に対して、炭素ナノチューブ０．０５〜１重量部で含まれることができる。炭素ナノチューブを０．０５重量部未満で用いる場合、コーティング後に形成された炭素ナノチューブのネットワーク構造が脆弱になる場合があり、メタルナノワイヤーの酸化防止が十分にできなくなり、１重量部を超過して用いる場合には、透明電極の透明性が低下する場合がある。
前記バインダ樹脂は、陰イオン性の水溶性原子から構成され、増粘の役割または相分離や内容物の変質を防止するなどコーティング層の安定化の役割が可能な樹脂が用いられるのが好ましい。特に、前記バインダ樹脂が水分を取って、分散された炭素ナノチューブの相分離及び再結合を防止する安定化の役割ができないと、塗布時の炭素ナノチューブの固まりまたは再結合の防止が不可能である。
具体的に、前記バインダ樹脂はナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）、即ちフッ素原子が含まれており、スルホニル作用基が導入されたフッ素化ポリエチレンが好ましく、その他にカルボキシ、スルホニル、ホスホニル、及びスルホンイミドの中から選択された一つ以上の作用基が導入された熱可塑性高分子を用いることができる。また、カルボキシ、スルホニル、ホスホニル及びスルホンイミドの中から選択された一つ以上の作用基がＫ、Ｎａなどと結合して塩化された形態も可能である。その他にもソジウムカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが用いられることができる。
前記バインダ樹脂は、溶媒１００重量部に対して０．０５〜１重量部で含まれるのが好ましい。
本発明の具体例において、前記炭素ナノチューブ組成物は界面活性剤をさらに含むことができる。
前記界面活性剤は、そのものに親水性と疎水性を有する両親性物質であって、水溶液の内部で界面活性剤の疎水性の部分は炭素ナノチューブと親和性を有し、親水性の部分は溶媒の水と親和力があって、水溶液の内部で炭素ナノチューブが安定に分散できるように助ける役割ができる。疎水性の部分は長いアルキル鎖で構成されることができ、親水性の部分はナトリウムの塩の形態を有することができる。本発明では、疎水性の部分は炭素数１０個以上の長鎖構造で、親水性の部分はイオン形態及び非イオン形態いずれも使用できる。
前記界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）またはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）を用いるのが好ましい。前記界面活性剤は、溶媒１００重量部に対して０．０５〜１重量部で含まれるのが好ましい。
（Ｃ）メタルナノワイヤーコーティング層
本発明のメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）は、メタルナノワイヤー組成物をベース基板または下部コーティング層の上に塗布した後、乾燥して形成されることができる。前記メタルナノワイヤー組成物は溶媒、バインダ樹脂、メタルナノワイヤーからなることができる。
本発明のメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）は、メタルナノワイヤー組成物をベース基板または下部コーティング層の上に塗布した後、乾燥して形成されることができる。前記メタルナノワイヤー組成物は溶媒、バインダ樹脂、メタルナノワイヤーからなることができる。
前記メタルナノワイヤーは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、チタニウム（Ｔｉ）及びこれらの混合物よりなる群から選択された金属からなることができる。この中で電気伝導度が優れた銀ナノワイヤー、銅を用いるのが好ましく、銀ナノワイヤーを用いるのが最も好ましい。
また、前記メタルナノワイヤーは１：２０〜１：２００の横縦比を有するのが好ましい。
前記メタルナノワイヤーの含量は、溶媒１００重量部に対してメタルナノワイヤー０．０５〜２重量部を用いることができる。メタルナノワイヤーを０．０５重量部未満で用いる場合、透明電極の電気伝導度が低下する場合があり、メタルナノワイヤーを１重量部超過して用いる場合、透明電極の透明性が低下する場合がある。
前記バインダ樹脂は陰イオン性の水溶性原子から構成され、増粘の役割または相分離や内容物の変質を防止するなどコーティング層の安定化の役割が可能な樹脂が用いられるのが好ましい。特に、前記バインダ樹脂は、分散された炭素ナノチューブの相分離及び再結合を防止することによって、水分のコントロール及び炭素ナノチューブを安定させるのであれば、塗布時の炭素ナノチューブの凝集または再結合の防止が可能となる。
具体的に、前記バインダ樹脂はナフィオン、即ちフッ素原子が含まれており、スルホニル作用基が導入されたフッ素化ポリエチレンが好ましく、その他にカルボキシ、スルホニル、ホスホニル、及びスルホンイミドの中から選択された一つ以上の作用基が導入された熱可塑性高分子を用いることができる。また、カルボキシ、スルホニル、ホスホニル及びスルホンイミドの中から選択された一つ以上の作用基がＫ、Ｎａなどと結合して塩化された形態もできる。その他にもカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）などが用いられることができる。
前記バインダ樹脂は、溶媒１００重量部に対して０．０５〜１重量部で含まれるのが好ましい。
本発明の具体例において、前記炭素ナノチューブ組成物は界面活性剤をさらに含むことができる。
前記界面活性剤は、そのものに親水性と疎水性を有する両親性物質であって、水溶液の内部で界面活性剤の疎水性の部分は炭素ナノチューブと親和性を有し、親水性の部分は溶媒の水と親和力があって、水溶液の内部で炭素ナノチューブが安定に分散できるように助ける役割ができる。疎水性の部分は長いアルキル鎖で構成されることができ、親水性の部分はナトリウムの塩の形態を有することができる。本発明では、疎水性の部分は炭素数１０個以上の長鎖構造で、親水性の部分はイオン形態及び非イオン形態いずれも使用できる。
前記界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウムまたはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いるのが好ましい。前記界面活性剤は、溶媒１００重量部に対して０．０５〜１重量部で含まれるのが好ましい。
（実施例及び比較例）
以下、本発明の好ましい実施例を記載する。但し、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例であり、本発明が下記実施例により限定されるのではない。
以下、本発明の好ましい実施例を記載する。但し、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例であり、本発明が下記実施例により限定されるのではない。
（試料の用意）
（１）ベース基板
ＰＥＴフィルム（韓国トレイ先端素材社製のＸＵ４６Ｈ）を用い、透過度は９３．０６％である。
（１）ベース基板
ＰＥＴフィルム（韓国トレイ先端素材社製のＸＵ４６Ｈ）を用い、透過度は９３．０６％である。
（２）炭素ナノチューブ組成物
脱イオン水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）溶媒１００重量部、ポリアクリル系バインダ樹脂０．５重量部及びアーク放電（ａｒｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ）方法で製造されたナノソルション社の２１０製品の単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）０．５重量部を含む炭素ナノチューブ組成物を用いた。前記炭素ナノチューブの横縦比は２０００である。
脱イオン水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）溶媒１００重量部、ポリアクリル系バインダ樹脂０．５重量部及びアーク放電（ａｒｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ）方法で製造されたナノソルション社の２１０製品の単一壁炭素ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）０．５重量部を含む炭素ナノチューブ組成物を用いた。前記炭素ナノチューブの横縦比は２０００である。
（３）メタルナノワイヤー組成物
脱イオン水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）溶媒１００重量部、ポリアクリル系バインダ樹脂０．５重量部及びカンブリオス（Ｃａｍｂｒｉｏｓ）社の銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）１重量部からなる組成物を用いた。前記銀ナノワイヤーの横縦比は１３０である。
脱イオン水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）溶媒１００重量部、ポリアクリル系バインダ樹脂０．５重量部及びカンブリオス（Ｃａｍｂｒｉｏｓ）社の銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）１重量部からなる組成物を用いた。前記銀ナノワイヤーの横縦比は１３０である。
（物性の評価方法）
（１）透明性：本発明による透明伝導性フィルムの透過度は、用いたベース基板を１００に換算し、ＵＶ／Ｖｉｓ分光計を用いて５５０ｎｍの波長で測定した。ヘイズ値はヘイズメーター（日本電色工業株式会社（Ｎｉｐｐｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）、ＮＨＤ−５０００）で測定した。
（１）透明性：本発明による透明伝導性フィルムの透過度は、用いたベース基板を１００に換算し、ＵＶ／Ｖｉｓ分光計を用いて５５０ｎｍの波長で測定した。ヘイズ値はヘイズメーター（日本電色工業株式会社（Ｎｉｐｐｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）、ＮＨＤ−５０００）で測定した。
（２）電気伝導度：４点法方式を用いて三菱化学株式会社（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ、ＭＣＰ−Ｔ６１０で面抵抗値を測定した。
（３）抗酸化性：温度６０℃、湿度９０％の条件で２４時間後に面抵抗値の変化を測定した。
（実施例１〜４）
（実施例１）
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）組成物を塗布してバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した後、洗浄段階を経てメタルナノワイヤーコーティング層をまず形成した。該形成されたメタルナノワイヤーコーティング層の上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）組成物を塗布してバーコーティングし、洗浄段階を経て積層形透明電極を製造した後、それぞれの物性を測定した。その結果を下記表１に表す。
（実施例１）
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）組成物を塗布してバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した後、洗浄段階を経てメタルナノワイヤーコーティング層をまず形成した。該形成されたメタルナノワイヤーコーティング層の上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）組成物を塗布してバーコーティングし、洗浄段階を経て積層形透明電極を製造した後、それぞれの物性を測定した。その結果を下記表１に表す。
（実施例２）
炭素ナノチューブコーティング層をメタルナノワイヤーコーティング層より先に積層させたことを除いては、前記実施例１と同様な製造方法で積層形透明電極を製造した。
炭素ナノチューブコーティング層をメタルナノワイヤーコーティング層より先に積層させたことを除いては、前記実施例１と同様な製造方法で積層形透明電極を製造した。
（実施例３）
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物を塗布してバーコーティングした後、洗浄段階を経て炭素ナノチューブコーティング層をまず形成した。該形成された炭素ナノチューブコーティング層の上に２０％に希釈した銀ナノワイヤー組成物を塗布してバーコーティングし、洗浄段階を経て積層形透明電極を製造した。
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物を塗布してバーコーティングした後、洗浄段階を経て炭素ナノチューブコーティング層をまず形成した。該形成された炭素ナノチューブコーティング層の上に２０％に希釈した銀ナノワイヤー組成物を塗布してバーコーティングし、洗浄段階を経て積層形透明電極を製造した。
（実施例４）
２５％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物及び２５％に希釈した銀ナノワイヤー組成物を用いたことを除いては、実施例３と同様な製造方法で積層形透明電極を製造した。
２５％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物及び２５％に希釈した銀ナノワイヤー組成物を用いたことを除いては、実施例３と同様な製造方法で積層形透明電極を製造した。
（比較例１〜４）
（比較例１）
コーティング層を形成しなかったベース基板の物性を測定した。その結果を下記表２に表す。
（比較例１）
コーティング層を形成しなかったベース基板の物性を測定した。その結果を下記表２に表す。
（比較例２）
下記表２の希釈比率で用意された銀ナノワイヤー組成物をバーコーティングして単層形透明電極を製造した。
下記表２の希釈比率で用意された銀ナノワイヤー組成物をバーコーティングして単層形透明電極を製造した。
（比較例３）
下記表２の希釈比率で用意された炭素ナノチューブ組成物をバーコーティングして単層形透明電極を製造した。
下記表２の希釈比率で用意された炭素ナノチューブ組成物をバーコーティングして単層形透明電極を製造した。
（比較例４）
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物及び５０％に希釈した銀ナノワイヤー組成物の混合溶液を塗布してバーコーティングした後、洗浄段階を経て単層形透明電極を製造した。
ＰＥＴ基板上に５０％に希釈した単一壁炭素ナノチューブ組成物及び５０％に希釈した銀ナノワイヤー組成物の混合溶液を塗布してバーコーティングした後、洗浄段階を経て単層形透明電極を製造した。
前記表１から、本発明の積層形透明電極は透過度が高く、ヘイズ値が低いため、透明性が優れ、測定された面抵抗値が低いため、電気伝導度が優れることが分かる。また、表３から、恒温恒湿の条件で一定の時間後にも、単層形透明電極に比べて、面抵抗値が差異が小さいことから、多層形透明電極の抗酸化性及び安定性が優れることが分かる。
反面、表２及び表３から、メタルナノワイヤーコーティング層で単一コーティングした比較例２は、電気伝導度及び透明性を同時に確保できず、メタルナノワイヤーの酸化が比較的易くなされることが分かる。炭素ナノチューブコーティング層で単一コーティングした比較例３は、透明性は優れるが、透明電極として用いられるための電気伝導度を十分に確保できないことが分かる。また、メタルナノワイヤー及び炭素ナノチューブを混合してコーティングした単層形透明電極の比較例４は、メタルナノワイヤーの分散性が確保されないため、面抵抗の測定ができないことが分かる。
したがって、本発明の透明電極はメタルナノワイヤーまたは炭素ナノチューブを単一コーティングした透明電極と比較して、電気伝導度、透明性及び抗酸化性を同時に達成することができるという長所がある。
Claims (13)
- ベース基板（Ａ）上に炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）及びメタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）が多段で積層される透明電極であって、
前記積層構造は、前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）と前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）が相互交差されるように積層されることを特徴とする積層形透明電極。 - 前記ベース基板（Ａ）は、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエーテルスルホン系、アクリル系高分子よりなる群から選択される高分子フィルムまたはガラス基板であることを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記炭素ナノチューブを含むコーティング層（Ｂ）は、溶媒１００重量部、炭素ナノチューブ０．０５〜１重量部及びバインダ樹脂０．０５〜１重量部を含む炭素ナノチューブ組成物が塗布されてコーティングされたことを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記メタルナノワイヤーを含むコーティング層（Ｃ）は、溶媒１００重量部、メタルナノワイヤー０．０５〜２重量部及びバインダ樹脂０．０５〜２重量部を含むメタルナノワイヤー組成物が塗布されたことを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記炭素ナノチューブ組成物は、界面活性剤０．０５〜１重量部をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の積層形透明電極。
- 前記炭素ナノチューブは、単一壁または二重壁になった炭素ナノチューブが全炭素ナノチューブに対して、９０重量％以上含まれることを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記炭素ナノチューブは、１：１０〜１：２０００の横縦比を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記メタルナノワイヤーは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、チタニウム（Ｔｉ）及びこれらの混合物よりなる群から選択された金属を含むことを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記メタルナノワイヤーは、１：２０〜１：２００の横縦比を有することを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記溶媒は、蒸留水、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロホルム、ジクロロベンゼン、ジメチルベンゼン、ピリジン、アニリン、及びこれらの混合物よりなる群から選択されることを特徴とする、請求項３または４に記載の積層形透明電極。
- 前記透明電極は、ＵＶ/Ｖｉｓ分光計を用いて５５０ｎｍの波長で測定した透過度が８５％以上であり、ヘイズメーターで測定されたヘイズ値が３．００以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記透明電極は、４点法方式を用いて測定した面抵抗が５００Ω/ｓｑ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
- 前記透明電極は、温度６０℃、湿度９０％の恒温恒湿の条件で２４時間後に測定した面抵抗値の変化が５０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層形透明電極。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110137888A KR20130070729A (ko) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 메탈나노와이어 및 탄소나노튜브를 포함하는 적층형 투명전극. |
| KR10-2011-0137888 | 2011-12-20 | ||
| PCT/KR2012/003141 WO2013094824A1 (ko) | 2011-12-20 | 2012-04-24 | 메탈나노와이어 및 탄소나노튜브를 포함하는 적층형 투명전극 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015508556A true JP2015508556A (ja) | 2015-03-19 |
Family
ID=48668682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014548641A Pending JP2015508556A (ja) | 2011-12-20 | 2012-04-24 | メタルナノワイヤー及び炭素ナノチューブを含む積層形透明電極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140308524A1 (ja) |
| JP (1) | JP2015508556A (ja) |
| KR (1) | KR20130070729A (ja) |
| CN (1) | CN104040639A (ja) |
| WO (1) | WO2013094824A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018524788A (ja) * | 2015-04-21 | 2018-08-30 | キャズム テクノロジーズ, インク.Chasm Technologies, Inc. | 透明導電膜 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101570570B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2015-11-19 | 제일모직주식회사 | 투명전극용 조성물 및 이 조성물로 형성된 투명전극 |
| KR101524069B1 (ko) * | 2013-09-16 | 2015-06-10 | 덕산하이메탈(주) | 나노 물질층을 포함하는 적층형 투명 전극 |
| CN105321592B (zh) * | 2014-08-01 | 2017-03-22 | 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 | 碳纳米管‑高分子层状复合透明柔性电极及其制备方法 |
| CN104575687B (zh) * | 2014-10-28 | 2017-11-17 | 天津工业大学 | 一种强附着力的碳纳米管柔性透明导电薄膜及其制备方法 |
| KR102364746B1 (ko) * | 2015-02-10 | 2022-02-17 | 동우 화인켐 주식회사 | 도전시트 및 도전패턴 |
| US9468989B2 (en) * | 2015-02-26 | 2016-10-18 | Northrop Grumman Systems Corporation | High-conductivity bonding of metal nanowire arrays |
| EP3279139A4 (en) | 2015-03-31 | 2018-11-21 | LINTEC Corporation | Laminated body |
| KR102401556B1 (ko) | 2015-04-20 | 2022-05-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 패널 및 이의 제조방법 |
| KR102543984B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2023-06-14 | 삼성전자주식회사 | 도전체, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전자 소자 |
| KR101826429B1 (ko) | 2016-06-22 | 2018-02-08 | 고려대학교 산학협력단 | 투명 박막 트랜지스터 |
| KR101976611B1 (ko) * | 2016-11-24 | 2019-05-10 | 한국화학연구원 | 그래핀 적층 구조체 및 이의 제조방법 |
| TWI615601B (zh) * | 2017-01-25 | 2018-02-21 | 華邦電子股份有限公司 | 透明壓力感測器及其製造方法 |
| CN108630708A (zh) * | 2017-03-15 | 2018-10-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 导电基板及其制作方法、显示装置 |
| CN108597649A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-28 | 佛山市飞程信息技术有限公司 | 一种高强度柔性透明电极结构 |
| CN109671847A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-23 | 蜂巢能源科技有限公司 | 钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
| JP2020167047A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日東電工株式会社 | ヒータ |
| CN112134481A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-25 | 北京纳米能源与系统研究所 | 摩擦纳米发电机制作方法、发电机、编织物及传感器 |
| CN114171241B (zh) * | 2020-12-22 | 2024-12-03 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 一种导电结构及其制备方法、由其制备的电子设备 |
| CN113008962A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-22 | 南通大学 | 一种基于pdms的柔性电极及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070660A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Kuraray Co Ltd | 透明導電膜およびその製造方法 |
| JP2011504280A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-02-03 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | 導電性が改善された透明導電性フィルム及びその製造方法 |
| JP2011228243A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Fujifilm Corp | 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1543399B (zh) * | 2001-03-26 | 2011-02-23 | 艾考斯公司 | 含碳纳米管的涂层 |
| WO2008127313A2 (en) * | 2006-11-17 | 2008-10-23 | The Regents Of The University Of California | Electrically conducting and optically transparent nanowire networks |
| TWI487125B (zh) * | 2007-04-20 | 2015-06-01 | Cambrios Technologies Corp | 複合透明導體及形成其之方法 |
| JPWO2009078263A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2011-04-28 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 透明導電性フィルム及びその製造方法 |
| KR101009442B1 (ko) * | 2009-04-15 | 2011-01-19 | 한국과학기술연구원 | 전도성 구조체를 이용한 전도성필름 제조방법 및 전도성필름 |
| KR101091744B1 (ko) * | 2009-04-15 | 2011-12-08 | 한국과학기술연구원 | 메탈와이어를 이용한 전도성필름 제조방법 및 전도성필름 |
| KR101243725B1 (ko) * | 2009-09-10 | 2013-03-13 | 주식회사 엘지화학 | 투명 도전성 필름, 이를 이용한 터치 패널 및 디스플레이 장치 |
-
2011
- 2011-12-20 KR KR1020110137888A patent/KR20130070729A/ko not_active Ceased
-
2012
- 2012-04-24 CN CN201280063136.6A patent/CN104040639A/zh active Pending
- 2012-04-24 US US14/364,123 patent/US20140308524A1/en not_active Abandoned
- 2012-04-24 JP JP2014548641A patent/JP2015508556A/ja active Pending
- 2012-04-24 WO PCT/KR2012/003141 patent/WO2013094824A1/ko active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070660A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Kuraray Co Ltd | 透明導電膜およびその製造方法 |
| JP2011504280A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-02-03 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | 導電性が改善された透明導電性フィルム及びその製造方法 |
| JP2011228243A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Fujifilm Corp | 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018524788A (ja) * | 2015-04-21 | 2018-08-30 | キャズム テクノロジーズ, インク.Chasm Technologies, Inc. | 透明導電膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130070729A (ko) | 2013-06-28 |
| CN104040639A (zh) | 2014-09-10 |
| US20140308524A1 (en) | 2014-10-16 |
| WO2013094824A1 (ko) | 2013-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2015508556A (ja) | メタルナノワイヤー及び炭素ナノチューブを含む積層形透明電極 | |
| Zhu et al. | Flexible transparent electrodes based on silver nanowires: material synthesis, fabrication, performance, and applications | |
| Zhang et al. | Transparent, flexible, and conductive 2D titanium carbide (MXene) films with high volumetric capacitance | |
| Miao et al. | Low-temperature nanowelding ultrathin silver nanowire sandwiched between polydopamine-functionalized graphene and conjugated polymer for highly stable and flexible transparent electrodes | |
| Guo et al. | Flexible transparent conductors based on metal nanowire networks | |
| Hecht et al. | Emerging transparent electrodes based on thin films of carbon nanotubes, graphene, and metallic nanostructures | |
| JP5473148B2 (ja) | 導電性が改善された透明導電性フィルム及びその製造方法 | |
| CN106941019B (zh) | 电导体、其制造方法和包括其的电子装置 | |
| Chang et al. | A transparent, flexible, low‐temperature, and solution‐processible graphene composite electrode | |
| Adetayo et al. | Improvements of organic light‐emitting diodes using graphene as an emerging and efficient transparent conducting electrode material | |
| Chen et al. | Highly flexible, transparent, conductive and antibacterial films made of spin-coated silver nanowires and a protective ZnO layer | |
| Wang et al. | Flexible organic light-emitting devices with copper nanowire composite transparent conductive electrode | |
| KR101726908B1 (ko) | 투과도 및 투명도가 우수한 투명전극 | |
| Han et al. | Flexible transparent electrodes for organic light-emitting diodes | |
| Schrage et al. | Flexible and transparent SWCNT electrodes for alternating current electroluminescence devices | |
| Zhang et al. | Facile preparation of flexible and highly stable graphene oxide-silver nanowire hybrid transparent conductive electrode | |
| JP6599245B2 (ja) | 銀ナノワイヤを含む透明導電性膜 | |
| CN103068573A (zh) | 透明导电膜、带透明导电膜的基材及使用其的有机电致发光元件 | |
| Daneshvar et al. | Ultralong electrospun copper–carbon nanotube composite fibers for transparent conductive electrodes with high operational stability | |
| Chang et al. | Highly foldable transparent conductive films composed of silver nanowire junctions prepared by chemical metal reduction | |
| WO2009064133A2 (en) | Conductivity enhanced transparent conductive film and fabrication method thereof | |
| Entifar et al. | Simultaneously enhanced optical, electrical, and mechanical properties of highly stretchable transparent silver nanowire electrodes using organic surface modifier | |
| Wang et al. | Customizable stretchable transparent electrodes based on AgNW/CNT hybrids via tailoring sizes of building blocks | |
| Li et al. | p-Type Doping of gold nanoparticles on ellagic acid noncovalently modified single-walled carbon nanotubes compositing with PEDOT: PSS bilayer films for organic light-emitting diodes | |
| Sun et al. | Synchronously improved reliability, figure of merit and adhesion of flexible copper nanowire networks by chitosan transition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150423 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160119 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161004 |