KR101305710B1 - 나노 와이어 조성물 및 투명전극 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며, 상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4% 이다.
실시예에 따른 투명 전극 제조 방법은, 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계; 상기 나노 와이어 조성물을 기판에 코팅하는 단계; 및 상기 나노 와이어 조성물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며, 상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4%이다.
실시예에 따른 투명 전극 제조 방법은, 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계; 상기 나노 와이어 조성물을 기판에 코팅하는 단계; 및 상기 나노 와이어 조성물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며, 상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4%이다.
Description
본 기재는 나노 와이어 조성물 및 투명 전극 제조 방법에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
이러한 터치 패널의 전극으로 가장 널리 쓰이는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)은 가격이 비싸고, 전극 형성을 위해 고온 증착과 진공 공정이 필요하다. 또한, 기판의 굽힘과 휨에 의해 물리적으로 쉽게 타격을 받아 전극으로의 특성이 악화되고, 이에 의해 플렉시블(flexible) 소자에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대체 전극에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.
실시예는 분산성 및 코팅성이 향상된 나노 와이어 조성물 및 투과도가 높고 저항인 낮은 투명 전극을 제공한다.
실시예에 따른 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며, 상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4% 이다.
실시예에 따른 투명 전극 제조 방법은, 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계; 상기 나노 와이어 조성물을 기판에 코팅하는 단계; 및 상기 나노 와이어 조성물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며, 상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4%이다.
실시예에 따른 나노 와이어 조성물은 나노 와이어, 유기 바인더 및 첨가제로서 계면활성제를 포함한다. 따라서, 상기 유기 바인더에 의해 기판 등에 코팅시 분산성을 향상시킬 수 있고, 또한, 상기 플루오르계 계면활성제에 의해 표면 장력을 낮추어 코팅성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 투명 전극 제조 방법을 통해 제조된 전극은 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛ 인 나노 와이어를 사용하고, 유기 바인더 및 플루오르계 계면활성제가 첨가된다. 이에 따라, 상기 제조 방법을 통해 제조된 투명 전극은 높은 전도도를 가지면 높은 광투과성 및 낮은 헤이즈를 가진다. 또한, 상기 전극은 면저항이 작아 상기 전극이 적용되는 터치 패널 및 액정표시장치 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 투명 전극 제조 방법의 공정 흐름을 도시한 공정흐름도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
실시예에 따른 나노 와이어 조성물은, 금속 나노 와이어, 유기 바인더, 계면활성제 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함할 수 있다. 상기 나노 와이어는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
상기 나노 와이어의 제조 방법은, 용매를 가열하는 단계, 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계, 용매에 촉매를 첨가하는 단계, 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계, 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계 및 나노 와이어를 정제하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 단계들은 모두 필수적인 것은 아니며 제조 방법에 따라 일부 단계가 수행되지 않을 수 있으며 각 단계의 순서가 바뀔 수도 있다. 상술한 각 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
용매를 가열하는 단계에서는, 용매를 금속 나노 와이어의 형성에 적합한 반응 온도로 가열한다.
용매로는 폴리올(polyol)을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올은 다른 물질들을 혼합하는 용매로서의 역할과 함께, 약한 환원제(mile reducing agent)의 역할을 함께 수행하여 금속 나노 와이어 형성을 도울 수 있다. 이러한 폴리올로는 일례로 에틸렌글라이콜(EG), 프로필렌글라이콜(PG), 글리세린, 글리세롤, 글루코스 등을 들 수 있다. 반응 온도는 용매, 금속 화합물의 종류 및 특성을 고려하여 다양하게 조절될 수 있다
이어서, 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계에서는, 와이어 형성을 유도하는 캡핑제를 용매에 첨가한다. 나노 와이어 형성을 위한 환원이 너무 빠르게 이루어지면 금속들이 응집되면서 와이어 형상을 이루기 어려운바, 이러한 캡핑제는 용매 내의 물질 들이 적절하게 분산되도록 하여 응집을 방지하는 역할을 한다.
캡핑제로는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일례로, 폴리비닐필롤리딘(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 폴리아크릴아마이드(PAA) 등을 사용할 수 있다.
이어서, 용매에 촉매를 첨가하는 단계에서는, 천일염, 정제염 또는 AgCl, PtCl2, PdCl2, AuCl3과 같은 할로겐 금속을 촉매로 첨가한다. 이러한 촉매는 다양한 금속 또는 할로겐 원소를 구비하여 금속 나노 와이어 형성을 위한 시드(seed) 형성 및 금속 나노 와이어 형성의 반응을 촉진하는 역할을 한다.
이어서, 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계에서는 용매에 금속 화합물을 첨가하여 반응 용액을 형성한다.
이때, 금속 화합물은 별도의 용매에 녹인 상태로 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 첨가될 수 있다. 별도의 용매로는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다. 그리고, 금속 화합물은 촉매를 첨가한 후에 일정 시간이 지난 후에 첨가될 수 있다. 이는 온도를 적절한 반응 온도로 안정화하기 위한 것이다.
여기서, 금속 화합물은 제조를 원하는 금속 나노 와이어를 형성하기 위한 금속을 포함한 화합물이다. 은 나노 와이어를 형성하고자 할 경우에는 금속 화합물로AgCl, AgNO3 또는 KAg(CN)2 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 금속 화합물을 첨가하면 반응이 일어나면서 금속 나노 와이어의 형성이 시작된다.
상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계는 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가한다. 이러한 상온의 용매는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다.
반응이 시작된 용매는 일정한 반응 온도 유지를 위하여 지속적으로 가열하는 것에 의하여 반응 중에 온도가 상승될 수 있는데, 상술한 바와 같이 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 첨가하여 용매의 온도를 일시적으로 떨어뜨려 반응 온도를 좀더 일정하게 유지시킬 수 있다.
상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계는 반응 시간, 반응 용액의 온도 등을 고려하여 한 번 또는 여러 번 수행될 수 있다.
이어서, 나노 와이어를 정제하는 단계는 반응 용액에서 금속 나노 와이어를 정제하여 수거한다.
상기 단계들에 의해 형성된 나노 와이어는 30㎚ 내지 50㎚의 직경을 가질 수 있고, 약 15㎛ 내지 40㎛의 길이를 가질 수 있다.
상기 나노 와이어는 상기 나노 와이어 조성물 전체에 대해 0.01 중량% 내지 0.4 중량% 만큼 포함될 수 있다. 즉, 상기 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4%일 수 있다. 상기 나노 와이어가 상기 나노 와이어 조성물 전체에 대하여 0.01 중량% 미만으로 포함될 경우 전기전도도가 떨어질 수 있다. 또한, 상기 나노 와이어가 상기 전극 물질에 대하여 0.4 중량% 초과하여 포함될 경우, 상기 나노 와이어끼리 응집하여 투과도가 저하될 수 있다.
상기 유기 바인더는 분자량이 10만 이상인 수계 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 유기 바인더는 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxy propyl methyl cellulose), 하이드록시 프로필 셀룰오오스(hydroxy propylcellulose), 크산탄 검(xanthan gum), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 카르복시 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose) 또는 하이드록시 에틸 셀룰로오스(hydroxy ethyl cellulose)를 포함할 수 있다.
상기 유기 바인더는 상기 나노 와이어 조성물 전체에 대해 0.01 중량 % 내지 0.5 중량 % 만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 유기 바인더는 상기 나노 와이어와 동일한 양만큼 포함될 수 있다.
상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제 또는 플루오르계 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 계면 활성제는 비교적 적은 첨가로 높은 습윤 효과 및 레벨링(leveling) 효과를 가져올 수 있다. 또한, 상기 플루오르계 계면활성제는 플루오르 카본 사슬을 소수기로 하는 계면활성제로서 탄화수소계 계면활성제에 비해 조성물의 표면 장력을 현저하게 감소시킬 수 있는 특징이 있으며, 소량의 첨가에 의해 높은 계면활성을 나타낼 수 있다. 또한 플루오르화탄소사슬이 화학적 및 열적으로 안정하기 때문에 내약품성과 내열성이 우수하다는 특징이 있다.
실시예에 따른 나노 와이어 조성물은 상기 계면활성제가 상기 나노 와이어 조성물 전체에 대해 0.000001 중량% 내지 0.001 중량% 만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 계면활성제는 상기 나노 와이어에 대해 0.0002 중량% 내지 10 중량% 만큼 포함될 수 있다.
상기 용매는 물 또는 폴리올(polyol)을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올은 다른 물질들을 혼합하는 용매로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 폴리올로는 일례로 에틸렌글라이콜(EG), 프로필렌글라이콜(PG), 글리세린, 글리세롤, 글루코스 등을 들 수 있다.
상기 용매의 중량 백분율은 99.1 중량% 내지 99.98중량% 만큼 포함될 수 있다.
상기 나노 와이어 조성물은 기판 또는 글래스 상에 코팅되어 투명 전극을 형성할 수 있다. 즉, 상기 나노 와이어 조성물을 사용하여 투명 전극이 형성된 투명 도전성 기재를 제조할 수 있다. 또한, 상기 투명 도전성 기재 상에 오버 코팅층을 더 형성하여 보호층의 역할 및 광투과도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 투명 전극 제조방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 보다 명확한 설명을 위해, 앞서 설명한 나노 와이어 조성물의 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 투명 전극 제조 방법은 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계(ST10); 상기 나노 와이어 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계(ST20); 및 상기 기판을 열처리하는 단계(ST30)를 포함할 수 있다.
상기 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계(ST10)에서는, 나노 와이어, 유기 바인더, 계면활성제 및 용매를 포함하는 나노 와이어 조성물을 준비할 수 있다. 상기 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함할 수 있고, 상기 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛ 일 수 있으며, 상기 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4% 일 수 있다.
또한, 상기 유기 바인더는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 크산탄 검, 폴리비닐 알코올, 카르복시 메틸 셀룰로오스 또는 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 포함할 수 있고, 상기 유기 바인더의 중략 백분율은 0.01% 내지 0.5% 일 수 있다.
또한, 상기 계면활성제는 플루오르계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 포함할 수 있고, 중량 백분율은 0.000001% 내지 0.001% 일 수 있다.
또한, 용매는 물 또는 프로필렌글라이콜(PG)을 포함할 수 있으며, 상기 용매의 중량백분율은 99.1 중량% 내지 99.98중량% 일 수 있다.
이어서, 상기 나노 와이어 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계(ST20)에서는, 상기 나노 와이어 조성물을 상기 기판 상에 코팅할 수 있다.
상기 나노 와이어 조성물은 상기 유기 바인더 및 상기 계면활성제를 포함하므로, 분산 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한, 나노 와이어 조성물의 표면 장력을 낮출 수 있어 상기 나노 와이어가 서로 뭉치지 않고 균일하게 분산된 상태로 상기 기판에 코팅될 수 있다. 따라서, 상기 나노 와이어를 포함하는 투면 전극의 투과성을 향상시킬 수 있고, 저항을 낮출 수 있다.
상기 나노 와이어 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계(ST20)에서는, 슬롯 다이(slot die) 코팅 방법이 이루어질 수 있다. 슬롯 다이는 코팅 방법의 한 종류이며, 유동을 가지고 있는 액상의 유체 등을 슬롯 다이라고 하는 리올로지(rheology)에 의해 금형 내부 설계 및 가공되어진 상하의 금형판 사이로 공급하여, 액공급 파이프로부터 공급받은 유체를 기판 등에 진행방향의 폭방향으로 일정하고 균일한 두께로 코팅하는 방법을 말한다.
그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 나노 와이어 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계(ST20)에서는, 스핀(spin) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 딥(dip) 코팅 및 롤(roll) 코팅 등의 다양한 코팅 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 상기 기판을 열처리하는 단계(ST30)에서는, 코팅된 상기 기판을 열처리할 수 있다.
구체적으로, 상기 나노 와이어 조성물을 상기 기판 상에 코팅 후에 상기 기판을 대기하에서 건조시킨 후 승온시킬 수 있다. 이어서, 50℃ 내지 150℃의 온도에서 1분 내지 10분 동안 열처리할 수 있다.
상기 나노 와이어 조성물을 코팅하는 단계(ST20) 이후에는 상기 나노 와이어 상에 오버 코팅(over coating)층을 형성하는 공정이 추가로 수행될 수 있다. 상기 오버 코팅은 상기 기판 상에 코팅된 금속 나노 와이어의 보호막 역할을 하여 상기 금속 나노 와이어의 산화를 방지할 수 있다. 이러한 오버코팅은 아크릴 계열 또는 우레탄 계열의 폴리머로 코팅될 수 있으며, 상기 코팅은 롤 코팅 또는 슬롯 다이 코팅 등 다양한 방법에 의해 오버 코팅될 수 있다. 그러나, 상기 오버 코팅을 하는 단계는 필수적인 것은 아니며, 상기 오버코팅을 하지 않고 바로 코팅된 기판을 열처리할 수 있다
실시예에 따른 투명 전극 제조 방법을 통해 제조된 전극은 높은 투과도를 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 전극은 반사율이 적고 높은 전도도를 가지며 높은 광투과성 및 낮은 헤이즈를 가진다. 또한, 상기 전극은 면저항이 작아 상기 전극이 적용된 터치 패널 또는 액정표시장치 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
은 나노와이어 0.3 중량%와, 유기 바인더로서 12만의 분자량을 가지는 하이드록시 메틸 셀룰로오스 0.2 중량%와, 계면활성제로서 DIC사의 F410 0.001 중량%와, 용매로서 물을 포함하는 은 나노 와이어 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 은 나노 와이어 조성물을 슬롯 다이(slot-die) 방법으로 기판 상에 코팅하였다.
이어서, 100℃의 온도에서 10분간 열처리하여 용매를 건조하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
이때, 은 나노 와이어의 직경은 40㎚ 이고, 길이는 30㎛ 이었다.
실시예
2
은 나노 와이어 조성물이, 은 나노 와이어를 0.5 중량% 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
3
은 나노 와이어 조성물이, 유기 바인더로서 100만의 분자량을 가지는 하이드록시프로필 셀룰로오스 0.2 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
4
은 나노 와이어 조성물이, 은 나노 와이어를 0.5 중량% 포함하고, 유기 바인더로서 100만의 분자량을 가지는 하이드록시프로필 셀룰로오스 0.5 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
5
은 나노 와이어 조성물이, 유기 바인더로서 12만의 분자량을 가지는 카르복실 메틸 셀룰로오스 0.2 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
6
은 나노 와이어 조성물이, 은 나노 와이어를 0.5 중량%, 유기 바인더로서 12만의 분자량을 가지는 카르복실 메틸 셀룰로오스 0.5 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
7
은 나노 와이어 조성물이, 유기 바인더로서 100만의 분자량을 가지는 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0.3 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
8
은 나노 와이어 조성물이, 은 나노 와이어를 0.5 중량%, 유기 바인더로서 100만의 분자량을 가지는 하이드록시프로필 셀룰로오스 0.3 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
실시예
9
은 나노 와이어 조성물이, 은 나노 와이어를 0.4 중량%, 유기 바인더로서 130만의 분자량을 가지는 카르복실 에틸 셀룰로오스 0.3 중량%를 포함한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 기판 상에 투명 전극을 형성하였다.
상기 실시예1 내지 실시예9를 통해 제조된 투명 전극의 특성을 각각 측정하였다. 상기 실시예1 내지 실시예 9에 대하여 분산도, 코팅성, 헤이즈(haze), 투과도 및 저항을 각각 측정하여 표 1 에 그 결과를 나타내었다.
| 분산도 | 코팅성 | 헤이즈(%) | 투과도(%) | 저항(Ω/□) | |
| 실시예 1 | 8 | 8 | 1.16 | 90.08 | 59 |
| 실시예 2 | 8 | 9 | 1.85 | 88.67 | 39 |
| 실시예 3 | 8 | 8 | 1.06 | 90.32 | 107 |
| 실시예 4 | 8 | 7 | 1.68 | 89.04 | 45 |
| 실시예 5 | 10 | 4 | 1.34 | 90.25 | 200 |
| 실시예 6 | 10 | 2 | 2.39 | 88.25 | 57 |
| 실시예 7 | 10 | 4 | 1.29 | 90.36 | 120 |
| 실시예 8 | 10 | 2 | 2.48 | 88.19 | 154 |
| 실시예 9 | 4 | 6 | 1.80 | 89.28 | 55 |
(표 1에서 분산도는, 10(100% 분산된 상태) ~ 1(분산이 전혀 되지않은 상태이고, 코팅성은 10(100% 균일하게 코팅된 상태) ~ 1(코팅이 전혀 되지않은 상태)임)
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우 기판의 분산도, 코팅성이 모두 우수하고, 헤이즈가 적으며 투과도가 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 5 내지 실시예 8의 기판의 경우 분산도는 우수하나 코팅성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 은 나노 와이어의 함량이 0.3 중량% 내지 0.5 중량%이고, 상기 유기 바인더의 함량이 0.1 중량% 이상일 때, 상기 나노 와이어 조성물의 분산도 및 코팅성이 우수하고, 높은 광투과성 및 낮은 헤이즈를 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 전극은 면저항이 작아 상기 전극이 적용된 디바이스의 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 실시예에 따른 나노 와이어 조성물 및 상기 나노 와이어 조성물을 통해 제조된 전극 구조체는 높은 분산도 및 코팅성을 가질 수 있고, 높은 투과도를 유지시킬 수 있다. 상기 전극 구조체는, 반사율이 적고, 높은 전도도를 가지며 높은 광투과성 및 낮은 헤이즈를 가진다. 또한, 상기 전극은 면저항이 작아 상기 전극이 적용된 디바이스의 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (19)
- 금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고,
상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며,
상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4% 이고,
상기 유기 바인더의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.5% 인 나노 와이어 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 계면활성제는 플루오르계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 포함하는 나노 와이어 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는 나노 와이어 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 유기 바인더는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 크산탄 검, 폴리비닐 알코올, 카르복시 메틸 셀룰로오스 또는 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 포함하는 나노 와이어 조성물. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어와 상기 유기 바인더의 중량 백분율은 동일한 나노 와이어 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 계면 활성제의 중량 백분율은 0.000001% 내지 0.001% 인 나노 와이어 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 계면 활성제는, 상기 금속 나노 와이어에 대해 0.0002 중량% 내지 10 중량% 만큼 포함되는 나노 와이어 조성물. - 나노 와이어 조성물을 준비하는 단계;
상기 나노 와이어 조성물을 기판에 코팅하는 단계; 및
상기 나노 와이어 조성물을 열처리하는 단계를 포함하고,
상기 나노 와이어 조성물은,
금속 나노 와이어; 유기 바인더; 계면활성제; 및 용매를 포함하고,
상기 금속 나노 와이어는 직경이 30㎚ 내지 50㎚, 길이가 15㎛ 내지 40㎛이며,
상기 금속 나노 와이어의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.4%이 고,
상기 유기 바인더의 중량 백분율은 0.01% 내지 0.5% 인 투명 전극 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 계면활성제는 플루오르계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 포함하는 투명 전극 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는 투명 전극 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 유기 바인더는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 크산탄 검, 폴리비닐 알코올, 카르복시 메틸 셀룰로오스 또는 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 포함하는 투명 전극 제조 방법. - 삭제
- 제 9항에 있어서,
상기 계면 활성제의 중량 백분율은 0.000001% 내지 0.001% 인 투명 전극 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 계면 활성제는, 상기 금속 나노 와이어에 대해 0.0002 중량% 내지 10 중량% 만큼 포함되는 투명 전극 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 열처리 온도는 50℃ 내지 150℃인 투명 전극 제조 방법. - 제9항에 있어서,
오버 코팅(over coating)층을 형성하는 단계를 더 포함하는 투명 전극 제조 방법. - 제 1항 내지 제 4항 및 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 나노 와이어 조성물을 사용하여 투명 전극이 형성된 투명 도전성 기재.
- 제 18항에 있어서,
상기 투명 도전성 기재는 오버 코팅층을 포함하는 투명 도전성 기재.
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