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KR101318195B1 - 투명 도전성 필름들 및 그 제조 방법들 - Google Patents

투명 도전성 필름들 및 그 제조 방법들 Download PDF

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KR101318195B1
KR101318195B1 KR1020120015338A KR20120015338A KR101318195B1 KR 101318195 B1 KR101318195 B1 KR 101318195B1 KR 1020120015338 A KR1020120015338 A KR 1020120015338A KR 20120015338 A KR20120015338 A KR 20120015338A KR 101318195 B1 KR101318195 B1 KR 101318195B1
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인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트
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Abstract

기재 및 기재 상의 도전성 복합재를 포함하는 투명 도전성 필름이 개시된다. 상기 도전성 복합재는 도전성 탄소 물질 및 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질을 포함하고, 상기 도전성 탄소 물질이 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉한다. 또한, 상기 투명 도전성 필름을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

Description

투명 도전성 필름들 및 그 제조 방법들{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS AND METHODS FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 탄소 물질을 기재로 하는 투명 도전성 필름들에 관한 것으로서, 특히, 본 발명은 투명 도전성 필름들의 구조 및 제조 방법에 관한 것이다.
1991년 이지마(Ijima)에 의해 발견된 탄소 나노 튜브는 개별적으로 물리적 및 화학적 특성들을 가지고 있으므로, 전자기 차폐 및 정전 방출 요소 중의 도전성 첨가제, 에너지 저장 성분(예를 들면, 리튬 이차 전지, 슈퍼 하이 커패시터, 연료 전지 등)의 전극, 흡착 물질, 촉매 캐리어, 열도전성 물질 등과 같은 각종 영역에 잠재적으로 유용하다. 비싼 주석 함유 인듐 산화물(ITO)은 대단위 면적에서는 적용에 한계가 있고, 유연성 전자 산업이 성장하고 있어서, 높은 전기 전도성, 낮은 가시광 흡수 및 높은 기계적 강도를 갖는 나노 탄소 물질이 유연성, 투명성 및 도전성 필름에 중요하게 된다. 예를 들면, 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 투명 도전성 필름의 도전성은 탄소 나노 튜브의 고유의 도전성, 분산도 및 네트워크 정도(network stack)에 의해 결정된다. 서로 다른 방법에 의해 제조된 서로 다른 탄소 나노 튜브의 전기적 특성은 여러 차수(several orders) 단위로 크게 다르다. 고순도의 단일벽 또는 이중벽 탄소 나노 튜브를 선택하여 보다 우수한 필름 도전성을 구현하는 것이 바람직하다. 탄소 소스(carbon source)의 선택과 순도는 투명한 도전성 필름의 특성뿐만 아니라, 탄소 물질과 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (PEDOT), 나노 금속, 또는 도전성 산화물의 합성(compounding)을 향상시킬 수 있다. 한편, 탄소 물질을 기재로 하는 도전성 필름의 도전성을 향상시키는 추세는 화학적 도핑이다.
참조 문헌(Nature, 388, 255 (1997))에는, 탄소 물질을 기재로 하는 도전성 필름이 칼륨 증기 및 할로겐(Br2) 증기로 화학적으로 도핑하여 탄소 나노 튜브의 전기적 저항을 상당량 감소시킨다. 그렇지만, 생성물 대부분이 공기 중에서 불안정하다.
미국 특허 제6,139,919호에는, 단일벽 탄소 나노 튜브를 직접 용융된 요오드에 침지하여 도핑한다. 요오드(I2) 분자는 I+ 및 I3 - 로 분해되어 탄소 나노 튜브와 함께 전하 이동된다. 도핑된 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 필름의 면저항(sheet resistance)은 도핑되지 않은 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 필름의 면저항에 비해 (한 차수)적다. 더욱이, 도핑된 탄소 나노 튜브는 다른 할로겐으로 도핑된 탄소 나노 튜브에 비하여 안정하다.
참조 문헌(J. Am. Chem. Soc. 127, 5125 (2005) and Appl. Phy. Lett., 90, 1219(13) (2007))에서, 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 투명 도전성 필름을 직접 SOCl2 및 농축 HNO3으로 처리하여 표면 분산제를 제거함으로써, 탄소 나노 튜브의 밀집된 네트워크를 이룰 뿐만 아니라 탄소 나노 튜브를 도핑하여 필름의 면저항을 감소시킨다. 그렇지만, 생성물은 역시 불안정하다.
미중 특허 제7,253,431에 따르면, 탄소 나노 튜브는 먼저 단전자 산화제(one-electron oxidant)와 반응하여 그 전기적 특성이 변화된다. 산화제의 예로서는 유기 산화제, 유기 금속 복합물, π-전자 수용체 또는 은 염(silver salt)을 들 수 있다. 미국 특허 공개 특허 제2008/001141에 의하면, 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노-디메탄(TCNQ-F4)과 같은 강한 전자를 끄는 기(electron-withdrawing group)를 갖는 유기 화합물을 탄소 나노 튜브로부터 형성된 스택 구조물에 도핑하여 그 탄소 나노 튜브의 도전성을 향상시킨다.
참조 문헌(J. Am. Chem. Soc., (13)0, 2062 (2008))에서는, 상이한 전자를 끄는 기와 전자를 주는 기(electron-donating groups)를 갖는 방향족 및 지방족 유기 용매를 사용하여 단일벽 탄소 나노 튜브의 전자 형태(configuration)를 변화시킨다. 그 결과, 전자를 끄는 기를 갖는 유기 용매는 단일벽 탄소 나노 튜브의 도전성을 향상시킬 수 있다.
참조 문헌(Adv. Func. Mater., 18, 2548 (2008))에서는, SOCl2 및 HNO3로 처리된 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 도전성 필름을 도전성 폴리머 층(PEDOT-PSS)으로 더 코팅한다. 상기 구조는 공기 중에서 1,500 시간 이상 안정하다.
참조 문헌(ACS Nano, 4, 6998 (2010))에서는, 보다 높은 끓는 점 및 강한 전자를 끄는 기를 갖는 분자, 예를 들면 비스(트리플루오로메탄 술포닐)아민 (TFSA)을 사용하여 탄소 나노 튜브를 p-형으로 도핑한다. 도펀트는 실온에서 낮은 휘발성이며, 따라서 도핑된 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 도전성 필름의 안정 기간을 연장시킨다.
참조 문헌(Chem. Mater., 22, 5179 (2010))에서는, 트리에틸옥소늄 헥사클로로아티모네이트(OA)와 같은 단전자(one-electron) 산화제를 사용하여 탄소 나노 튜브를 p-형으로 도핑한다. 도펀트 OA는 안정한 도핑 효과를 갖는 불휘발성 염이다.
미국 특허 공개 특허 제2010/099815호에서는, 전자를 끄는 기(예를 들면, TCNQ)는 폴리머 측쇄에 공유 결합되어 폴리머가 탄소 나노 튜브에 대하여 안정한 도핑 효과를 갖도록 한다. 그렇지만, 폴리머는 또한 용이하게 탄소 나노 튜브를 감싸서, 탄소 나노 튜브를 기재로 하는 필름의 도전성을 감소시킨다.
따라서, 물리적 또는 화학적 흡착에 의해 도펀트로 도핑된 탄소 나노 튜브는 낮은 열 안정성을 갖는다. 한편, 보호층으로 감싸진 탄소 나노 튜브 표면은 탄소 나노 튜브의 열 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 탄소 나노 튜브의 도전성을 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 탄소 물질을 기재로 하는 도전성 필름의 도전성을 안정적으로 향상시킬 수 있는 종래의 방법은 없다. 탄소 물질을 기재로 하는 도전성 필름의 도전성을 개량하기 위해서는 화학적 도핑 방법과 상응하는 구조가 여전히 요구되고 있다.
본 발명은 탄소 물질을 기재로 하는 도전성 필름의 구조와 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기재와 상기 기재 상의 도전성 복합재를 포함하는 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 도전성 복합재는, 도전성 탄소 물질 및 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질을 포함하며, 상기 도전성 탄소 물질이 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기재를 제공하는 단계와 상기 기재 상에 도전성 복합재를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 도전성 복합재는, 도전성 탄소 물질 및 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질을 포함하며, 상기 도전성 탄소 물질이 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법이 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
본 발명의 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 상세한 설명 및 다양한 실시예들에 의해서 더욱 명확하게 이해될 것이다. 첨부 도면에 있어서,
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 투명 도전성 필름을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하지만, 다음 설명은 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최선의 실시예들이다. 이에 대한 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서 가장 바람직하게 결정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 도핑 안정성을 효과적으로 향상시키고, 투명한 도전성 필름의 도전성을 안정적으로 향상시키는 방법이 제공된다. 우선, 전자를 끄는 기를 갖는 분자가 화학적 반응에 의해 비탄소 무기 물질 상에 그래프트(graft)되어 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질을 형성한다. 이어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 직접적으로 도전성 탄소 물질에 접촉하여 투명 도전성 필름을 형성한다. 전자를 끄는 기가 직접 도전성 탄소 물질 상에 흡착되는 것이 아니고, 비탄소 무기 물질 상에 그래프트되기 때문에, 전자를 끄는 기의 접착성, 열 안정성 및 화학적 안정성이 향상된다. 또한, 도전성 탄소 물질을 포함하는 투명 도전성 필름의 도전성도 안정적으로 향상된다.
전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 여러 가지 방법으로 도전성 탄소 물질과 접촉할 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 기재(11) 상에 형성되어 있으며, 이어서 그 위에 도전성 탄소 물질(15)이 도포되거나, 전사 인쇄되거나 또는 기상 증착된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 도전성 탄소 물질(15) 및 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)을 혼합하고, 이러한 혼합물(17)을 다음에 기재(11) 상에 도포한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 도전성 탄소 물질(15)이 기재(11) 상에 도포되거나, 전사 인쇄되거나 또는 증기 증착되고, 이후에 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)이 그 위에 형성된다. 도 3에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)의 일부는 도전성 탄소 물질(15)의 내부로 스며들어, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 도전성 탄소 물질 (15)이 기재(11)의 표면뿐만 아니라 도 1 및 도 2의 구조들에 흡착하는 것을 보조하도록 한다. 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 임의의 방법으로 도전성 탄소 물질(15)과 접촉하여 기재(11) 상에 도전성 복합재(16)를 형성하도록 한다. 예를 들면, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)과 도전성 탄소 물질(15)은 층상 구조(layered structure)(예를 들면, 다층 구조)로 분리되거나 또는 혼합되어(예를 들면, 균질하게 분산되어) 도전성 복합재(16)를 형성한다. 상기 층상 구조는 도시하지 않았지만, 기재(11)/전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)/도전성 탄소 물질(15)/전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13), 기재(11)/도전성 탄소 물질(15)/전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)/도전성 탄소 물질(15), 기재(11)/혼합물(17)/도전성 탄소 물질(15), 기재(11)/도전성 탄소 물질(15)/혼합물(17), 기재(11)/혼합물(17)/전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13), 기재(11)/전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)/혼합물(17) 또는 다른 층상 구조들과 같은 기타의 층상 구조를 가질 수 있다는 것으로 이해하여야 한다.
기재(11)는 유리, 플라스틱, 합성 수지 또는 이들의 다층 구조물일 수 있다. 도전성 탄소 물질(15)은 탄소 나노 튜브, 그래핀(graphene), 그래핀 산화물(graphene oxide), 그래핀 나노 리본(graphene nanoribbon) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도전성 탄소 물질(15)의 크기는 약 0.3nm 내지 약 1,000nm 정도이다. 예를 들면, 탄소 나노 튜브의 직경은 약 0.4nm 내지 약 100nm 정도이고, 그래핀, 그래핀 산화물 및 그래핀 나노 리본의 층의 수는 1 내지 20 정도이다. 도전성 탄소 물질의 크기가 지나치게 크면 너무 많은 가시광을 흡수할 수 있으므로 도전성 복합재의 투명성이 저하될 수 있다.
전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 펠렛(pellet), 시트, 메쉬(mesh), 필름 또는 이들의 혼합 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)의 크기에는 특별한 제한은 없으며, 바람직하게는 약 10nm 내지 약 1,000nm 정도이다. 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질(13)의 크기가 지나치게 작으면 효과적으로 균일한 두께를 갖는 연속적인 필름을 형성할 수 없다. 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질(13)의 크기가 지나치게 크면, 그 투명성을 잃을 수 있다. 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 실리콘(Si), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 인듐(In), 안티몬(Sb), 텅스텐(W), 이트륨(Y), 마그네슘(Mg) 또는 세륨(Ce)의 산화물, 실리케이트(silicate), 하이드로옥사이드(hydroxide), 카보네이트(carbonate), 설페이트(sulfate), 포스페이트(phosphate), 설파이드(sulfide) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 실리케이트는 스멕타이트 점토(smectite clay), 질석(vermiculite), 메타할로이사이트(metahaloysite), 견운모(sericite), 벤토나이트(bentonite), 운모(mica) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로메틸트리메톡시실란 또는 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란에 의해 변형된 실리카일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 비탄소 무기 물질 및 전자를 끄는 기의 중량비는 약 1:0.001 내지 약 1:0.5 정도이다. 상기 전자를 끄는 기의 비가 너무 낮으면 도핑 효과를 이룰 수 없다.
일 실시예에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 전자를 끄는 기를 갖는 실란과 상기 비탄소 무기 물질을 반응시켜 형성한다. 실란은 X-Si(R1)(R2)(R3)의 화학식을 가지며, 상기 식 중에서 X는 전자를 끄는 기 또는 전자를 끄는 기를 갖는 분자 사슬이고, 상기 전자를 끄는 기는 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아세틸기(-COCH3), 술폰산(-SO3H), 술포닐기(-SO2CH3), 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 이들의 혼합이다. R1, R2 및 R3 중에서 적어도 하나는 할로겐 또는 알콕시기(-OR, R은 C1-C4 알킬기)이다. 예를 들면, 실란은 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로메틸트리메톡시실란 또는 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란이다. 실란과 상기 비탄소 무기 물질은 가수 분해-축합 반응(hydrolysis-condensation) 또는 기상 또는 액상 중에서 치환 반응에 의해 반응하여, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도전성 탄소 물질(15)과 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질(13)은 혼합되며(도 2에 도시한 바와 같이), 중량비는 약 1:3 내지 약 1:5 정도이다.
실시예
하기 실시예에서 탄소 나노 튜브는 정제된 단일벽 탄소 나노 튜브(single-walled canton nanotube; SWNT)(ASP-100F 한화 나노 테크로부터 구입 가능)이었다. 상기 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT)의 순도는 60% 내지 70% 정도였고 평균 직경은 약 20nm 정도였다. 단일벽 탄소 나노 튜브 분산액은 다음과 같이 제조하였다. 0.2 중량부의 상기 단일벽 탄소 나노 튜브, 0.2 중량부의 소듐 데도실벤젠 술포네이트(sodium dedocylbenzene sulfonate) 및 100 중량부의 탈이온수를 혼합하여 초음파 발진기(소니케이터(Sonicator) 3000; 미소닉스(Misonix)로부터 상업적으로 구입할 수 있음)에 의해 10분간 진동시켜서 상기 단일벽 탄소 나노 튜브 분산액을 얻었다.
투명 도전성 필름의 투명도를 550nm 파장의 가시광 및 배경으로서 역할을 하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 또는 유리 기재의 투명도에 의해 측정하였다. 투명 도전성 필름의 면저항은 4점 저항 프로브(four-point resistance probe)(LORESTA-GP; 미쓰비시 케미칼사로부터 상업적으로 구입)에 의해 측정하였다.
실험예 1
1.0g의 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란(시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)사로부터 상업적으로 구입 가능), 97.0 %, 1.0g의 탈이온수 및 1g의 에탄올을 실온에서 3시간 혼합하여 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란을 가수 분해하였다. 9.4g의 에탄올을 5.0g의 SiO2 졸(ST-NXS, 고형분 함량=14.4wt%, 크기 분포도는 4nm 내지 6nm, 닛산 케미칼로부터 상업적으로 구입 가능)에 가하여 SiO2 분산액(고형분 함량=5.0wt%)을 형성하였다. 0.108g의 가수 분해된 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란 용액을 SiO2 분산액에 가하고 실온에서 24시간 동안 교반하여, 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액을 수득하였고, 분산액 중의 SiO2 및 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란의 중량비는 1:0.05 정도였다.
두께가 188㎛인 PET 필름(A4300, 토요보(Toyobo)로부터 상업적으로 구입 가능)을 기재로 사용하였다. 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액을 희석하여, 고형분 함량이 1.0wt% 정도로 하였고, 희석액을 코터(ZA2300, 젠트너(ZEHNTNER)로부터 상업적으로 구입 가능) 중에서 기재에 와이어 로드(wire rod)(RDS 코팅 로드 #3)에 의해 코팅하였다. 코팅을 100℃의 싸이클 오븐에서 건조하였다. 0.5g의 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액을 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 건조층 상에 도포하고, 이어서 100℃의 사이클 오븐에서 건조하였다. 투명 도전성 필름의 투명도는 91.85%(배경값(background value)으로 연역한 후)이었고 면저항은 1,150Ω/□였으며, 이를 다음 표 1에 나타낸다.
비교예 1
단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액을 직접 와이어 로드로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 상에 코팅하여, 두께가 9㎛인 습윤 필름을 형성하였다. 이러한 습윤 필름을 100℃에서 베이크-건조하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 91.61%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,700Ω/□였고, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 2
실험예 1과 유사하며, 실험예 2에서의 차이는 0.432g(0.108g이 아님)의 가수 분해된 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란 용액이 SiO2 분산액에 더해진 것이었다. 따라서, 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액 중에서 SiO2 및 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란의 중량비는 1:0.2 정도였다. 다음에, 기재, 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액의 와이어 로드 코팅 및 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액은 실험예 1의 경우와 유사하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.41%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 580Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 3
실험예 2에서 1.0 중량부의 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액 및 0.1 중량부의 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액을 혼합하였고, 혼합액 중에서, 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 및 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 중량비는 1:3 정도였다. 기재는 실험예 1의 경우와 유사하였다. 혼합물을 직접 와이어 로드로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 상에 코팅한 후, 100℃에서 베이크-건조하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.99%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 950Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 4
비교예 1에서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기재/단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 층을 형성한 후, 실험예 2에서의 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액을 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT)층 상에 더 코팅한 후, 100℃에서 베이크-건조하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기재/단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 층/트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2로 이루어진 다중층을 형성하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.12%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,200Ω/□였고, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 5
실험예 2의 경우와 유사하며, 실험예 5에서의 차이는 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란 대신에 클로로메틸트리메톡시실란(시그마-알드리치사로부터 상업적으로 구입 가능, 96%)를 사용하여 실리카를 변형시켰다는 것이다. 따라서, 클로로메틸트리메톡시실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액 중에서 SiO2와 클로로메틸트리메톡시실란의 중량비는 1:0.2 정도였다. 다음에, 기재, 클로로메틸트리메톡시실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액의 와이어 로드 코팅 및 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액은 실험예 2의 경우와 유사하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.15%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 1,050Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 6
실험예 2의 경우와 유사하며, 실험예 6에서의 차이는 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란 대신에 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란(겔레스트(Gelest)로부터 상업적으로 구입 가능, 95%)을 사용하여 실리카를 변형시켰다는 것이다. 따라서, 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란으로 변형된 표면을 갖는 SiO2의 분산액 중에서 SiO2 및 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란의 중량비는 1:0.1 정도였다. 1.0 중량부의 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란으로 변형된 표면을 갖는 SiO2의 분산액 및 0.1 중량부의 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액을 혼합하고, 그 중에서 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 및 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란으로 변형된 표면을 갖는 SiO2의 중량비는 1:3 정도였다. 기재는 실험예 1의 기재와 유사하였다. 혼합물을 직접 와이어 로드로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 상에 코팅한 후, 100℃에서 베이크-건조하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.12%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 900Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
비교예 2
구리 포일을 기재로 선택하였고, 아세트산 용액에 30분간 침지한 후, 질소로 바람 건조(blown dry)시켰다. 구리 포일 기재를 테이블 로(tabular furnace)에 위치시켰다. 아르곤 및 수수의 혼합 가스를 상기 로 내로 유입하고, 상기 로를 750℃로 가열하였다. 이어서, 메탄을 상기 로 내로 유입하여 화학 기상 증착을 수행하여, 구리 포일 기재 상에 다층 그래핀 필름을 제조하였다. 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 층을 그래핀 필름 상에 스핀 코팅시켰다. 다음에, 구리 포일을 FeCl3 용액에 용해시키고, FeCl3 용액에 현탁된 그래핀/폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 광학 유리에 의해 수집하였다. 다음에, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 용해시키고 아세톤으로 제거하였다. 그래핀을 반복적으로 에탄올로 수세한 후, 베이크-건조하였다. 도전성 그래핀 필름의 투명도는 97.0%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 2,700Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
실험예 7
비교예 2의 도전성 그래핀 필름 상에, 실험예 2의 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란에 의해 표면이 변형된 SiO2의 분산액을 와이어 로드로 코팅한 후 100℃에서 베이크-건조하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 97.0%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 940Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.
비교예 3
1.0 중량부의 실험예 1의 비변형 SiO2 및 실험예 1의 0.13 중량부의 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 분산액을 혼합하였고, 이중에서 단일벽 탄소 나노 튜브(SWNT) 및 SiO2의 중량비는 1:3 정도였다. 혼합물을 직접 와이어 로드로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기재 상에 코팅한 후, 100℃에서 베이크-건조하였다. 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 91.73%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 2,050Ω/□였으며, 이를 표 1에 나타낸다.

실험예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
투명도
(%)
91.85 92.41 92.99 93.12 92.15 93.12 97.0 91.61 97.0 91.73
면저항
(Ω/□)
1,150 580 950 1,200 1,050 900 940 1,700 2,700 2,050
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 도전성 탄소 물질 아래에 코팅되거나, 도전성 탄소 물질 상에 코팅되거나, 도전성 탄소 물질과 혼합되거나 하는 점은 중요하지는 않으며, 도전성 탄소 물질의 면저항은 감소될 수 있다. 즉, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 도전성 탄소 물질의 도전성을 증가시킬 수 있다.
실험예 8
실험예 2를 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.45%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 630Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 120℃의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(600Ω/□)을 측정하였으며, 이를 다음 표 2에 나타낸다.
실험예 9
실험예 3을 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.75%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 950Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 120℃의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(900Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 2에 나타낸다.
실험예 10
실험예 4를 반복하였고, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.05%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,100Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 120℃의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(980Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 2에 나타낸다.
비교예 4
비교예 1을 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 91.81%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 1,800Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 120℃의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(1680Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 2에 나타낸다.
비교예 5
비교예 1을 반복하였고, 최종적인 투명한 도전성 필름의 투명도는 91.74%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 1,300Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 농축 질산 용액에 30분간 침지한 후, 탈이온수로 세정하여 투명 도전성 필름 표면 상에 남아 있는 질산을 제거하였다. 투명 도전성 필름을 100℃의 오븐에서 10분 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(350Ω/□)을 측정하였다. 다음에, 투명 도전성 필름을 120℃의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(1150Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 2에 나타낸다.
실험예 8 실험예 9 실험예 10 비교예 4 비교예 5
초기 투명도(%) 92.45 92.75 93.05 91.81 91.74
초기 면저항(Ω/□) 630 950 1,100 1,800 350
120℃/16 시간 후 면저항 (Ω/□) 600 900 980 1,680 1,150
면저항 변화율 -4.76% -5.26% -10.91% -6.67% 228.57%
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 투명 도전성 필름의 면저항을 감소시켰을 뿐만 아니라, 고온에서 장시간 필름을 베이킹한 후에도 투명 도전성 필름의 면저항을 유지하였다. 질산으로 도핑된 탄소 나노 튜브는 투명 도전성 필름의 면저항을 크게 줄일 수 있지만, 고온에서 장시간 베이킹한 후 투명 도전성 필름의 면저항을 유지할 수는 없었다.
실험예 11
실험예 2를 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.45%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 630Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 85℃ 및 100%RH(상대 습도)의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 100℃의 오븐에서 30분간 베이크 건조한 후, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(610Ω/□)을 측정하였으며, 이를 다음 표 3에 나타낸다.
실험예 12
실험예 3을 반복하였고, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.75%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 950Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 85℃ 및 100% RH(상대 습도)의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 100℃의 오븐에서 30분간 베이크 건조한 다음에, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(890Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 3에 나타낸다.
실험예 13
실험예 4를 반복하였고, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.05%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,100Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 85℃ 및 100% RH(상대 습도)의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 100℃의 오븐에서 30분간 베이크 건조한 다음에, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(965Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 3에 나타낸다.
비교예 6
비교예 1을 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 91.81%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,800Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 85℃ 및 100% RH(상대 습도)의 오븐에서 16시간 동안 보관한 후, 100℃의 오븐에서 30분간 베이크 건조한 다음에, 실온에서 10분간 정치하고 면저항(1,600Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 3에 나타낸다.
실험예 11 실험예 12 실험예 13 비교예 6
초기 면 저항 (Ω/□) 630 950 1,100 1,800
85℃/100 RH/16hours 후
면 저항(Ω/□)
610 890 965 1,600
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 투명 도전성 필름의 면저항을 감소시켰을 뿐만 아니라, 고온 및 높은 습도에서 장시간 필름을 베이킹한 후에도 투명 도전성 필름의 면저항을 유지하였다.
실험예 14
실험예 2를 반복하였고, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 92.2%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 560Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 에탄올로 세정한 후, 베이크 건조한 다음에, 면저항(530Ω/□)을 측정하였으며, 이를 다음 표 4에 나타낸다.
실험예 15
실험예 3을 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.15%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,000Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 에탄올로 세정한 후, 베이크 건조한 다음에, 면저항(925Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 4에 나타낸다.
실험예 16
실험예 4를 반복하였고, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 93.31%(배경값으로 연역한 후)였고, 면저항은 1,300Ω/□였다. 투명 도전성 필름을 에탄올로 세정한 후, 베이크 건조한 다음에, 면저항(1,200Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 4에 나타낸다.
비교예 7
비교예 1을 반복하였으며, 최종적인 투명 도전성 필름의 투명도는 91.53%(배경값으로 연역한 후)였으며, 면저항은 1,350Ω/□였다. 비스(트리플루오로메탄술포닐)아민(시그마-알드리치사로부터 상업적으로 구입 가능, ??95.0%)을 에탄올에 용해시켜 에탄올 용액(0.05중량%)을 제조하였다. 이러한 에탄올 용액을 비교예 1의 투명 도전성 필름 상에 스핀 도포(1,000rpm에서 30초간)한 후, 베이크 건조한 다음에, 비스(트리플루오로메탄술포닐)아민으로 도핑된 탄소 나노 튜브의 투명 도전성 필름을 형성하였다. 도핑된 탄소 나노 튜브의 투명 도전성 필름의 면저항은 400Ω/□였다. 도핑된 탄소 나노 튜브의 투명 도전성 필름을 실온에서 15일 방치한 후의 면저항(425Ω/□)을 측정하였다. 다음에, 도핑된 탄소 나노 튜브의 투명 도전성 필름 에탄올로 세정한 후, 베이크 건조한 다음에, 면저항(710Ω/□)을 측정하였으며, 이를 표 4에 나타낸다.
실험예 14 실험예 15 실험예 16 비교예 7
투명도 (%) 92.2 93.15 93.31 91.8
면저항 (Ω/□) 560 1,000 1,300 425
에탄올 세정후의
면저항
530 925 1,200 710
면저항 변화율 -5.36% -7.5% -7.69% +67.59%
비교예 7에서 작은 분자 도펀트인 비스(트리플루오로메탄술포닐)아민은 강한 산화 능력을 갖고 있으며, 그 음이온 (CF3SO2)2N-은 낮은 휘발성, 소수성 및 전자를 끄는 기를 갖고 있어, 실온에서 안정하게 p-형 도핑 효과를 가진다. 그렇지만, 비스(트리플루오로메탄술포닐)아민으로 도핑된 탄소 나노 튜브는 용매 세정에는 견딜 수 없었다. 본 발명의 투명 도전성 필름은, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉하는 도전성 탄소 물질을 포함하고, 에탄올 세척 후에도 그 면저항 특성을 유지하였다. 따라서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질을 용매 세정을 견딜 수 있다. 변형된 SiO2는 나노 탄소 물질과 그대로 접촉하고 있어서 p-형 도핑 효과가 유지되었다.
비록 본 발명이 실험예들과 바람직한 실시예들로 설명되었지만, 본 발명은 상술한 실시예들에 의해 제한되지는 않는다. 오히려, (해당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 명백한)다양한 변형들 및 유사한 구성들을 포함하려는 의도이다. 따라서 첨부된 청구항들은 그러한 변형들 및 유사한 구성들을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 기재; 및
    상기 기재 상의 도전성 복합재를 포함하며,
    상기 도전성 복합재는,
    도전성 탄소 물질; 및
    전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질을 포함하고, 상기 도전성 탄소 물질이 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질과 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 층상 구조로서 혼합 또는 배열되어 상기 도전성 복합재를 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질과 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 층상 구조로서 교호적으로 배열되어 상기 도전성 복합재를 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질이 탄소 나노 튜브, 그래핀, 그래핀 산화물, 그래핀 나노 리본 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 펠렛, 시트, 메쉬, 필름 또는 이들의 혼합 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 실리콘, 주석, 티타늄, 아연, 알루미늄, 지르코늄, 인듐, 안티몬, 텅스텐, 이트륨, 마그네슘, 또는 세륨의 산화물, 실리케이트, 하이드로옥사이드, 카보네이트, 설페이트, 포스페이트, 설파이드 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 비탄소 무기 물질의 표면에 전자를 끄는 기를 갖는 실란을 그래프팅하여 형성되며,
    상기 전자를 끄는 기를 갖는 상기 실란은 하기식을 가지고,
    X-Si(R1)(R2)(R3)
    상기 식 중에서, X는 전자를 끄는 기 또는 전자를 끄는 기를 갖는 분자 사슬이며,
    R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 할로겐 또는 알콕시기(-OR, R은 C1-C4 알킬기)이고,
    상기 전자를 끄는 기는 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아세틸기(-COCH3), 술폰산(-SO3H), 술포닐기(-SO2CH3), 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전자를 끄는 기를 갖는 상기 실란은 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로메틸트리메톡시실란 또는 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질 및 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질을 혼합하여 상기 도전성 복합재를 형성하며, 상기 도전성 탄소 물질 및 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질의 중량비가 1:3 내지 1:5인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  10. 기재를 제공하는 단계; 및
    상기 기재 상에 도전성 복합재를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 도전성 복합재는,
    도전성 탄소 물질; 및
    전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 비탄소 무기 물질을 포함하고, 상기 도전성 탄소 물질이 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질과 접촉하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질과 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 층상 구조로서 혼합 또는 배열되어 상기 도전성 복합재를 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질은 전자를 끄는 기를 갖는 실란과 상기 비탄소 무기 물질을 가수분해-축합 반응(hydrolysis-condensation) 또는 기상 또는 액상 중에서 치환 반응에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 도전성 탄소 물질과 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 층상 구조로서 교호적으로 배열되어 상기 도전성 복합재를 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 상기 비탄소 무기 물질이 전자를 끄는 기에 의해 변형된 표면을 갖는 실리콘, 주석, 티타늄, 아연, 알루미늄, 지르코늄, 인듐, 안티몬, 텅스텐, 이트륨, 마그네슘, 또는 세륨의 산화물, 실리케이트, 하이드로옥사이드, 카보네이트, 설페이트, 포스페이트, 설파이드 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 전자를 끄는 기를 갖는 상기 실란은 하기 식을 가지며,
    X-Si(R1)(R2)(R3)
    상기 식 중에서, X는 전자를 끄는 기 또는 전자를 끄는 기를 갖는 분자 사슬이고,
    R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 할로겐 또는 알콕시기(-OR, R은 C1-C4 알킬기)이며,
    상기 전자를 끄는 기는 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아세틸기(-COCH3), 술폰산(-SO3H), 술포닐기(-SO2CH3), 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전자를 끄는 기를 갖는 상기 실란은 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로메틸트리메톡시실란 또는 3-(2,4-디니트로페닐아미노)프로필트리에톡시실란인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 기재 상에 상기 도전성 복합재를 형성하는 단계는 코팅, 전사 인쇄 또는 기상 증착을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 형성 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI537984B (zh) * 2013-10-24 2016-06-11 國立清華大學 可撓式透明電熱膜
TWI500048B (zh) 2013-12-30 2015-09-11 Ind Tech Res Inst 透明導電膜組合物及透明導電膜
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
TWI642621B (zh) 2015-05-29 2018-12-01 National Taiwan University Of Science And Technology 複合碳材及其製備方法
TWI625738B (zh) * 2016-10-14 2018-06-01 國立中山大學 石墨烯導電膜的製作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040030553A (ko) * 2001-03-26 2004-04-09 에이코스 인코포레이티드 탄소 나노튜브를 함유하는 코팅막
KR20100020416A (ko) * 2008-08-12 2010-02-22 인더스트리얼 테크놀로지 리써치 인스티튜트 투과성 도전 필름 및 이의 형성 방법
KR101048878B1 (ko) 2009-12-07 2011-07-13 한국전기연구원 유무기 나노하이브리드 투명박막트랜지스터용 재료 및 이를 이용한 유무기 나노하이브리드 투명박막트랜지스터
KR20110122213A (ko) * 2009-03-30 2011-11-09 린텍 가부시키가이샤 투명 도전 필름

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7250188B2 (en) * 2004-03-31 2007-07-31 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defense Of Her Majesty's Canadian Government Depositing metal particles on carbon nanotubes
US7652119B2 (en) * 2004-11-11 2010-01-26 Kaneka Corporation Curable composition
JP2007212978A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Fuji Xerox Co Ltd エレクトロクロミック表示素子
CN101311109B (zh) * 2007-05-25 2011-06-29 财团法人工业技术研究院 碳纳米管的表面改性方法
CN101728007B (zh) * 2008-10-21 2013-02-27 财团法人工业技术研究院 透明导电膜与其制造方法
WO2010061901A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 横浜ゴム株式会社 光電変換素子用電解質ならびにその電解質を用いた光電変換素子および色素増感太陽電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040030553A (ko) * 2001-03-26 2004-04-09 에이코스 인코포레이티드 탄소 나노튜브를 함유하는 코팅막
KR20100020416A (ko) * 2008-08-12 2010-02-22 인더스트리얼 테크놀로지 리써치 인스티튜트 투과성 도전 필름 및 이의 형성 방법
KR20110122213A (ko) * 2009-03-30 2011-11-09 린텍 가부시키가이샤 투명 도전 필름
KR101048878B1 (ko) 2009-12-07 2011-07-13 한국전기연구원 유무기 나노하이브리드 투명박막트랜지스터용 재료 및 이를 이용한 유무기 나노하이브리드 투명박막트랜지스터

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