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KR101976760B1 - 나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101976760B1
KR101976760B1 KR1020130034388A KR20130034388A KR101976760B1 KR 101976760 B1 KR101976760 B1 KR 101976760B1 KR 1020130034388 A KR1020130034388 A KR 1020130034388A KR 20130034388 A KR20130034388 A KR 20130034388A KR 101976760 B1 KR101976760 B1 KR 101976760B1
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inorganic hybrid
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silicon
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코오롱인더스트리 주식회사
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Abstract

본 발명은 나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기재 상에 금속 나노와이어를 포함하는 전기 전도성 막을 형성하여 균일한 전기 전도성을 구현하고, 전기 전도성 막 상부에 형성된 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막에 의해 환경 안정성을 확보한 투명 전도성 필름 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법{Transparent Conducting Film based on Nanowire and a Method for Preparing Thereof)}
본 발명은 나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막; 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는 구조를 갖는 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
투명 전도막(transparent conductive thin film)은 터치스크린패널(TSP), 이미지센서, 태양전지, 각종 디스플레이(PDP, LCD, flexible) 등 빛의 투과와 전도성의 두 가지 목적을 동시에 필요로 하는 소자에 폭 넓게 사용되고 있는 재료이다.
통상 디스플레이용 투명전극으로 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)이 많이 연구되어져 왔으나, ITO의 박막제조를 위해서는 기본적으로 진공상태의 공정이 필요하여 고가의 공정비가 소요될 뿐만 아니라, ITO에 사용되는 인듐은 희귀금속으로 고갈이 예상되고 있고 원료 자체의 가격이 고가이다. 또한 유연한 디스플레이 소자를 구부리거나 접을 경우 박막의 부서짐에 의해 수명이 짧아지는 단점이 있다.
ITO를 대체하기 위해 투명 전도성 필름의 전도성 소재로 탄소나노튜브, 그래핀, 금속 나노와이어, 금속 메쉬 그리드 등을 응용한 기술이 개발되고 있다. ITO 대체를 위한 투명 전도성 필름은 ITO필름에 상응하는 전기 전도성, 광학 물성 및 환경 안정성을 확보하여야 한다. 상기 ITO를 대체하기 위한 전도성 소재 중 금속 나노와이어는 저저항, 고투명, 가요성을 구현할 수 있는 소재로 각광받고 있다.
전기 전도성이 우수한 금속이 1차원 구조의 나노와이어 형태를 가질 때 이들의 전기적 네트워크를 형성하며 필름을 구성하면 전기 전도성 필름이 제조될 수 있다. 은, 구리와 같이 전기 전도성이 우수한 금속을 이용한 나노와이어에 대한 적용이 전기적으로 유리한 결과를 가져올 수 있다. 또한 직경이 수십 nm이기 때문에 나노와이어의 분산성이 우수한 필름으로 제조되었을 때 가시광선 영역에서 85% 이상의 투과도를 획득할 수 있다. 따라서 금속 나노와이어, 특히 은 또는 구리를 이용한 나노와이어를 전도성 물질로 이용한 투명 전도성 필름은 저저항과 고투명을 구현할 수 있는 나노 소재이다.
예를 들어, 대한민국 공개특허 제2011-0128584호는 기판, 및 상기 기판의 어느 한 면에 구비되고, 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하는 투명전도성 코팅막을 포함하는 투명 도전체를 제안하고 있다.
그러나, 이러한 금속 나노와이어를 필름화하였을 때 나노와이어가 존재하는 부분과 존재하지 않고 비어있는 부분이 발생하는 문제점이 있다.
KR 2011-0128584 A
본 발명은 나노와이어 기반 투명 전도성 필름을 제조하는데 있어, 전도성 고분자가 나노와이어와 함께 전기 전도성 막을 형성하여 균일한 표면 저항을 구현하고, 전기 전도성 막 상부에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성함으로써 환경 안정성을 보유하는 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기재; 상기 기재 일면에 형성되는 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막; 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는 투명 전도성 필름을 제공한다.
또한 본 발명은, 기재 일면에 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막을 형성하는 단계; 및 상기 전기 전도성 막 상에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액을 도포하여 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성하는 단계를 포함하는, 투명 전도성 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 나노와이어 기반 투명 전도성 필름을 제조하는데 있어, 전도성 고분자가 나노와이어와 함께 전기 전도성 막을 형성하여 균일한 표면 저항을 구현하고, 전기 전도성 막 상부에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성함으로써 환경 안정성을 보유하는 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 나노와이어 기반 투명 전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 기재; 상기 기재 일면에 형성되는 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막; 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는 투명 전도성 필름에 관한 것이다.
상기 기재는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자 기재를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노와이어는 실버 나노와이어, 구리 나노와이어 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 금속 나노와이어는 평균 직경 범위가 10~40 nm, 평균 길이 범위가 10~50 μm 인 것이 바람직하다.
금속 나노와이어가 상기 범위일 때 투명 전도성 필름은 적절한 광학특성, 표면저항 등의 물성을 얻을 수 있다.
금속 나노와이어를 필름화하였을 때 나노와이어가 존재하는 부분과 존재하지 않고 비어있는 부분이 발생하게 된다. 이러한 비어있는 부분은 나노와이어 필름이 전면에 걸쳐 균일한 면저항을 갖는 것을 방해하는 요소가 되는 문제점이 있다. 특히 필름화된 나노와이어의 불균일한 분산은 그 면저항을 더욱 불균일하게 할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 전도성 고분자 물질의 코팅을 도입하여 2차원 면상의 막을 형성하고 이로써 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막을 형성하였다.
본 발명에서 사용하는 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리티오펜계 전도성 고분자이다.
상기 폴리티오펜계 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS)인 것이 바람직하다. PSS는 PEDOT의 도펀트로서, PEDOT의 용해성 증가를 위해 사용하며, PEDOT 대비 PSS 비율이 1~2배인 것이 바람직하다.
상기 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막의 환경 안정성, 특히 내후성 향상을 위해 본 발명자들은 전기 전도성 막 상부에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자를 도입하여, 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는, 나노와이어 기반 투명 전도성 필름을 완성하였다.
즉, 본 발명의 투명 전도성 필름은 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막을 포함함으로써, 표면경도를 향상시키고, 우수한 내후성, 내용제성 및 내약품성을 부여할 수 있는 동시에, 내오염특성, 내화학성을 갖게 할 수 있는 기능성을 부여할 수 있다.
일반적으로 실리콘계 고분자는 낮은 표면장력을 갖는 특성을 갖는다. 물을 비롯한 극성용매들의 표면장력은 비교적 커서 실리콘계 고분자와 표면장력면에서 큰 차이를 나타내며 이러한 차이 때문에 실리콘계 고분자는 주로 강한 소수성을 나타내며 이러한 성질로 인하여 외부 환경 중 내후성에 강한 성질을 나타낼 수 있다.
상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자는 폴리카보실란, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리실라잔 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 폴리카보실란, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리실라잔 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자는 치환기의 선택에 따라 상기 기술된 기능을 특화시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.
상기 투명 전도성 필름은, 표면저항이 500Ω/□ 이하이고, 투명도가 85% 이상이며, 헤이즈가 5% 이하이다.
또한 본 발명은, 기재 일면에 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막을 형성하는 단계; 및 상기 전기 전도성 막 상에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액을 도포하여 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성하는 단계를 포함하는, 투명 전도성 필름의 제조 방법을 제공한다.
상기 기재 일면에 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막을 형성하는 단계는, 기재에 상기 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 도포한 후, 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하는 단계로 진행하여 기재 상에 전기 전도성 막을 형성하는 단계이다.
상기 기재는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자 기재를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노와이어는 실버 나노와이어, 구리 나노와이어 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 금속 나노와이어는 평균 직경 범위가 10~40 nm , 평균 길이 범위가 10~50 μm인 것이 바람직하다. 금속 나노와이어가 상기 범위일 때 투명 전도성 필름은 적절한 광학특성, 표면저항, 내후성 등의 물성을 얻을 수 있다.
상기 금속 나노와이어를 포함하는 용액은 물, 알코올 등의 용매에 금속 나노와이어가 고형분으로 0.1~1.5중량% 분산되어 있는 금속 나노와이어 용액이다. 0.1중량% 미만의 용액은 코팅 후에 충분한 네트워크 형성이 되지 않아 면저항이 나오지 않을 수 있으며, 1.5중량% 초과의 용액은 용액 내 금속 나노와이어의 뭉침 현상이 다량 발생하여 코팅 후에도 여전히 뭉침(Aggregation)이 남아 광학 물성에 영향을 줄 수 있다.
금속 나노와이어 용액을 기재에 코팅하는 공정은 스프레이코팅, 바코팅, 딥코팅, 스핀코팅, 슬릿다이 코팅, 커튼 코팅, 그라비아코팅, 리버스 그라비아코팅, 롤코팅 및 함침법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다. 금속 나노와이어 코팅에 의해 기재 상에 금속 나노와이어가 코팅된 막을 얻을 수 있다.
본 발명의 투명 전도성 필름 제조방법은 기재 일면에 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 도포한 후, 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하는 단계를 진행하여 전기 전도성 막을 형성하는 단계이다.
상기 전도성 고분자를 포함하는 용액에서 용매는 알콜류이고, 전도성 고분자의 함량은 0.5 내지 5중량% 정도인 것이 코팅액의 안정성 및 코팅성과 전도성 고분자 막을 형성한 후 물성 측면에서 바람직하다.
전도성 고분자 용액 중 전도성 고분자의 함량이 0.5중량% 미만인 경우 막을 형성한 후에 금속 나노와이어 상에 균일한 막을 형성하지 못해 균일한 물성과 신뢰성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한 그 함량이 5중량% 초과인 경우 용액 내에 뭉침 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 뭉침으로 인해 코팅 시에 균일한 코팅막을 얻을 수 없는 문제가 있을 수 있다.
전도성 고분자 용액을 금속 나노와이어 막 상부에 코팅하는 공정은 스프레이코팅, 바코팅, 딥코팅, 스핀코팅, 슬릿다이 코팅, 커튼 코팅, 그라비아코팅, 리버스 그라비아코팅, 롤코팅 및 함침법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다.
상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리티오펜계 전도성 고분자이다. 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS)인 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 전도성 필름 제조방법은 상기 전기 전도성 막 상에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액을 도포하여 고분자 바인더 막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자는 폴리카보실란, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리실라잔 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하다.
상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액은 용매가 유기용매이고, 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자가 0.01~10중량%로 용해된 용액일 수 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로퓨란, 헥산, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산, 프로필렌 글리콜 모노모텔 에테르 등에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 상기 농도 범위 내의 고분자 용액을 코팅하였을 때 막의 형성이 용이하다. 상기 농도 범위를 벗어난 경우, 형성된 막은 표면저항 특성, 접착성 등 특성에 한계가 나타날 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구체예는, 전기 전도성 막이 형성된 필름을 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액에 함침시키거나, 상기 기판을 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액으로 코팅한 다음, 건조 단계와 경화 단계를 거쳐 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막을 형성할 수 있다.
상기 건조 단계는 기재 상에 형성된 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막을 80℃~400℃에서 2분 이상 건조하여 수행할 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위를 벗어날 경우, 건조되지 못한 막 내부의 잔류 용매가 다음 공정인 경화 단계에서 방해 요인으로 작용하여 균일한 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막의 형성을 저해하여 최종 막의 특성에 문제를 야기할 수 있다.
상기 경화 단계는 80℃~150℃의 온도 및 80RH%~95RH%의 습도 조건에서, 또는 100mJ~1000mJ의 자외선에 노출시켜 수행할 수 있다. 상기 온도 및 습도 범위 외에서도 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자가 경화되어 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막이 형성될 수는 있지만, 경화 속도 및 특히 형성된 막의 밀도를 고려하였을 때 상기 범위 내에서 경화하는 것이 현재까지 최적의 조건으로 판단된다. 자외선을 이용한 경화는 노출 시간 조절을 통해 노출 세기를 조정할 수 있으며, 상기 조건에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 투명 전도성 필름 제조방법에 따르면 표면저항이 500Ω/□ 이하이고, 투명도가 85% 이상이며, 헤이즈가 5% 이하인 투명 전도성 필름을 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
은 나노와이어가 0.1중량%로 물에 분산된 용액을 30분 간 스터링하였다. PET 기재를 준비한 후 분산된 은 나노와이어 용액을 도포한 뒤 바코팅(bar coating)하였다. 은 나노와이어가 Wet 코팅된 기재를 80℃ 오븐에 2분간 건조하여 은 나노와이어 막을 획득하였다.
메탄올 용매 기반의 전도성 고분자 용액 즉, PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 0.3 중량% 용액을 준비한 뒤, 상기 제조한 은 나노와이어 막 상부에 도포한 뒤 바코팅하였다. 전도성 고분자가 Wet 코팅된 기재를 80℃에서 2분 동안 건조 후 120℃에서 10분 동안 경화하여 은 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막이 코팅된 필름을 제조하였다.
그 다음 상기 전도성 물질막 상에, 1.0 중량%인 폴리실라잔(고분자 바인더) 메틸에틸케톤 용액을 바코팅하였다. 그 후, 120℃에서 건조 후 80℃, 95RH%에서 3시간 처리하여 고분자 막을 형성하여, 기재에 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는 투명 전도성 필름을 얻었다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하되, 다만 은 나노와이어가 0.3 중량%로 물에 분산된 용액을 사용하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하되, 다만 은 나노와이어가 0.5 중량%로 물에 분산된 용액을 사용하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하되, 다만 은 나노와이어가 1.0 중량%로 물에 분산된 용액을 사용하였다.
비교예 1
은 나노와이어가 0.3 중량%로 물에 분산된 용액을 30분 간 스터링하였다. PET 기재를 준비한 후 분산된 은 나노와이어 용액을 도포한 뒤 바코팅하였다. 은 나노와이어가 Wet 코팅된 기재를 80℃ 오븐에 2분간 건조하여 은 나노와이어 막을 획득하였다.
메탄올 용매 기반의 전도성 고분자 용액 즉, PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 0.3 중량% 용액을 준비한 뒤, 상기 제조한 나노와이어 막 상부에 도포한 뒤 바코팅하였다. 전도성 고분자가 Wet 코팅된 기재를 80℃에서 2분 동안 건조 후 120℃에서 10분 동안 경화하여 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막이 코팅된 필름을 제조하였다.
비교예 2
은 나노와이어가 0.3 중량%로 물에 분산된 용액을 30분 간 스터링하였다. PET 기재를 준비한 후 분산된 은 나노와이어 용액을 도포한 뒤 바코팅하였다. 은 나노와이어가 Wet 코팅된 기재를 80℃ 오븐에 2분간 건조하여 은 나노와이어 막을 획득하였다.
그 다음 상기 은 나노와이어 막 상에, 1.0 중량%인 폴리실라잔(고분자 바인더) 메틸에틸케톤 용액을 바코팅하였다. 그 후, 120℃에서 건조 후 80℃, 95RH%에서 3시간 처리하여 고분자 막을 형성하여, 기재에 금속 나노와이어가 단독으로 존재하는 전기 전도성 막 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하는 투명 전도성 필름을 얻었다.
<물성평가>
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 2로부터 얻어지는 투명 전도성 필름에 대하여 다음과 같은 물성평가를 수행하였다. 그 결과는 다음 표 1과 같다.
(1) 광학특성 평가
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 2로부터 얻어지는 투명 전도성 필름에 대하여 UV분광계(Nippon Denshoko사, NDH2000)를 이용하여 가시광선 투과도 및 헤이즈를 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.
(2) 표면저항 평가
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 2로부터 얻어지는 투명 전도성 필름에 대하여 고 저항계(Hiresta-UP MCT-HT450 (Mitsuibishi Chemical Corporation)(측정 범위 : 10× 105 ~ 10× 1015) 및 저 저항계 (Loresta-GP MCP-T610 (Mitsuibishi Chemical Corporation)(측정 범위 : 10× 10-2 ~ 10× 108)를 이용하여, 표면저항을 10회 측정하여 표면저항 평균값을 구하였다. 10회 측정값의 표준편차를 이용해 면저항 균일도를 계산하여 하기 표 1에 나타냈다.
투명전도성 필름 코팅용액농도(%) 투과도
(550nm,%)		 헤이즈
(%)		 표면저항
(Ω/sq.)		 면저항균일도
(%)
은나노
와이어		 전도성고분자 실리콘고분자
실시예 1 0.1 0.3 1.0 91.2 1.0 222 10
실시예 2 0.3 0.3 1.0 91.0 1.2 150 7
실시예 3 0.5 0.3 1.0 90.8 1.3 78 7
실시예 4 1.0 0.3 1.0 90.0 1.8 52 6
비교예 1 0.3 0.3 미실시 90.8 1.4 133 8
비교예 2 0.3 미실시 1.0 91.2 1.2 157 21
(3) 내후성 평가
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 2로부터 얻어지는 투명 전도성 필름에 대해 하기 표 2의 2개 조건으로 내후성 평가를 진행하여 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타냈다.
온도() 습도(%) 시간
내후성평가1 60 95 500h
내후성평가2 85 85 500h
투명전도성 필름 코팅용액농도(%) 투과도
(550nm,%)		 헤이즈
(%)		 표면저항
(Ω/sq.)		 면저항
균일도
(%)		 내후성 평가 후 면저항변화율(%)
은나노
와이어		 전도성고분자 실리콘고분자
실시예 1 0.1 0.3 1.0 91.3 1.1 230 9 3.6
실시예 2 0.3 0.3 1.0 91.0 1.3 161 7 7.3
실시예 3 0.5 0.3 1.0 90.9 1.3 80 6 2.5
실시예 4 1.0 0.3 1.0 90.0 1.9 55 7 5.8
비교예 1 0.3 0.3 미실시 89.8 2.1 1210 15 810
비교예 2 0.3 미실시 1.0 90.4 1.8 166 26 5.7
*내후성평가1
투명전도성 필름 코팅용액농도(%) 투과도
(550nm,%)		 헤이즈
(%)		 표면저항
(Ω/sq.)		 면저항
균일도
(%)		 내후성 평가 후 면저항변화율(%)
은나노
와이어		 전도성고분자 실리콘고분자
실시예 1 0.1 0.3 1.0 91.1 1.2 219 7 1.4
실시예 2 0.3 0.3 1.0 91.3 1.3 158 8 5.3
실시예 3 0.5 0.3 1.0 90.8 1.4 81 8 3.8
실시예 4 1.0 0.3 1.0 89.9 1.8 56 9 7.7
비교예 1 0.3 0.3 미실시 89.5 2.0 987 22 642
비교예 2 0.3 미실시 1.0 90.7 1.7 170 31 8.3
*내후성평가2
상기 표 3 및 표 4에 나타난 실시예 1 내지 4의 투명 전도성 필름의 표면저항 평가 결과로부터, 은 나노와이어의 함량이 늘어날수록 표면저항이 낮아짐을 확인할 수 있다. 또한 비교예 2와 대비하여 실시예 2의 투명 전도성 필름은 전도성 고분자에 의해 면저항 균일도가 향상되었음을 알 수 있다.
한편, 상기 표 3 내지 표 4의 내후성평가 1, 2의 결과로부터 실시예 1 내지 4의 투명 전도성 필름은 면저항 변화율이 10% 이내임을 확인할 수 있다. 또한 비교예 1과 대비하여 실시예 2의 투명 전도성 필름은 실리콘계 고분자 막에 의해 전기 전도성막이 보호되고, 환경 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (23)

  1. 기재 일면에 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 도포한 후, 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하여 전기 전도성 막을 형성하는 단계; 및
    상기 전기 전도성 막 상에 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액을 도포하여 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리티오펜계 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로, 용액 내 0.5 내지 5중량% 포함되고,
    상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자는 폴리카보실란, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리실라잔 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것으로, 용액 내 0.01~10중량% 포함되는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노와이어는 실버 나노와이어, 구리 나노와이어 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노와이어는 평균 직경 범위가 10~40 nm , 평균 길이 범위가 10~50 μm인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS)인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노와이어를 포함하는 용액은 물 또는 알코올에 금속 나노와이어가 고형분으로 0.1~1.5중량% 분산되어 있는 용액인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 형성하는 단계는, 전기 전도성 막이 형성된 필름을 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액에 함침시키거나, 상기 기판을 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 용액으로 코팅한 다음, 건조 단계와 경화 단계를 거쳐 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 건조 단계는 기재 상에 형성된 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 막을 80℃~400℃에서 2분 이상 건조하여 수행하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 경화 단계는 80℃~150℃의 온도 및 80RH%~95RH%의 습도 조건, 또는 100mJ~1000mJ의 자외선에 노출시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 기재; 상기 기재 일면에 형성되는 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 포함하는 전기 전도성 막; 및 상기 전기 전도성 막 상에 형성되는 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자 바인더 막을 포함하며,
    상기 기재는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로 선택되는 1종 이상의 고분자 기재를 포함하며,
    상기 금속 나노와이어는 실버 나노와이어, 구리 나노와이어 또는 이들의 혼합물이며,
    상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며,
    상기 실리콘계 유기무기 하이브리드 고분자는 폴리카보실란, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리실라잔 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 투명 전도성 필름으로,
    상기 투명 전도성 필름은 청구항 1 내지 9항 중 어느 한 항의 투명 전도성 필름 제조 방법에 의해 제조된 것인　투명 전도성 필름.
  13. 삭제
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