KR20140058892A - Transparent composite electrode using nanowire having core-shell structure and method for preparing the same - Google Patents

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KR20140058892A
KR20140058892A KR1020120125315A KR20120125315A KR20140058892A KR 20140058892 A KR20140058892 A KR 20140058892A KR 1020120125315 A KR1020120125315 A KR 1020120125315A KR 20120125315 A KR20120125315 A KR 20120125315A KR 20140058892 A KR20140058892 A KR 20140058892A
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Abstract

The present invention relates to a transparent composite electrode using a nanowire having a core-shell structure and a manufacturing method thereof. The transparent composite electrode according to the present invention has a multilayer structure in which a transparent conductive oxide layer and a metal layer formed on a substrate are alternately stacked. The metal layer is made of the nanowire having the core-shell structure in which a metal shell is formed on a metal nanowire core and the surface of the metal nanowire core. The transparent composite electrode forming the metal layer using the nanowire having the core-shell structure and the transparent conductive oxide layer together according to the present invention have high permeability and excellent adhesion and surface properties by reducing the roughness and haze of the surface of the electrode.

Description

코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극 및 그의 제조방법{Transparent Composite Electrode Using Nanowire having Core-Shell Structure And Method for Preparing the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure is applied, and a method of manufacturing the transparent composite electrode.

본 발명은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 투명 전도성 산화물(TCO) 복합전극에 적용시켜 전극 표면의 거침 및 헤이즈를 감소시켜 높은 투과도와 접착력 및 표면성을 갖도록 한 투명 복합전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure is applied, and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a transparent composite electrode having nanowires having a core-shell structure applied to a transparent conductive oxide (TCO) composite electrode to reduce roughness and haze of the electrode surface, thereby achieving high transmittance, .

최근 투명한 전자 소자에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 투명한 디스플레이 및 투명디스플레이를 포함하는 투명 터치패널 등이 새로운 응용분야를 개척하면서 투명하면서도 정보의 입출력이 가능한 전자 정보 장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. Recently, there is an increasing demand for transparent electronic devices. Especially, a transparent touch panel including a transparent display and a transparent display pioneer new application fields, and electronic information devices which are transparent and capable of inputting and outputting information are being actively developed.

그러나 현재 개발되어 있는 대표적 투명 도전막으로는 투명 전도성 산화물(TCO), 예를 들면 ITO(산화 인듐 주석) 박막이다. 그러나, ITO 박막은 일반적으로 저항이 10Ω/□ 이상으로 ITO 박막만을 이용하여 디스플레이 픽셀이나 박막형 전자 소자에 충분한 전압으로 전원을 공급하기에는 문제가 많다. 이에 대한 대안으로 투명전도성산화물층/금속층/투명전도성산화물층으로 이루어진 투명 복합전극이 제시되고 있지만, 여전히 공정상 제약이 있으며, 전도성과 투과성을 동시에 만족시키기가 어렵다는 문제를 갖는다. However, transparent conductive oxide (TCO), for example, ITO (indium tin oxide) thin film is a typical transparent conductive film that is currently being developed. However, the ITO thin film generally has a resistance of 10 Ω / □ or more, which is problematic in that the ITO thin film is used to supply power to the display pixel or the thin-film electronic device with sufficient voltage. As an alternative to this, a transparent composite electrode composed of a transparent conductive oxide layer / a metal layer / a transparent conductive oxide layer has been proposed. However, there are still process limitations and it is difficult to satisfy conductivity and transparency at the same time.

한편, 투명 도전막 소재에 요구되는 도전성과 투과성을 동시적으로 개선시키고자 도전성 금속을 나노 단위로 크기를 작게 하여, 예를 들면 나노와이어의 형태로 제작하여 우수한 도전성과 전극 구현시 높은 투과도를 갖게 하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법도 여전히 공정상 제약이 있다.On the other hand, in order to simultaneously improve the conductivity and transmittance required for the transparent conductive film material, the conductive metal is reduced in size in the form of nanowires, for example, in the form of nanowires, and has excellent conductivity and high transmittance . However, such a method is still limited by the process.

예를 들면 은(Ag) 나노와이어로 투명 도전막 제조시 높은 온도의 공정조건에서 은 나노와이어가 끊어지면 전도도가 급격히 낮아지는 현상이 발생하고 있어 공정조건에서 제약이 있으며, 또한, 은 나노와이어만으로 투명전극 제조시 표면이 거칠어 TFT 등의 소자 구현을 위한 다음 소재의 적층 인쇄가 매우 어렵다는 문제점이 있다. For example, when silver nanowires are cut at a high temperature under the processing conditions of a transparent conductive film with a silver (Ag) nanowire, the conductivity is rapidly lowered, and there are restrictions in process conditions. In addition, There is a problem that it is very difficult to perform lamination printing of the next material for realizing devices such as TFTs because the surface is rough during the production of transparent electrodes.

또한, 구리(Cu) 나노와이어를 적용하여 투명전극소재를 구현하는 경우, 구리는 산소와 접촉시 쉽게 산화되어 산화구리를 형성하게 되어, 산소와의 접촉을 물리적/화학적으로 완전히 차단하지 못하면 전도도 확보가 불가능하여 투명전극의 전도도 확보에 어려움을 갖는다.When copper (Cu) nanowire is applied to realize a transparent electrode material, copper easily oxidizes upon contact with oxygen to form copper oxide. If the contact with oxygen is not completely physically / chemically blocked, the conductivity It is difficult to secure the conductivity of the transparent electrode.

물론 구리의 산화 방지 방법에 있어 일반적으로 알려진 유기물 쉘을 입혀 산소를 차단시키는 방법이 있으나 이 유기물은 저항으로 작용하기 때문에 전극으로서 적용이 불가능하다.Of course, there is a way to block the oxygen by clotting a generally known organic shell in the method of preventing oxidation of copper. However, since this organic material acts as a resistor, it can not be applied as an electrode.

따라서, 여전히 가격적으로 저렴하면서 우수한 도전성과 높은 투과도를 갖는 전극소재의 개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, development of an electrode material having an excellent conductivity and a high transmittance, which is still inexpensive in price, is desperately required.

이에 본 발명자들은 유기상과 수상에 반응물질이 분배되는 상전이 현상을 이용하여 상대적으로 저렴하면서 산화에 취약한 금속 나노와이어, 예를 들면 구리 나노와이어를 코어로 하고, 코어 금속의 산화를 방지할 수 있으면서 높은 전도도를 갖는 금속, 예를 들면 은을 쉘로 구성시킨 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 제조하여, 이를 금속층/투명전도성산화물층 또는 투명전도성산화물층/금속층/투명전도성산화물층으로 이루어진 다층 구조의 투명 복합 전극의 금속층으로 사용하는 경우, 표면의 거침 및 탁도를 감소시켜 높은 투과도와 우수한 접착력 및 표면성을 갖는 투명 복합전극을 제조할 수 있음을 밝히고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have found that by using a phase transition phenomenon in which a reactant is distributed to an organic phase and a water phase, a metal nano wire, which is relatively inexpensive and susceptible to oxidation, for example, copper nano wire is used as a core, A nanowire having a core-shell structure in which a metal having conductivity is made of silver, for example, a shell is manufactured, and then a nanowire having a multilayer structure made of a metal layer / transparent conductive oxide layer or transparent conductive oxide layer / metal layer / transparent conductive oxide layer It is possible to produce a transparent composite electrode having high transparency, excellent adhesive force and surface property by reducing surface roughness and turbidity when used as a metal layer of a composite electrode, and completed the present invention.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산화에 취약한 금속 나노와이어를 코어로 하고, 코어 금속의 산화를 방지할 수 있으면서 높은 전도도를 갖는 금속을 쉘로 구성시킨 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용하여 표면의 거침과 헤이즈(haze)를 감소시킨 투명 복합전극을 제공한다.A problem to be solved by the present invention is to apply a nanowire having a core-shell structure in which metal nanowires vulnerable to oxidation are used as a core and a metal having a high conductivity is used as a core while preventing oxidation of the core metal, Thereby providing a transparent composite electrode with reduced roughness and haze.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 산화에 취약한 금속 나노와이어를 코어로 하고, 코어 금속의 산화를 방지할 수 있으면서 높은 전도도를 갖는 금속을 쉘로 구성시킨 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용하여 표면의 거침과 헤이즈를 감소시킨 투명 복합전극의 제조방법을 제공한다.
Another problem to be solved by the present invention is to apply a nanowire having a core-shell structure in which metal nanowires vulnerable to oxidation are used as a core and a metal having a high conductivity is used as a shell while preventing oxidation of the core metal Provided is a method for producing a transparent composite electrode having surface roughness and reduced haze.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 In order to solve the above problems,

기판상에 형성된 투명 전도성 산화물층과 금속층이 교대로 적층되어 있는 다층 구조의 투명 복합전극에 있어서,A transparent composite electrode having a multilayer structure in which a transparent conductive oxide layer and a metal layer are alternately stacked on a substrate,

상기 금속층은 금속 나노와이어 코어 및 상기 코어의 표면에 금속 쉘을 형성한 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어로 형성된 것인 투명 복합 전극을 제공한다.Wherein the metal layer is formed of a nanowire having a metal-nanowire core and a core-shell structure in which a metal shell is formed on a surface of the core.

본 발명에 따른 투명 복합 전극은 n개의 산화물층과 n개 또는 n-1개의 금속층이 교대로 적층된 구조를 가지며, 여기서 n은 1 내지 4인 것이 바람직하다.The transparent composite electrode according to the present invention has a structure in which n oxide layers and n or n-1 metal layers are alternately laminated, wherein n is preferably 1 to 4.

본 발명에 따른 투명 복합 전극에 있어서, 상기 투명 전도성 산화물층으로는 ITO, IZO, ZTO, AZO 및 GIO로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.In the transparent composite electrode according to the present invention, the transparent conductive oxide layer is preferably selected from the group consisting of ITO, IZO, ZTO, AZO, and GIOO.

또한, 상기 금속층을 구성하는 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어에서 상기 코어의 금속 나노와이어로는 구리, Al, Zn 및 Ni로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하고, 상기 쉘의 금속으로는 Ag, Au, Ag-Au 합금, Ni, Zn, In 및 Pt로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.In the metal nanowire having the core-shell structure constituting the metal layer, at least one metal nano wire selected from the group consisting of copper, Al, Zn and Ni is preferably used as the metal nanowire of the core. Is preferably at least one selected from the group consisting of Ag, Au, Ag-Au alloy, Ni, Zn, In, and Pt.

또한, 본 발명에 따른 투명 복합 전극에 있어서, 상기 투명 전도성 산화물층의 두께는 50 내지 200nm이고, 상기 금속층의 두께는 100 내지 300nm인 것이 바람직하다.In the transparent composite electrode according to the present invention, it is preferable that the transparent conductive oxide layer has a thickness of 50 to 200 nm and the metal layer has a thickness of 100 to 300 nm.

또 다른 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 In order to solve the other problems,

기판 상에 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계; 및Forming a transparent conductive oxide layer on the substrate; And

상기 투명 전도성 산화물층 상에 금속 나노와이어 코어 및 상기 금속 나노와이어 코어의 표면에 금속 쉘을 형성한 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어로 금속층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 복합 전극의 제조방법을 제공한다.And forming a metal layer from the metal nanowire having a core-shell structure in which a metal nanowire core is formed on the transparent conductive oxide layer and a metal shell is formed on the surface of the metal nanowire core. .

본 발명에 따른 투명 복합 전극의 제조방법에서, 상기 금속층 상에 투명 전도성 산화물층을 추가로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 또한, 상기 전도성 산화물층 상에 순차적으로 금속층과 투명 전도성 산화물층을 반복하여 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The transparent composite electrode may further include a transparent conductive oxide layer formed on the metal layer. The method may further include forming a metal layer and a transparent conductive oxide layer on the conductive oxide layer, And repeating the step of forming the first insulating film.

또한, 상기 투명 전도성 산화물층 및 상기 금속층 모두 습식 공정으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that both the transparent conductive oxide layer and the metal layer are formed by a wet process.

또한, 상기 금속층을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어는 극성 용매 중에 분산된 금속 나노와이어 분산액과 비극성 용매 중에 용해된 금속 전구체 용액을 혼합하는 것으로 제조되는 것이 바람직하다.In addition, the nanowire having the core-shell structure for forming the metal layer is preferably prepared by mixing the metal nanowire dispersion liquid dispersed in the polar solvent and the metal precursor solution dissolved in the non-polar solvent.

여기서, 상기 극성 용매 중에 분산되는 금속 나노와이어로는 구리, Al, Zn, 및 Ni로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.Here, the metal nanowire dispersed in the polar solvent is preferably one or more selected from the group consisting of copper, Al, Zn, and Ni.

또한, 상기 비극성 용매 중에 용해되는 금속 전구체로는 하기 식 1의 구조를 갖는 것이 바람직하다:The metal precursor dissolved in the non-polar solvent preferably has a structure represented by the following formula 1:

화학식 1Formula 1

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 할로겐이며, M은 Ag, Au, Ag-Au 합금 Ni, Zn, In 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되고, n은 0 내지 23의 정수이다. Wherein M is selected from the group consisting of Ag, Au, Ag-Au alloys Ni, Zn, In, and Pt, and n is an integer of 0 to 23, wherein X is hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen.

또한, 상기 금속 전구체 용액 중에는 아민이 더 포함되는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the metal precursor solution further contains an amine.

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 금속층을 투명 전도성 산화물층과 함께 구성시킨 투명 복합 전극은 전극 표면의 거침 및 헤이즈를 감소시켜 높은 투과도와 우수한 접착력 및 표면성을 갖게 한다.The transparent composite electrode in which the metal layer using the nanowire having the core-shell structure according to the present invention is combined with the transparent conductive oxide layer reduces the roughness and haze of the electrode surface, thereby achieving high transmittance, excellent adhesion and surface property.

또한, 본 발명에 따른 층상 구조를 갖는 투명 복합 전극은 우수한 열적 안정성을 갖게 한다.
In addition, the transparent composite electrode having a layered structure according to the present invention has excellent thermal stability.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합 전극의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합 전극의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합 전극의 표면을 공초첨 현미경으로 촬영한 이미지이다.
1 is a schematic view of a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a schematic view of a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure according to another embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is an image of a surface of a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure according to an embodiment of the present invention is applied, using a ball microscope.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 적용한 투명 복합전극의 모식도이다.FIG. 1 is a schematic view of a transparent composite electrode to which a nanowire having a core-shell structure according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a nanowire having a core-shell structure according to another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a transparent composite electrode applied.

도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명에 따른 투명 복합 전극은 도 1에 나타난 바와 같이 투명 전도성 산화물층(110)/코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어의 금속층(120)/투명 전도성 산화물층(130)의 구조를 갖거나, 또는 도 2에 나타난 바와 같이 투명 전도성 산화물층(110)/코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어의 금속층(120)의 구조를 가질 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 n개의 산화물층과 n또는 n-1개의 금속층이 교대로 적층된 구조를 가지며, 여기서 n은 1 내지 4인 것이 바람직하다.Referring to FIGS. 1 and 2, the transparent composite electrode according to the present invention includes a transparent conductive oxide layer 110, a metal layer 120 of a nanowire having a core-shell structure / a transparent conductive oxide layer 130, or may have the structure of a metal layer 120 of a nanowire having a transparent conductive oxide layer 110 / core-shell structure as shown in FIG. 2, but is not limited thereto, In general, n oxide layers and n or n-1 metal layers are alternately laminated, wherein n is preferably 1 to 4.

본 발명에 따른 투명 복합전극에 있어서, 투명 전도성 산화물층(110, 130)은 투명한 특성을 지니는 것으로 이 분야에 일반적인 것이 사용될 수 있으며, 구체적으로, ITO, IZO, ZTO, AZO 및 GIO로 이루어진 군에서 일종 이상 선택될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.In the transparent composite electrode according to the present invention, the transparent conductive oxide layers 110 and 130 have a transparent characteristic and can be generally used in this field. More specifically, the transparent conductive oxide layers 110 and 130 may be formed of a transparent conductive oxide, such as ITO, IZO, ZTO, AZO, More than one type may be selected, but is not limited to this.

상기 투명 전도성 산화물층(110, 130)은 이 분야의 일반적인 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이들의 두께도 목적에 맞게 이 분야에서 일반적인 두께로 형성될 수 있다. 바람직하게는 습식 공정, 예를 들면, 그라비아(gravure), 그라비아 옵셋(gravure offset), 리버스 옵셋(reverse offset), 잉크젯, 스핀 코팅, 바코팅, 슬릿다이코팅, 실크스크린, 롤코팅등의 방법으로 형성될 수 있으며, 두께도 각각 독립적으로 50 내지 200㎚의 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다.The transparent conductive oxide layers 110 and 130 may be formed through a general method in the art, and the thickness of the transparent conductive oxide layers 110 and 130 may be formed to have a thickness generally used in this field. Preferably by a wet process such as gravure, gravure offset, reverse offset, ink jet, spin coating, bar coating, slit die coating, silk screen, roll coating and the like And it is preferable that the thickness is independently selected within the range of 50 to 200 nm.

상기 금속층(120)도 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어를 사용하여 스핀 코팅, 바코팅, 슬릿다이코팅, 실크스크린, 롤코팅 등의 방법으로 형성될 수 있으며, 상기 금속층(120)의 두께도 목적에 맞게 이 분야에서 일반적인 두께로 형성될 수 있다. 바람직하게는 100 내지 300nm의 범위 내에서 선택되는 것이다.The metal layer 120 may also be formed by a method such as spin coating, bar coating, slit die coating, silk screen, or roll coating using metal nanowires having a core-shell structure. The thickness of the metal layer 120 And can be formed to have a thickness generally suitable for the purpose in this field. And preferably in the range of 100 to 300 nm.

상기 투명 전도성 산화물층(110, 130) 및 상기 금속층(120) 모두는 코팅 후에 열을 가하여 건조 또는 소성시킨 후에, UV 또는 플라즈마 처리를 추가할 수 있다.Both the transparent conductive oxide layers 110 and 130 and the metal layer 120 may be subjected to UV or plasma treatment after heat treatment, followed by drying or firing.

도시하지 않았지만, 상기 투명 전도성 산화물층(110)이 형성되어지는 기판으로는 이 분야에 일반적인 기판이 사용될 수 있으며, 구체적으로 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PI(폴리이미드) 등의 플라스틱 기판 또는 유리 등의 기판 등이 사용될 수 있다.Although not shown, the substrate on which the transparent conductive oxide layer 110 is formed may be a substrate commonly used in this field. Specifically, a plastic substrate such as PET (polyethylene terephthalate) or PI (polyimide) And the like can be used.

상기 금속층(120)을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어는 극성 용매 중에 분산된 금속 나노와이어 분산액과 비극성 용매 중에 용해된 금속 전구체 용액을 혼합하는 것으로 제조된다.The metal nanowire having the core-shell structure forming the metal layer 120 is prepared by mixing the metal nanowire dispersion liquid dispersed in the polar solvent and the metal precursor solution dissolved in the non-polar solvent.

상기 극성 용매 중에 분산된 금속 나노와이어 분산액에서, 상기 금속 나노와이어는 이 분야에 일반적으로 사용될 수 있는 것이 사용될 수 있으며, 산화에 취약한 금속이 보다 효과적일 수 있다. 구체적으로, 구리 나노와이어, Al, Zn, 및 Ni등에서 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 구리 나노와이어이다.In the dispersion of metal nanowires dispersed in the polar solvent, the metal nanowires can be used which can be generally used in this field, and a metal which is vulnerable to oxidation may be more effective. Specifically, it may be selected from copper nanowires, Al, Zn, and Ni, and most preferably copper nanowires.

상기 금속 나노와이어의 직경은 5 내지 200의 범위 내이고, 길이는 5 내지 200?의 범위 내인 것을 사용하는 것이 우수한 전기적 물성과 전극 구현시 높은 투과도를 가질 수 있다.The metal nanowires having a diameter in the range of 5 to 200 and a length in the range of 5 to 200? May have excellent electrical properties and high transmittance in the electrode implementation.

상기 금속 나노와이어가 분산되는 극성 용매로는 이 분야에 일반적인 극성 용매가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, DMSO, 염화 메틸렌, 및 THF로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이다.As the polar solvent in which the metal nanowires are dispersed, a polar solvent common in the field may be used, and preferably at least one selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, isopropanol, DMSO, methylene chloride, and THF .

이 경우, 금속 나노와이어는 금속 나노와이어 분산액 전체 중량에 대해 1 내지 30 중량%의 범위로 분산되는 것이 바람직하다. 분산액의 농도에 따라 쉘화 (shelling) 정도를 조절할 수 있으며 올바른 쉘화를 위해서는 적절한 농도가 매우 중요하다.In this case, it is preferable that the metal nanowires are dispersed in the range of 1 to 30 wt% based on the total weight of the metal nanowire dispersion. Depending on the concentration of the dispersion, the degree of shelling can be controlled and proper concentration is very important for proper shelling.

아울러, 상기 금속 나노와이어를 상기 극성 용매 중에 분산시키는 경우, 지방족 아민, 카르복실산, 티올, PVP(폴리비닐피롤리돈) 또는 PAA(폴리아크릴산) 등과 같은 분산제가 금속 나노와이어 분산액 전체 중량에 0.001 내지 10 중량%의 범위 내에서 포함될 수 있다. 나노와이어의 고른 분산은 나노와이어 표면에 고른 쉘을 입히는데 중요한 역할을 한다.When the metal nanowires are dispersed in the polar solvent, a dispersant such as an aliphatic amine, carboxylic acid, thiol, PVP (polyvinylpyrrolidone), or PAA (polyacrylic acid) is added to the total weight of the metal nanowire dispersion in an amount of 0.001 By weight to 10% by weight. The even dispersion of the nanowires plays an important role in applying a uniform shell over the surface of the nanowire.

상기 비극성 용매 중에 용해된 금속 전구체 용액에서, 상기 금속 전구체는 지방산으로부터 제조될 수 있으며, 본 발명에 따른 지방산으로부터 제조된 금속 전구체의 합성과정은 다음의 반응식과 같다:In the metal precursor solution dissolved in the nonpolar solvent, the metal precursor may be prepared from a fatty acid, and the process for synthesizing the metal precursor prepared from the fatty acid according to the present invention is as follows:

반응식 1Scheme 1

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 할로겐이며, M은 Ag, Au, Ni, Zn, In 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되고, n은 0 내지 23의 정수이다.Wherein M is selected from the group consisting of Ag, Au, Ni, Zn, In, and Pt, and n is an integer of 0 to 23.

상기 반응식 1을 참조하면, 상기 금속 전구체의 합성은 금속을 지방산과 유기용매 및 염기의 존재 하에서 반응시켜 금속 전구체를 합성한 것이다.Referring to Scheme 1, the synthesis of the metal precursor is a synthesis of a metal precursor by reacting a metal with a fatty acid in the presence of an organic solvent and a base.

구체적으로, 본 발명에서 상기 금속 전구체를 형성하는 단계는 지방산을 유기 용매 중에 용해시키고 염기를 첨가하여 지방산 용액을 제조하는 단계; 상기 지방산 용액에 금속 용액을 적하하여 반응시키는 단계; 및 상기 혼합액으로부터 금속 전구체 침전물을 형성시키는 단계;를 포함한다.Specifically, in the present invention, the metal precursor is formed by dissolving a fatty acid in an organic solvent and adding a base to produce a fatty acid solution; Dropping a metal solution into the fatty acid solution and reacting; And forming a metal precursor precipitate from the mixed solution.

상기 지방산을 유기 용매 중에 용해시켜 지방산 용액을 제조하는 단계에서, 상기 지방산으로는 예를 들면, 헥사논산, 헵타논산, 옥타논산, 노나논산, 데카논산, 운데카논산, 도데카논산, 테트라데카논산, 에이코사논산, 도코사논산, 2-에틸헥사논산, 2-메틸헥사논산, 2-메틸헵타논산, 2-에틸헵타논산, 2-에틸헥사논산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 등으로부터 선택된 1 종 이상의 지방산이다. In the step of dissolving the fatty acid in an organic solvent to prepare a fatty acid solution, examples of the fatty acid include hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, At least one member selected from the group consisting of eicosanoic acid, docosanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-methylheptanoic acid, 2-ethylheptanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, Fatty acids.

또한, 상기 용매로는 H2O, CH2CN, CH3OH, CH3CH2OH, THF, DMSO, DMF, 1-메톡시-2-프로파놀, 2,2-디메톡시 프로판, 4-메틸-2-펜타논 및 디부틸 에테르로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.Examples of the solvent include H 2 O, CH 2 CN, CH 3 OH, CH 3 CH 2 OH, THF, DMSO, DMF, 1-methoxy-2-propanol, 2,2- Methyl-2-pentanone, and dibutyl ether.

상기 염기로는 KOH, NaOH, NH3, NH2CH3, NH4OH, NH(CH3)2, N(CH3)3, NH2Et, NH(Et)2, NEt3 및 Ca(OH)2로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.With the base is KOH, NaOH, NH 3, NH 2 CH 3, NH 4 OH, NH (CH 3) 2, N (CH 3) 3, NH 2 Et, NH (Et) 2, NEt 3 , and Ca (OH ) ≪ 2 >).

상기 지방산 용액에 금속 용액을 적하하여 반응시키는 단계에서, 먼저 금속을 유기 용매 중에 용해시켜 금속 용액으로 제조한다. In the step of dropping and reacting the metal solution in the fatty acid solution, the metal is first dissolved in an organic solvent to prepare a metal solution.

이어서, 상기 금속 용액을 지방산 용액에 적하하여 반응시킨다. 이 경우, 적하하면서 동시에 격렬한 교반이 수반되는 것이 바람직하다. Subsequently, the metal solution is added dropwise to the fatty acid solution and allowed to react. In this case, it is preferable that stirring accompanies vigorous stirring at the same time.

상기 금속으로는 이 분야에 일반적인 금속이 사용될 수 있으며, 금속 나노와이어의 산화를 방지할 수 있으면서, 높은 도전성을 갖는 것이 바람직하며, 구체적으로 Ag, Au, Ni, Zn, In 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 이들 금속 중 Ag, Au와 같은 귀금속이 선택되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 Ag이다. 금속염으로는 질화물, 산화물, 황화물, 할로겐화물이 모두 가능하며 이 중 질화물 형태로 사용되는 것이 바람직하다.As the metal, a metal generally used in this field can be used, and it is preferable to have a high conductivity while being able to prevent the oxidation of the metal nanowire, and specifically, a group of Ag, Au, Ni, Zn, In and Pt Among these metals, noble metals such as Ag and Au are preferably selected, and Ag is most preferable. The metal salt may be a nitride, an oxide, a sulfide, or a halide, and is preferably used in the form of a nitride.

상기 금속염 용액은 상기 지방산 용액에 시간당 500 ㎖ 내지 1000 ㎖로 적하되는 것이 바람직하며, 지방산 용액과 금속염 용액은 중량으로 1:1 내지 5:1의 범위 내에서 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 반응은 상온에서 진행되는 것이 바람직하다.The metal salt solution is preferably added dropwise to the fatty acid solution at a rate of 500 ml to 1000 ml per hour, and the fatty acid solution and the metal salt solution are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 5: 1. The reaction is preferably carried out at room temperature.

상기 혼합 용액으로부터 금속 전구체 침전물을 형성시키는 단계에서는 금속염 용액의 적하가 끝난 혼합액을 1분 내지 30분간 추가로 교반시켜 침전물을 형성시킨다.In the step of forming the metal precursor precipitate from the mixed solution, the mixed solution, to which the metal salt solution has been added, is further stirred for 1 minute to 30 minutes to form a precipitate.

상기 침전물을 분리하는 단계에서, 침전물의 분리 방법은 이 분야의 일반적인 방법을 통해 제거될 수 있으며, 구체적으로 여과법 또는 재결정법과 같은 방법이 사용될 수 있다.In the step of separating the precipitate, the method of separating the precipitate may be removed by a general method in the field, and a method such as filtration or recrystallization may be used.

이어서, 분리된 침전물을 용매를 사용하여 수회 세척한 후 건조시켜 최종적인 하기와 같은 구조의 금속 전구체를 얻을 수 있다.Then, the separated precipitate is washed with a solvent several times and dried to obtain a final metal precursor having the following structure.

화학식 1Formula 1

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, x는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 할로겐이며, M은 Ag, Au, Ni, Zn, In 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되고, n은 0 내지 23의 정수이다.Wherein M is selected from the group consisting of Ag, Au, Ni, Zn, In, and Pt, and n is an integer of 0 to 23.

상기 금속 전구체가 용해되는 용매로는 비극성 용매가 바람직하며, 구체적으로는 자일렌, 톨루엔, 벤젠 및 헥산으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.As the solvent in which the metal precursor is dissolved, a nonpolar solvent is preferable, and it is preferable that at least one solvent is selected from the group consisting of xylene, toluene, benzene and hexane.

이 경우, 금속 전구체는 금속 전구체 용액 전체 중량에 대해 1 내지 10 중량%의 범위로 분산되는 것이 바람직하다. 금속 전구체 용액의 농도가 너무 낮을 경우 쉘이 입혀지기 충분하지 않은 조건이 될 수 있다. 또, 농도가 너무 높은 경우에는 쉘이 아닌 금속 입자의 형성이 될 수 있어, 코어-쉘 구조 형성이 불가능하다.In this case, the metal precursor is preferably dispersed in the range of 1 to 10% by weight based on the total weight of the metal precursor solution. If the concentration of the metal precursor solution is too low, the shell may be inadequate to be coated. In addition, when the concentration is too high, metal particles other than shells can be formed, making it impossible to form a core-shell structure.

아울러, 상기 금속 전구체 용액에는 아민이 선택적으로 첨가될 수 있으며, 금속 전구체 용액 전체 중량에 0.1 내지 10 중량%의 범위 내에서 포함될 수 있다. 아민은 금속 전구체의 해리를 촉진시키는 역할을 한다. 이에, 아민량을 조절하여 쉘 반응 속도의 조절 및 쉘 두께 조절이 가능하다.In addition, the metal precursor solution may optionally contain an amine and may be included in an amount of 0.1 to 10 wt% based on the total weight of the metal precursor solution. The amine serves to promote dissociation of the metal precursor. Therefore, it is possible to control the shell reaction rate and the shell thickness by controlling the amount of amine.

상기 아민은 비극성 용매 중에서 금속 전구체, 예를 들면 은 전구체를 다음의 반응식 2와 같이 이온화시킨다.The amine ionizes a metal precursor, such as a silver precursor, in a non-polar solvent as shown in the following reaction formula (2).

반응식 2Scheme 2

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, x는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 할로겐이며, n은 0 내지 23의 정수이다.Here, x is hydrogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms or halogen, and n is an integer of 0 to 23.

상기 아민으로는 직쇄 또는 분지 구조를 갖는 알킬 아민이 사용될 수 있으며, 알킬 아민의 크기 또는 구조가 특별히 한정되는 것은 아니고, 제 1 내지 3급 아민이어도, 모노아민, 디아민, 트리아민 등의 다가 아민이어도 된다. 예를 들면, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사도데실아민, 옥타데실아민, 코코아민, 탈로우아민, 수소화탈로우아민, 올레일아민, 라우릴아민 및 스테아릴아민 등과 같은 제 1 급아민, 디코코아민, 디수소화탈로우아민 및 디스테아릴아민 등과 같은 제 2 급아민, 그리고 도데실디메틸아민, 디도데실모노메틸아민, 테트라데실디메틸아민, 옥타데실디메틸아민, 코코디메틸아민, 도데실테트라데실디메틸아민, 트리에틸아민 및 트리옥틸아민 등과 같은 제 3 급아민이나, 그 외에 나프탈렌디아민, 스테아릴프로필렌디아민, 옥타메틸렌디아민 및 노난디아민 등과 같은 디아민이 있다. 이들 아민 중, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 2-에틸헥실아민, 1,3-디메틸-n-부틸아민, 1-아미노운데칸, 1-아미노트리데칸이 바람직하다.The amine may be an alkylamine having a straight chain or branched structure, and the size or structure of the alkylamine is not particularly limited, and it may be a primary to tertiary amine, a polyamine such as a monoamine, a diamine, do. For example, there can be mentioned amine compounds such as butylamine, hexylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, hexadodecylamine, octadecylamine, cocoamine, tallowamine, hydrogenated tallowamine, oleylamine, Amines and stearylamines, secondary amines such as dicocoamine, dihydrogenated tallowamine and distearylamine, and secondary amines such as dodecyldimethylamine, didodecylmonomethylamine, tetradecyldimethylamine, Tertiary amines such as octadecyldimethylamine, cocodimethylamine, dodecyltetradecyldimethylamine, triethylamine and trioctylamine, and diamines such as naphthalene diamine, stearyl propylenediamine, octamethylenediamine and nonanediamine, . Of these amines, hexylamine, heptylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, 2-ethylhexylamine, 1,3-dimethyl-n-butylamine, 1-aminoundecane and 1- Do.

상기 금속 나노와이어 용액과 상기 금속 전구체 용액을 혼합하는 경우 상기 금속 전구체 용액에 상기 구리 나노와이어 분산액을 적하하거나 또는 단순히 교반을 통해 혼합할 수 있다. When the metal nanowire solution and the metal precursor solution are mixed, the copper nanowire dispersion may be dropped into the metal precursor solution or may be mixed simply by stirring.

상기 금속 나노와이어 분산액과 상기 금속 전구체 분산액은 중량에 기초하여 10:1 내지 1:1의 비로 혼합되는 것이 바람직하다. 금속 전구체 분산액과 금속 나노와이어 분산액의 비율은 고른 쉘을 입히기 위하여 매우 중요하며, 적절한 쉘을 입히기 위해서는 10:1 내지 1:1 비로 혼합되는 것이 바람직하다.The metal nanowire dispersion and the metal precursor dispersion are preferably mixed at a weight ratio of 10: 1 to 1: 1. The ratio of the metal precursor dispersion to the metal nanowire dispersion is very important in order to coat even shells, and it is preferable to mix them in a ratio of 10: 1 to 1: 1 in order to coat an appropriate shell.

상기 금속 나노와이어 분산액과 금속 전구체 용액의 혼합에 따라 유기상과 수상에 반응물질이 분배되는 상전이 현상에 따라서 금속 전구체의 분배 및 환원에 의해 코어-쉘 구조의 나노와이어가 합성된다. 또한, 반응물질이 분배 및 환원됨에 따라 셀화(shelling) 반응 속도가 제어되어 고른 쉘을 얻는다.The nanowires of the core-shell structure are synthesized by the distribution and reduction of the metal precursor according to the phase transition phenomenon in which the reaction material is distributed to the organic phase and the water phase according to the mixing of the metal nanowire dispersion and the metal precursor solution. In addition, as the reaction material is distributed and reduced, the rate of shelling reaction is controlled to obtain a uniform shell.

여기서, 코어-쉘 구조의 나노와이어에서 쉘의 두께는 5 내지 50nm의 범위 내에서 조절이 가능하다. 또한 쉘의 두께는 위에서 언급한 금속 나노와이어 및 금속 전구체의 분산 및 용해 상태, 용매, 농도, 혼합비에 따라 제어할 수 있다.Here, the thickness of the shell in the nanowire of the core-shell structure is adjustable within the range of 5 to 50 nm. The thickness of the shell can be controlled according to the dispersion and dissolution state, solvent, concentration and mixing ratio of the metal nanowires and the metal precursor mentioned above.

코어-쉘 구조의 나노와이어로 가장 바람직한 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어를 들어 제조과정을 설명하면 다음과 같다. A manufacturing process of a nanowire having a core-shell structure and a nanowire having a core-shell structure is described as follows.

극성 용매 중에 구리 나노와이어를 분산시킨 분산액이 비극성 용매 중에 은 전구체를 용해시키고 아민을 첨가한 은 전구체 용액과 혼합됨에 따라서, 유기상인 은 전구체 용액과 수상인 구리 나노와이어 분산액에 반응물질이 분배되는 상전이 현상이 발생되면서, 코어-쉘 구조가 형성된다. 금속 구리는 Ag+ 이온과 접촉할 경우 표준환원전위차에 의해 금속 구리가 Ag+ 이온을 환원시키는 반응이 일어난다. 그러나, 이러한 산화-환원 반응은 반응 속도가 매우 빠르며, 구리 표면에 쉘이 아닌 Ag 입자 형성으로 이어져 코어-쉘 구조 형성이 불가능하다. 그러나, 본 발명과 같이 Ag 전구체로부터 생성된 Ag+ 이온이 상전이 현상에 따라 수상으로 분배/환원되면서, 비극성 표면을 가지나 밀도차에 의해 수상에 존재하는 구리 나노와이어에서 Ag+ 이온이 하기 반응식 3과 같이 산화-환원 반응을 일으켜 Ag 나노입자가 생성되고, 이렇게 얻어진 Ag 나노입자는 비극성 표면을 갖게 되고 이에 따라 구리 나노와이어 표면에 선택적으로 흡착되어 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어가 얻어진다As the dispersion liquid in which the copper nanowires are dispersed in the polar solvent is mixed with the silver precursor solution in which the silver precursor is dissolved in the non-polar solvent and the amine is added, the organic phase is decomposed into the phase transition in which the reactant is distributed to the precursor solution and the aqueous copper- As the phenomenon occurs, a core-shell structure is formed. When metal copper is in contact with Ag + ions, a reaction occurs in which metal copper reduces Ag + ions by a standard reduction potential difference. However, such an oxidation-reduction reaction is very fast and leads to the formation of Ag particles rather than a shell on the copper surface, making it impossible to form a core-shell structure. However, since the Ag + ions generated from the Ag precursor as in the present invention are distributed / reduced by the water phase due to the phase transition phenomenon, the Ag + ions in the copper nanowires existing in the water due to the difference in density have a nonpolar surface, -Reduction reaction occurs to produce Ag nanoparticles, and the thus obtained Ag nanoparticles have a non-polar surface, which is selectively adsorbed on the surface of copper nanowires to obtain a nanowire having a copper-silver core-shell structure

반응식 3Scheme 3

Figure pat00005
Figure pat00005

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어는 산화가 방지된 코어 금속과 높은 전도도를 갖는 금속 쉘로 구성되어 있기 때문에 우수한 전기적인 물성과 높은 투과도를 가진 나노와이어 전극의 제조를 가능하게 한다.
Since the nanowire having the core-shell structure according to the present invention is composed of an anti-oxidized core metal and a metal shell having a high conductivity, it is possible to manufacture a nanowire electrode having excellent electrical properties and high transmittance.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1Example 1

Cu-Ag 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어의 합성Synthesis of nanowires with Cu-Ag core-shell structure

250㎖ 플라스크에 평균 직경이 80nm이고 평균 길이가 80nm인 구리 나노와이어 50mg을 극성용매인 물 100㎖ 중에 분산시켰다. 이어서, 또 다른 250㎖ 플라스크에 Ag 올레이트 30g을 비극성용매인 자일렌 50㎖ 중에 용해시키고, 트리에틸아민 1mg을 첨가하였다. 상기 구리 나노와이어 분산액 50㎖ 을 상기 Ag 올레이트 용액 10㎖ 혼합한 후, 가볍게 흔들어 섞었다. 시간 경과에 따라 구리 나노와이어의 색이 옅은 붉은 색에서 회색으로 변함에 따라 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어 20mg을 얻었다.In a 250 ml flask, 50 mg of copper nanowire having an average diameter of 80 nm and an average length of 80 nm was dispersed in 100 ml of water as a polar solvent. Then, another 250 ml flask was charged with 30 g of Ag oleate dissolved in 50 ml of xylene, the non-polar solvent, and 1 mg of triethylamine was added. 50 ml of the copper nanowire dispersion was mixed with 10 ml of the Ag orolate solution, followed by shaking lightly. As the color of the copper nanowires changed from light red to gray over time, 20 mg of nanowires having a copper-silver core-shell structure were obtained.

투명 복합전극의 합성Synthesis of transparent composite electrode

ITO 20g을 2-메틸 에테르 용매 100 ㎖ 중에 용해시킨 ITO 용액을 유리 기판 상에 스핀코팅법으로 코팅하였다. 이어서, 200℃에서 열을 가하여 건조 및 소성하여 50nm 두께의 ITO층을 형성하였다. 이어서, 상기 소성된 ITO 층 상에 상기에서 얻은 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어 2g을 이소프로판올 용매 100㎖ 중에 용해시킨 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어 용액을 스핀코팅법으로 코팅하였다. 이어서, 150℃에서 열을 가하여 건조 및 소성하여 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어층 200nm의 두께로 형성하였다. 이어서, 소성된 나노와이어층 상에 ITO 2g을 2-메틸 에테르 용매 100 ㎖ 중에 용해시킨 ITO 용액을 스핀코팅법으로 코팅하였다. 이어서, 200℃에서 열을 가하여 건조 및 소성하여 300nm 두께의 ITO 층을 형성하여, 투명 복합전극을 형성하였다.
An ITO solution in which 20 g of ITO was dissolved in 100 ml of a 2-methyl ether solvent was coated on a glass substrate by spin coating. Then, heat was applied at 200 DEG C, followed by drying and firing, to form a 50 nm thick ITO layer. Next, a nanowire solution having a copper-silver core-shell structure obtained by dissolving 2 g of the nanowire having the copper-silver core-shell structure obtained above in 100 ml of isopropanol solvent was coated on the fired ITO layer by spin coating Respectively. Subsequently, heat was applied at 150 ° C., followed by drying and firing, to form a 200 nm-thick nanowire layer having a copper-silver core-shell structure. Then, an ITO solution in which 2 g of ITO was dissolved in 100 ml of a 2-methyl ether solvent was coated on the fired nanowire layer by spin coating. Subsequently, heat was applied at 200 ° C, followed by drying and firing to form a 300 nm thick ITO layer, thereby forming a transparent composite electrode.

실시예 2Example 2

상기 구리-은 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어층 상에 ITO 층을 형성하지 않는 것만 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 투명 복합전극을 형성하였다.
A transparent composite electrode was formed in the same manner as in Example 1, except that the ITO layer was not formed on the nanowire layer having the copper-silver core-shell structure.

시험예 1Test Example 1

상기 실시예 1 및 2에서 얻은 투명 복합 전극의 표면을 공초첨 현미경으로 촬영하여 그 이미지를 도 3에 나타내었다.The surface of the transparent composite electrode obtained in Examples 1 and 2 was photographed using a ball-sight microscope and the image thereof is shown in FIG.

첨부되는 도 3에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 투명 복합 전극의 표면이 거칠지 않고 매우 부드러움을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 3, the surface of the transparent composite electrode according to the present invention is not rough and very smooth.

시험예 2Test Example 2

상기 실시에 1 및 2에서 얻은 투명 복합전극의 면저항값과 투과도를 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The sheet resistance and transmittance of the transparent composite electrode obtained in Examples 1 and 2 were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

면저항값 : BEGA(사) RS8-1G 모델의 4 point probe를 사용하여 측정하였다.Sheet resistance: BEGA (g) Measured using 4 point probe of RS8-1G model.

투과도 : JASCO(사) V-600 모델의 UV-spectroscopy를 사용하여 400~800nm 파장을 투과하여 측정한 평균값을 기록하였다.Transmittance: Average value measured by transmission through a wavelength of 400 to 800 nm using UV-spectroscopy of JASCO V-600 model was recorded.

구분division 면저항값Sheet resistance value 투과도Permeability 실시예 1Example 1 30Ω/□30Ω / □ 85%85% 실시예 2Example 2 50Ω/□50 Ω / □ 90%90%

상기 실시예 및 시험예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어는 도전성 및 투과성 측면에서 우수함을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 방법으로 제조된 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어가 투명 전극 소재로 적용될 수 있음을 나타낸다. As can be seen from the above examples and test examples, it can be confirmed that the metal nanowires having the core-shell structure prepared according to the method of the present invention are superior in terms of conductivity and permeability. This indicates that the metal nanowires having a core-shell structure manufactured by the method according to the present invention can be applied as a transparent electrode material.

비교예 1Comparative Example 1

캠브리오스(社) Ag 나노와이어로 구현한 투명 전극Cambrios Corporation Transparent electrode realized with Ag nanowire

캠브리오스(社) Ag 나노와이어를 3000rpm, 30초간 스핀코팅하여 200도에서 열을 가하여 건조 및 소성하여 투명 전극을 형성하였다. 비교를 위한 면저항과 투과도를 하기 표 2에 나타내었다. 이들의 측정은 시험예 2와 동일하게 하였다.Ag nanowire of Cambrios Co. was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds, heated at 200 degrees, dried and fired to form a transparent electrode. The sheet resistance and the permeability for comparison are shown in Table 2 below. These measurements were made in the same manner as in Test Example 2.

구분division 면저항Sheet resistance 투과도Permeability 비교예 1Comparative Example 1 70Ω/□70Ω / □ 70%70%

110, 130 : 투명 전도성 산화물층
120 :코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어 금속층
110, 130: transparent conductive oxide layer
120: metal nanowire metal layer having a core-shell structure

Claims (13)

기판상에 형성된 투명 전도성 산화물층과 금속층이 교대로 적층되어 있는 다층 구조의 투명 복합 전극에 있어서,
상기 금속층은 금속 나노와이어 코어 및 상기 금속 나노와이어 코어 표면에 금속 쉘을 형성한 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어로 형성된 것인 투명 복합 전극.
A transparent composite electrode having a multilayer structure in which a transparent conductive oxide layer and a metal layer are alternately stacked on a substrate,
Wherein the metal layer is formed of a nanowire having a metal-nanowire core and a core-shell structure having a metal shell formed on the surface of the metal nanowire core.
제1항에 있어서,
상기 투명 복합 전극은 n개의 산화물층과 n개 또는 n-1개의 금속층이 교대로 적층된 구조를 가지며, 여기서 n은 2 내지 4인 투명 복합 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent composite electrode has a structure in which n oxide layers and n or n-1 metal layers are alternately laminated, wherein n is 2 to 4.
제1항에 있어서,
상기 투명 전도성 산화물층으로는 ITO, IZO, ZTO, AZO 및 GIO로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것인 투명 복합 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent conductive oxide layer is one or more selected from the group consisting of ITO, IZO, ZTO, AZO and GIO.
제1항에 있어서,
상기 코어의 금속 나노와이어에서의 금속은 Cu, Al, Zn, 및 Ni로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것인 투명 복합 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the metal in the metal nanowire of the core is at least one selected from the group consisting of Cu, Al, Zn, and Ni.
제1항에 있어서,
상기 쉘의 금속으로는 Ag, Au, Ag-Au 합금, Ni, Zn, In 및 Pt 로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것인 투명 복합 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the metal of the shell is at least one selected from the group consisting of Ag, Au, Ag-Au alloy, Ni, Zn, In, and Pt.
제1항에 있어서,
상기 투명 전도성 산화물층의 두께는 50 내지 200nm이고, 상기 금속층의 두께는 100 내지 300nm인 투명 복합 전극.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent conductive oxide layer has a thickness of 50 to 200 nm and the metal layer has a thickness of 100 to 300 nm.
기판 상에 금속 나노와이어 코어 및 상기 금속 나노와이어 코어 표면에 금속 쉘로 구성된 코어-쉘 구조를 갖는 금속 나노와이어로 금속층을 형성하는 단계; 및
상기 금속층에 금속투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계;
를 포함하는 투명 복합 전극의 제조방법.
Forming a metal layer with a metal nanowire having a core-shell structure composed of a metal nanowire core on the substrate and a metal shell on the surface of the metal nanowire core; And
Forming a metal transparent conductive oxide layer on the metal layer;
Wherein the transparent composite electrode is formed of a transparent conductive material.
제7항에 있어서,
상기 금속층을 형성하는 단계 전에, 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계를 더 포함하는 투명 복합 전극의 제조방법.
8. The method of claim 7,
And forming a transparent conductive oxide layer before the step of forming the metal layer.
제8항에 있어서,
상기 투명 전도성 산화물층 및 상기 금속층 모두 습식 공정으로 형성되는 것인 투명 복합 전극의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the transparent conductive oxide layer and the metal layer are both formed by a wet process.
제8항에 있어서,
상기 금속층을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 나노와이어는 극성 용매 중에 분산된 금속 나노와이어 분산액과 비극성 용매 중에 용해된 금속 전구체 용액을 혼합하는 것으로 제조되는 것인 투명 복합 전극의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the nanowire having a core-shell structure for forming the metal layer is manufactured by mixing a metal nanowire dispersion liquid dispersed in a polar solvent and a metal precursor solution dissolved in a non-polar solvent.
제10항에 있어서,
상기 극성 용매 중에 분산되는 금속 나노와이어에서 금속은 Cu, Al, Zn 및 Ni로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것인 투명 복합 전극의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein at least one metal is selected from the group consisting of Cu, Al, Zn and Ni in the metal nanowires dispersed in the polar solvent.
제10항에 있어서,
상기 비극성 용매 중에 용해되는 금속 전구체로는 하기 식 1의 구조를 갖는 것인 투명 복합 전극의 제조방법:
화학식 1
Figure pat00006

여기서, X는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 할로겐이며, M은 Ag, Au, Ag-Au 합금 Ni, Zn, In 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되고, n은 0 내지 23의 정수이다.
11. The method of claim 10,
Wherein the metal precursor dissolved in the non-polar solvent has a structure represented by the following formula 1:
Formula 1
Figure pat00006

Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Ag, Au, Ag-Au alloys Ni, Zn, In, and Pt , And n is an integer of 0 to 23.
제10항에 있어서,
상기 금속 전구체 용액 중에는 아민이 더 포함되는 것인 투명 복합 전극의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the metal precursor solution further contains an amine.
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