KR101549999B1 - 금속 나노와이어를 이용한 투명 전극 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 기판; 상기 투명 기판의 상부에 형성된 음각 패턴층; 상기 패턴층의 음각에 충진된 전극; 및 상기 음각 패턴층의 상부에 형성된 보호층;을 포함하여 이루어지고, 상기 전극은 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 재료를 충진하여 얻어지는 투명전극 기판을 제공한다.

Description

금속 나노와이어를 이용한 투명 전극 기판 {Transparent Electrode Substrate Using Metal Nanowire}
본 발명은 금속 나노와이어를 이용한 투명 전극 기판에 관한 것이다. 보다 상세하게는 금속 나노와이어를 이용하여 보다 투명하게, 롤투롤 방식으로 제조될 수 있는 투명전극 기판에 관한 것이다.
최근 평판디스플레이나 태양전지의 발달로 인해서 투명한 전극소재에 대한 사용량이 비약적으로 증가하였다.
하지만 기존의 ITO(indium tin oxide)을 기반으로 하는 투명전극(Transparent electrode)소재는 인듐의 고갈이나, 재료의 낮은 전도도 등으로 인해서 새로운 투명전극용 소재의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근 디스플레이 산업과 시장이 크게 성정하면서 ITO의 주원료인 인듐의 가격이 급등하고 ITO박막제조시 사용되는 고가의 진공장비로 인해 단가가 상승하고 ITO전극특성상 외부 충격에 쉽게 부서지기 쉽고 박막을 휘어지거나 접을시 기계적인 안정성이 취약한 점 등 저가의 유연전자소자의 발전에 부합하지 않는 단점을 지니고 있다.
기존의 투명전극 소재들의 단점을 해결할 수 있는 보완전극의 연구가 절실하며 이에 새롭게 부각되고 있는 전극은 금속전극에 패턴을 주어 투과도를 증가시키는 금속 그리드 형태의 투명전극이다. 금속전극이 미세하게 패터닝되어서 나노메쉬(Nano mesh)형태가 되면 투과도가 증가하면서 금속자체의 높은 전도도를 그대로 유지 되기 때문에 투명전극의 필수 요소인 높은 투과도와 낮은 면저항을 동시에 구현할 수 있게 된다.
하지만 금속 전극에 의한 Mesh방식은 Ink나 Paste형태로 충진을 하게 되는데 그 자체가 투명하지 않으므로 그 적용에 제한적인 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투과도가 우수하면서 표면평활성 및 낮은 저항을 가지는 투명전극 기판을 제공하는 것이다.
이에 본 발명자들은 기존 Ink나 Paste가 아닌 투명한 전극을 Mesh Pattern에 함몰하여 투과도와 낮은 면저항을 구현할 수 있는 제조방법을 개발하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 투명전극 기판에 관한 것으로, 보다 구체적으로 투명 기판,
상기 투명 기판의 상부에 형성된 음각 패턴층, 상기 패턴층의 음각에 충진된 전극 및 상기 음각 패턴층의 상부에 형성된 보호층;을 포함하여 이루어지고, 상기 전극은 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 재료를 충진하여 얻어지는 투명전극 기판에 관한 것이다.
본 발명에서, 상기 금속 나노와이어는 평균 두께가 50~150nm 이고, 평균 길이가 1~10um 일 수 있다.
본 발명에서, 상기 음각 패턴의 단위면적당 금속 나노와이어의 중량은 100~1000 (ug/um2) 범위내일 수 있다.
본 발명에서 상기 도전성 재료에는 구형 또는 판형의 금속 분말이 더 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 금속 나노와이어와 금속 분말의 중량비는 8:2 내지 6:4일 수 있다.
본 발명에서 상기 금속 분말의 평균입경은 10~500nm 범위내 일 수 있다.
본 발명에서 음각 패턴의 폭은 1~10um 범위내이고, 깊이는 1~10um 범위내이며, 음각 패턴의 간격(pitch)은 10~500um 범위내 일 수 있다.
본 발명에서 상기 음각 패턴층은 사각형의 메쉬형 패턴 일 수 있다.
본 발명에서 상기 전극이 형성된 음각 패턴의 광투과도는 투명전극 기판 전체 광투과도 대비 0.7~0.9 범위내일 수 있다.
본 발명의 투명전극 기판은 광투과도가 85% 이상이며, 표면저항이 100(Ω/□) 이하 일 수 있다.
본 발명에 따른 투명전극 기판은 Metal Paste와 다르게 투명전극이 충진되므로 투과도가 훨씬 높을 수 있다. 또한 기존에 Nanowire방식에 의한 Roughenss 문제, 신뢰성 문제 등을 해결할 수 있다.
또한 롤투롤 방식으로 제조되므로 생산성이 크게 향상될수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투명전극 제조 방법에 있어서 제조방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 비록 한정적, 단정적 표현이 존재하여도 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 따른 투명전극 기판은 투명 기판, 상기 투명 기판의 상부에 형성된 음각 패턴층, 상기 패턴층의 음각에 충진된 전극, 및 상기 음각 패턴층의 상부에 형성된 보호층을 포함하여 이루어지고, 상기 전극은 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 재료를 충진하여 얻어지는 것을 특징으로 한다. 이하 보다 상세하게 설명한다.
1)투명 기판
상기 투명 기판은 소정의 투명도를 갖는 기재라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 그 형태에 있어서도 시트, 필름, 기판 등 제한되지 않는다. 투명 기판 소재의 일례로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate ; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate ; PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl methacrylate ; PMMA), 폴리이미드(Polyimide ; PI), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate ; PEN)등의 수지가 사용될 수 있다. 투명 기판의 두께는 제한되지 않으며, 바람직하기로는 25~250um 범위가 적합하고 투과율은 90%이상이 적합하다.
2)음각 패턴층
상기 투명기판 상부에 음각 패턴층이 형성된다. 음각 패턴층은 별도의 수지층을 이용하여 형성할 수 있다. 또는 투명 기판에 음각 패턴을 직접 형성시켜 기판과 일체형으로 형성될 수도 있다.
음각 패턴층에 사용되는 상기 수지층은 UV경화수지, 열경화수지가 사용될수 있다.
형성방법은 임프린팅(imprinting) 방식이 적합하며 경화되기 전에 수지층을 양각의 몰드로 압착하고 누른 상태에서 UV 또는 열을 가해서 수지층을 경화시킨 후 몰드를 제거함으로서 음각 패턴을 형성할 수 있다.
음각 패턴의 폭은 제한되지 않으나 1~10um로 형성될수 있고, 깊이는 1~10um로 형성될 수 있다. 음각 패턴 사이의 간격(pitch)은 10~500um로 형성될 수 있다.
음각패턴의 형태는 사각형, 삼각형, 사다리꼴, dot형 등 제한되지는 않으며 소정의 투명도를 가지며 음각이 형성될 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있다. 바람직하기로는, 사각형의 메쉬 패턴일 수 있다.
수지층에 음각 패턴을 형성하기 위한 몰드는 표면 조도가 충분히 낮은 재료를 사용하여 음각 패턴 패터닝 후 헤이즈(haze)가 4% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 몰드와 수지층의 분리를 원활하게 하기 위하여, 몰드의 임프린트 전에 몰드에 표면처리를 해주는 것이 바람직하다. 표면처리의 일례로서, 스퍼터링(sputtering) 방식으로 두께 1200 ~ 1500Å의 SiO2 처리를 해줄 수 있으며, 그 밖에도 다양한 방식의 표면처리가 수행될 수 있다.
3) 전극
전극은 상기 형성된 패턴층의 음각에 금속 나노와이어를 포함하는 도전성 재료를 충진하여 얻어질 수 있다. 형성된 메쉬 패턴의 음각에 전극을 형성하는 원리는 도전성 재료를 충진 후 블레이딩을 통해서 음각 패턴안에만 도전성 재료를 유입하여 충진한다. 충진 방법은 제한되지 않으며 스핀코팅, 롤코팅, 스프레이코팅, 딥코팅, 잉크젯 프린팅 등의 방법을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 롤투롤 마이크로 그라비어 코팅 방식이 적합하다.
상기 도전성 재료에는 금속 나노와이어가 포함될 수 있다. 상기 금속 나노와이어에는 좁은 의미의 나노와이어 뿐만 아니라 나노로드, 금속 섬유 등의 형태도 포함하는 넓은 의미이다. 금속의 종류는 제한되지 않으며, 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등이 선택될 수 있다.
상기 음각 패턴의 단위면적당 금속 나노와이어의 중량은 100~1000 (ug/um2) 범위내로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 저항이 증가할 수 있으며, 상기 범위 이상에서는 투명도가 떨어질 수 있다.
또한, 추가적으로 금속 분말, 그래핀, CNT, 전도성 고분자, 다공성 금속 등의 전도성 물질이 하나 이상 더 포함될 수 있다. 입자의 형상은 제한되지 않으며, 구형 또는 판형의 입자일 수 있다. 상기 도전성 재료로서, 바람직하게는 은(Ag) 나노와이어 단독 또는 은 나노와이어와 은 나노입자 등의 다른 도전재를 혼용하여 투명하면서 전기적으로 연결시킬 수 있다. 혼용 도전재로는 은착체복합잉크, 를 혼용하여 사용함으로써, 투명하면서 전기적으로 연결시킬 수 있는 것이 좋다. 혼용되는 도전재는 금속 분말, 금속착체 Complex Ink, PEDOT,PEDOT:PSS, Polyaniline 등의 전도성 고분자, CNT,그래핀 분산액 등일 수 있으며, 금속 나노입자와 혼용 도전재의 중량비는 바람직하게는 8:2 내지 6:4일 수 있다. 상기 범위 이상으로 금속 분말이 사용되는 경우 투명도 및 시인성이 문제될 수 있다.
은 나노와이어는 바람직하게는 평균 두께가 50~150nm, 평균길이가 1~100um인 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 전면 코팅이 아니기 때문에 음각패턴에 충진될 수 있는 크기인 10um이내의 평균길이가 바람직하다.
금속 분말이 사용되는 경우 평균입경은 10~500nm 범위내가 좋다. 상기 범위에서 전기적 연결 및 투명도가 좋을 수 있다. 여기서 평균입경은 금속 분말의 형태와 무관하게 가장 긴 장축을 기준으로 한다.
상기 전극이 형성된 음각 패턴의 광투과도는 투명전극 기판 전체 광투과도 대비 0.7~0.9 범위내인 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 시인성이 떨어질 수 있으며, 전극 라인이 육안으로 식별될 수 있다. 상기 범위 이상에서는 저항치가 증가할 수 있다.
상기 도전성 재료에는 용제가 더 포함될 수 있으며, 바람직한 용제로는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 1-메톡시프로판올, 부탄올, 에틸헥실 알코올, 테르피네올과 같은 알코올류, 에틸렌글리콜, 글리세린과 같은 글리콜류, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 카비톨아세테이트, 에틸카비톨아세테이트와 같은 아세테이트류, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란, 디옥산과 같은 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈과 같은 케톤류, 헥산, 헵탄, 도데칸, 파라핀 오일, 미네랄 스피릿과 같은 탄화수소계, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 탄화수소계, 그리고 클로로포름이나 메틸렌클로라이드, 카본테트라클로라이드와 같은 할로겐 치환용매, 아세토니트릴, 디메틸술폭사이드 또는 이들의 혼합용매 등을 예로 들 수 있다.
용매의 사용량은 제한되지 않으며, 도전성 재료 전체 대비 30~98 중량% 사용될 수 있다.
또한 상기 도전성 재료에는 음각 패턴층과 전극간의 접착력을 향상시키기 위해 바인더가 더 포함될 수 있다. 바인더의 함량은 고형분 대비 0.1~30 중량% 사용될 수 있다. 상기 범위 미만에서는 결합력이 떨어질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 도전성이 떨어질 수 있다. 바인더로는 도전성 페이스트에 사용되는 바인더를 사용할 수 있으며, 제한되지 않는다. 일례로, 에틸하이드록실에틸셀루로오스와 아크릴산-아크릴아마이드 코폴리머와의 혼합물, 폴리에틸렌옥사이드와 폴리비닐알콜과의 혼합물, 아크릴산-메타크릴산 코폴리머, 아크릴산에스테르-메타크릴산에스테르 코폴리머, 아크릴산-아크릴아마이드 코폴리머 및 아크릴산-아크릴아마이드 코폴리머와 폴리에틸렌 옥사이드와의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 도전성 재료에는 필요에 따라서 안정제, 분산제, 박막보조제, 환원제, 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 칙소제(thixotropic agent) 또는 레벨링(levelling)제와 같은 첨가제 등을 더 포함 시킬 수 있다.
상기 안정제로서 예를 들면, 1차 아민, 2차 아민 또는 3차 아민과 같은 아민 화합물이나, 상기의 암모늄 카바메이트, 암모늄 카보네이트, 암모늄 바이카보네이트계 화합물, 또는 포스핀(phosphine)이나 포스파이트(phosphite)나 포스페이트(phosphate)와 같은 인 화합물, 티올(thiol)이나 설파이드(sulfide)와 같은 황 화합물 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
즉, 구체적으로 예를 들면 아민화합물로는 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, 이소아밀아민, n-헥실아민, 2-에틸헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, 이소옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 도코데실아민, 시클로프로필아민, 시클로펜틸아민, 시클로헥실아민, 알릴아민, 히드록시아민, 암모늄하이드록사이드, 메톡시아민, 2-에탄올아민, 메톡시에틸아민, 2-히드록시 프로필아민, 2-히드록시-2-메틸프로필아민, 메톡시프로필아민, 시아노에틸아민, 에톡시아민, n-부톡시아민, 2-헥실옥시아민, 메톡시에톡시에틸아민, 메톡시에톡시에톡시에틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디에탄올아민, 헥사메틸렌이민, 모폴린, 피페리딘, 피페라진, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 2,2-(에틸렌디옥시)비스에틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 피롤, 이미다졸, 피리딘, 아미노아세트알데히드 디메틸아세탈, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아닐린, 아니시딘, 아미노벤조니트릴, 벤질아민 및 그 유도체, 그리고 폴리알릴아민이나 폴리에틸렌이민과 같은 고분자 화합물 및 그 유도체 등과 같은 아민 화합물을 들 수 있다.
암모늄 카바메이트계 화합물을 구체적으로 예를 들면, 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate), 에틸암모늄 에틸카바메이트, 이소프로필암모늄 이소프로필카바메이트, n-부틸암모늄 n-부틸카바메이트, 이소부틸암모늄 이소부틸카바메이트, t-부틸암모늄 t-부틸카바메이트, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트, 옥타데실암모늄 옥타데실카바메이트, 2-메톡시에틸암모늄 2-메톡시에틸카바메이트, 2-시아노에틸암모늄 2-시아노에틸카바메이트, 디부틸암모늄 디부틸카바메이트, 디옥타데실암모늄 디옥타데실카바메이트, 메틸데실암모늄 메틸데실카바메이트, 헥사메틸렌이민암모늄 헥사메틸렌이민카바메이트, 모폴리늄 모폴린카바메이트, 피리디늄 에틸헥실카바메이트, 트리에틸렌디아미늄 이소프로필바이카바메이트, 벤질암모늄 벤질카바메이트, 트리에톡시실릴프로필암모늄 트리에톡시실릴프로필카바메이트 및 그 유도체 등이 있으며, 암모늄 카보네이트계 화합물로는 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate), 에틸암모늄 에틸카보네이트, 이소프로필암모늄 이소프로필카보네이트, n-부틸암모늄 n-부틸카보네이트, 이소부틸암모늄 이소부틸카보네이트, t-부틸암모늄 t-부틸카보네이트, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카보네이트, 2-메톡시에틸암모늄 2-메톡시에틸카보네이트, 2-시아노에틸암모늄 2-시아노에틸카보네이트,옥타데실암모늄 옥타데실카보네이트, 디부틸암모늄 디부틸카보네이트, 디옥타데실암모늄 디옥타데실카보네이트,메틸데실암모늄 메틸데실카보네이트, 헥사메틸렌이민암모늄 헥사메틸렌이민카보네이트, 모폴린암모늄 모폴린카보네이트, 벤질암모늄 벤질카보네이트, 트리에톡시실릴프로필암모늄 트리에톡시실릴프로필카보네이트, 트리에틸렌디아미늄 이소프로필카보네이트 및 그 유도체를 예로 들 수 있고, 암모늄 바이카보네이트계 화합물을 구체적으로 예를 들면 암모늄 바이카보네이트(ammonium bicarbonate), 이소프로필암모늄 바이카보네이트, , t-부틸암모늄 바이카보네이트, 2-에틸헥실암모늄 바이카보네이트, 2-메톡시에틸암모늄 바이카보네이트, 2-시아노에틸암모늄 바이카보네이트, 디옥타데실암모늄 바이카보네이트, 피리디늄 바이카보네이트, 트리에틸렌디아미늄 바이카보네이트 및 그 유도체 등을 들 수 있다.
또한 인 화합물로는 화학식 R3P, (RO)3P 또는(RO)3PO으로 나타내지는 인화합물로서 여기에서 R은 탄소수 1~20의 알킬 또는 아릴기를 나타내고 대표적으로 트리부틸포스핀, 트리페닐포스핀, 트리에틸포스파이트, 트리페닐포스파이트, 다이벤질포스페이트, 트리에틸포스페이트, 등을 들 수 있다. 그리고 황 화합물로서 예를들면, 부탄티올, n-헥산티올, 디에틸 설파이드, 테트라히드로티오펜, 알릴다이설파이드, 머켑토벤조티아졸, 알킬머켑토아세테이트, 테트라하이드로티오펜, 옥틸티오글리콜레이트 등이 있다. 이러한 안정제의 사용량은 본 발명의 도전성 재료 특성에 부합되는 한 특별히 제한할 필요는 없다. 그러나 그 함량이 고형분 대비 중량비로 0.1 ~ 90 중량%가 좋다. 이 범위를 넘는 경우 박막의 전도도의 저하가 생길 수 있고, 이하의 경우 잉크의 저장 안정성이 떨어질 수 있다.
또한, 박막보조제는 유기산 및 유기산유도체가 사용될 수 있으며 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 구성된다. 유기산의 예로는 초산(acetic acid), 옥살산(oxalic acid), 구연산(citric acid), 락트산(Lactic acid), 말레산(maleic acid), 아크릴산(acrylic acid), 부틸산(butyric acid), 발레산(valeric acid), 피발산(pivalicacid), n-헥산산(hexanoic acid), t-옥탄산(octanoic acid), 2-에칠-헥산산(2-ethyl-hexanoic acid), 네오데칸산(neodecanoic acid), 라우르산(lauric acid), 스테아린산(stearic acid), 올레산(oleic acid), 나프텐산(naphthenic acid), 도데칸산(dodecanoic acid), 리놀레산(linoleic acid) 등의 유기산이 사용될 수 있고, 유기산 유도체로는 초산암모늄염, 구연산암모늄염, 라우르산암모늄염, 락트산암모늄염, 말레산암모늄염, 옥살산암모늄염 등의 유기산 암모늄염과 Au, Cu, Zn, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta,Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Sm, Eu, Ac, Th 등과 같은 금속을 포함하는 유기산금속염이 사용될 수 있다. 유기산금속염의 예로는 옥살산 망간, 초산 금, 옥살산 팔라듐, 2-에틸 헥산산 은, 옥탄산 은, 네오데칸산 은, 스테아린산 코발트, 나프텐산 니켈, 나프텐산 코발트 등을 들 수 있다. 상기 박막보조제의 사용량은 특별히 한정하지는 않으나, 도전성 재료의 고형분 대비 0.1 ~ 25중량%가 바람직하다. 이 범위를 넘는 경우 균일한 박막형성이 어려우며, 그 이하인 경우 크랙이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
4)보호층
상기 음각 패턴층의 상부에 보호층을 형성하여 산화를 방지할 수 있고, 접착력을 증진시킬 수 있다. 보호층은 유기재료 또는 무기재료일 수 있다.
유기재료로는 폴리비닐부티랄(PVB) 등의 비닐계 고분자를 사용할 수 있다. 무기물 산화물로는, 예를 들면 실리카(SiO2), 이산화 티탄, 지르코니아, 산화아연 등을 졸, 콜로이드 상태로 사용할 수 있으며, 머캡탄 화합물을 혼용하여 사용할 수 있으며, 특히 바람직하게는 탄소수가 2-24개의 알킬 또는 아릴 그룹이 도입된 머캡탄, 예를들면 1-헥실 머캡탄, 도데실 머캡탄, 라우릴 머캡탄, 헥사데실 머캡탄, 옥타데실 머캡탄, 벤조머캡탄, 머캡토 아세트 산, 머캡토 벤질 알콜, 머캡토 에탄올, 머캡토에틸 에테르, 머캡토 이미다졸, 머캡토 피리딘, 머캡토페놀, 1,2-에탄디티올, 1,2-프로판디티올 또는 2,3-디머캅토-1-프로판올 등을 사용 할 수 있다. 상기 보호층의 물질들은 1 종 또는 2종이상 혼합하여 다양한 방법으로 사용할 수 있다.
상기 보호층의 열처리는 보통 50 ~ 300℃ 사이, 바람직하게는 60 ~ 200℃, 보다 바람직하게는 70 ~ 150℃에서 열처리하는 것이 박막의 물성을 위하여 좋다. 부가적으로, 상기 범위 내에서 저온과 고온에서 2단계 이상 가열 처리하는 것도 박막의 균일성을 위해서 좋다. 예를 들면 80 ~ 150℃에서 1 ~ 30분간 처리하고, 150 ~ 300℃에서 1 ~ 30분간 처리하는 것이 좋다.
상기 보호층의 코팅 방법은 잉크의 물성에 다라 각각 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅, 임프린팅(imprinting), 제로그라피(xerography), 리소그라피(lithography) 등을 선택하여 사용하는 것이 가능하다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 5um,깊이 3um,Line 200um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 100nm)용액을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 2
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 5um,깊이 3um,Line 200um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 3
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 5um,깊이 3um,Line 200um)에다가 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+Ag Compex Ink혼합액(8/2)을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 4
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 5
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 6
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+Ag Compex Ink혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 7
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+Ag Particle(100nm)혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 8
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+PEDOT:PSS Ink혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 9
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 2um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+그래핀분산액 혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 10
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 1um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+Ag Compex Ink혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
실시예 11
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 1um,깊이 3um,Line 50um)에다가 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)용액+PEDOT:PSS Ink혼합액(8/2)을 을 떨어뜨려 스핀코터를 이용하여 코팅후 Knife로 Blading하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 은 나노와이어층을 형성하였다.
제조된 투명도전층위에 PVB+A-189(2WT)용액을 스핀코팅하여 150도 5분 열처리하여 각각의 고분자 보호층을 형성하였다.
비교예 11
임프린팅 된 Mesh 필름(선폭 5um,깊이 3um,Line 200um)에다가 Ag Passte를 스크린 인쇄하여 음각패턴안에만 잉크가 충진되도록 한다음 150도 5분 열처리하여 Ag전극층을 형성하였다.
평가항목 실시예
1		 실시예
2		 실시예3 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 실시예
7
Line Width/Space 선폭 5um,깊이 3um,Line 200um 선폭 5um,깊이 3um,Line 200um 선폭 5um,깊이 3um,Line 200um 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um
투명전극잉크 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm) Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm) Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)+JET600C Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm) Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm) Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)+JET600C Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)+Ag Nanoparticle
광투과도(%) 87 85 87 88 86 88 85
표면저항(Ω/□) 60 30 30 50 20 20 40
평가항목 실시예
8		 실시예
9		 실시예
10		 실시예
11		 비교예1
Line Width/Space 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um 선폭 2um,깊이 3um,Line 50um 선폭 1um,깊이 3um,Line 50um 선폭 1um,깊이 3um,Line 50um 선폭 5um,깊이 3um,Line 200um
투명전극잉크 Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)+PETDOT:PSS Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)+그래핀 Ag Nanowire(0.5wt, 길이 5um, 두께 50nm)+JET600C Ag Nanowire(1wt, 길이 5um, 두께 50nm)+PETDOT:PSS Ag paste
광투과도(%) 88 88 88 88 80
표면저항(Ω/□) 60 40 10 40 20
Ag Nanowire : Ditto technology
JET600C : Kunshan Hisense Ag Complex Ink
Ag Nanoparticle : Ditto Technology
PEDOT:PSS : Ditto Technology
그래핀분산액 : 상보
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 상부에 형성된 음각 패턴층;
    상기 패턴층의 음각에 충진된 전극; 및
    상기 음각 패턴층의 상부에 형성된 보호층;을 포함하여 이루어지고,
    상기 전극은 평균 두께가 50 내지 150nm 이고, 평균 길이가 1 내지 10um인 금속 나노와이어 및 평균 입경이 10~500nm인 금속 분말을 8:2 내지 6:4의 중량비로 포함하는 도전성 재료를 충진하여 얻어진 것이며,
    상기 보호층은 폴리비닐부티랄(PVB)을 80 ~ 150℃에서 1 ~ 30분간 처리하고, 150 ~ 300℃에서 1 ~ 30분간 처리하여 얻어진 것이며,
    상기 전극이 충전된 음각 패턴층의 광투과도는 투명전극 기판 전체 광투과도 대비 0.7 내지 0.9 범위 내인 투명전극 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음각 패턴의 단위면적당 금속 나노와이어의 중량은 100~1000 (ug/um2) 범위내인 투명전극 기판.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    음각 패턴의 폭은 1~10um 범위내이고, 깊이는 1~10um 범위내이며, 음각 패턴의 간격(pitch)은 10~500um 범위내인 투명전극 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음각 패턴층은 사각형의 메쉬형 패턴인 투명전극 기판.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    광투과도가 85% 이상이며, 표면저항이 100(Ω/□) 이하인 투명전극 기판.
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