KR101570922B1 - 포타슘 폴리아마이트 기능화 처리를 거쳐 1차원 금속 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 표면에 내장시킨 투명 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

포타슘 폴리아마이트 기능화 처리를 거쳐 1차원 금속 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 표면에 내장시킨 투명 전극 및 그 제조방법 Download PDF

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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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Abstract

포타슘 폴리아마이트 기능화 처리를 거쳐 1차원의 금속 와이어, 특히 은 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 표면에 내장시킨 투명 전극 및 그 제조방법이 개시된다. 무색 투명 폴리이미드 투명 전극은, 폴리아믹산 필름층의 이미드화 과정을 거쳐 형성된 무색 투명 폴리이미드 필름층을 수산화칼륨에 담금으로써 생성된 포타슘 폴리아마이트 필름층에, 호스트(host) 기판 위에 코팅된 은 나노와이어 네트워크를 함침시키고, 상기 은 나노와이어 네트워크가 함침된 상기 포타슘 폴리아마이트 필름층을 열처리하여 다시 환원되는 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층을 포함하고, 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층의 겉 표피층에 상기 은 나노와이어 네트워크가 접점이 서로 용융된 형상으로 내장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

포타슘 폴리아마이트 기능화 처리를 거쳐 1차원 금속 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 표면에 내장시킨 투명 전극 및 그 제조방법{One-dimensional metal nanowire embedded colorless polyimide film via potassium polyamate functionalization as a transparent electrode and it’s fabrication by using potassium hydroxide}
본 별명은 은 나노와이어(silver nanowire)가 무색 투명 폴리이미드(polyimide) 필름의 한쪽 면의 표피층에 내장된(embedded) 플렉서블(flexible) 투명 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 큰 장단축비를 갖는 은 나노와이어를 합성하고, 이를 수산화칼륨 처리된 무색 투명 폴리이미드의 표피층에 균일하게 내장시킨 뒤, 열처리를 통해 은 나노와이어의 접점이 서로 용융되어 접촉저항이 최소화된 투명 전도성 폴리이미드 전극 및 제조 방법을 제공한다.
최근 들어 사용자의 요구에 맞추어 자유롭게 형태 변형이 가능하고 쉽게 깨지지 않으며, 휴대가 쉬운 장점을 갖는 투명 유연(flexible) 전자소자에 대한 관심이 증가함에 따라, 투명 유연 전자소자를 구성하는데 필수적인 플렉서블 투명 전극에 대한 필요성이 제기되고 있다. 일반적인 투명 전극에 주로 사용되는 물질은 ITO(Indium doped Tin Oxide)이다. 그러나 ITO는 세라믹(ceramic) 소재로 반복적인 휘어짐 과정에서 크랙(crack)이 발생하거나 ITO 전극이 하부 기판에서부터 박리되는 문제점이 발생하여 플렉서블용 투명 전극의 물질로 사용되기에는 한계가 있을 뿐 아니라 ITO를 구성하는 물질인 인듐(Indium)이 점점 고갈되고 있고 또한 물질의 증착을 위해서 진공(vacuum) 공정을 필요로 하기 때문에 가격이 비싸다는 단점이 있다. 따라서 ITO를 대체하여 유연 전자소자에 사용될 수 있는 플렉서블용 투명 전극으로 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 나노와이어(metal nanowire) 등에 관한 연구가 활발이 진행되고 있다. 이 중 은 나노와이어(silver nanowire)는 은(silver) 재료 자체의 비저항이 15.87 nΩ?로, 자연계에서 전기저항 값이 가장 낮다는 점 때문에 높은 전기전도를 나타내고, 또한 매우 큰 장단축비를 갖고 있어서 극소량의 사용으로도 은 나노와이어들이 서로 네트워크화되며, 은 나노와이어가 위치하지 않은 곳은 비어있게 되어 90 % 이상의 높은 투명도를 가질 수 있어 ITO를 대체하기에 적합한 물질이다. 또한 은 금속이 기판의 휘어짐에도 끊어짐이 발생하지 않을 정도로 유연하기 때문에, 플렉서블용 투명 전극으로 적합한 소재이다.
이러한 장점들을 갖는 은 나노와이어를 실제로 플렉서블 투명 전극으로 사용하기 위해서는 유연 기판의 사용이 요구된다. 일반적인 투명 전극의 기판으로 사용되고 있는 유리는 무겁고 잘 깨진다는 단점이 있기 때문에 유연성을 갖고 가벼우며 연속공정이 가능한 플라스틱 기판을 유연 투명 전극용 기판으로 사용하게 된다.
플렉서블용 투명 전극은 플라스틱에 은 나노와이어와 같은 전도성 물질을 전사함으로써 구현된다. 플렉서블용 투명 전극의 기판으로 사용될 수 있는 플라스틱 기판으로는 PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenena-phthalate), PEEK(polyetheretherketone), PC(polycarbonate), PAR(Polyarylate), PES(polyethersulfone) 및 PI(polyimide) 등이 있다. 그러나 이 플라스틱들 중 PET(polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenena- phthalate), PEEK(polyetheretherketone)는 유리 전이 온도가 80 ~ 150 °C 정도로 내열성이 약하고 생산 과정에서 고분자 필름의 연신 때문에 광학적 특성이 떨어진다. 또한, PC(polycarbonate), PAR(polyarylate), PES(polyethersulfone)는 생산성 및 용매의 회수 관점에서 비교적 고비용이고 유리 전이 온도 또한 낮다. 이와 같이, 플라스틱은 플렉서블용 디스플레이에 필요한 특성인 유연성을 가지고 있지만 대체적으로 내열성 및 내화학성이 약하다는 문제점을 안고 있다. 이는 유연소자가 만들어지는 제조 과정 및 후속 소자제조 공정에서 가해지는 높은 열을 플라스틱 기판이 견딜 수 없다는 것을 의미한다.
최근 디스플레이의 액정배향막, 배터리(battery), 우주항공 분야와 같은 많은 산업분야에 광범위하게 적용되는 폴리이미드는, 이미드(imide) 결합을 가지는 합성 고분자 물질로 내마모성, 강도, 내화학성이 좋고, 특히 다른 플라스틱 재료에서는 볼 수 없는 내열성이 뛰어나다는 점 때문에 플렉서블용 투명 전극의 기판으로 사용되기에 충분한 조건을 갖추고 있다. 그러나 이러한 많은 장점들에도 불구하고 폴리이미드는 특유의 노란색을 띄기 때문에 투명 전극의 기판으로 사용되기에 한계가 있다. 따라서 폴리이미드를 투명 전극에 적용하기 위해 폴리이미드의 노란색을 나타내는 원인인 전하이동착물 현상(charge transfer complex theory)을 제한함으로써 만들어지는 무색 투명 폴리이미드의 개발이 다양한 방법으로 이루어지고 있다. 무색 투명 폴리이미드 기판에 은 나노와이어를 전사하면 투명하면서 전기 전도성과 플렉서블 특성을 동시에 갖는 투명 전극을 제조할 수 있다.
무색 투명 폴리이미드 기판위에 은 나노와이어를 직접 코팅하거나, 다른 호스트(host) 기판위에 은 나노와이어를 코팅한 후 이를 무색 투명 폴리이미드 기판위에 전사시켜 투명 전극으로 적용하는 것은 가능하다. 그러나 이렇게 제작된 투명 전극의 경우, 무색 투명 폴리이미드 기판 위에 올려져 있는 은 나노와이어가 태양전지소자(solar cell)나 터치 스크린 패널(touch screen panel), OLED(organic light emitting diode)와 같은 디스플레이(display)에 실제로 적용되었을 때 주변의 대기 환경 때문에 AgO 혹은 Ag2O의 형태로 산화되어 전기전도도가 크게 저하되는 단점이 있다. 또한 추가적인 후속 공정 과정이나 고온, 고습 환경에 노출시 은 나노와이어들이 변경되거나, 짧게 끊어져 더 이상 전도성을 나타내지 않을 수 있는 문제점이 발생할 수 있으며, 외부의 기계적인 자극에 의하여 은 나노와이어가 투명 폴리이미드 기판으로부터 쉽게 떨어져 나가는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 은 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 위에 단순히 코팅하거나 전사시키는 것이 아니라 표피층 내부에 함침시켜 외부 환경이나 기계적 자극으로부터 보호할 필요성이 요구되고 있다. 특히, 무색 투명 폴리이미드의 표피층에 은 나노와이어가 함침될 때 적절한 깊이만큼 내장이 되어, 우수한 전도성 특성과 우수한 내산화성 특성을 동시에 갖는 투명 전극을 제조할 수 있는 공정기술이 필요하다.
본 발명은 은 나노와이어 네트워크를 무색 투명 폴리이미드 필름의 표피층(겉 표면)에 균일하게 내장시켜, 높은 투과도, 높은 전기전도도, 산화 방지 및 우수한 내화학적 특성, 높은 기판과의 접착력(adhesion) 그리고 유연성을 갖는 투명 전극 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 은 나노와이어들이 무색 투명 폴리이미드 필름의 표피층에 집중적으로 내장되도록 무색 투명 폴리이미드 표면을 수산화칼륨(potassium hydroxide)을 이용해 이미드기(imide group)가 열린 포타슘 폴리아마이트(potassium polyamate)의 상태로 만들어준 뒤 은 나노와이어를 함침시킨다. 그 뒤 다시 열처리를 통해 열린 이미드기를 원래대로 되돌려 폴리이미드 상태로 만들어주는 것을 통해 은 나노와이어 네트워크가 무색 투명 폴리이미드 표면에 내장된 투명 전극을 제조하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로 본 발명의 목적은
첫째, 습식 화학 합성 방법을 이용하여 높은 횡경비(장단축비)를 가지는 고품질의 은 나노와이어를 합성한 후,
둘째, 무색 투명 폴리이미드의 전구체인 무색 투명 폴리아믹산을 제조하기 위해 무수물과 아민을 유기용매에서 혼합하고,
셋째, 유리 기판을 OTS(octadecyltricholorosilane)로 코팅(coating)한 후, 앞에서 제작한 폴리아믹산 용액을 도포하고, 로(furnace) 내에서 열적 이미드화(thermal imidization)를 통해 무색 투명 폴리이미드 필름을 제작하는 것이다. 이때, OTS(octadecyltricholorosilane)는 유리 기판의 성질을 친수성(hydrophillic)에서 소수성(hydrophobic)으로 바꾸어주어 최종적으로 제작된 은 나노와이어가 내장된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극이 기판에서 쉽게 분리되게 도와주는 역할을 수행한다.
넷째, 제작된 무색 투명 폴리이미드를 수산화칼륨에 담가두는 과정을 통해 무색 투명 폴리이미드 표면의 이미드기를 열어 포타슘 폴리아마이트의 상태로 만들어준 뒤 은 나노와이어를 함침시키는 것이다.
다섯째, 열처리를 통해 포타슘 폴리아마이트를 다시 폴리이미드로 환원시켜 은 나노와이어가 표면에 내장된 무색 투명 폴리이미드 필름을 제작하는 것이다.
여섯째, 호스트(host) 유리기판으로부터 은 나노와이어가 표면에 내장된 무색 투명 폴리이미드 필름을 떼어냄으로써, 유연 투명 전극 제조하는 것을 포함한다.
본 발명은 높은 횡경비를 갖는 은 나노와이어들이 유연한 성질을 갖는 무색 투명 폴리이미드 필름의 표면에 내장되어 폴리이미드의 우수한 내화학성, 내열성을 바탕으로 은 나노와이어들의 표면 산화를 방지하고, 열처리 과정에서 은 나노와이어의 접점이 용융되면서 접촉저항을 최소화시켜 우수한 전기전도 특성을 갖는 플렉서블용 투명 전극 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 투명 전극 제조 단계는, 은 나노와이어 합성 단계, 무색 투명 폴리이미드 제조 단계, 은 나노와이어 함침 단계의 3 단계로 나뉘어질 수 있다.
우선 첫 번째, 은 나노와이어를 합성하는 단계는, (a) AgCl 화합물 전구체와 고분자 및 용매를 포함하는 용액을 제조하고, AgNO3를 이용한 용액 속에 은 나노와이어를 합성하고 성장시키는 단계, (b) 은 나노와이어 합성 및 성장에 사용된 용액과 은 나노와이어를 분리하고 세척(centrifuge and washing)한 뒤, 은 나노와이어가 균일하게 분산된 은 나노와이어 분산 용액을 제조하는 단계 및 (c) 진공여과(vacuum filtration) 전사 방식을 이용하여 나일론 필터(nylon filter) 위에 은 나노와이어 네트워크 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
두 번째, 무색 투명 폴리이미드 필름을 제작하는 단계는, (d) 무수물로는 6FDA(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride)와 아민으로는 APS(Ammonium persulfate)를 유기용매에서 혼합하여 무색 투명 폴리아믹산을 형성하는 단계, (e) 유리 기판 위에 OTS(octadecyltricholorosilane)를 도포하는 단계, (f) 상기(e)에서 준비된 기판 위에 폴리아믹산 용액을 닥터 블레이드(doctor’s blade)를 이용하여 도포하는 단계 및 (g) 열처리를 통해 무색 투명 폴리이미드 필름을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
세 번째, 은 나노와이어 함침 단계는, (h) 무색 투명 폴리이미드를 수산화칼륨에 담가 폴리이미드를 포타슘 폴리아마이트로 변환시키는 단계, (i) 나일론 필터 위에 올려진 은 나노와이어를 압착기를 이용해 포타슘 폴리아마이트에 전사하는 단계, (j) 열처리를 통해 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시키는 단계 및 (k) 호스트 기판으로부터 은 나노와이어가 표면에 내장된 무색 투명 폴리이미드 필름을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 10~100 ㎚의 직경과 3~100 ㎛의 길이를 가지는 높은 횡경비의 은 나노와이어를 합성한 뒤 및 이들의 분산용액을 제조하고, 최소량의 은 나노와이어를 이용하여 은 나노와이어 네트워크를 형성하는 방법을 도입하여 공정 단가의 절감이 가능하다. 본 발명에 의해 제작된 무색 투명 폴리이미드는 본래 폴리이미드의 내열성, 내구성, 내화학성, 유연성 등의 성질과 더불어 무색 투명하다는 특성이 더해져 높은 품질의 플렉서블 투명 전극의 유연 기판으로 사용되기에 적합한 성질을 갖는다. 이렇게 제작된 무색 투명 폴리이미드를 수산화칼륨 처리해 준 뒤 은 나노와이어를 전사시켜주고, 압착 과정을 거쳐 열처리하는 일련의 간단한 공정을 통해, 은 나노와이어를 손쉽게 폴리이미드의 표피층 내부에 함침 시킬 수 있게 되고 이 과정에서 은 나노와이어의 전도성과 투명도가 방해 받지 않기 때문에 효과적으로 투명 전극을 제작할 수 있게 된다.
본 발명에서 은 나노와이어를 둘러싸고 있는 무색 투명 폴리이미드는 보호막(passivation layer)과 같은 역할을 해주어 내장된 은 나노와이어가 대기 중에 직접 노출되어 산화되는 것을 방지해 주고 외부의 높은 열에 의해 손상되는 것을 막아줄 뿐 아니라 외부의 기계적인 자극에 의해 유연 기판에서 분리되는 것을 막아준다. 또한, 은 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드 필름에 함침시키는 과정에서 수반되는 열처리 과정에 의해 은 나노와이어의 접점이 용융되어 접촉 저항이 최소화 되어 투과도 및 전도도가 향상된 투명 전극(투과도 80 % 이상, 저항 20 Ω/sq 이하)을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 은 나노와이어가 내장된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은 나노와이어의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색 투명 폴리이미드가 제작되는 과정을 화학구조식으로 표현한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제작된 무색 투명 폴리이미드의 사진이다.
도 5는 상업화 되어 판매되는 폴리이미드 필름의 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은 나노와이어가 내장된 무색투명 폴리이미드 투명 전극의 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색투명 폴리이미드에 내장된 은 나노와이어의 표면 주사전자현미경 사진이다.
도 8은 도 7에서 제시된 표면 주사전자현미경 사진의 고 배율 사진이다
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색투명 폴리이미드에 내장된 은 나노와이어의 단면을 기울인(tilting) 주사전자현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 은 나노와이어가 내장된 무색투명 폴리이미드로 구성된 투명 전극의 광 투과도 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 은 나노와이어 네트워크가 내장된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극 제조방법에 대해서 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실험 예에 따른 은 나노와이어 네트워크를 무수물과 아민이 결합한 폴리아믹산을 열적 이미드화 시키는 것을 통해 만들어진 무색 투명 폴리이미드에 수산화칼륨을 이용하여 투명 폴리이미드의 한쪽 표피층에 은 나노와이어를 내장시킨 투명 전극을 제조하는 방법을 순서에 따라 개략적으로 나타내기 위한 모식도이다.
도 1의 은 나노와이어 네트워크가 내장된 폴리이미드 복합체 제조방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 은 나노와이어 네트워크가 내장된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극을 제조하는 방법은 i) 은 나노와이어를 합성하는 단계(S10), ii) 무수물과 아민을 교반하여 폴리아믹산 용액을 제조하는 단계(S20), iii) 폴리아믹산 용액을 호스트 기판 위에 코팅한 후 열처리하여 무색 투명 폴리이미드 필름을 제조하는 단계(S30), iv) 단계(S30)에서 제조된 무색 투명 폴리이미드 필름을 수산화칼륨에 담가 포타슘 폴리아마이트를 형성하는 단계(S40), ⅴ) 단계(S40)에서 제조된 포타슘 폴리아마이트에 은 나노와이어를 함침시키는 단계(S50), ⅵ) 열처리를 통해 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시키는 단계(S60)를 포함할 수 있다. 더 나아가서 호스트 기판으로부터 은 나노와이어가 표면에 내장된 무색 투명 폴리이미드 필름을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저 단계(S10)에서는 폴리올 방식으로 은 나노와이어를 합성하고 진공여과 전사 방식을 이용해 나일론 필터 위에 전사시킨다.
은 나노와이어 합성 단계
먼저, 100 ~ 200 °C의 고온에서도 끓지 않고 Ag+ 이온의 환원반응과 용액 상 반응이 가능한 용매(예, ethylene glycol)와 은의 특정 결정면에 달라붙어 선택적으로 성장을 방해하고 고분자 물질(예, polyvinylpyrrolidone, PVP(C6H9NO)x) 및 용액 상에 Ag+ 이온의 농도를 일정하게 유지시켜 Ag+ 이온의 환원속도를 일정하게 하는 첨가제(예, KBr)를 일정 비율로 용액에 녹여 130~ 170 °C의 고온에서 안정화시킨다.
Ag 전구체(AgCl)를 먼저 녹여 은 나노와이어가 성장할 핵생성 장소를 만든 후, 주 반응 물질(예, AgNO3)을 일정하게 주입하여 위에서 언급한 고분자 물질이 달라붙지 않은 특정한 결정면으로 Ag+ 이온을 환원시켜 은 나노와이어가 형성될 수 있도록 적정하고, 은 나노와이어가 충분히 성장하여 반응이 완료될 수 있도록 일정 시간 유지시켜 준다. 이때, 반응에 사용되는 반응물질의 대부분이 반응에 참여하여 한 번에 다량의 은 나노와이어를 제조할 수 있다.
은 나노와이어 분산용액의 제조 과정
불순물이 섞인 은 나노와이어 합성용액에서 코팅이 가능하도록 순수한 은 나노와이어 분산 용액을 제조한다. 은 나노와이어 합성에 사용된 고분자 물질 및 첨가제 등을 세척해 내고 순수한 은 나노와이어만 추출해내기 위하여, 용매, 고분자 물질 및 첨가제와 섞일 수 있는 용액에 일정 비율로 에탄올 정제수를 이용하여 희석 및 원심 분리 과정을 거쳐 세척한다. 이러한 세척 과정은 불순물 제거 및 효과적인 은 나노와이어 분리를 위하여 여러 번 반복될 수 있다.
분리된 은 나노와이어를 유리나 금속 또는 플라스틱 기판 상에 코팅하기 위하여 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 이소프로판올(isopropanol) 등의 용액에 은 나노와이어를 다시 분산시켜 은 나노와이어가 균일하게 분산된 은 나노와이어 분산 용액을 제조한다. 이때, 분산제 또는 전극 형성에 영향을 미치지 않는 다른 첨가제를 추가적으로 첨가할 수 있다. 코팅에 방해가 되지 않고, 분산 특성을 개선시킬 수 있는 첨가제면 특정 첨가제에 제약을 두지는 않는다. 한편, 은 나노와이어 분산 용액의 농도를 높여 줌으로써 투명 전극의 저항을 크게 낮출 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 얻어진 은 나노와이어 분산 용액을 유리, 금속 또는 플라스틱 기판 위에 코팅 및 건조시켜, 은 나노와이어들이 네트워크 층을 형성한다. 300 °C의 이미드화 공정온도에서 견딜 수 있는 기판이면 특정 기판에 제약을 두지 않는다.
은 나노와이어 분산용액 코팅 과정
은 나노와이어 분산용액을 이용하여 진공여과 전사 방식을 통해 나일론 필터 위에 전사시킨다.
단계(S20)에서는 무수물과 아민을 교반하여 무수물과 아민이 결합된 폴리아믹산을 제조한다. 무수물과 아민을 효과적으로 교반하기 위해 용매를 넣어주어야 하는데 용매로는 ethanol, water, chloroform, N,N'-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N,N'-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone등을 사용할 수 있다.
단계(S20)에서 사용되는 무수물은 무색 투명 폴리아믹산을 합성할 수 있는 무수물로 4,4'-Oxydiphthalic Dianhydride(ODPA), pyromellitic dianhydride(PMDA), 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracar-boxylic dianhydride(DSDA), 4'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride(BPDA), 4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy) bis(phthalic anhydride)(BPADA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6FDA), 4,4'-Benzophenonetetracarboxylic Dianhydride(BTDA), 1,2,3,4-cyclobutanetetracaroxylic dianhydride(CBDA), 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid(CHDA) 들 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며 이외에 투명 폴리아믹산을 합성할 수 있는 무수물이면 특정 물질에 제약을 두지 않는다.
단계(S20)에서 사용되는 아민은 무색 투명 폴리아믹산을 합성할 수 있는 아민으로 3,3'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl(M-BAPB), 1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzene(p-BAPB), 2,2-bis(4-aminophenyl) hexafluoropropane(BAHFP), meta-amino-bis metabisaminophenoxy diphenyl sulfone(m-BAPS), ammonium persulfate(APS),(9-Fluorenylidene)dianiline(BAPF), para-amino-bis metabisaminophenoxy diphenyl sulfone(p-BAPS), 2,2`-bis(3-amino-4-methylphenyl)hexafluoropropane(BAMF), 2,2`-bis(trifluoromethyl)benzidine(TFB)들 중에서 하나 이상을 포함할 수 있으며 이외에 투명 폴리아믹산을 합성할 수 있는 아민이면 특정 물질에 제약을 두지 않는다.
폴리이미드가 특유의 노란색을 띄는 원인은 전하 전이 복합화 이론(charge transfer complex theory)으로 설명될 수 있는데 이는 이미드 구조 내에 공명구조의 수가 증가할수록 파이(π) 전자의 전이가 쉬워지므로 에너지 준위는 낮아지고 그에 따라 고파장 즉, 가시광선영역의 빛을 흡수해 노란색을 띈다는 이론이다. 무색 투명 폴리아믹산을 합성할 수 있는 무수물과 아민은 이러한 파이 전자의 전이를 막아주는 물질이어야 한다. 대표적으로 트리플루오로메틸(trifluoromethyl), 설폰(sulfone), 에테르(ether) 와 같은 전기음성도가 비교적 강한 원소를 도입함으로써 파이 전자의 이동을 제한하여 공명효과를 낮추는 방법이 있으며, 벤젠(benzene)이 아닌 올레핀계 환형(cycloolefin) 구조를 도입함으로써 주사슬 내에 존재하는 파이 전자의 밀도를 감소시켜 무색 투명 폴리이미드 필름을 제조할 수 있다.
단계(S30)에서는 폴리아믹산 용액을 열처리하여 무색 투명 폴리이미드 필름을 제조한다. 유기 용매에서 무수물과 아민의 중합반응으로 혼합된 폴리아믹산을 유리 기판 위에 닥터 블레이드를 이용하여 도포한다. 도포하기 전 친수성인 유리 기판을 소수성으로 만들어 주기 위해 OTS(octadecyltricholorosilane)로 코팅해 준다. 그 뒤 100 ~ 300 °C 범위에서 열처리를 하게 되면, 열 경화 반응(imidization)이 일어나 무색 투명 폴리이미드 필름이 제조된다.
단계(S40)에서는 제조된 무색 투명 폴리이미드를 수산화칼륨에 담가 포타슘 폴리아마이트를 형성시킨다. 수산화칼륨은 폴리이미드를 구성하는 이미드기를 열어서 강도가 약한 필름 상태인 포타슘 폴리아마이트가 되게 만들어준다. 이렇게 만들어진 포타슘 폴리아마이트는 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 상태라고 볼 수도 있다.
단계(S50)에서는 제조된 포타슘 폴리아마이트에 은 나노와이어를 함침시킨다. 단계(S10)에서 나일론 필터 위에 올려진 은 나노와이어를 포타슘 폴리아마이트에 압착기를 이용하여 수 초간 압착시켜줌으로써 은 나노와이어를 포타슘 폴리아마이트에 함침시킬 수 있게 된다. 수산화칼륨이 무색 투명 폴리이미드 표면에만 영향을 미쳐 포타슘 폴리아마이트가 표피에만 생성되었기 때문에 은 나노와이어도 포타슘 폴리아마이트 표면 부분에 집중적으로 내장되게 된다. 이는 수산화 칼륨 처리를 통해서 표피층의 일부분만 폴리아믹산 상태로 변화가 이루어지기 때문에, 표피층의 안쪽 내부에 은 나노와이어 네트워크를 균일하게 내장시킬 수 있는 큰 장점을 가진다.
단계(S60)에서는 열처리를 통해 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시킨다. 폴리아믹산을 열 경화시켜 무색 투명 폴리이미드를 만드는 원리와 마찬가지로 포타슘 폴리아마이드를 폴리아믹산으로 볼 수 있으므로 열처리를 통해 수산화칼륨에 의해 열린 이미드기를 닫아 주어 폴리이미드로 환원시켜준다. 이 과정에서 열에 의해 은 나노와이어 사이의 접점이 용융되게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
[실시예1] 은 나노와이어의 제조 및 도포
먼저 170 °C 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 높은 끓는점을 갖는 용액인 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 40 ㎖, PVP(polyvinylpyrrolidone) 고분자 0.67 g, KBr 첨가제 0.02 g을 삼구 플라스크(three neck flask)에서 섞어서 마그네틱바(magnetic bar)를 이용해 교반하고 170 ℃까지 가열하여 30 분 동안 안정화한다. 이때 PVP는 은 나노와이어의 특정 성장 면을 방해하여 와이어 형상으로 성장하도록 도와주는 역할을 하며, 첨가제인 KBr은 용액 속에 은 이온이 일정하게 유지될 수 있도록 도와준다.
다음으로 안정된 용액에 볼밀링(ball-milling) 과정을 거친 미세 연마된 AgCl 가루 0.02 g을 넣어 초기 전구체를 형성한다. 반응에 참여하지 않고 남은 AgCl 가루는 바닥에 남아 있을 수 있으며 미세 연마 정도 및 연마 결정면에 따라 은 나노와이어 성장 친화도가 달라지게 된다. 1 시간 후, 주요 반응 물질인 AgNO3 0.440g을 적정한다. 이때, AgNO3를 에틸렌 글리콜 5 ㎖에 먼저 녹여서 용액상으로 주사기를 이용해 5 ㎖/hour의 속도로 일정하게 주입할 수 있다. 그 뒤 2 시간 동안 170 °C 로 가열해준다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 합성한 은 나노와이어의 주사전자현미경 사진이다. 도 2에서 보여지듯이 균일한 형상의 은 나노와이어(직경 30 ~ 60 ㎚, 길이 10 ~ 50 ㎛)가 매우 잘 합성되었음을 확인할 수 있다.
성장된 은 나노와이어 용액에서 순수한 은 나노와이어를 에틸렌 글리콜과 PVP로부터 분리해내기 위하여 1:4의 비율로 D.I water 또는 에탄올에 희석한 다음 원심 분리 후 세척과정을 진행하였다. 한 번에 분리가 원활하게 이루어지지 않으므로 3 ~ 5 번 상기의 과정을 반복하였다. 처음에는 D.I water에서 30 분 동안 2000 rpm으로 원심 분리한 뒤 아래 가라앉아 있는 은 입자(particle)들은 버리고 위에 떠 있는 용액을 이용했고 그 뒤로는 D.I water에서 30 분 동안 2000 rpm으로 원심 분리한 뒤 위의 용액에 떠 있는 은 입자들을 버리고 아래 가라앉아 있는 은 나노와이어들을 이용하는 과정을 3 번 반복하였다. D.I water를 이용한 세척이 끝난 후 에탄올에서 위의 과정을 4 번 반복하였다. 분리된 은 나노와이어에서 수분을 완벽하게 제거하면 실제 생성된 은 나노와이어의 양을 계산할 수 있다. 실시예에서 생성된 은 나노와이어들의 무게는 2.7 ㎎/㎖로 계산되었다. 최종적으로 얻어진 은 나노와이어를 에탄올 또는 메탄올에 2 배로 희석(용액 속 은 나노와이어 양, 1.35 ㎎/㎖)하여 진공여과 전사 코팅에 사용할 분산 용액을 제조하였다.
진공 여과란 진공을 배면에 작용시켜 액체 중에 함유되어 있는 고체입자를 분리시키는 방법으로 고체는 여과재 표면 또는 내부에 퇴적시키고 액체는 여과재를 통과시켜 여액으로 분리한다. 본 실험에서는 진공여과 장치 위에 여과재로 나일론 필터를 올려놓고 제작한 분산 용액을 주입하면 에탄올 또는 메탄올은 여과되고 나일론 필터 위에 은 나노와이어가 남게 된다. 나일론 필터 위에 올려진 은 나노와이어는 실시예2에서의 포타슘 폴리아마이트 필름 위에 전사되게 된다.
[실시예2] 수산화칼륨을 처리를 통해 은 나노와이어가 무색 투명 폴리이미드의 표피층에 내장된 투명 전극의 제조
실시예 1에서 얻어진 은 나노와이어를 무색 투명 폴리이미드에 함침시키기 위해서는 무색 투명 폴리이미드의 제작이 필요하고 이를 위해서는 무색 투명 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 용액을 제조해야 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색 투명 폴리이미드가 제작되는 과정을 화학구조식으로 표현한 흐름도이다. 도 3에서 도시된 것과 같이, 폴리아믹산은 유기용매에서 무수물과 아민의 중합반응으로 만들어진다. 본 실험에서는 유기용매로 8 g의 DMF에 무수물로는 트리플루오로메틸 그룹을 갖는 6FDA(4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride) 4.073 g과 아민으로는 설폰 구조를 포함하는 APS(ammonium persulfate) 2.276 g을 넣고 약 20 ℃에서 마그네틱 스터러(magnetic stirrer) 를 이용해 5 시간 동안 교반시켜 액상의 폴리아믹산을 형성한다.
이렇게 제조된 액상의 폴리아믹산을 2 cm Ⅹ 2 cm 유리 기판 위에 도포해주게 되는데, 폴리아믹산으로부터 최종적으로 제작된 투명 전극을 유리 기판으로부터 잘 떼어지게 하기 위해 액상의 폴리아믹산을 도포하기 전 소수성의 성질을 가지는 OTS(octadecyltricholorosilane)를 기판에 코팅해준다. OTS(octadecyltricholorosilane)를 헥사데케인(hexadecane) 용매에 넣어 1 mM 농도의 용액을 만들어준 뒤 증류수(deionized water)로 세척하고, 질소(nitrogen)로 건조시킨 유리 기판을 OTS - 헥사데케인 용액에 16 시간정도 상온에서 담가준다. 유리 기판을 꺼낸 뒤 클로로폼(chloroform), 이소프로판올(isopropanol), 증류수(deionized water)에서 각각 15 분간 음파처리(sonication)를 통해 잔여 유기물을 제거한다. 이렇게 OTS(octadecyltricholorosilane) 처리된 유리 기판에 닥터 블레이드(doctor’s blade)를 이용하여 액상의 폴리아믹산을 100 ㎛ 두께로 균일하게 도포해준다. 유리 기판에 도포된 폴리아믹산을 분당 2 °C로 승온해 100 °C, 200 °C, 300 °C 에서 각각 1 시간씩 열처리 하면 무색 투명 폴리이미드 필름이 만들어진다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 무색 투명 폴리이미드 필름의 사진이다. 도 5의 상업화 되어 판매되는 폴리이미드 필름과 비교해서 확연히 노란색을 띄지 않는 투명한 형태의 필름인 것을 확인할 수 있다.
다음으로 은 나노와이어를 함침시키기 위해서 무색 투명 폴리이미드 필름에 수산화칼륨처리를 해준다. 1 M 농도의 수산화칼륨 용액에 제조된 폴리이미드 필름을 약 3 분 정도 담가준다. 그 뒤 잔류 수산화칼륨을 제거하기 위해 필름을 흐르는 증류수로 세척하고 50 °C 의 오븐(oven)에서 건조한다. 이 과정을 통해 칼륨이 폴리이미드의 이미드기 내의 탄소(carbon)를 대체해 이미드기가 열린 포타슘 폴리아마이트로 변화하며 이 상태에서 실시예1에서 나일론 필터 위에 올라가 있는 은 나노와이어를 압착기로 상온에서 약 수 초 간 3 kgf/cm2의 하중으로 누르면 포타슘 폴리아마이트 위에 은 나노와이어 네트워크를 함침시킬 수 있게 된다. 은 나노와이어가 함침되어 있는 포타슘 폴리아마이트를 열적 환원을 통해 다시 폴리이미드로 되돌려준다. 포타슘 폴리아마이트는 이미드기가 열려있다는 점에서 폴리아믹산이라고 볼 수도 있으므로 폴리아믹산을 폴리이미드로 열 경화 시켰던 조건과 동일하게 퍼니스 내에서 분당 2 °C 로 승온해 100 °C, 200 °C, 300 °C 에서 각각 1 시간씩 열처리해준다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은 나노와이어가 내장된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 사진이다. 육안으로 보았을 때 투명 전극 아래의 로고(logo)가 보일 정도로 투명하며 은 나노와이어가 내장되기 전과 비교하여 비슷한 정도의 투과도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색투명 폴리이미드에 내장된 은 나노와이어의 표면 주사전자현미경 사진이다. 은 나노와이어 네트워크가 잘 형성된 것을 확인 할 수 있다. 이 네트워크는 전류가 흐르는 통로가 되기 때문에 은 나노와이어가 내장된 무색투명 폴리이미드를 재료로 하는 투명 전극이 우수한 전기전도도를 나타내게 된다. 더 많은 양의 은 나노와이어를 내장시켜서 은 나노와이어끼리의 접점의 수를 증가시켜 더 치밀한 네트워크를 만드는 것을 통해 전기전도도를 개선할 수 있다.
도 8은 도 7에서 제시된 표면 주사전자현미경 사진의 고 배율 사진이다. 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시키는 열처리과정 중에 내장된 은 나노와이어 네트워크에서 은 나노와이어의 접점끼리 용융이 일어나 그 부분에서 저항이 낮아져 일반 은 나노와이어 네트워크보다 좋은 전기전도도를 나타낼 수 있다. 은 나노와이어 네트워크가 폴리이미드 필름의 표피층에 내장된 함량에 따라 2 ~ 20 Ω/sq 범위의 우수한 전기전도도 특성을 갖는다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무색투명 폴리이미드에 내장된 은 나노와이어의 단면을 기울인 주사전자현미경 사진이다. 도 7의 표면 주사전자현미경 사진에서는 무색투명 폴리이미드에 내장된 은 나노와이어 네트워크의 형상이 잘 보였지만, 도 9의 단면을 기울인 주사전자현미경 사진에서는 울퉁불퉁한 폴리이미드 표면 형상만이 보였다. 이는 은 나노와이어가 무색 투명 폴리이미드 표면에 드러나져 있는 것이 아니라 표면층 내부에 명확하게 내장되어 있는 것을 나타내는 증거이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 은 나노와이어가 내장된 무색투명 폴리이미드로 구성된 투명 전극의 광 투과도 그래프인데 실제로 그래프를 통해 상기와 같이 제작된 투명 전극이 800 nm에서 92 % 정도의 높은 투과도를 가짐을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
예를 들어, 이상의 실시예들에서는 네트워크화된 은 나노와이어(은 나노와이어 네트워크)를 무색 투명 폴리이미드 필름층에 내장시키는 실시예들을 설명하였으나, 은 나노와이어 외에도, 구리 나노와이어나 짧은(chopped) 나노섬유와 같은 1차원의 금속 나노와이어들이 네트워크화되어 이용될 수도 있다. 1차원의 금속 나노와이어들은, 3차원적으로 네트워크화되어 연결될 수 있는 투명 전극이면, 특정 금속 물질에 제약을 두지는 않는다. 이때, 짧은 나노섬유는 나노섬유 위에 은, 구리나 알루미늄 등이 도금된 상태로 네트워크화되어 무색 투명 폴리이미드 필름층에 내장될 수 있다. 직경이 50 - 2,000 nm 정도의 고분자 나노섬유는 은 나노와이어나 구리 나노와이어에 비해, 적게는 수배에서 많게는 수천배 이상의 높은 종횡비 (aspect ratio)를 가질 수 있기 때문에, 고분자 나노섬유의 표면에 은, 구리, 및 알루미늄과 같은 금속 피막층을 입하고, 무색 투명 폴리이미드 필름의 표피층에 내장시킴으로써, 더욱 우수한 전기전도 특성을 기대할 수 있다.
폴리올 공정을 통해 제조된 은 나노와이어들에 비해 다소 직경이 큰 금속이 도금된 고분자 나노섬유를 투명전극용 네트워크로 이용하는 경우에는, 나노섬유의 두께가 상대적으로 두꺼워서 투과도에서는 약간의 손해를 볼 수 있으나, 네트워크에서 길이가 비교적 긴 섬유를 유지함으로써, 적은 개수의 나노와이어 소재를 이용하여 우수한 투과도를 유지할 수 있으며, 특히 소재의 가격을 크게 낮출 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 은 나노와이어 네트워크나 구리 나노와이어 네트워크의 경우, 길이가 20 마이크로미터에서 40 마이크로미터까지의 범위를 갖지만, 짧은 나노섬유 네트워크의 경우에는 길이가 100 마이크로미터에서 수 센티미터까지의 범위를 가질 수 있다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 폴리아믹산 필름층의 이미드화 과정을 거쳐 형성된 무색 투명 폴리이미드 필름층을 수산화칼륨에 담금으로써 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층의 겉 표피층에 포타슘 폴리아마이트를 형성하고, 상기 포타슘 폴리아마이트에 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극을 압착하여 함침시키고, 상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극이 함침된 상기 포타슘 폴리아마이트에 대한 열처리를 통해 상기 겉 표피층이 폴리이미드로 다시 환원됨으로써 형성되는 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층
    을 포함하고,
    상기 무색 투명 폴리이미드 필름층의 상기 겉 표피층에 상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극의 접점이 서로 용융된 형상으로 내장되는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극은, 은 나노와이어, 구리 나노와이어 및 짧은(chopped) 나노섬유 중 적어도 하나를 이용하여 생성되고,
    상기 짧은 나노섬유는, 고분자 나노섬유의 표피 층에 은, 구리 및 알루미늄 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속으로 도금되는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 은 나노와이어 네트워크는, 직경이 10㎚에서 100 ㎚까지의 범위를 갖고, 길이가 3㎛에서 100 ㎛까지의 범위를 갖고, 횡경비가 20에서 10000까지의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무색 투명 폴리이미드 필름층의 두께는, 5 ㎛에서 100 ㎛까지의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포타슘 폴리아마이트가 형성되는 상기 겉 표피층의 두께는, 100 ㎚ 에서 3 ㎛까지의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수산화칼륨은, 1 몰(M)에서 3 몰(M)까지의 농도 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극은, 호스트 기판 상에 코팅되고,
    상기 호스트 기판은, 상기 이미드화 과정을 위해 필요한 열처리 온도에서 견딜 수 있는 금속, 세라믹, 실리콘 및 유리 중 적어도 하나를 재료로 하는 기판인 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극은, 호스트 기판 상에 코팅되고,
    상기 호스트 기판은, 최종적으로 제작된 무색 투명 폴리이미드 투명 전극이 상기 호스트 기판으로부터 쉽게 분리되도록 하기 위해, OTS(octadecyltricholorosilane)가 코팅되는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극의 접점은, 상기 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시키기 위한 열처리 과정에서 접점 부분이 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극.
  10. 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극을 제조하는 제1 단계;
    무수물과 아민의 교반으로 폴리아믹산 용액을 제조하는 제2 단계;
    호스트 기판을 OTS(octadecyltricholorosilane)로 코팅하는 제3 단계;
    상기 폴리아믹산 용액을 상기 호스트 기판 위에 코팅하는 제4 단계;
    상기 호스트 기판 위에 코팅된 폴리아믹산 막을 열처리하여 무색 투명 폴리이미드 필름층을 제조하는 제5 단계;
    수산화칼륨을 이용하여 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층의 겉 표피층을 포타슘 폴리아마이트로 변화시키는 제6 단계;
    압착을 통해 상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극을 상기 겉 표피층에 내장시키는 제7 단계; 및
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극이 상기 포타슘 폴리아마이트에 함침된 후, 열처리를 통해 상기 포타슘 폴리아마이트를 폴리이미드로 환원시켜 상기 무색 투명 폴리이미드 필름층으로 환원시키는 제8 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극은, 은 나노와이어, 구리 나노와이어 및 짧은(chopped) 나노섬유 중 적어도 하나를 이용하여 제조되고,
    상기 짧은 나노섬유는, 고분자 나노섬유의 표피 층에 은, 구리 및 알루미늄 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속으로 도금되는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 은 나노와이어를 이용하여 상기 네트워크화된 전극을 제조하는 경우,
    AgCl, AgNO3, PVP 및 EG를 이용한 폴리올 환원 공정을 통해 은 나노와이어를 합성하는 제1-1 단계;
    상기 은 나노와이어가 균일하게 용액 안에 분산된 은 나노와이어 분산용액을 제조하는 제1-2 단계; 및
    상기 은 나노와이어 분산용액을 진공여과 전사 코팅 방식을 이용하여 나일론 필터 위에 올려 은 나노와이어 네트워크를 생성하는 제1-3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 폴리아믹산 용액은 상기 무수물과 상기 아민의 중합반응에 의해 생성되고,
    상기 무수물은, 트리플루오로메틸 그룹을 갖는 6FDA(4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride)를 포함하고,
    상기 아민은, 설폰 구조를 포함하는 APS(ammonium persulfate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    바 코팅, 스핀 코팅 및 스프레이법 중에서 선택된 하나의 공정을 이용하여, 상기 폴리아믹산 용액을 상기 호스트 기판 상에 코팅하는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제5 단계는,
    상기 폴리아믹산 막을 300 °C의 온도에서 열처리하는 과정을 포함하고,
    상기 제8 단계는,
    상기 포타슘 폴리아마이트를 300 °C의 온도에서 열처리하는 과정을 포함하는
    것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제7 단계는,
    진공 여과 전사방식을 통해 나일론 필터에 올려져 있는 상기 1차원의 금속 와이어들이 네트워크화된 전극을 압착기를 이용하여 1 kgf/cm2에서 5 kgf/cm2까지의 압력 범위에서 압력을 가하여 상기 포타슘 폴리아마이트에 전사하는 것을 특징으로 하는 무색 투명 폴리이미드 투명 전극의 제조방법.
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