KR101595895B1 - 광소결로 접합된 은 나노와이어를 포함하는 투명전극용 필름, 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액 및 은 나노와이어의 접합 방법 - Google Patents
광소결로 접합된 은 나노와이어를 포함하는 투명전극용 필름, 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액 및 은 나노와이어의 접합 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 은 나노와이어를 광소결 공정으로 접합으로써, 면저항 균일도가 90 내지 95%인 투명전극용 필름을 제공할 수 있어 박막트랜지스터 소자, 태양전지, 터치 스크린, 플렉서블 투명 전극 등 다양한 분야에서 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 고분자 바인더 수지를 포함하여 은 나노와이어가 균일하게 분산된 은 나노와이어 접합용 분산액을 이용하고, 복합 광원을 선택적으로 제어하는 방법을 이용함으로써, 공정상으로는 상온 조건하에서 매우 짧은 시간 내에 접합이 가능하고, 이를 통하여 우수한 면저항 균일도를 갖는 투명전극용 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투명전극용 필름은 광소결로 은 나노와이어를 접합함으로써 90 내지 95%의 우수한 면저항 균일도를 제공하고, 본 발명에 따른 은 나노와이어 접합용 분산액은 고분자 바인더 수지를 함유함으로써, 향상된 분산성을 제공하고, 와이어 간 접촉면에서의 면저항을 낮출 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 접합 방법을 이용하면, 폴리머 기판의 손상 없이 상온 대기 조건 하에서 0.1 내지 100 ms 이내의 짧은 시간에 은 나노와이어를 접합할 수 있고, 롤투롤 공정에 적용이 용이하여 플렉서블 투명전극의 대량 생산을 가능하게 하며, 전 파장영역의 복합 광원을 흡수하여 낮은 광소결 에너지로도 낮은 면저항을 가짐과 동시에 우수한 면저항 균일도 및 높은 전기 전도도와 향상된 굽힘 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 고분자 바인더 수지를 포함하여 은 나노와이어가 균일하게 분산된 은 나노와이어 접합용 분산액을 이용하고, 복합 광원을 선택적으로 제어하는 방법을 이용함으로써, 공정상으로는 상온 조건하에서 매우 짧은 시간 내에 접합이 가능하고, 이를 통하여 우수한 면저항 균일도를 갖는 투명전극용 필름을 제공할 수 있다.
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Description
본 발명은 광소결로 접합된 은 나노와이어를 포함하는 투명전극용 필름, 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액 및 은 나노와이어의 접합 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 은 나노와이어의 접합에 광소결을 이용함으로써 면저항 균일도가 90 내지 95%인 투명전극용 필름과, 고분자 바인더 수지를 포함하여 은 나노와이어가 균일하게 분산된 은 나노와이어 접합용 분산액 및 복합 광원을 선택적으로 제어하여 상온 조건하에서 매우 짧은 시간 내에 접합이 가능하면서도 우수한 면저항 균일도를 제공할 수 있는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법에 관한 것이다.
투명전극은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 소자, 태양전지, 터치 스크린 등 다양한 사업분야에서 널리 사용되고 있다.
종래에는 투명전극의 소재로서 인듐턴옥사이드(ITO)가 많이 이용되었으나, 인듐의 고갈 문제 및 공정의 복잡성이 문제되었고, 또한 ITO는 대부분 박막증착동정을 통해서 증착이 이루어져 공정 가격이 비싸고, 결정질 구조를 갖는 치밀한 박막이 형성되어 크랙이 발생하는 등의 문제로 인하여 최근에 주목받고 있는 폴리머계열을 사용한 유연기판을 활용한 투명전극에는 적합하지 않은 단점이 있었고, 이러한 ITO 투명 물질을 대체하기 위한 소재로 최근에는 은 나노와이어가 주목받고 있다.
한편, 플렉서블한 투명전극을 제조하는 방법으로는 크게 금속잉크를 사용하여 나노메쉬를 활용한 방법과, 은 나노와이어를 사용하여 제조하는 방법으로 나누어진다. 그 중, 은 나노와이어를 유연기판 위에 안착시켜 투명전극을 제조하는 경우의 핵심기술은 은 나노와이어를 접합하는 방법이다.
종래에는 은 나노와이어를 접합하기 위하여 비활성기체 내부에서 고온(200 내지 350 ℃)의 열, 레이저 및 화학적 방법을 사용하였는데, 이러한 방법은 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라 녹는점이 낮고, 화학적 반응을 야기할 수 있는 폴리머 기판에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 은 나노와이어를 기판 위에 코팅하여 필름을 형성할 때에는 균일하게 도포하는 것이 중요하다. 일반적으로 은 나노와이어를 비롯한 금속 나노와이어는 자기들끼리 응집력이 강하여 물 등의 용매에 은 나노와이어를 분산시키면 균일한 분산도를 얻기 힘들고, 특히 이를 기판에 코팅하여 건조하면, 용매가 먼저 휘발되면서 금손 나노와이어끼리 달라붙는 현상이 일어나 결국 코팅층에 형성된 은 나노와이어가 균일하게 형성되기 어렵고, 결과적으로 표면 전체에서 면저항이 균일한 투명전극용 필름을 제공하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
따라서, 폴리머 소재를 활용한 플렉서블한 투명전극에 활용이 가능하고, 표면 전체에서 균일한 면저항을 가진 투명전극을 제공하기 위해서는, 화학적 반응을 통해 다른 구성요소에 영향을 끼치지 않고, 상온 대기 조건 하에서 매우 짧은 시간 내에 접합 가능하면서도 면저항 균일도가 향상된 투명전극용 필름, 상기 접합에 사용하기 위한 은 나노와이어 분산액 및 은 나노와이어를 접합하는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 은 나노와이어의 접합에 광소결을 이용함으로써, 면저항 균일도가 우수한 투명전극용 필름을 제공하고자 한다.
또한, 특정 고분자 바인더 수지를 함유함으로써 향상된 분산성을 제공할 수 있는 은 나노와이어 접합용 분산액을 제공하고자 한다.
또한, 상온 대기 조건 하에서 전 파장 영역의 복합 광원을 선택적으로 제어하여 매우 짧은 시간 내에 접합이 가능하면서도 낮은 면저항 및 우수한 면저항 균일도를 제공할 수 있는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 광소결로 접합된 은 나노와이어를 포함하고, 면저항 균일도가 90 내지 95%인 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 접합된 은 나노와이어는 두 개 이상의 은 나노와이어가 일 점 이상에서 불규칙적으로 상호 접합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 접합된 은 나노와이어는 은 나노와이어 및 고분자 바인더 수지를 포함하는 분산액을 이용하여 코팅한 후 광소결하여 접합될 수 있고, 상기 고분자 바인더 수지는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 상기 고분자 바인더 수지는 상기 분산액 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광소결은 적외선(IR) 램프의 파워 100-1000 와트(W), 자외선(UV) 램프의 파워 10-1000 ㎽/㎠, 제논 플래쉬 램프의 강도 15-30 J/㎠ 조건의 복합 광원을 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액에 있어서, 상기 분산액은 총 중량을 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%의 고분자 바인더 수지를 포함하고, 상기 고분자 바인더 수지는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액을 제공한다.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법을 제공한다.
(a) 은 나노와이어와 용매의 혼합물 및 분산액 총 중량을 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%의 고분자 바인더 수지를 포함하는 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액을 제조하는 단계,
(b) 상기 은 나노와이어 접합용 분산액을 투명 기판 위에 코팅하는 단계,
(c) 상기 코팅된 은 나노와이어 접합용 분산액을 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 건조하는 단계,
(d) 상기 건조 후 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계,
(e) 상기 접합된 은 나노와이어를 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 경화하는 단계.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (d) 건조 후 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계는,
(d-1) 건조된 은 나노와이어 필름의 고분자 바인더를 제거하기 위한 예비처리 단계(pre-treatment step) 및 (d-2) 은 나노와이어를 접합하기 위한 주 광조사 단계(main sintering process)의 2 단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프의 조사는 상기 예비처리단계 및 주 광조사 단계에서 각각 사용되고, 상기 예비처리 단계와 주 광조사 단계 사이에는 휴지기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용매는 2-부톡시에틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸에테르, 시클로헥사논, 시클로헥사놀, 2-에톡시에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 테르피네올(terpineol), 이소부틸 알코올 또는 이들의 혼합용액일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 혼합물은 용매 100 중량부에 대하여 은 나노와이어 0.01 내지 70 중량부의 비율로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고분자 바인더 수지는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 폴리우레탄 디스펄젼(PUD), 폴리우레탄 디올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리에틸렌글리콜, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 은 나노와이어는 평균 직경 5-100 ㎚, 평균 길이 5-100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기판은 폴리이미드 필름(PI), BT 에폭시/유리 섬유, 폴리에틸렌 필름(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 포토페이퍼로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 코팅 단계는 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라뷰어링(Gravuring), 바 코터(bar coater) 또는 스프레이 분사법에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선(IR) 램프의 파워는 100-1000 와트(W)일 수 있고, 상기 자외선(UV) 램프의 파워는 10-1000 ㎽/㎠일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제논 램프의 펄스 폭(Pulse width)은 0.01-100 ㎳이고, 펄스 갭(Pulse gap)은 0.01 내지 100 ㎳이며, 강도(Intensity)는 15-30 J/㎠일 수 있고 또한, 상기 제논 램프의 펄스 수(Pulse number)는 1-1000 번일 수 있다.
본 발명에 따른 투명전극용 필름은 종래와는 달리 광소결을 이용하여 은 나노와이어를 접합함으로써 90 내지 95%의 우수한 면저항 균일도를 제공할 수 있어 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 소자, 태양전지, 터치 스크린, 플렉서블 투명 전극 등 다양한 전자 소자 분야에 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 은 나노와이어 접합용 분산액은 고분자 바인더 수지를 함유함으로써, 향상된 분산성을 제공하고, 와이어 간 접촉면에서의 면저항을 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 접합 방법을 이용하면, 폴리머 기판의 손상 없이 상온 대기 조건 하에서 0.1 내지 100 ms 이내의 짧은 시간에 은 나노와이어를 접합할 수 있고, 롤투롤 공정에 적용이 용이하여 플렉서블 투명전극의 대량 생산을 가능하게 하며, 전 파장영역의 복합 광원을 흡수하여 낮은 광소결 에너지로도 낮은 면저항을 가짐과 동시에 우수한 면저항 균일도 및 높은 전기 전도도와 향상된 굽힘 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 광소결을 이용하여 은 나노와이어를 접합하는 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 은 나노와이어의 접합에 사용되는 광소결 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 광원에 의해 빛 에너지를 받아 은 나노와이어가 접합되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 제논 램프의 단펄스 백색광에 대한 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 실시예 2에 따라 은 나노와이어를 접합한 후, 접촉면에서의 면저항을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 7은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 주사전자현미경 측정 사진이다.
도 8은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 투명성 분석 사진이다.
도 9는 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 면저항을 측정한 그래프이다.
도 10은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량 및 광조사 에너지에 따른 투과도를 측정한 그래프이다.
도 11은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
도 12는 실시예 3에 따라 접합된 것으로서, 0.5 wt% 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
도 13은 실시예 4에 따라 코팅된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 코팅 후의 면저항 균일도 분석을 위한 필름 사진이다.
도 14는 실시예 4에 따라 접합된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 코팅 후의 면저항 균일도 그래프이다.
도 15는 실시예 4에 따라 접합된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 접합공정시 자외선 사용의 유무에 따른 접합 후의 면저항 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 은 나노와이어의 접합에 사용되는 광소결 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 광원에 의해 빛 에너지를 받아 은 나노와이어가 접합되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 제논 램프의 단펄스 백색광에 대한 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 실시예 2에 따라 은 나노와이어를 접합한 후, 접촉면에서의 면저항을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 7은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 주사전자현미경 측정 사진이다.
도 8은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 투명성 분석 사진이다.
도 9는 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 면저항을 측정한 그래프이다.
도 10은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량 및 광조사 에너지에 따른 투과도를 측정한 그래프이다.
도 11은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
도 12는 실시예 3에 따라 접합된 것으로서, 0.5 wt% 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
도 13은 실시예 4에 따라 코팅된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 코팅 후의 면저항 균일도 분석을 위한 필름 사진이다.
도 14는 실시예 4에 따라 접합된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 코팅 후의 면저항 균일도 그래프이다.
도 15는 실시예 4에 따라 접합된 것으로서, 0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 접합공정시 자외선 사용의 유무에 따른 접합 후의 면저항 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래에는 은 나노와이어를 접합하기 위하여 비활성기체 내부에서 고온(200 내지 350 ℃)의 열, 레이저 및 화학적 방법을 사용하였는데, 이러한 방법은 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라 녹는점이 낮고, 화학적 반응을 야기될 수 있는 폴리머 기판에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 은 나노와이어를 기판 위에 코팅하여 필름을 형성할 때에는 균일하게 도포하는 것이 중요하다. 일반적으로 은 나노와이어를 비롯한 금속 나노와이어는 자기들끼리 응집력이 강하여 물 등의 용매에 은 나노와이어를 분산시키면 균일한 분산도를 얻기 힘들고, 특히 이를 기판에 코팅하여 건조하면, 용매가 먼저 휘발되면서 금손 나노와이어끼리 달라붙는 현상이 일어나 결국 코팅층에 형성된 은 나노와이어가 균일하게 형성되기 어렵고, 결과적으로 표면 전체에서 면저항이 균일한 투명전극용 필름을 제공하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
따라서, 폴리머 소재를 활용한 플렉서블한 투명전극에 활용이 가능하고, 표면 전체에서 균일한 면저항을 가진 투명전극을 제공하기 위해서는, 화학적 반응을 통해 다른 구성요소에 영향을 끼치지 않고, 상온 대기 조건 하에서 매우 짧은 시간 내에 접합 가능하면서도 면저항 균일도가 향상된 투명전극용 필름, 상기 접합에 사용되기 위한 은 나노와이어 분산액 및 은 나노와이어를 접합하는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광소결로 접합된 은 나노와이어를 포함하고, 면저항 균일도가 90 내지 95%인 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름을 제공한다.
이때, 면저항이란 개별 물질이 가지는 고유의 저항 특성의 단위 면적당 저항값을 의미하는데, 투명전극용 필름의 면저항은 낮을수록 우수한 전기전도 특성을 가진다. 또한, 면저항은 투명전극에 포함된 코팅층 표면 전체에서 고른 분포를 보여야 하며, 본 발명에서는 코팅층 표면 전체에서 면저항의 고른 분포 정도를 면저항 균일도로 정의한다. 면저항 균일도는 본 발명의 투명전극용 필름 표면을 총 9개의 부분으로 구획을 나누어 면저항을 측정한 후, 측정된 면저항 값들에 대한 평균값을 분석하여 계산한다. 이때, 면저항 균일도는 다음과 같은 식에 의해 계산된다.
면저항 균일도(%) = [1-(면저항 표준편차/면저항 평균)] × 100
또한, 상기 광소결은 복합 광원을 선택적으로 제어하여 수행하며, 상기 광소결을 이용하면, 은 나노와이어와 기판 간의 부착력이 향상되고, 낮은 면저항을 제공함과 동시에 특히 필름 표면 전체에서 은 나노와이어가 고르게 분산되어 향상된 면저항 균일도를 제공할 수 있다.
이때, 상기 광소결은 적외선(IR) 램프의 파워 100-1000 와트(W), 자외선(UV) 램프의 파워 10-1000 ㎽/㎠, 제논 플래쉬 램프의 강도 15-30 J/㎠ 조건의 복합 광원을 이용하여 수행하는 것이 가장 바람직하다. 상기의 광소결을 통해 접합된 은 나노와이어를 포함하는 투명전극용 필름의 면저항 균일도는 90 내지 95%로서 본 발명이 목적하는 우수한 전기 전도 특성을 지닌 투명전극용 필름을 제공할 수 있다.
또한, 상기 접합된 은 나노와이어는 두 개 이상의 은 나노와이어가 일 점 이상에서 불규칙적으로 상호 접합된 것을 특징으로 한다. 상기 은 나노와이어는 비선형 또는 구불구불한 형상을 가지고 있는데, 상기 광소결 과정에서 접점이 다수 형성되고, 효과적인 연결이 이루어져, 결과적으로는 일점 이상에서 불규칙적으로 상호 접합될 수 있다.
또한, 상기 접합된 은 나노와이어는 은 나노와이어 및 고분자 바인더 수지를 포함하는 분산액을 이용하여 코팅한 후에 광소결하여 접합된 것을 특징으로 하고, 상기 고분자 바인더 수지는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 또는 이들의 혼합물이고, 상기 고분자 바인더 수지는 상기 분산액 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%인 것을 특징으로 한다. 이때, 은 나노와이어의 접합에 사용된 상기 분산액은 고분자 바인더 수지를 함유함으로써, 낮은 면저항 및 높은 분산성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법을 제공하며, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(a) 은 나노와이어와 용매의 혼합물 및 분산액 총 중량을 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%의 고분자 바인더 수지를 포함하는 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액을 제조하는 단계,
(b) 상기 은 나노와이어 접합용 분산액을 투명 기판 위에 코팅하는 단계,
(c) 상기 코팅된 은 나노와이어 접합용 분산액을 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 건조하는 단계,
(d) 상기 건조 후 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계,
(e) 상기 접합된 은 나노와이어를 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 경화하는 단계.
먼저, 상기 (a) 단계에서는 상술한 바와 같이 은 나노와이어와 용매의 혼합물 및 분산액 총 중량을 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%의 고분자 바인더 수지를 포함하는 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액을 제조한다.
이때, 상기 은 나노와이어 접합용 분산액에 포함되어 있는 상기 고분자 바인더 수지는 은 나노와이어와 기판 간의 부착력을 향상시키고, 와이어 간 접촉면에서의 계면저항을 낮추는 역할을 하며 또한 분산액 내에 은 나노와이어의 분산성을 향상시켜주며, 결과적으로 투과도 및 굽힘 특성이 향상시켜 줄 수 있다.
상기 고분자 바인더 수지는 은 나노와이어 분산액 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 0.3 내지 0.7 중량%로 함유되는 것이 가장 바람직하다. 고분자 바인더 수지의 함량이 상기 하한치인 0.1 중량% 미만인 경우에는 은 나노와이어와 기판 간의 부착력이 없어질 수 있으며, 상기 상한치인 50 중량% 초과인 경우에는 와이어 간 접촉면에서의 계면저항을 낮추기가 어려울 수 있다.
상기 고분자 바인더 수지는 예를 들어, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 폴리우레탄 디스펄젼(PUD), 폴리우레탄 디올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리에틸렌글리콜, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 은 나노와이어 분산액은 분산의 용이성을 위해서 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매는 예를 들어, 2-부톡시에틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸에테르, 시클로헥사논, 시클로헥사놀, 2-에톡시에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 테르피네올(terpineol), 이소부틸 알코올 또는 이들의 혼합용액일 수 있다.
또한, 상기 혼합물은 용매 100 중량부에 대하여 은 나노와이어 0.01 내지 70 중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 은 나노와이어는 평균 직경 5-100 ㎚, 평균 길이 5-100 ㎛인 것이 바람직하다. 은 나노와이어의 평균 직경이 하한치 미만인 경우에는 제작이 어려울 뿐만 아니라 우수한 전도성을 기대하기 어려우며, 상한치 초과인 경우에는 접합에 필요한 에너지가 증가하여 유연 기판에 데미지를 가하게 되거나, 은 나노와이어의 접합 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 은 나노와이어의 접합 효율의 향상을 위해서 상기 범위 내에서 각각 다른 직경과 길이를 가지는 은 나노와이어를 함께 사용할 수 있다.
다음으로 (b) 단계에서는 제조된 은 나노와이어 분산액을 투명 기판 위에 코팅한다.
이때, 상기 기판은 플렉서블한 성질을 지니는 폴리머 소재로서, 폴리이미드 필름(PI), BT 에폭시/유리 섬유, 폴리에틸렌 필름(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 포토페이퍼로 이루어진 군에서 선택되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 은 나노와이어 분산액은 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라뷰어링(Gravuring), 바 코터(bar coater) 또는 스프레이 분사법 등의 방법에 의하여 기판 위에 코팅될 수 있다.
다음으로는 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(XENON) 램프에서 조사되는 전 파장영역의 광원을 선택적으로 제어하여 은 나노와이어를 복합 광접합하게 되는데 이때, 도 2에 도시되어 있는 복합 광소결 장비를 이용한다.
보다 구체적으로는 상기에서 설명한 바와 같이 (c) 상기 코팅된 은 나노와이어 분산액을 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 건조하는 단계, (d) 상기 건조 후 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계 및 (e) 상기 접합된 은 나노와이어를 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 경화하는 단계로 이루어진다.
먼저, 상기 (c) 단계에서는 상기 (b) 단계에서 코팅된 은 나노와이어 분산액을 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 건조하는 것을 특징으로 한다. 이러한 건조 단계가 없거나, 또는 건조가 제대로 이루어지지 않으면, 투명 기판 위에 은 나노와이어의 안착이 제대로 되지 않아, 이후 접합 단계에서 에너지가 많이 소모되고, 접합이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
다음으로 상기 (d) 단계에서는 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합한다. 도 3은 은 나노와이어가 상기 복합광에 의해 빛 에너지를 받아 접합되는 과정을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 전 파장영역에서 조사되는 복합광을 흡수하면 약 0.1 내지 100 ms 범위의 매우 짧은 시간 내에 은 나노와이어의 완전한 접합을 가능하게 한다.
다음으로 상기 (e) 단계에서는 접합된 은 나노와이어를 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 경화한다. 본 발명은 이러한 경화 단계를 통하여 투명전극의 표면개질을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복합 광소결 장비를 통해 조사되는 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프는 건조, 접합, 경화의 단계에서 모두 사용되는데, 특히 접합단계에서 제논 램프의 조사시 적외선 램프 및 자외선 램프를 복합적으로 조사함으로써 기판의 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이때, 적외선(IR) 램프의 파워는 100 내지 1000 와트(W), 자외선(UV) 램프의 파워는 10 내지 1000 ㎽/㎠인 것이 바람직하다.
또한, 접합 단계에서 조사되는 제논 램프의 펄스 폭(Pulse width)은 0.01 내지 100 ㎳, 펄스 갭(Pulse gap)은 0.01 내지 100 ㎳, 강도(Intensity)는 0.01 내지 100 J/㎠, 펄스 수(Pulse number)는 1-1000 번인 것이 바람직하며, 강도는 15 내지 30 J/㎠인 것이 더욱 바람직하다. 펄스 폭이 100 ms보다 클 경우에는 단위 시간당 입사 에너지가 줄어들어 접합의 효율이 저하될 수 있으므로 비경제적이다. 펄스 갭이 100 ms보다 크거나 펄스 수가 1000 번보다 많은 경우, 강도가 0.01 J/㎠보다 작은 경우에도 너무 낮은 에너지로 인해 은 나노와이어의 접합이 일어날 수 없으며, 펄스 갭이 0.01 ms보다 작거나 강도가 100 J/㎠보다 클 경우에는 폴리머 소재의 투명기판이 손상될 수 있고, 장비와 램프에 무리가 가해지기 때문에 장비와 램프의 수명이 급속하게 줄어드는 문제점이 있다.
본 발명에서 적외선 램프의 파워(100 내지 1000 W), 자외선 램프의 파워(10 내지 1000 ㎽/㎠)와 조사시간, 제논 램프의 펄스 폭(0.01 내지 100 ㎳), 펄스 갭(0.1 내지 100 ms), 펄스 수(1 내지 1000번), 강도(0.01 내지 100 J/㎠)의 변화에 따라 은 나노와이어의 접합 조건이 달라지며, 이때 충분한 빛 에너지가 조사되어야만 은 나노와이어의 완전한 접합을 가능하게 한다. 제논 램프의 단 펄스 백색광에 대한 그래프가 도 4에 도시되어 있다.
투명전극 제조시의 핵심 기술은 금속 나노와이어의 접합에 있으므로, 본 발명에서와 같이, 광소결을 이용하여 은 나노와이어를 접합하는 방법을 이용하면, 상온 대기 조건 하에서 매우 짧은 시간 내에 은 나노와이어를 완전하게 접합할 수 있고, 전 파장영역의 복합 광원을 흡수하여 낮은 광소결 에너지로도 낮은 면저항을 가짐과 동시에 우수한 면저항 균일도 및 높은 전기 전도도와 향상된 굽힘 특성을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
1. 얇은 두께로 코팅된
광소결을
이용한 은
나노와이어의
접합
폴리비닐피롤리돈(PVP) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어 분산액에 대한 복합광접합 성능분석을 위하여 20-40 ㎚의 직경과 40-50 ㎛의 길이를 가진 은 나노와이어 분산액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 소재의 기판 위에 스핀코터로 초기 면 저항이 150-200 내지 1200-1500 Ω/sq가 나오도록 균일하게 코팅하고, 근적외선 램프 및 자외선 램프를 조사하여 건조하였다.
이후, PET 기판 위에 균일하게 코팅되어 건조된 은 나노와이어를 적외선 램프, 자외선 램프 및 제논 램프(펄스 폭 10 ms, 강도 15-21 J/㎠, 펄스 수 1번)를 복합적으로 조사하여 접합하였다.
실시예
2. 두껍게 코팅된 은
나노와이어의
접합
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의하되, 실시예 1에 비해 기판 위에 은 나노와이어 분산액을 두껍게 코팅한 후 접합하였다.
평가예
1.
광조사
에너지에 따른 은
나노와이어의
면저항
측정
상기 실시예 1 및 2에 따라 각기 다른 두께를 가진 PET 기판 위에 은 나노와이어 분산액을 코팅 및 건조 단계를 거친 뒤 복합적인 광원을 이용해 은 나노와이어를 접합한 후, 접촉면에서의 면저항을 4 point-probe로 측정하였다.
도 5는 실시예 1 및 실시예 2에 따라 은 나노와이어를 접합한 후, 접촉면에서의 면저항을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
이를 통해, 두께가 얇은 샘플과 두께가 두꺼운 샘플 모두 제논램프의 광조사 에너지가 증가될수록 면저항이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
평가예
2.
광조사
에너지에 따른 은
나노와이어의
주사전자현미경 분석
도 6은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 주사전자현미경 분석 사진이다.
이를 통해 제논 램프에서 조사되는 광에너지 증가할수록 은 나노와이어가 중첩되는 부분에서 접합이 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
평가예
3. 은
나노와이어의
접합 전/후 주사전자현미경 분석
도 7은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 주사전자현미경 측정 사진이다.
이를 통해 본 발명에 따른 광소결을 이용한 나노와이어 접합용 은 나노와이어 분산액 및 접합 방법에 따라, 전 파장 영역의 복합 광원을 이용하면 은 나노와이어가 광에너지를 흡수하여 기판 내부로 침투하여 완전한 접합이 이루어짐을 확인할 수 있다. 이러한 완전한 접합으로 인해 투명전극의 굽힘 특성을 높여주고 피로수명에 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
평가예
4. 은
나노와이어의
접합 전/후 투명성 분석
도 8은 실시예 1에 따라 접합된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 투명성 분석 사진이다.
이를 통해 은 나노와이어가 접합된 이후에도 기판의 손상 없이 투명성을 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
실시예
3.
광소결을
이용한, 바인더 수지가 포함된
은나노와이어
접합
0.5 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어 분산액에 대한 접합 성능분석을 위하여 20-40 ㎚의 직경과 40-50 ㎚의 길이를 가진 은 나노와이어 분산액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 소재의 기판 위에 바코터로 초기 균일하게 코팅하면서, 근적외선 램프 및 자외선 램프를 조사하여 건조하였다.
이후, PET 기판 위에 균일하게 코팅되어 건조된 은 나노와이어를 적외선 램프, 자외선 램프 및 제논 램프(펄스 폭 10 ms, 강도 19-21 J/㎠, 펄스 수 1번)를 복합적으로 조사하여 접합하였다.
평가예
5. 바인더 함량 및
광조사
에너지에 따른
면저항
측정
상기 실시예 3에 따라 은 나노와이어를 접합하되, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함량을 0-0.5 wt%로 달리한 은 나노와이어 접합용 분산액을 PET 기판 위에서 코팅 및 건조 단계를 거친 뒤 복합적인 광원을 이용해 접합한 후 접촉면에서의 면저항을 4 point-probe로 측정하였다.
도 9는 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 면저항을 측정한 그래프이다.
이를 통해, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC)바인더 수지의 함유량이 증가할수록 면저항이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 앞서 평가예 1의 결과와 동일하게 제논램프의 광조사 에너지가 증가될수록 면저항이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
평가예
6. 바인더 함유량 및
광조사
에너지에 따른 투과도 측정
도 10은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량 및 광조사 에너지에 따른 투과도를 측정한 그래프이다.
이를 통해 바인더 함유량이 증가할수록 은 나노와이어의 투과도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 과도한 광 에너지가 조사되었을 경우 은 나노와이어가 많은 광 에너지를 흡수하여 PET기판 표면에 손상을 입혀 광 투과도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
평가예
7. 은
나노와이어필름의
신뢰성 테스트
도 11은 실시예 3에 따라 접합된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
도 12는 실시예 3에 따라 접합된 것으로서, 0.5 wt% 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어의 접합 전과 접합 후의 굽힘 특성을 측정한 그래프이다.
이를 통해 본 발명에 따라 바인더 함유량이 증가할수록 은 나노와이어의 굽힘 특성 결과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 복합 광접합 단계를 거친 은 나노와이어의 굽힘 특성 결과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 광에너지를 흡수한 은 나노와이어가 완전히 접합 되어 신뢰성 향상에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.
실시예
4.
광소결을
이용한, 바인더 수지가 포함된
은나노와이어
접합
0.15 wt%의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 수지가 포함된 은 나노와이어 분산액에 대한 접합 성능분석을 위하여 20-40 ㎚ 의 직경과 40-50 ㎚의 길이를 가진 은 나노와이어 분산액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 소재의 기판 위에 바코터로 초기 균일하게 코팅하면서, 근적외선 램프 및 자외선 램프를 조사하여 건조하였다.
이후, PET 기판 위에 균일하게 코팅되어 건조된 은 나노와이어를 적외선 램프, 자외선 램프 및 제논 램프를 복합적으로 사용하여 은 나노와이어 필름의 바인더를 제거하기 위한 예비 처리 단계(pre-treatment step, 제논 램프 : 펄스 폭 5 ms, 펄스 갭 10 ms, 강도 50-70 J/㎠, 펄스 수 15번)과 주 광조사 단계 (main sintering process, 제논 램프 : 펄스 폭 10 ms, 강도 26 J/㎠, 펄스 수 1번) 2 단계로 나누어 조사하여 접합하였다.
평가예
8.
은나노와이어
필름의
면저항
균일도 평가
은 나노와이어 필름의 균일도 평가를 위하여 도 13과 같이 50 mm × 50 mm의 은 나노와이어 필름을 제작하여 9 points의 구역을 나누어서 각각의 면저항을 측정하였다. 도 14는 실시예 4에 따라 코팅된 은 나노와이어의 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더 함유량에 따른 은 나노와이어 필름의 저항 균일도를 4-point 프로브로 측정한 그래프이다.
상기 데이터의 standard deviation은 면저항의 균일한 분포를 나타냄으로 바인더의 함유량이 증가할수록 면저항의 균일도가 좋아 지는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 은 나노와이어와 하이드록시프로필 메틸셀룰로스의 비율이 1:2가 되었을 때 면저항의 균일도는 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해 은나노와이어 필름의 코팅 균일도 향상은 은 나노와이어와 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로스의 비율은 1:1이 되어야 신뢰성 있는 필름을 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
평가예
9. 자외선 램프의 사용 유무에 대한
은나노와이어
필름의
면저항
비교 평가
도 15는 실시예 4에 따라 접합된 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 바인더가 포함된 은 나노와이어 필름의 접합 조사 중 자외선의 사용 유무에 따른 은 나노와이어의 저항 변화에 대한 그래프이다.
이를 통해 본 발명에 따라 은 나노와이어의 접합시 자외선을 같이 사용해준 방법이 제논 램프만 사용한 방법보다 면저항이 더욱 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 자외선을 사용한 은 나노와이어의 접합시 제논램프만 사용한 방법보다 제논램프의 에너지가 적게 사용된 것을 확인할 수 있다. 이는 자외선의 사용이 유연 기판 위의 은 나노와이어를 더욱 효율적으로 접합시킬 수 있다는 것을 보여준다.
Claims (17)
- 나노와이어 및 고분자 바인더 수지를 포함하는 분산액이 투명 기판 상 코팅되고,
코팅된 분산액에 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사한 후,
적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하되, 상기 제논 램프가 펄스 폭(Pulse width)이 0.01-100 ㎳이고, 펄스 갭(Pulse gap)은 0.01 내지 100 ㎳이며, 강도(Intensity)는 15-30 J/㎠로 조사되는 단계를 포함하는 광소결을 통해 접합된 은 나노와이어를 포함하고, 하기 관계식으로 규정되는 면저항 균일도가 90 내지 95%인 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름.
(관계식)
면저항 균일도(%) = [1-(면저항 표준편차/면저항 평균)] × 100 - 제1항에 있어서,
상기 접합된 은 나노와이어는 두 개 이상의 은 나노와이어가 일 점 이상에서 불규칙적으로 상호 접합된 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름. - 제1항에 있어서,
상기 고분자 바인더 수지는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC) 또는 이들의 혼합물이고, 상기 고분자 바인더 수지는 상기 분산액 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%인 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름. - 제1항에 있어서,
상기 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프의 조사 단계시, 적외선(IR) 램프의 파워 100-1000 와트(W) 및 자외선(UV) 램프의 파워 10-1000 ㎽/㎠로 조사되는 것을 특징으로 하는 투명전극용 필름.
- 삭제
- (a) 은 나노와이어와 용매의 혼합물 및 분산액 총 중량을 기준으로 0.3 내지 0.7 중량%의 고분자 바인더 수지를 포함하는 광소결을 이용한 은 나노와이어 접합용 분산액을 제조하는 단계;
(b) 상기 은 나노와이어 접합용 분산액을 투명 기판 위에 코팅하는 단계;
(c) 상기 코팅된 은 나노와이어 접합용 분산액을 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하는 단계;
(d) 상기 건조 후 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하되, 상기 제논 램프의 펄스 폭(Pulse width)은 0.01-100 ㎳이고, 펄스 갭(Pulse gap)은 0.01 내지 100 ㎳이며, 강도(Intensity)는 15-30 J/㎠로 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계; 및
(e) 상기 접합된 은 나노와이어를 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프를 조사하여 경화하는 단계;를 포함하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 (d)단계의 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(Xenon) 램프를 조사하여 은 나노와이어를 접합하는 단계는,
(d-1) (c) 단계 후, 은 나노와이어 필름의 고분자 바인더를 제거하기 위한 예비처리 단계(pre-treatment step) 및 (d-2) 은 나노와이어를 접합하기 위한 주 광조사 단계(main sintering process)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제7항에 있어서,
상기 예비처리단계 및 주 광조사 단계 각각에서 상기 적외선(IR) 램프 및 자외선(UV) 램프가 조사되고,
상기 예비처리 단계와 주 광조사 단계 사이에는 휴지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 용매는 2-부톡시에틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸에테르, 시클로헥사논, 시클로헥사놀, 2-에톡시에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 테르피네올(terpineol), 이소부틸 알코올 또는 이들의 혼합용액인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 혼합물은 용매 100 중량부에 대하여 은 나노와이어 0.01 내지 70 중량부의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 고분자 바인더 수지는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 폴리우레탄 디스펄젼(PUD), 폴리우레탄 디올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리에틸렌글리콜, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 은 나노와이어는 평균 직경 5-100 ㎚, 평균 길이 5-100 ㎛인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 기판은 폴리이미드 필름(PI), BT 에폭시/유리 섬유, 폴리에틸렌 필름(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 포토페이퍼로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 코팅 단계는 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라뷰어링(Gravuring), 바 코터(bar coater) 또는 스프레이 분사법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법. - 제6항에 있어서,
(d) 단계에서, 상기 적외선(IR) 램프의 파워는 100-1000 와트(W)이고, 상기 자외선(UV) 램프의 파워는 10-1000 ㎽/㎠인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법.
- 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 제논 램프의 펄스 수(Pulse number)는 1-1000 번인 것을 특징으로 하는 광소결을 이용한 은 나노와이어의 접합 방법.
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