KR101598565B1 - A transparent carbon nanotube electrode and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
접착력이 우수한 탄소나노튜브(CNT) 투명전극 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판에 탄소나노튜브를 용매에 혼합한 용액을 도포한 탄소나노튜브 박막 및 접착제 용액과 탄소나노튜브 분산용액을 혼합한 용액을 도포한 접착막을 포함하는 탄소나노튜브 투명전극이 제공된다. 이로써, 투명전극의 특성을 가지면서, 접착력이 우수한 탄소나노튜브 투명전극을 제공할 수 있다.Disclosed is a carbon nanotube (CNT) transparent electrode having excellent adhesion and a method of manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, a carbon nanotube thin film coated with a solution in which a carbon nanotube is mixed with a solvent is coated on a substrate, and a carbon nanotube thin film including an adhesive film coated with a solution in which an adhesive solution and a carbon nanotube dispersion solution are mixed. A transparent electrode is provided. Thereby, it is possible to provide a carbon nanotube transparent electrode having characteristics of a transparent electrode and excellent in adhesion.
탄소나노튜브, CNT, 접착제, 스틸렌 부타디엔 Carbon nanotubes, CNTs, adhesives, styrene butadiene
Description
본 발명은 탄소나노튜브 투명전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon nanotube transparent electrode and a manufacturing method thereof.
디스플레이 소자에서는 투명전극이 필요하고, 일반적인 디스플레이용 투명전극으로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하 'ITO'라고 함)이 사용된다. ITO는 현재 가장 많이 쓰이고 있는 재료로 비교적 높은 투명도와 낮은 면저항을 특징으로 한다. 그러나 ITO 박막은 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔증착법 (E-beam evaporation) 등과 같은 물리증착방법(Physical Vapor Deposition, 이하 'PVD'라고함)에 의해 형성되므로 박막형성의 원가가 높고, 한정적인 인듐의 공급에 따라 가격이 높아지는 문제가 있다. 또한, ITO 박막을 굽힐 경우 크랙(crack)이 발생하여 저항이 증가하므로 플렉서블한 소자에는 적용하기 어렵다.A transparent electrode is required for a display device, and indium tin oxide (ITO) is used as a transparent electrode for a display. ITO is currently the most widely used material and features relatively high transparency and low sheet resistance. However, since the ITO thin film is formed by a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or E-beam evaporation, the cost of forming the ITO thin film is high, There is a problem in that the price is increased according to In addition, when the ITO thin film is bent, a crack is generated and the resistance is increased, so that it is difficult to apply to a flexible device.
따라서, 최근에는 ITO를 대체하는 투명전극 재료 중 하나로 탄소나노튜브(Carbon Nano-Tube, 이하 'CNT'라고 함)가 각광받고 있다. CNT는 전기 전도성과 강도가 우수하며 쉽게 휘어질 수 있는 성질을 가지고 있어, 이를 이용한 투명전극은 LCD, OLED, 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel) 및 페이퍼 유사 디스플 레이(paper like display)와 같은 디스플레이 소자뿐 아니라 태양 전지(solar cell) 및 2차 전지와 같은 에너지 소자에도 전극 물질로서 폭넓게 응용이 가능하다.Recently, carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNTs) have been attracting attention as a transparent electrode material that replaces ITO. CNT has excellent electrical conductivity and strength and can easily bend. Transparent electrodes can be used for LCD, OLED, touch screen panel (TSP) and paper like display The present invention can be widely applied not only to the same display device but also as an electrode material for an energy device such as a solar cell and a secondary cell.
본 발명은 CNT를 이용한 투명전극 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 접착체를 이용하여 CNT 투명전극의 기판에 대한 접착력을 향상시키고자 한다.The present invention relates to a transparent electrode using CNTs and a method of manufacturing the same, and in particular, to improve the adhesion of a CNT transparent electrode to a substrate using an adhesive.
또한, 본 발명은 CNT 분산용액을 도포한 기판에 접착제와 CNT를 혼합한 용액을 추가 도포하여, 우수한 광 투과도 및 낮은 면저항을 가지면서 접착력이 우수한 CNT 투명전극을 제공하고자 한다.The present invention further provides a CNT transparent electrode having excellent light transmittance, low sheet resistance, and excellent adhesive strength by further applying a solution obtained by mixing an adhesive and CNT to a substrate coated with a CNT dispersion solution.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CNT 투명전극은,According to an aspect of the present invention, there is provided a CNT transparent electrode,
기판에 탄소나노튜브(CNT)를 유기용매에 분산시킨 CNT 분산용액을 도포한 CNT박막 및 상기 기판에 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 용액을 도포한 접착막을 포함한다.A CNT thin film on which a CNT dispersion solution in which carbon nanotubes (CNTs) are dispersed in an organic solvent is coated on a substrate, and an adhesive film on which a solution in which an adhesive solution and a CNT dispersion solution are mixed is applied.
또한, 상기 접착제 용액은 접착제와 용매의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다. The CNT transparent electrode is characterized in that the adhesive solution is a mixed solution of an adhesive and a solvent.
또한, 상기 접착제는 폴리이미드계(Polyimide), 아크릴수지계(Acrylic resin), 우레탄수지계(Polyuretheane resin), 셀룰로오스(Ethercellulose), 에폭시수지계(Epoxy resin), 염화비닐수지 용제(Polyvinyl Chloride solvent type, PVC), 실리콘계(Silicone adhesives), 스틸렌-부타디엔 고무 수지계(Styrene-butadiene rubber) 또는 이들의 유도체 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다.The adhesive may be a polyimide resin, an acrylic resin, a polyurethane resin, an ethercellulose, an epoxy resin, a polyvinyl chloride solvent (PVC) A silicon-based adhesive, a silicone-based adhesive, a styrene-butadiene rubber, or a derivative thereof.
또한, 상기 접착제와 용매의 혼합비는 1:10 내지 1:30인 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다.The CNT transparent electrode is characterized in that the mixing ratio of the adhesive and the solvent is 1:10 to 1:30.
또한, 상기 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 용액의 혼합비는 1:20 내지 1:30인 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다.The CNT transparent electrode is characterized in that the mixing ratio of the solution in which the adhesive solution and the CNT dispersion solution are mixed is 1:20 to 1:30.
또한, 상기 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 용액을 도포한 접착막은 복수개 인 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다.Further, there is provided a CNT transparent electrode characterized in that a plurality of adhesive films are formed by applying a solution obtained by mixing the adhesive solution and the CNT dispersion solution.
또한, 상기 기판은 플렉서블한 것을 특징으로 하는 CNT 투명전극이 제공된다.In addition, a CNT transparent electrode characterized in that the substrate is flexible is provided.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 탄소나노튜브(CNT)를 용매에 분산시킨 CNT 분산용액을 기판 상에 도포하여 CNT 박막을 형성하는 단계; 및 ii) 상기 CNT 분산용액과 접착제 용액을 혼합한 용액을 기판 상에 도포하여 접착막을 형성하는 단계를 포함하는 CNT 투명전극의 제조방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a CNT thin film, comprising: forming a CNT thin film by applying a CNT dispersion solution in which a carbon nanotube (CNT) is dispersed in a solvent; And ii) applying a solution prepared by mixing the CNT dispersion solution and an adhesive solution onto a substrate to form an adhesive film.
또한, 열처리 단계를 더 포함하는 CNT 투명전극의 제조방법이 제공된다.Further, a method of manufacturing a CNT transparent electrode further comprising a heat treatment step is provided.
또한, 상기 박막을 형성하는 단계는 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 필트레이션 방법 및 바 코팅 방법 중 어느 하나에 의해 수행됨을 특징으로 하는 CNT 투명전극의 제조방법이 제공된다. The thin film may be formed by any one of a slit coating method, a spin coating method, a spray coating method, a filtration method, and a bar coating method.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 탄소나노튜브(CNT)를 용매에 혼합한 용액을 도포한 CNT박막; 및 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 용액을 도포한 접착막을 포함하는 CNT 투명전극이 제공된다. 이로써, 투명전극의 특성을 유지하면서, 접착력이 우수한 CNT 투명전극을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, A CNT thin film coated with a solution of a carbon nanotube (CNT) in a solvent; And a CNT transparent electrode comprising an adhesive film coated with a solution obtained by mixing an adhesive solution and a CNT dispersion solution. Thus, it is possible to provide a CNT transparent electrode having excellent adhesion while maintaining the characteristics of the transparent electrode.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not limited to the following examples, and that various forms of embodiments may be practiced within the scope of the appended claims, To facilitate the invention of the invention to those of ordinary skill in the art.
CNT 분산용액 및 접착제 용액의 제조Preparation of CNT dispersion solution and adhesive solution
i) 단계 : i) Step:
기판과, 탄소나노튜브(CNT), 유기용매, 접착제를 준비한다. 본 발명에 사용되는 재료는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수 있다. 여기서, 접착제는 사용하는 재료에 따라 폴리이미드계(Polyimide), 아크릴수지계(Acrylic resin), 우레탄수지계(Polyuretheane resin), 셀룰로오스(Ethercellulose), 에폭시수지계(Epoxy resin), 염화비닐수지 용제(Polyvinyl Chloride solvent type, PVC), 실리콘계(Silicone adhesives), 스틸렌-부타디엔 고무 수지계(Styrene-butadiene rubber) 등의 다양한 계열이 있으 며, 종류에 한정되지는 않는다. 투명전극에 사용되기 위한 투명한 성질을 띄는 재료는 폴리이미드계(Polyimide), 에폭시수지계(Epoxy resin), 스틸렌-부타디엔 고무 수지계(Styrene-butadiene rubber)등이고, 본 발명의 일 실시예에서는 스틸렌-부타디엔 고무 수지계(Styrene-butadiene rubber)를 사용하였다.A substrate, carbon nanotube (CNT), organic solvent, and adhesive are prepared. The material used in the present invention is not particularly limited so long as it does not hinder the object of the present invention, and a commercially available product can be purchased and used. Here, the adhesive may be a polyimide, an acrylic resin, a polyurethane resin, an ethercellulose, an epoxy resin, a polyvinyl chloride solvent type, PVC, silicone-based adhesives, styrene-butadiene rubber, and the like. Examples of transparent materials for use in the transparent electrode include polyimide, epoxy resin, styrene-butadiene rubber and the like. In one embodiment of the present invention, styrene-butadiene rubber Styrene-butadiene rubber was used.
ii) 단계 : ii) Step:
본 발명의 일 실시예에 따른 접착력이 우수한 CNT 투명전극을 제조하기 위해서는, 먼저CNT 분산용액과 접착제 용액을 제조하여야 한다. 여기서, CNT 분산용액은 제1용매에 CNT를 일정비율 혼합한 용액으로 정의하고, 접착제 용액은 제2용매에 접착제를 일정비율 혼합한 용액으로 정의한다. 본 실시예에서는 제1용매로 벤젠용액이 사용되었고, 접착제로 스틸렌 부타디엔 고무 수지가 이용되었으며, 제2용매로는 지방족 고리모양 케톤의 하나인 시클로헥사논이 이용되었다. 스틸렌 부타디엔 고무 수지는 SBR (Stylene Butadiene Rubber)계, SBS (Stylene Butadiene Stylene)계, 또는 SIS (Stylene Isoprene Stylene)계 접착제 또는 스틸렌과 부타디엔의 공중합체를 기본 구조로 하는 접착제 일 수 있다.In order to manufacture a CNT transparent electrode having excellent adhesion according to an embodiment of the present invention, a CNT dispersion solution and an adhesive solution should be prepared first. Here, the CNT dispersion solution is defined as a solution in which CNT is mixed with the first solvent at a predetermined ratio, and the adhesive solution is defined as a solution in which the adhesive is mixed with the second solvent at a predetermined ratio. In this embodiment, a benzene solution was used as a first solvent, a styrene butadiene rubber resin was used as an adhesive, and cyclohexanone, which is one of aliphatic cyclic ketones, was used as a second solvent. The styrene-butadiene rubber resin may be a styrene butadiene rubber (SBR), styrene butadiene styrene (SBS), or a styrene isoprene styrene (SIS) adhesive or a copolymer of styrene and butadiene.
CNT 분산용액 및 접착제 용액의 최적 비율 산출Calculating the optimum ratio of CNT dispersion solution and adhesive solution
CNT 분산용액의 경우, 벤젠에 CNT의 밀도가 높을수록 적은 양의 CNT분산용액으로도 원하는 특성의 투명전극을 형성할 수 있지만, CNT의 밀도가 높을 경우, 벤젠에 CNT의 분산이 잘 이루어지지 않아, 도포시 균일한 막을 형성하기 어렵다. 본 실험에서는 벤젠에 포함되는 CNT의 밀도를 0.05~1mg/l로 하였고, 이경우, 투명전극의 특성을 유지하면서 분산성을 확보할 수 있었다.In the case of the CNT dispersion solution, the higher the density of CNT in benzene, the more transparent electrode can be formed with a smaller amount of CNT dispersion solution. However, when the density of CNT is high, , It is difficult to form a uniform film upon application. In this experiment, the density of CNT contained in benzene was 0.05 ~ 1 mg / l. In this case, the dispersibility could be secured while maintaining the characteristics of the transparent electrode.
이후 접착제 용액의 최적 비율을 산출하기 위한 실험을 진행하였다. 이하에서는 접착제 용액의 용질인 스틸렌 부타디엔 고무 수지와 용매인 시클로헥사논의 비율을 1:10 미만(실험예1), 1:10 ~ 1:30 (실험예 2) 1:30이상(실험예 3)으로 하여, 접착제 용액을 기판에 스프레이(spray) 방법으로 도포하는 실험을 진행하였다. 여기서는 용액 도포방법으로 스프레이 방법이 사용되었으나, 기존에 알려진 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅 또는 필트레이션 방법 등이 사용될 수도 있다. 각 도포방법은 공지된 것으로 상세한 설명은 생략한다.Thereafter, an experiment was conducted to calculate the optimum ratio of the adhesive solution. Hereinafter, the ratio of the styrene-butadiene rubber resin as the solute of the adhesive solution to the cyclohexanone solvent as the solvent was set to 1:10 or less (Experimental Example 1), 1:10 to 1:30 (Experimental Example 2) , An experiment was conducted in which an adhesive solution was applied to a substrate by a spray method. Here, a spray method is used as a solution application method, but a conventionally known slit coating, spin coating, spray coating, or filtration method may be used. The respective coating methods are well known and detailed descriptions are omitted.
(실험예1) (Experimental Example 1)
스틸렌 부타디엔 고무 수지:시클로헥사논의 비율이 1:10 미만일 경우, 용질의 양이 과하여 용액의 점도가 증가하므로, 기판 도포시 형성되는 박막은 일부에 섬(island) 형상의 과도포 영역과 주변에 미도포 영역(uncoating)을 포함한다.Styrene-butadiene rubber resin: When the cyclohexanone ratio is less than 1:10, the amount of the solute is excessively increased and the viscosity of the solution is increased. Therefore, the thin film formed at the time of coating the substrate has an island- And includes an application area (uncoating).
섬불량에 관해서는 도 1을 참고하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 접착제 용액의 도포시 발생하는 섬(island)불량의 예시도이다. 도 1을 참고하면, 기판에 과도포 영역(100)과 미도포 영역(110)이 도시되어 있다. 섬불량이란 접착제 용액에 용매 대비 용질의 양이 과다하게 많은 경우 용액의 점도가 증가하여 균일한 박막이 형성되지 않고, 섬형상의 과도포 영역(100)과 주변에 미도포 영역(110)이 발생하는 불량이다. 본 실험에서 용질인 스틸렌 부타디엔 고무 수지 대비 용매인 시클로헥사논의 비율이 1:10 미만일 경우, 도1과 같은 섬불량이 발생하였다.The faulty island will be described with reference to Fig. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an illustration of an island failure that occurs upon application of an adhesive solution in accordance with an embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 1, an overcoated
(실험예 2 및 실험예 3) (Experimental Example 2 and Experimental Example 3)
스틸렌 부타디엔 고무 수지:시클로 헥사논의 비율을 점점 늘려서 1:10 이상인 경우는 용액의 점도가 서서히 감소하면서 균일하게 기판에 도포가 진행되다가, 1:30의 비율을 기점으로 박막의 접착력이 저하되면서 하지막 들뜸 현상이 발생하며 박막이 기판에서 떨어져 나가는 현상이 발생하고 막의 저항이 높아진다. Styrene-butadiene rubber resin: When the ratio of cyclohexanone is increased to 1:10 or more, the viscosity of the solution gradually decreases and the coating is uniformly applied to the substrate. Then, the adhesion of the thin film decreases from the ratio of 1:30, The floating phenomenon occurs and the thin film is separated from the substrate and the resistance of the film is increased.
따라서, 상술한 접착제 용액의 도포실험을 통하여, 용질인 스틸렌 부타디엔 고무 수지와 용제인 시클로헥사논의 최적 비율은 1:10~1:30으로 산출하였다. Therefore, the optimal ratio of the styrene-butadiene rubber resin, which is a solute, and cyclohexanone, which is a solvent, was calculated from 1:10 to 1:30 through the experiment of applying the above-mentioned adhesive solution.
접착제 용액과 CNT용액의 최적 비율 산출Calculate optimum ratio of adhesive solution and CNT solution
이하, 투명전도막으로 사용하기 위하여, 면저항 및 투과율 측면에서 접착제 용액과 CNT 분산용액의 최적 비율을 산출하기 위한 실험을 진행하였다.Hereinafter, an experiment was conducted to calculate the optimum ratio of the adhesive solution and the CNT dispersion solution in terms of sheet resistance and transmittance for use as a transparent conductive film.
여기서 쓰인 CNT분산용액은, 용매 내에서 용질의 분산성을 해지치 않는 범위에서 결정된다. 본 실험에서는 CNT 분산용액으로 0.1mg/ml의 농도로 CNT를 희석한 벤젠용액을 사용하고, 접착제 용액으로 스틸렌 부타디엔 고무 수지와 시클로 핵사논을 1 : 10의 비율로 혼합한 용액을 사용하였다. The CNT dispersion solution used here is determined within such a range as not to dissolve the solute in the solvent. In this experiment, a benzene solution diluted with CNT at a concentration of 0.1 mg / ml was used as the CNT dispersion solution, and a mixture of styrene butadiene rubber resin and cyclohexanone at a ratio of 1:10 was used as the adhesive solution.
이하 도 2의 그래프를 참고하여, 접착제 용액과 CNT 분산용액의 최적 비율에 대해 설명하기로 한다.The optimum ratio of the adhesive solution and the CNT dispersion solution will now be described with reference to the graph of FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 용액과 CNT 분산용액의 비율에 따른 면저항과 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing changes in sheet resistance and transmittance according to the ratio of the adhesive solution and the CNT dispersion solution according to an embodiment of the present invention.
도 2를 살펴보면, CNT 분산용액 대비 접착제 용액의 비율이 증가할수록 투과율과 면저항이 감소하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 투명한 전극으로 사용하기 위해서는 높은 투과율과 낮은 면저항이 요구된다. 따라서, 접착성질이 우수하면 서도 높은 투과율과 낮은 면저항을 가지는 최적 비율을 산출하여야 한다.As shown in FIG. 2, the permeability and sheet resistance tend to decrease as the ratio of the adhesive solution to the CNT dispersion solution increases. For use as a transparent electrode, a high transmittance and a low sheet resistance are required. Therefore, it is necessary to calculate an optimum ratio having a high transmittance and a low sheet resistance, even though the adhesive property is excellent.
도2의 실험결과를 참고하면, CNT 분산용액 대비 접착제 용액의 비율이 5%인 경우에 면저항 340Ω/sq, 투과율 80%의 특성을 나타냄을 알 수 있다. 전극으로 사용할 경우 면저항이 낮을수록 전극 특성이 좋으나, 투과율이 80% 이하인 경우에는 투명전극으로 사용이 어려우므로, CNT 분산용액 대비 접착제 용액의 비율은 5%정도가 임계수치임을 알 수 있다. Referring to the experimental results of FIG. 2, it can be seen that the sheet resistance is 340 Ω / sq and the transmittance is 80% when the ratio of the adhesive solution to the CNT dispersion solution is 5%. When the electrode is used as the electrode, the electrode characteristics are better as the sheet resistance is lower. However, when the transmittance is 80% or less, it is difficult to use the electrode as a transparent electrode. Therefore, the ratio of the adhesive solution to the CNT dispersion solution is about 5%.
탄소나노튜브 투명전극의 제조Manufacture of carbon nanotube transparent electrode
본 발명의 일 실시예에 따른 접착력이 우수한 CNT 투명전극의 제조방법에 대해 설명한다.A method of manufacturing a CNT transparent electrode having excellent adhesion according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 CNT 투명전극의 제조방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a CNT transparent electrode according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 단계S300에서 기판을 준비하고, 단계 S310에서 준비된 기판 상에 CNT 분산용액을 도포한다. 여기서, CNT 분산용액은 유기 용매에 CNT 를 일정비율 혼합한 용액이다. Referring to FIG. 3, a substrate is prepared in step S300, and a CNT dispersion solution is coated on the substrate prepared in step S310. Here, the CNT dispersion solution is a solution in which CNT is mixed with an organic solvent at a predetermined ratio.
단계 S320에서 CNT 분산용액이 도포된 기판상에 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 혼합용액을 도포한다. 여기서, 접착제 용액은 유기용매에 접착제를 일정비율 혼합한 용액이고, 접착제는 스텔렌 부타디엔 고무합성 수지 또는 스틸렌과 부타디엔의 공중합체를 기본 구조로 하는 접착제 일 수 있고, 스텔렌 부타디엔 고무합성 수지는 SBR (Stylene Butadiene Rubber)계, SBS (Stylene Butadiene Stylene)계, 또는 SIS (Stylene Isoprene Stylene)계 등 일 수 있다. 또한, 접착제 용액은 포토 아크릴 성분을 포함하여 패터닝이 가능하도록 제조할 수도 있다.In step S320, a mixed solution prepared by mixing the adhesive solution and the CNT dispersion solution is applied on the substrate coated with the CNT dispersion solution. Here, the adhesive solution is a solution obtained by mixing a certain amount of an adhesive with an organic solvent, and the adhesive may be a styrene-butadiene rubber synthetic resin or an adhesive having a basic structure of a copolymer of styrene and butadiene, and the styrene- (Styrene Butadiene Styrene), SIS (Styrene Isoprene Styrene), or the like. In addition, the adhesive solution may be manufactured so as to be patternable including a photo-acrylic component.
이후, 단계 S330에서 CNT 분산용액과 접착제 용액의 혼합용액을 도포한 기판을 소정의 온도와 시간으로 열처리한다. Thereafter, in step S330, the substrate coated with the mixed solution of the CNT dispersion solution and the adhesive solution is heat-treated at a predetermined temperature and time.
이로써, 낮은 면저항과 우수한 투과율을 가지면서 접착력이 향상된 CNT 투명전극을 제조할 수 있다.This makes it possible to manufacture a CNT transparent electrode having a low sheet resistance and an excellent transmittance while having improved adhesion.
도 3에서는 본 발명의 제 1실시예의 기판구조에 관한 제조방법을 설명하였으나, 이하 제 2, 3 실시예의 기판구조에 따라 CNT 분산용액의 도포 횟수나 도포 순서가 달라질 수 있다. 3, the manufacturing method of the substrate structure of the first embodiment of the present invention has been described. However, the number of times of application of the CNT dispersion solution and the application order may be changed according to the substrate structures of the second and third embodiments.
이하 도 4내지 6의 실시예를 참조하여 각 실시예에 따른 결과에 관해 설명한다.Hereinafter, the results of the embodiments will be described with reference to Figs. 4 to 6. Fig.
최적의 도포 조건을 도출하기 위해 접착제 용액의 비율을 조정하여 아래와 같은 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 접착제 용액으로 스틸렌 부타디엔 고무합성 수지와 시클로헥사논의 혼합 용액이 사용되었다. In order to obtain optimum coating conditions, the following experiment was carried out by adjusting the ratio of the adhesive solution. In this experiment, a styrene butadiene rubber synthetic resin and a mixed solution of cyclohexanone were used as an adhesive solution.
(실험예 1) (Experimental Example 1)
a) 0.1mg/ml(CNT의 양/벤젠의 부피)의 밀도를 가지는 CNT 분산용액을 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 20ml 도포한다. 이경우 특성은 투과율 80%, 저항 340Ω/sq으로 측정되었다.a) 20 ml of a CNT dispersion solution having a density of 0.1 mg / ml (amount of CNT / volume of benzene) is applied by a spraying method or a spin coating method. In this case, the characteristics were measured with a transmittance of 80% and a resistance of 340? / Sq.
b) 접착제 용액(스틸렌 부타디엔: 시클로 핵사논 = 1 : 10)과 CNT 분산용액(0.1mg/ml)을 1 : 20으로 희석한 용액 1ml를 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 도포한다.b) Apply 1 ml of a 1: 20 dilution of the adhesive solution (styrene butadiene: cyclohexanone = 1: 10) and CNT dispersion solution (0.1 mg / ml) by spraying or spin coating.
c) 이후, 100℃에서 열처리를 수행한다.c) Thereafter, heat treatment is performed at 100 ° C.
실험예 1의 경우, 도 4에 도시된 기판구조가 생성되고, 이 경우 접착제 용액과 CNT분산용액을 혼합한 용액을 도포한 후 최종 특성치는 투과율 80%, 저항 340Ω/sq으로, 거의 특성 변화가 발생하지 않았다. 또한, 직수크리닝(DI cleaning) 후에도 저항변화 및 투과율 변화가 발생하지 않았다.In the case of Experimental Example 1, the substrate structure shown in FIG. 4 was produced. In this case, after applying a solution prepared by mixing the adhesive solution and the CNT dispersion solution, the final characteristic value was 80% of the transmittance and 340Ω / Did not occur. Also, no change in resistance or change in transmittance occurred after direct cleaning (DI cleaning).
(실험예 2)(Experimental Example 2)
a) 0.1mg/ml(CNT의 양/벤젠의 부피)의 밀도를 가지는 CNT 분산용액을 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 20ml 도포한다. 이경우 특성은 투과율 80%, 저항 340Ω/sq으로 측정되었다.a) 20 ml of a CNT dispersion solution having a density of 0.1 mg / ml (amount of CNT / volume of benzene) is applied by a spraying method or a spin coating method. In this case, the characteristics were measured with a transmittance of 80% and a resistance of 340? / Sq.
b) 접착제 용액(스틸렌 부타디엔 : 시클로 핵사논 = 1 : 10)과 CNT 분산용액(0.1mg/ml)을 1 : 20으로 혼합한 용액 1ml를 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 도포한다.b) 1 ml of a 1: 20 mixture of an adhesive solution (styrene butadiene: cyclohexanone = 1: 10) and a CNT dispersion solution (0.1 mg / ml) is applied by spraying or spin coating.
c) 이후, 100℃에서 열처리를 수행한다. 이 단계는 중간 열처리 단계로 생략될 수 있다.c) Thereafter, heat treatment is performed at 100 ° C. This step may be omitted as an intermediate heat treatment step.
d) 0.1mg/ml(CNT의 양/벤젠의 부피)의 밀도를 가지는 CNT 분산용액을 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 5ml를 다시 도포한다. 이경우 특성은 투과율 80%, 저항 340Ω/sq으로 유지되었다.d)
e) 이후, 100℃에서 열처리를 수행한다.e) Thereafter, heat treatment is performed at 100 ° C.
실험예 2의 경우, 도 5에 도시된 기판구조가 생성되고, 실험예 1과 비교해 볼 때, 투과율 및 저항 특성은 비슷하다. 단, 중간 열처리인 c) 단계를 진행할 경 우, 상부 CNT 박막이 직수크리닝 시에 박리되어 특성이 열화되고, 열처리를 하지 않을 경우, CNT 분산용액 도포시, 섬형상의 불량이 발생하게 되어 균일도 측면에서 불리한 특성을 나타낸다.In the case of Experimental Example 2, the substrate structure shown in FIG. 5 was produced, and the transmittance and resistance characteristics were similar in comparison with Experimental Example 1. FIG. However, when the intermediate annealing step c) is carried out, the upper CNT thin film is peeled off during direct cleaning, deteriorating the properties, and when the CNT thin film is not heat treated, the island shape defect occurs when the CNT dispersion solution is applied, . ≪ / RTI >
(실험예 3)(Experimental Example 3)
a) 접착제(스틸렌 부타디엔 : 시클로 핵사논 = 1 : 10)와 CNT 분산용액(0.1mg/ml)을 1 : 20으로 혼합한 용액 1ml를 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 도포한다.a) 1 ml of a 1: 20 mixture of an adhesive (styrene butadiene: cyclohexanone = 1: 10) and a CNT dispersion solution (0.1 mg / ml) is applied by spraying or spin coating.
b) 이후, 0.1mg/ml(CNT의 양/벤젠의 부피)의 밀도를 가지는 CNT 분산용액을 스프레이 방법 또는 스핀 코팅 방법으로 20ml 도포한다. 이경우 특성은 투과율 80%, 저항 340Ω/sq으로 측정되었다.b) Thereafter, 20 ml of a CNT dispersion solution having a density of 0.1 mg / ml (volume of CNT / volume of benzene) is applied by a spraying method or a spin coating method. In this case, the characteristics were measured with a transmittance of 80% and a resistance of 340? / Sq.
c) 이후, 100℃에서 열처리를 한다.c) After that, heat treatment is performed at 100 ° C.
실험예 3의 경우, 도 6에 도시된 기판구조가 생성되고, 상부 CNT 분산용액 도포시, 섬형상의 불량이 발생하게 되어 균일도 측면에서 불리한 특성을 나타낸다.In the case of Experimental Example 3, the substrate structure shown in FIG. 6 is generated, and when the upper CNT dispersion solution is applied, island shape defects are generated, which is disadvantageous in terms of uniformity.
상술한 세가지 실험예를 통하여, 탄소나노튜브 투명전극을 제조함에 있어, 접착제 용액과 CNT 분산용액을 혼합한 용액을 도포하더라도, 면저항 및 투과율 측면에서 동일한 특성치를 나타냄을 확인할 수 있다.Through the above-mentioned three experimental examples, it can be confirmed that even when a solution containing a mixture of an adhesive solution and a CNT dispersion solution is applied in manufacturing a carbon nanotube transparent electrode, the same characteristics are exhibited in terms of sheet resistance and transmittance.
이로써, 투과율 80% 이상을 가지면서 면저항이 340Ω/sq정도의 우수한 전극특성을 나타내며, 접착력을 향상시킨 CNT투명전극을 생성할 수 있다. 또한, 접착제를 포함하는 CNT 박막을 형성함에 따라 포토식각 공정시 CNT 투명전극의 박리현상을 막을 수 있고, 플렉서블한 기판과의 접착력도 확보할 수 있다. 이로써, LCD 패 널의 투명전극인 ITO 를 대체할 수 있으며, TSP(Touch Screen Panel), 태양전지 전극 등에도 적용할 수 있는 CNT 투명전극을 제작할 수 있다.As a result, a CNT transparent electrode having a sheet resistance of at least about 80% and a sheet resistance of about 340? / Sq is obtained, and the adhesion is improved. In addition, by forming the CNT thin film including the adhesive, the peeling of the CNT transparent electrode can be prevented during the photo etching process, and the adhesion to the flexible substrate can be secured. As a result, it can replace ITO, which is transparent electrode of LCD panel, and CNT transparent electrode which can be applied to TSP (Touch Screen Panel) and solar cell electrode can be manufactured.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 도포시 발생하는 섬불량의 예시 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary view of an island failure that occurs upon application in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 접착체의 비율에 따른 면저항과 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing changes in sheet resistance and transmittance according to the ratio of the adhesive agent according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 사용되는 접착성분을 포함하는 탄소나노튜브 투명전극의 제조방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart showing a method of manufacturing a carbon nanotube transparent electrode including an adhesive component used as a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 적용된 탄소나노튜브 박막을 구비한 제 1 기판구조이다.4 is a first substrate structure having a carbon nanotube thin film applied to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 적용된 탄소나노튜브 박막을 구비한 제 2 기판구조이다.5 is a second substrate structure having a carbon nanotube thin film applied to the second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 탄소나노튜브 박막을 구비한 제 3 기판구조이다.6 is a third substrate structure having a carbon nanotube thin film applied to an embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※[Description of Reference Numerals]
10: 기판 30: 탄소나노튜브 박막10: substrate 30: carbon nanotube thin film
50: 접착막50: Adhesive film
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