KR101696300B1 - Electrode and manufacturing method thereof - Google Patents

Electrode and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101696300B1
KR101696300B1 KR1020140187046A KR20140187046A KR101696300B1 KR 101696300 B1 KR101696300 B1 KR 101696300B1 KR 1020140187046 A KR1020140187046 A KR 1020140187046A KR 20140187046 A KR20140187046 A KR 20140187046A KR 101696300 B1 KR101696300 B1 KR 101696300B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
nanowire
nanowire layer
region
removal
Prior art date
Application number
KR1020140187046A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160077457A (en
Inventor
김종웅
한철종
곽민기
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020140187046A priority Critical patent/KR101696300B1/en
Publication of KR20160077457A publication Critical patent/KR20160077457A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101696300B1 publication Critical patent/KR101696300B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0013Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for embedding wires in plastic layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

신뢰성 높은 전극 및 그의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 전극제조방법에서는, 기판 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층을 형성하고, 나노와이어층이 패턴영역 및 제거영역을 포함할 때, 패턴영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력이, 제거영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력보다 크도록 하는 접착력을 조절한 후에 제거영역을 제거하여 전극이 제조된다. A highly reliable electrode and a method of manufacturing the same are provided. In the electrode manufacturing method according to the present invention, nanowire is coated on a substrate to form a nanowire layer. When the nanowire layer includes a pattern region and a removal region, adhesion between the nanowire layer and the substrate in the pattern region Is adjusted to be greater than the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the removal region, and then the removal region is removed to prepare the electrode.

Description

전극 및 그의 제조방법{Electrode and manufacturing method thereof}ELECTRODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

본 발명은 전극 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신뢰성 높은 전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a reliable electrode and a manufacturing method thereof.

투명전극으로는 일반적으로 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO)이 사용되어 왔다. 그런데 산화인듐주석은 대표적인 희소 소재로 가격이 높아 최종제품의 가격 경쟁력을 저해하는 요인으로 지적되어 왔다. 따라서 ITO를 사용하지 않거나 다른 소재로 대체하는 것은 큰 관심을 받고 있는 실정이다. Indium tin oxide (ITO) has generally been used as the transparent electrode. However, indium tin oxide has been pointed out as a factor that hinders the price competitiveness of the final product because it is a typical rare material. Therefore, it is of great interest to use ITO or replace it with other materials.

ITO 전극을 대체하기 위한 시도로서, 은(Ag)를 필두로 한 나노와이어 기술은 ITO 필름의 낮은 전기전도도 및 취약한 특성으로 인하여 터치패널, OPV 등 태양전지, 각종 전자 회로의 배선전극 및 OLED 제조 분야에서 크게 각광받고 있다. 금속나노와이어의 경우, 특유의 고전도도와 큰 종횡비의 형상에 기인하여 투명전극으로 활용 시 고투과-고전도도를 양립할 수 있어 특히 주목받고 있다. 또한, 투명전극이 아닌 경우에도, 금속 특유의 우수한 유연성으로 인해 차세대 유연 디스플레이 또는 전자부품 개발에의 활용 가능성이 높다고 평가되어 왔다. As an attempt to replace the ITO electrode, the nanowire technology based on silver (Ag) has been widely used in the fields of solar cells such as touch panels and OPVs, wiring electrodes of various electronic circuits and OLED manufacturing fields . In the case of metal nanowires, due to the unique high conductivity and the shape of a large aspect ratio, they are attracting particular attention because they can be compatible with high transparency and high conductivity when used as a transparent electrode. Further, even when the transparent electrode is not used, it has been evaluated that it is highly likely to be utilized in the development of a next-generation flexible display or electronic parts due to its excellent flexibility.

이러한 나노와이어의 문제점으로는 유연 전자소자에 사용하기 위하여, 금속 나노와이어를 플라스틱 기판과 같은 유연기판에 코팅 시, 기판에의 접착력이 낮아 구부리거나 물리적 스트레스 인가 시 나노와이어가 벗겨지거나 끊기는 일이 발생하는 것이 있다. 또한, 나노와이어와 기판 사이에 존재하는 공극으로 인해, 표면 조도가 거칠어지게 된다. 나노와이어와 기판상의 공극에 이후 공정에서의 물질이 침투하게 되면, 쇼트 등의 문제도 야기할 수 있다. When a metal nanowire is coated on a flexible substrate such as a plastic substrate for use in a flexible electronic device, the adhesion of the nanowire to the substrate is low, so that the nanowire peels off or breaks upon bending or physical stress . Further, the surface roughness becomes rough due to the pores existing between the nanowire and the substrate. If the material in the subsequent process penetrates into the voids on the nanowire and the substrate, problems such as shorts may also occur.

또한, 나노와이어를 패터닝하기 위하여 일반적으로 사용되는 방법인 포토레지스트를 코팅하고, 노광 및 현상 후 에칭 및 포토레지스트 제거 과정을 사용하는 경우 여러 단계를 거치면서 나노와이어가 기판으로부터 벗겨지는 문제가 발생하기 쉽다. 따라서, 일반적인 포토리소그래피 공정으로는 나노와이어의 패터닝이 매우 어려운 점이 지적되고 있다. In addition, when a photoresist, which is a commonly used method for patterning nanowires, is coated, and etching and photoresist removal processes are used after exposure and development, there arises a problem that the nanowires are peeled off the substrate through various steps easy. Therefore, it is pointed out that patterning of nanowires is very difficult in a general photolithography process.

이를 해결하기 위하여, 금속 나노와이어 분산액에 바인더를 첨가하여 접합력을 증진시킨 후 패터닝하는 방법 및 광산화 등의 방법으로 나노와이어의 전도성을 부분적으로 잃게 만든 후 패터닝하는 등의 공정이 개발되었다. In order to solve this problem, a process of patterning after increasing the bonding force by adding a binder to the metal nanowire dispersion and a process of partially losing the conductivity of the nanowire by photo-oxidation method and then patterning have been developed.

바인더를 첨가하는 방법은 투명전극에 사용하기 위해서는 바인더의 특성이나 색상에 제한이 있기 때문에 재료선정이 어렵고, 여러 공정이 추가되므로 공정시간 및 공정단계에 제한 요인이 발생한다. 광산화 방식에서는 나노와이어 패터닝은 가능하나 포토레지스트를 이용한 여러 단계가 수행되지 않을 뿐이고, 나노와이어와 기판과의 접착력문제는 여전히 잔존하므로 이러한 문제들에 대한 기술개발은 지속적으로 요청되고 있다. Since the method of adding a binder is limited to the characteristics and color of the binder for use in a transparent electrode, it is difficult to select the material, and various processes are added, thus limiting the process time and the process step. In the photo-oxidation method, nanowire patterning is possible, but since the steps of using the photoresist are not performed, and the problem of adhesion between the nanowire and the substrate still remains, development of technologies for such problems is continuously being requested.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 신뢰성 높은 전극 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable electrode and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전극제조방법은 기판 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층을 형성하는 나노와이어층 형성단계; 나노와이어층은 패턴영역 및 제거영역을 포함하고, 패턴영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력이, 제거영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력보다 크도록 하는 접착력 조절단계; 및 제거영역을 제거하는 제거단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode manufacturing method including: forming a nanowire layer on a substrate by applying nanowire on the substrate to form a nanowire layer; Wherein the nanowire layer comprises a pattern region and a removal region, the adhesion force adjusting step such that the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the pattern region is greater than the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the removal region; And a removal step of removing the removal area.

나노와이어층 형성단계 전에, 기판상에 접착층을 형성하는 접착층 형성단계를 더 포함하고, 접착력 조절단계는 패턴영역에서의 접착층의 패턴영역 접착력이 제거영역에서의 접착층의 제거영역 접착력보다 크도록 수행될 수 있다. The method further comprises an adhesive layer forming step of forming an adhesive layer on the substrate before the nanowire layer forming step and the adhesive strength adjusting step is performed so that the pattern area adhesion force of the adhesive layer in the pattern area is larger than the removal area adhesion force of the adhesive layer in the removal area .

접착력 조절단계는 패턴영역을 광소결하여 패턴영역에서의 나노와이어를 광소결시켜 수행될 수도 있다. The adhesion adjustment step may be performed by photo-sintering the pattern region and photo-sintering the nanowire in the pattern region.

또는, 접착력 조절단계는 나노와이어층을 광소결하되, 패턴영역에서의 광소결광량은 제거영역에서의 광소결광량보다 크도록 수행될 수도 있다. Alternatively, the adhesion adjusting step may be performed so as to photo-sinter the nanowire layer, wherein the light sintering light amount in the pattern area is larger than the light sintering light amount in the removal area.

제거단계는 접착물체를 이용하여 제거영역을 기판으로부터 분리하는 단계일 수 있다. The removing step may be a step of separating the removal region from the substrate using an adhesive object.

또는, 제거단계는 접착력이 조절된 나노와이어층이 형성된 기판을 용액에 침지하고, 물리적 충격을 가하여 수행될 수 있다. Alternatively, the removing step may be performed by immersing the substrate in which the adhesion-controlled nanowire layer is formed in the solution and applying a physical impact.

이 때, 제거된 제거영역에서의 나노와이어는 접착력 조절단계가 수행되기 전의 나노와이어의 평균 종횡비의 50% 내지 100%인 평균 종횡비를 갖는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the nanowires in the removed region have an average aspect ratio of 50% to 100% of the average aspect ratio of the nanowires before the adhesion adjustment step is performed.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판, 및 기판 상에 패턴화된 나노와이어층을 포함하는 전극으로서, 나노와이어층 및 기판의 계면에서 나와노이어가 광소결된 전극이 제공된다.
According to another aspect of the present invention there is provided an electrode comprising a substrate and a patterned nanowire layer on the substrate, wherein the nanowire layer and the nail are optically sintered from the interface of the substrate.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 나노와이어를 이용하여 전극을 형성하는데, 전극형성시 패턴부분과 제거될 부분의 접착력을 다르게 하여 패턴화함으로써, 높은 수율과 함께 보다 간단한 공정으로 저렴하게 패턴형성이 가능하여 비용절감의 효과가 있다. As described above, according to the embodiments of the present invention, the electrodes are formed by using nanowires. By forming patterns by differentiating the adhesive force between the pattern portion and the portion to be removed at the time of electrode formation, It is possible to form a pattern at a low cost, thereby reducing the cost.

또한, 형성된 나노와이어층은 기판과의 접착력이 높아 후속공정의 진행시 나노와이어의 분리가능성이 낮아 최종제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다. In addition, since the formed nanowire layer has high adhesion to the substrate, the nanowire is less likely to be separated during the subsequent process, thereby improving the reliability of the final product.

아울러, 나노와이어와 기판과의 접착력이 높아지면서 이와 함께 나노와이어와 기판 사이의 공극을 최소화할 수 있어서 더욱 유연성 및 표면조도특성이 우수하여 높은 품질의 제품생산이 가능하면서 대면적 전극제조시 높은 효율로 이용가능한 효과가 있다. In addition, as the adhesion between the nanowire and the substrate is increased, the gap between the nanowire and the substrate can be minimized, and the flexibility and surface roughness can be minimized. Thus, high quality products can be produced, There is an effect available.

마지막으로, 제거영역에서 제거된 나노와이어의 경우, 광산화방식과 같이 나노와이어의 특성을 변화시키지 않아 제거되어 분리된 나노와이어를 간단히 재사용 가능하므로 비용절감의 효과가 크다.
Finally, in the case of nanowires removed from the removal region, since the nanowires are removed without changing the characteristics of the nanowires as in the photo-oxidation method, the separated nanowires can be easily reused, resulting in a large cost reduction effect.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
도 5 및 도 6은 각각 기판 상의 나노와이어층에 대한 SEM 이미지들로서, 도 5는 광소결 전 이미지이고, 도 6은 광소결 후 이미지이다.
도 7은 PET 필름상에 은 나노와이어층을 형성하고, IPL을 일부에만 조사한 후 초음파 조사하여 IPL을 조사하지 않은 영역을 제거한 전극을 도시한 도면이다.
FIGS. 1 to 4 are views for explaining a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
Figs. 5 and 6 are SEM images of the nanowire layer on the substrate, respectively, Fig. 5 is an image before light sintering, and Fig. 6 is an image after light sintering.
FIG. 7 is a view showing an electrode in which a silver nanowire layer is formed on a PET film, only a part of the IPL is irradiated, and then an ultrasonic wave is irradiated to remove the region where the IPL is not irradiated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. It should be understood that while the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, The present invention is not limited thereto.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 이하, 도 1내지 도 4 및 광소결전의 기판상의 나노와이어를 도시한 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 전극 및 그의 제조방법을 설명하기로 한다. FIGS. 1 to 4 are views for explaining a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, an electrode according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. 5 showing a nanowire on a substrate of a non-irradiated region.

본 실시예에 따른 전극제조방법은 기판 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층을 형성하는 나노와이어층 형성단계; 나노와이어층은 패턴영역 및 제거영역을 포함하고, 패턴영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력이, 제거영역에서의 나노와이어층 및 기판 사이의 접착력보다 크도록 하는 접착력 조절단계; 및 제거영역을 제거하는 제거단계;를 포함한다.The electrode manufacturing method according to the present embodiment includes: a nanowire layer forming step of forming a nanowire layer by applying nanowire on a substrate; Wherein the nanowire layer comprises a pattern region and a removal region, the adhesion force adjusting step such that the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the pattern region is greater than the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the removal region; And a removal step of removing the removal area.

먼저, 도 1에서와 같이 기판(110) 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층(120)을 형성하는 나노와이어층 형성단계가 수행된다. 기판(110)은 유리기판이나 실리콘 기판과 같은 유연성 없는 기판일 수 있고, 전극이 유연소자 등에 사용되는 유연전극인 경우에는 유연성 있는 플라스틱 기판, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Phthalate, PET) 또는 폴리에테르술폰(Poly Ether Sulfone, PES) 기판이 사용될 수 있다. 또한, 전극이 디스플레이에 사용되는 경우에는 투명전극이어야 하므로 기판은 투명기판인 것이 바람직하다.1, a nanowire layer forming step of forming a nanowire layer 120 by applying nanowires on a substrate 110 is performed. The substrate 110 may be a flexible substrate such as a glass substrate or a silicon substrate and may be a flexible plastic substrate such as a polyethylene terephthalate A polyether sulfone (PES) substrate can be used. In addition, when the electrode is used for a display, the substrate should be a transparent electrode since it is a transparent electrode.

나노와이어층(120)은 패턴영역(121) 및 제거영역(122)을 포함한다. 패턴영역(121)은 전극패턴을 위해 패턴화공정 후에 잔존하여 패턴화된 나노와이어층(123)이 형성되는 영역이다. 제거영역(122)은 나노와이어층(120)을 패터닝하고, 패턴화된 나노와이어층(123)이 형성되기 위해 제거되어 분리될 영역이다. 도 1의 패턴형상은 예시적인 것으로서 전극의 용도에 따라 이와 다르게 형성될 수 있다. The nanowire layer 120 includes a pattern region 121 and a removal region 122. The pattern region 121 is an area where the patterned nanowire layer 123 remains after the patterning process for the electrode pattern. The removal region 122 is the area to be patterned and separated to form the patterned nanowire layer 123. The pattern shape of Fig. 1 is illustrative and can be formed differently depending on the use of the electrode.

나노와이어층은 나노단위의 와이어 형태의 금속 나노와이어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 나노와이어는 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 또는 알루미늄(Al) 나노와이어일 수 있고, 이들의 조합으로 이루어진 코어쉘 와이어(core-shell wire)일 수 있다.The nanowire layer may comprise metal nanowires in the form of nanometers of wire. For example, the metal nanowires may be silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd), or aluminum (Al) And a core-shell wire made of a combination of the two.

나노와이어층(120)에서 전극으로서 기능하기 위해 필요한 부분은 패턴영역(121)이다. 따라서, 나노와이어층(120)으로부터 패턴영역(121)만을 남기고, 제거영역(122)을 제거하기 위하여 보다 효과적으로 패터닝할 필요가 있다. The portion required to function as an electrode in the nanowire layer 120 is the pattern region 121. [ Therefore, it is necessary to pattern the nanowire layer 120 more effectively, leaving only the pattern region 121, and removing the removed region 122.

나노와이어층(120)은 금속성의 나노와이어가 2차원적으로 기판(110)의 상면에 도포되어 있는 형태이다. 도 5를 참조하면, 기판(410) 상에 나노와이어가 도포되어 나노와이어층(420)을 형성하고 있다. 금속나노와이어는 적은 분포 밀도만으로도 퍼콜레이트형 네트워크(percolated network)을 형성할 수 있으므로, 도 5에서와 같이 넓은 비어있는 영역(vacant area)이 존재하여도 높은 전기전도성을 나타낼 수 있고, 이에 따라 고투과 전극 형성이 가능하다.The nanowire layer 120 is a form in which metallic nanowires are two-dimensionally coated on the upper surface of the substrate 110. Referring to FIG. 5, a nanowire is coated on a substrate 410 to form a nanowire layer 420. Since the metal nanowires can form a percolated network with only a small distribution density, even if there is a vacant area as shown in FIG. 5, high electrical conductivity can be exhibited, Electrode formation is possible.

나노와이어층(120)에서 제거영역(122)을 제거하여 패턴영역(121)만을 남겨 패턴화된 나노와이어층(123)을 형성하기 위하여 본 발명에서는 패턴영역(121) 및 제거영역(122)에서의 나노와이어층(120)과 기판(110) 사이의 접착력을 조절한다. 이하 편의를 위해, 나노와이어층(120)과 기판(110) 사이의 접착력을 계면접착력이라 한다. 즉, 패턴영역(121)에서의 계면접착력을 제거영역(122)에서의 계면접착력보다 높은 수준으로 조절한다. 바람직하게는 패턴영역(121)에는 접착력이 있도록 하고, 제거영역(122)에서는 접착력이 없도록 조절할 수 있다. In order to form the patterned nanowire layer 123 by removing the removal region 122 from the nanowire layer 120 to leave only the pattern region 121, the pattern region 121 and the removal region 122 The adhesion between the nanowire layer 120 and the substrate 110 is controlled. For the sake of convenience, the adhesion force between the nanowire layer 120 and the substrate 110 is referred to as an interfacial adhesion force. That is, the interfacial adhesion force in the pattern area 121 is adjusted to a level higher than the interfacial adhesion force in the removal area 122. Preferably, the pattern region 121 has an adhesive force and the removal region 122 has no adhesive force.

이 경우, 제거영역을 제거하는 방법을 조절하여 패턴영역(121)을 잔존시켜 나노와이어층(120)을 패터닝하는 것이 가능하다. 종래와 같이 포토리소그래피와 같은 복잡한 공정이 필요없이 접착력만을 조절하여 패터닝이 가능한 것이다. In this case, it is possible to pattern the nanowire layer 120 by controlling the method of removing the removed region to leave the pattern region 121. It is possible to perform patterning by adjusting only the adhesive force without requiring a complicated process such as photolithography.

패턴영역(121) 및 제거영역(122)에서의 상대적인 계면접착력을 조절하는 방법에 대하여는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. Methods for adjusting the relative interfacial adhesion force in the pattern region 121 and the removal region 122 are shown in Figs. 3 and 4. Fig.

도 3을 참조하면, 기판(210) 상에 나노와이어층을 형성하기 전에 접착층(230)을 형성할 수 있다. 접착층(230)의 형상은 패턴영역의 형상과 동일하다. 즉, 접착층(230)은 패턴영역에 대응되도록 형성되고, 제거영역에는 형성되지 않는다. 이에 따라, 접착층(230)이 형성되어 그 위에 형성될 나노와이어층은 패턴영역은 기판과의 계면접착력이 높아지고, 제거영역에서는 기판과의 계면접착력이 매우 낮게 된다. 따라서, 이후 기술될 제거영역의 제거방법에 따라 제거영역의 나노와이어들은 쉽게 제거되고, 패턴영역만이 남게 되어 나오와이어층의 패터닝이 가능하게 된다. 즉, 패턴영역과 제거영역의 계면접착력을 조절하여 패터닝이 가능한 것이다. Referring to FIG. 3, an adhesive layer 230 may be formed on the substrate 210 before forming the nanowire layer. The shape of the adhesive layer 230 is the same as the shape of the pattern area. That is, the adhesive layer 230 is formed to correspond to the pattern region, and is not formed in the removed region. Accordingly, in the nanowire layer formed with the adhesive layer 230, the interfacial adhesion between the pattern region and the substrate is increased, and the interfacial adhesion with the substrate is very low in the removed region. Therefore, according to the removal method of the removal region to be described later, the nanowires of the removal region are easily removed, and only the pattern region remains, thereby allowing the patterning of the wire layer. That is, patterning can be performed by adjusting the interfacial adhesion between the pattern region and the removed region.

또는 다른 방식으로도 패턴영역과 제거영역의 계면접착력을 조절할 수 있다. 예를 들면, 도 4에서와 같이 나노와이어층(320)에 마스크(340)를 형성하고, 광을 조사, 예를 들면, IPL(intensed pulsed light)을 조사할 수 있다. 마스크(340)는 제거영역의 형상과 일치하도록 형성하여, IPL은 패턴영역에만 조사되게 된다. 따라서, IPL이 조사된 패턴영역에서 나노와이어는 광소결된다. 또는, 반드시 나노와이어층(220)의 일부에만 IPL을 조사하는 것이 아니라 패턴영역 및 제거영역 모두에 광조사를 수행할 수 있는데, 이 때에는 패턴영역에 조사되는 광량이 제거영역에 조사되는 광량보다 많게 하여 패턴영역의 나노와이어의 광소결수준을 높게 할 수 있다. 즉, 조사되는 광량의 조절을 통해 패턴영역과 제거영역의 접착력을 상대적으로 원하는 대로 조절가능하다. 접착력 조절단계는 접착층 및 광소결단계를 모두 사용하여 수행될 수도 있다. Alternatively, the interfacial adhesion between the pattern region and the removal region can be controlled. For example, as shown in FIG. 4, a mask 340 may be formed on the nanowire layer 320 to irradiate light, for example, intensified pulsed light (IPL). The mask 340 is formed so as to coincide with the shape of the removed region so that the IPL is irradiated only to the pattern region. Thus, the nanowire is photo-sintered in the pattern area irradiated with IPL. Alternatively, light irradiation may be performed not only on a part of the nanowire layer 220 but also on both the pattern region and the removal region. In this case, the amount of light irradiated to the pattern region is larger than the amount of light irradiated to the removal region The light sintering level of the nanowire in the pattern region can be increased. That is, the adhesive force between the pattern area and the removal area can be adjusted as desired by adjusting the amount of light to be irradiated. The adhesion adjustment step may be performed using both the adhesive layer and the light sintering step.

나노와이어층의 패턴영역 및 제거영역의 계면접착력이 조절되면, 제거영역은 제거되어 나노와이어층(120)이 패터닝된다. When the interfacial adhesion of the patterned and removed regions of the nanowire layer is adjusted, the removed regions are removed and the nanowire layer 120 is patterned.

제거영역의 제거는 예를 들면, 접착력이 조절된 나노와이어층의 상부에 접착제가 도포된 롤러와 같은 접착물체 등을 적용하여 수행될 수 있다. 이 때, 제거영역의 제거를 위한 접착물체의 접착력은 제거영역의 계면접착력보다는 크고, 패턴영역의 계면접착력보다는 작게 조절되어야 한다. Removal of the removal region can be performed, for example, by applying an adhesive material such as a roller coated with an adhesive on top of the nanowire layer with controlled adhesion. At this time, the adhesive force of the adhesive object for removal of the removal area is larger than the interfacial adhesion force of the removal area, and must be adjusted to be smaller than the interfacial adhesion force of the pattern area.

또는, 접착력 조절이 광조사를 통한 광소결공정에 따른 경우, 제거단계는 접착력이 조절된 나노와이어층이 형성된 기판을 용액에 침지하고, 물리적 충격을 가하여 수행될 수 있다. 기판을 용액에 침지하고, 물리적 충격을 가하면, 접착력이 낮은 제거영역의 나노와이어가 용액내로 이탈된다. 물리적 충격은 예를 들면, 초음파를 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 초음파 조사와 같이 물리적 충격이 가해지면, 접착력이 낮은 제거영역의 나노와이어층이 분리되게 되고, 패턴영역만 남은 나노와이어층을 포함한 전극을 얻을 수 있다. Alternatively, when the adhesion control is performed according to a light sintering process through light irradiation, the removing step may be performed by immersing the substrate on which the nanowire layer with the controlled adhesion strength is formed in a solution and applying a physical impact. When the substrate is immersed in a solution and a physical impact is applied, the nanowires in the removal region with low adhesion are released into the solution. The physical impact can be performed, for example, by irradiating ultrasonic waves. When a physical impact such as ultrasonic irradiation is applied, the nanowire layer in the removal region having a low adhesive force is separated, and an electrode including the nanowire layer having only the pattern region can be obtained.

패턴화된 나노와이어층(123)을 포함하는 전극(100)은 도 2에 도시되어 있다. 이 경우, 전극(100)은 기판(110)과 기판(110) 상에 패턴화된 나노와이어층(123)을 포함하는 전극으로서, 나노와이어층의 영역별 접착력 조절때문에 광조사를 통한 광소결공정을 거쳤으므로 나노와이어층 및 기판의 계면에서 나노와이어가 광소결된 상태의 전극이다. An electrode 100 comprising a patterned nanowire layer 123 is shown in FIG. In this case, the electrode 100 is an electrode including a substrate 110 and a patterned nanowire layer 123 on the substrate 110. Due to the adjustment of the adhesive force of the nanowire layer, the photo- So that the nanowire is optically sintered at the interface between the nanowire layer and the substrate.

이 때, 만약, 제거영역에는 광소결공정이 수행되지 않고 패턴영역에만 광소결공정이 수행되어 접착력이 조절된 경우에는 제거용액에 분리되어 나온 나노와이어는 원래의 특성을 나타낼 수 있다. 즉, 제거된 제거영역에서의 나노와이어는 전도성 등의 특성면에서 원래의 나노와이어층에 포함된 나노와이어의 특성을 적어도 하나 이상 나타내는 것이 바람직한데, 이는 나노와이어를 다시 재사용할 수 있으므로 전체적으로 제조공정의 비용절감에 효과적이다. In this case, if the photo-sintering process is not performed in the removal region and the photo-sintering process is performed only in the pattern region, the nanowires separated in the removal solution may exhibit the original characteristics. In other words, it is preferable that the nanowires in the removed region remove at least one or more of the characteristics of the nanowires included in the original nanowire layer in terms of conductivity and the like, because the nanowires can be reused again, Cost effective.

만약, 제거영역에서의 나노와이어가 나노파티클의 형태로 수득된다면, 더이상 나노와이어의 물성을 나타내지 않으므로 재사용이 어렵다. 따라서, 제거영역에서의 나노와이어는 접착력 조절단계가 수행되기 전의 나노와이어의 전기적 특성 및 물리적 특성을 보유할 수 있도록 나노와이어 형태이어야 한다. 이 경우 나노와이어의 물성을 직경대비 길이의 비인 종횡비(aspect ratio)로 표현할 수 있으므로, 초기 나노와이어의 50% 내지 100%의 종횡비를 갖는다면 초기 나노와이어와 유사한 물성을 나타내도록 하여 재사용이 가능할 수 있다. 바람직하게는 제거영역에서의 나노와이어의 평균 종횡비는 초기 나노와이어의 평균 종횡비의 80%이고, 가장 바람직하게는 초기 나노와이어의 평균 종횡비의 100%이다. If the nanowire in the removal region is obtained in the form of nanoparticles, it is difficult to reuse because it does not show the physical properties of the nanowire anymore. Thus, the nanowires in the removal region should be in nanowire form to retain the electrical and physical properties of the nanowire before the adhesion control step is performed. In this case, since the physical properties of the nanowire can be expressed by the aspect ratio of the diameter to the length, if the nanowire has an aspect ratio of 50% to 100% of the initial nanowire, the nanowire exhibits properties similar to those of the initial nanowire, have. Preferably, the average aspect ratio of the nanowires in the removed region is 80% of the average aspect ratio of the initial nanowires, and most preferably 100% of the average aspect ratio of the initial nanowires.

또한, 물리적 충격을 위한 초음파 조사 시 이용되는 용액을 만약 기판에 나노와이어 층 도포시 나노와이어 분산액의 용매와 동일한 것을 사용한다면, 나노와이어를 별도 추출할 필요없이 바로 전극제조공정에 재사용가능하므로 공정상 매우 효율적이고 복잡한 정제공정이나 환원공정이 수행될 필요없는 장점이 있다. In addition, if the solution used for ultrasonic irradiation for physical impact is the same as the solvent of the nanowire dispersion liquid when the nanowire layer is applied to the substrate, the nanowire can be directly reused in the electrode manufacturing process without the necessity of separate extraction, There is an advantage that a highly efficient and complicated purification process or reduction process need not be performed.

도 5 및 도 6은 각각 기판 상의 나노와이어층에 대한 SEM 이미지들로서, 도 5는 광소결 전 이미지이고, 도 6은 광소결 후 이미지이다. 도 5는 PET기판상의 은나노와이어를 도포한 후의 SEM 이미지이고, 도 6은 이를 광소결한 후 패턴 부분의 SEM이미지이다. 도 5와 도 6은 각각 기판과 나노와이어층 간의 공극면에서 미세한 차이를 나타내고 있다. 도 5의 경우, 기판(410) 상의 나노와이어(420)는 기판(410)과의 사이에 공극이 형성되어 있다. 특히, A 영역을 자세히 살펴보면, 나노와이어(420)가 2층이상 위치하는 경우 상부의 나노와이어(420)와 기판(410) 사이에는 공극이 존재한다. Figs. 5 and 6 are SEM images of the nanowire layer on the substrate, respectively, Fig. 5 is an image before light sintering, and Fig. 6 is an image after light sintering. FIG. 5 is an SEM image after silver nano wire on a PET substrate is applied, and FIG. 6 is an SEM image of a pattern portion after photo-sintering the same. 5 and 6 show minute differences in the air gap between the substrate and the nanowire layer, respectively. 5, the nanowire 420 on the substrate 410 has an air gap formed therebetween. Particularly, if the nanowire 420 is located more than two layers, a gap exists between the upper nanowire 420 and the substrate 410.

이에 반해, 도 6의 경우에는 상대적으로 나노와이어(520)와 기판(510) 사이의 공극이 줄어들었음을 알 수 있다. 나노와이어(520)가 광소결되면서 광소결된 부분이 기판(510)과의 공극에 밀려들어갔을 수도 있고, 광소결시 발생되는 열에 의해 기판(510)의 온도가 올라가면서 나노와이어(520)와 더욱 가깝게 위치할 수 있었을 수도 있다. 어느 경우에건 도 5와 같이 물리적으로만 기판(410)에 나노와이어(420)가 흡착된 경우보다는 계면접착력이 높아졌음을 이미지로 확인할 수 있다. In contrast, in FIG. 6, the gap between the nanowire 520 and the substrate 510 is relatively reduced. The nanotube 520 may be optically sintered so that the photo-sintered portion may be pushed into the gap with the substrate 510 and the temperature of the substrate 510 may be increased by the heat generated during the photo- It may have been located closer. In any case, as shown in FIG. 5, it can be seen from the image that the interface adhesion is higher than when the nanowire 420 is adsorbed to the substrate 410 only physically.

도 7은 PET 필름상에 은 나노와이어층을 형성하고, IPL을 일부에만 조사한 후 초음파 조사하여 IPL을 조사하지 않은 영역을 제거한 전극을 도시한 도면이다. IPL을 이용하여 나노와이어를 광소결하는 방식으로 패턴영역과 제거영역의 접착력을 조절하는 방법은 매우 간단한 방법으로 나노와이어층을 효과적으로 패터닝하면서도 후속공정에서도 불량률을 낮출 수 있도록 나노와이어층과 기판과의 접착력을 높여 우수한 품질의 전극 및 이를 이용한 전자소자, 특히 유연전자소자의 제조가 가능하다.
FIG. 7 is a view showing an electrode in which a silver nanowire layer is formed on a PET film, only a part of the IPL is irradiated, and then an ultrasonic wave is irradiated to remove the region where the IPL is not irradiated. The method of controlling the adhesion between the pattern region and the removal region by photo-sintering the nanowire using the IPL is a method of effectively patterning the nanowire layer by a very simple method, It is possible to manufacture a high-quality electrode and an electronic device using the same, in particular, a flexible electronic device.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100 전극
110, 210, 310, 410, 510 기판
120, 220, 320, 420, 520 나노와이어층
121 패턴영역
122 제거영역
123 패턴화된 나노와이어층
230 접착층
340 마스크
100 electrodes
110, 210, 310, 410, 510 substrate
120, 220, 320, 420, 520 nanowire layers
121 Pattern area
122 removal area
123 patterned nanowire layer
230 adhesive layer
340 Mask

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 기판 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층을 형성하는 나노와이어층 형성단계; 상기 나노와이어층은 패턴영역 및 제거영역을 포함하고, 상기 패턴영역에서의 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력이, 상기 제거영역에서의 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력보다 크도록 하는 접착력 조절단계; 및 상기 제거영역을 제거하는 제거단계;를 포함하는 전극제조방법으로서,
상기 접착력 조절단계는,
상기 패턴영역을 광소결하여 상기 패턴영역에서의 나노와이어를 광소결시켜, 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력을 증가시켜 수행되는 것인 전극제조방법.
A nanowire layer forming step of applying a nanowire on a substrate to form a nanowire layer; Wherein the nanowire layer comprises a pattern region and a removal region such that the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the pattern region is greater than the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the removal region An adhesive force adjusting step; And a removal step of removing the removal region,
Wherein the adhesive strength adjusting step comprises:
And photo-sintering the pattern region to photo-sinter the nanowire in the pattern region to increase the adhesion between the nanowire layer and the substrate.
기판 상에 나노와이어를 도포하여 나노와이어층을 형성하는 나노와이어층 형성단계; 상기 나노와이어층은 패턴영역 및 제거영역을 포함하고, 상기 패턴영역에서의 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력이, 상기 제거영역에서의 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력보다 크도록 하는 접착력 조절단계; 및 상기 제거영역을 제거하는 제거단계;를 포함하는 전극제조방법으로서,
상기 접착력 조절단계는,
상기 나노와이어층을 광소결하되,
상기 패턴영역에서의 광소결광량은 상기 제거영역에서의 광소결광량보다 크도록 하여, 상기 패턴영역에서 상기 나노와이어층 및 상기 기판 사이의 접착력을 증가시켜 수행되는 것인 전극제조방법.
A nanowire layer forming step of applying a nanowire on a substrate to form a nanowire layer; Wherein the nanowire layer comprises a pattern region and a removal region such that the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the pattern region is greater than the adhesion force between the nanowire layer and the substrate in the removal region An adhesive force adjusting step; And a removal step of removing the removal region,
Wherein the adhesive strength adjusting step comprises:
The nanowire layer is photo-sintered,
Wherein the amount of photo-sintering light in the pattern region is greater than the amount of photo-sintering light in the removed region, thereby increasing the adhesion between the nanowire layer and the substrate in the pattern region.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제거단계는,
접착물체를 이용하여 상기 제거영역을 상기 기판으로부터 분리하는 단계인 것인 전극제조방법.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein,
And separating the removal region from the substrate using an adhesive object.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제거단계는,
접착력이 조절된 상기 나노와이어층이 형성된 기판을 용액에 침지하고, 물리적 충격을 가하여 수행되는 것인 전극제조방법.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein,
Wherein the nanowire layer is formed by immersing the substrate on which the adhesion-controlled nanowire layer is formed in a solution, and applying a physical impact.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제거된 제거영역에서의 나노와이어는 상기 접착력 조절단계가 수행되기 전의 나노와이어의 평균 종횡비의 50% 내지 100%인 평균 종횡비를 갖는 것인 전극제조방법.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein the nanowires in the removed removal region have an average aspect ratio that is 50% to 100% of the average aspect ratio of the nanowires before the adhesion adjustment step is performed.
삭제delete
KR1020140187046A 2014-12-23 2014-12-23 Electrode and manufacturing method thereof KR101696300B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187046A KR101696300B1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Electrode and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187046A KR101696300B1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Electrode and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160077457A KR20160077457A (en) 2016-07-04
KR101696300B1 true KR101696300B1 (en) 2017-01-16

Family

ID=56500905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140187046A KR101696300B1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Electrode and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101696300B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505358A (en) 2005-08-12 2009-02-05 カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション Transparent conductors based on nanowires

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2450915A4 (en) * 2009-06-30 2014-10-22 Dainippon Ink & Chemicals Method for forming pattern for transparent conductive layer
JPWO2013161997A1 (en) * 2012-04-26 2015-12-24 国立大学法人大阪大学 Transparent conductive substrate manufacturing method, transparent conductive substrate, and capacitive touch panel
US9148969B2 (en) * 2012-07-30 2015-09-29 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of manufacturing high aspect ratio silver nanowires

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505358A (en) 2005-08-12 2009-02-05 カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション Transparent conductors based on nanowires

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160077457A (en) 2016-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9253890B2 (en) Patterned conductive film, method of fabricating the same, and application thereof
KR101694873B1 (en) Patterned transparent conductors and related manufacturing methods
US10973118B2 (en) Flexible conductive film, its manufacturing method, flexible touch screen and flexible display panel
JP2011090878A (en) Method of manufacturing transparent conductor
JP5993028B2 (en) Conductor and manufacturing method thereof
JP2011090879A (en) Method of manufacturing transparent conductor
JP2019517053A (en) Nanowire contact pad with improved adhesion to metal interconnects
KR20160028554A (en) Nanowire touch sensor and manufacturing method thereof
KR102005262B1 (en) Manufacturing method of patterned flexible transparent electrode
WO2017163832A1 (en) Transparent conductive film, method for manufacturing transparent conductive film, metal mold, and method for manufacturing metal mold
KR101696300B1 (en) Electrode and manufacturing method thereof
JP2009140790A (en) Conductor and method of manufacturing the same
JP2016018713A (en) Conductive film
KR101627799B1 (en) Transparent electrode based on mesh structure and method for fabricating the transparent electrode using imprinting process
US9046777B2 (en) Method for manufacturing a fine metal electrode
KR101940238B1 (en) A method of manufacturing metal stamps
KR20160077459A (en) Manufacturing method of Metal nanowire
JP2013182871A (en) Substrate with transparent conductive film and manufacturing method therefor
KR101775982B1 (en) METHOD FOR PROCESS IMPLEMENTING NANO PATTERN METAL MESH USING Ag NANOWIRE AND HYBRID METAL MESH
CN107709609B (en) Method for manufacturing wiring pattern, method for manufacturing conductive film, and method for manufacturing transistor
JP6352085B2 (en) Film and film forming method
KR20150042634A (en) Transparent, conductive and flexible substrate based on anisotropic nano material and preparing method thereof
TWM487591U (en) Printed circuit board
JP2015507317A (en) Transparent conductor and manufacturing method thereof
TW201707533A (en) Method for manufacturing conductive patterns and apparatus thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 4