KR102063665B1 - 플렉서블 투명전도성 전극구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 투명전도성 전극구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)을 이용하여 제조된 코팅층을 포함하고, 높은 광투과율, 유연성, 보관안정성, 및 굽힘에 대한 저항유지성을 갖는 플렉서블 투명전도성 전극구조체에 관한 것이다.

Description

플렉서블 투명전도성 전극구조체 {FLEXIBLE TRANSPARENT CONDUCTIVE ELECTRODE STRUCTURE}
본 발명은 플렉서블 투명전도성 전극구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)을 이용하여 제조된 코팅층을 포함하고, 높은 광투과율, 유연성, 보관안정성, 및 굽힘에 대한 저항유지성을 갖는 플렉서블 투명전도성 전극구조체에 관한 것이다.
최근 급속도로 발전해 가는 나노 기술, 정보 기술 및 디스플레이 기술로 인하여 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 유비쿼터스 시대로 접어 들고 있으며 이에 따라 휴대가 간편하고 이동성을 가진 모바일 정보전자 기기의 필요성이 증가되고 있다.
이러한 유비쿼터스 시대를 실현하는 정보화 기기로써 변형이 자유로우며, 유연하고 가벼우며 휴대가 간편한 플렉서블 정보전자 기기의 필요성이 날로 커지고 있다.
플렉서블 디스플레이, 플렉서블 트랜지스터, 플렉서블 터치패널, 플렉서블 태양전지로 대표되는 플렉서블 정보전자 에너지 기기는 ITO로 대표되는 플렉서블 투명 전극을 전극으로 사용하여 전류와 빛을 제어하게 된다.
플렉서블 투명 전극이란 PET, PES, PEN과 같은 플렉서블 기판상에 성막시킨 높은 전도도와 가시광 영역의 높은 투과도를 가지는 전극 물질을 의미하며 유연성을 갖기 때문에 위에서 설명한 플렉서블 정보 전자 기기의 전극으로 응용이 가능하다.
전도성 필름이라고도 불리는 플렉서블 투명 전극은 플렉서블 소자용 전극뿐만 아니라, 면저항(Sheet resistance) 크기에 따라 정전기 방지막, 안테나, 광학 필터로도 응용이 가능한 정보전자 에너지 분야의 핵심 부품 소재이다.
이와 같은 플렉서블 전자기기 산업의 핵심 소재 부품인 플렉서블 투명 전극으로 응용이 가능한 소재로는 여러 가지 투명 전도 산화물(Transparent conducting oxide), 탄소나노튜브, 그래핀 등이 연구되고 있으며, 인듐 주석 산화물(ITO) 박막이 대표적으로 사용되는 플렉서블 투명 전극이나 여러 가지 문제점으로 인해 이를 대치하기 위한 새로운 소자에 대한 연구가 최근 진행되고 있다.
현재 플렉서블 디스플레이, 플렉서블 태양전지 그리고 터치 패널용 투명 전극으로 가장 보편적으로 사용되는 플렉서블투명 전극은 인듐 산화물에 10wt%의 주석산화물(SnO2)이 도핑된 인듐주석산화물 (ITO) 박막이다.
In3+이온 자리를 Sn4+ 이온이 치환하면서 전자를 내어 놓아 전자 농도가 높아지게 되어 낮은 비저항을 나타내게 된다. 이러한 치환 과정은 높은 에너지를 필요로 하기 때문에 유리 기판상에 성막할 경우 300도 이상의 온도로 기판온도를 상승시켜 주석 이온이 쉽게인듐이온자리를 치환할수있어 낮은저항의 ITO 전극을 제작한다.
때문에 낮은 저항을 나타내는 ITO 박막은 높은 기판온도로 인해 결정질 특성을 나타낸다. 일반적으로 ITO 박막은 도핑된 주석이 만드는 높은 밀도의 impurity 준위로 인해 페르미(EF) 레벨이 전도레벨(Ec) 상부에 위치하는 전형적인 degenerate반도체이기 때문에 상온에서도 금속과 유사한 낮은 비저항을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라 3.75eV의 큰밴드갭으로 인해 가시광 영역의 빛을 90%이상 투과시킬 수 있어 매우 투명한 특성을 나타낸다.
ITO 박막의 전기적 특성과 광학적 특성은 주석 도핑 및 주석의 활성화 기술에 매우 큰 영향을 받기 때문에 원료타겟의 제조 기술과 스퍼터 공정 기술에 매우 큰 영향을 받게 된다. 이러한 낮은 저항과 높은 투과도로 인해 현재까지 대부분 유리 기판을 근간으로 하는 평판디스플레이 및 태양전지의 투명 전극 재료로 사용되어 왔지만 PET와 같은 플렉서블 기판을 사용하는 정보 전자 에너지 기기의 플렉서블 투명 전극으로 사용하기엔 여러 가지 문제점을 안고 있다. PET로 대표되는 플렉서블 기판은 유리 기판과 달리 200도 이상의 온도에서 공정이 어렵기 때문에 상온에서 ITO 박막의 성막을 롤투롤 스퍼터로 진행하여 제품을 제작하게 된다. 그러나 ITO 박막에서 일어나는 도펀트의 치환 과정(활성화)은 300도 이상의 기판 온도를 필요로 하기 때문에 상온 공정을 통해 제작된 비정질 구조의 ITO 박막은 매우 높은 면저항과 비저항을 나타내게 된다. 특히 비정질 구조의ITO 박막은 [그림 3]에서 나타낸 것처럼 주석 이온의 치환이 어려워 낮은 캐리어 농도를 나타낸다. 또한 결정질 ITO 박막에 비해 매우 높은 결함 밀도를 가지고 있어 전자의 전도가 어려워 낮은 전자 이동도를 나타내게된다. 이러한 낮은 전자 이동도와 낮은 캐리어 농도로 인해 상온에서 성막한 비정질 구조의 ITO 박막은 높은 면저항을 나타내게 된다.
따라서 상온 공정을 통해 PET 기판상에 성막한 ITO 박막은 주석 도펀트의 치환을 통한 활성화의 어려움과 비정질이 가지는 결함으로 높은 면저항을 나타내는 문제점을 가지고 있다. 상대적으로 높은 면저항을 필요로 하는 터치 패널의 경우 높은 면저항을 가지는 비정질 ITO전극을 사용해도 되지만 낮은 면저항을 필요로하는 다른 플렉서블 정보 전자 기기의 전극으로 비정질ITO 박막의적용은 어렵게된다.
또한 비정질산화물 박막은 금속 재료나 고분자 재료와 달리 세라믹 재료이기 때문에 기판의 굽힘이나 휨에 대한 저항이 낮아 쉽게 크랙(Crack)이형성되고 전파되어 전극의 특성이 열화되는 매우 중요한 문제점을 가지고 있다. 플렉서블 정보전자 기기의 장점을 살리기 위해선 모든 부품의 유연성이 핵심 요소인데 유연성이 부족한 ITO박막을 플렉서블 투명 전극으로 적용할 경우 소자의 특성에 영향을 줄 수 있기 때문에 유연성을 겸비한 투명 전극의 개발이 적용이 필요하다. 뿐만 아니라 ITO박막의 주 재료인 인듐 가격이 평판디스플레이, 모바일 기기, 터치패널 시장의 급격한 확장으로 지속적으로 상승하고 있고 제한된 매장량으로 인해 플렉서블 투명전극의 원가 경쟁력에서 문제점으로 작용하고 있다. 따라서 앞으로 치열하게 전개될 플렉서블 정보전자 에너지 기기 관련 기술 경쟁에서 우위를 선점하기위해선 비정질 ITO 전극의 문제점을 해결할 수 있는 플렉서블 투명 전극 재료의 개발에 대한 연구가 이루어져왔다.
이와 같은 전극 재료의 개발은 ITO 자체를 다른 재료로 치환하는 개발이 대부분으로 이루어졌고, 현재까지 카본나노튜브 필름, 그래핀 전극이 대표적으로 ITO를 대체할 수 있는 전극 물질로 개발되었으나, 아직까지는 해결해야 하는 문제점이 많이 남아 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)을 이용하여 제조된 코팅층을 포함하고, 높은 광투과율, 유연성, 보관안정성, 및 굽힘에 대한 저항유지성을 갖는 플렉서블 투명전도성 전극구조체을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 플렉서블 투명전도성 전극구조체로서, 상기 전극구조체는 플렉서블기판층, ITO층, 및 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은, 제1 유기폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 및 유기용매를 포함하는 분산액; 및 추가유기용매, 경화성바인더, 및 첨가제를 포함하는 예비코팅혼합액이 혼합된 코팅액에 의하여 제조되는, 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 제공한다.
본 발명에서는, 상기 분산액은 유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 포함하고, 상기 유기용매 및 상기 분산보조제가 혼합된 혼합용매에 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 혼합되어 제조될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 유기용매는 아마이드류의 유기용매를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 유기용매는 니트로메탄을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행된 후에, 비드밀에 추가적인 분산을 수행될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 분산액 총 중량에 대하여, 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)는 0.5 내지 2.0 중량%이고, 상기 유기용매는 80 내지 97 중량%이고, 상기 분산보조제는 1 내지 12 중량%일 수 있다.
본 발명에서는, 상기 추가유기용매는 비등점이 섭씨 120도 이상의 유기용매를 포함하고, 상기 첨가제는 광개시제를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 분산액과 상기 예비코팅혼합액은 혼합된 상태에서 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 플렉서블기판층 위에 상기 ITO층이 적층되어 있고, 상기 ITO층 위에 상기 코팅층이 적층되어 있을 수 있다.
본 발명에서는, 상기 코팅층은 제1코팅층 및 제2코팅층을 포함하고, 상기 플렉서블기판층 위에 제1코팅층이 적층되어 있고, 상기 제1코팅층 위에 상기 ITO층이 적층되어 있고, 상기 ITO층 위에 상기 제2코팅층이 적층되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 ITO층의 상, 하, 또는 상/하에 전도성이 부여된 코팅층이 삽입하여, ITO의 전기/광학적 손실 없이 유연성(bendability)을 확보할 수 있는 효과를 발휘할 수 있어, 투명전극이 필요한 플렉서블 디바이스에 활용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 투과율이 상승하도록 코팅층 내부의 성분을 보다 넓은 범위에서 조절할 수 있음으로써 시인성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 통상의 ITO 투명전극이 가지는 yellow index(b* value로 대변됨)를 낮춤으로서 보다 실제 제품에서의 적용성 및 상품성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 전도성이 부여된 UV curable코팅층을 상부에 형성시킬 경우 ITO층의 특유의 표면 산화 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 진공이 아닌 wet coating 방식으로 코팅층을 형성할 수 있어 상기와 같은 장점을 갖는 전극구조체를 낮은 생산단가로 생산할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 ITO층의 특성에 맞춤형으로 undercoat, top coat 방식의 코팅액을 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 코팅층의 PEDOT/PSS 고형분의 함량 및 경화성 바인더의 고형분 함량을 조절하여 코팅층의 두께 조절이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 코팅층에 포함되는 경화성 원료의 굴절율을 일정 범위에서 조절하여, 전극구조체 전체의 굴절율을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 굴절율 및 두께의 조절을 통하여 높은 굴절율을 갖는 ITO층에 대해 적합한 코팅층을 구비함으로써 파장대별 투과율을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체가 적용될 수 있는 터치디스플레이 패널의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)을 포함하는 분산액의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층을 구성하는 코팅조성물의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 비교예 1의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 8은 실시예 1 내지 3 의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극층의 투과율의 실험결과를 도시한다.
도 10은 제조예 42의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 11은 실시예 13의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극층의 투과율의 실험결과를 도시한다.
도 13은 실시예 39의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 14은 실시예 41의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 15은 실시예 43의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 16은 실시예 40의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 17은 실시예 42의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체가 적용될 수 있는 터치디스플레이 패널의 구성을 개략적으로 도시한다.
본 발명에 도시된 바와 같이, PET(polyethylene terephthalate)층(130 혹은 160) 위에 ITO층(140 혹은 170)이 배치될 수 있다.
여기서, ITO층의 경우 다수의 구부림이 수행되는 경우에 그 자체로는 전기전도성이 급격하게 변화하게 되는 문제점이 있고, 본 발명에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체의 경우 PET층과 같은 플렉서블기판층, 및 ITO층의 구조체에 추가적으로 전도성 고분자인 PEDOT/PSS를 포함하는 코팅층을 포함시킴으로써, PET층, ITO층, 및 코팅층이 일체로 휘어지는 경우에도 ITO층 및 코팅층 전체의 전기전도성의 변화를 최소화시키고 또한 ITO층 및 코팅층 전체의 광학적 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 상기 전극구조체는 플렉서블기판층, ITO층, 및 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은, 제1 유기폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 및 유기용매를 포함하는 분산액; 및 추가유기용매, 경화성바인더, 및 첨가제를 포함하는 예비코팅혼합액이 혼합된 상태로 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 ITO층과 플렉서블기판층에 추가적으로 특수제작된 코팅층을 추가하여, 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 구현한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 2에 도시된 투명전도성 전극구조체는 플렉서블기판층(210), 코팅층(220), 및 ITO층(230) 순서로 적층되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 3에 도시된 투명전도성 전극구조체는 플렉서블기판층(210), ITO층(230), 및 코팅층(220) 순서로 적층되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 도시한다.
도 4에 도시된 투명전도성 전극구조체는 플렉서블기판층(210), 제1코팅층(240), ITO층(230), 및 제2코팅층(250) 순서로 적층되어 있다.
전술한 바와 같이, 상기 코팅층은, 제1 유기폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 및 유기용매를 포함하는 분산액; 및 추가유기용매, 경화성바인더, 및 첨가제를 포함하는 예비코팅혼합액이 혼합된 상태로 포함한다.
이하에서는, 분산액의 제조방법 및 이의 성분에 대하여 설명하도록 한다.
폴리 (3,4- 에틸렌디옥시티오펜 )-폴리스티렌술폰산( PEDOT / PSS ) 분산액
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액의 제조방법은, 유기용매, 및 분산보조제를 혼합하여 혼합용매를 제조하는 제1 혼합단계(S100); 및 상기 혼합용매에 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하는 제2 혼합단계(S200);를 포함한다.
상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)은 티오펜(thiophene)의 구조에 에틸렌디옥시(ethylenedioxy) 그룹을 고리의 형태로 갖고 있으며, 공기나 열에 대한 우수한 안정성을 가지고 있다.
또한, 3, 4번 위치에 치환되어 있는 에틸렌디옥시기에 의한 전자공여 효과에 의하여 티오펜보다 낮은 optical 밴드 갭(760nm 내지 780nm 또는 1.6eV 내지 1.7eV)을 갖고 있고, 산화/환원의 전위차에 따라 변색이 가능하며 산화상태에서 흡수 밴드가 적외선 영역에 존재하여 투명성의 확보가 가능하다.
바람직하게는, PEDOT/PSS는 고체분말 형태인 것으로, 벨기에의 AGFA사에서 제공하는 pallet(상품명 Orgacon Dry)을 이용할 수 있다
바람직하게는, 상기 유기용매는 아마이드류 용매, 니트로메탄, 케톤류 용매, 알코올류 용매, 아세테이트류 용매, 방향족 용매, 글리콜에테르류 용매, 아크릴레이트 단분자류 용매, 아미드류 용매, 아크릴레이트올리고머(Acrylate oligomer), 우레탄아크릴레이트폴리머(Urethane acrylate polymer) 중 어느 하나 혹은 상기 유기용매의 혼합용매를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 유기용매는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA), 니트로메탄(Nitromethane), 메틸에틸케톤 (MEK(Methyl ethyl ketone)), 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 에틸 알코올(Ethyl alcohol), n-부틸 아세테이트(n-Butyl acetate), 톨루엔(Toluene), PGME (Propylene glycol methyl ether), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), HEMA(Hydroxyethyl methacrylate), HEA(Hydroxyethy acrylate), 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylform amide(DMF)) 중 하나 또는 상기 유기 용매의 혼합용매를 포함한다.
가장 바람직하게는, 상기 유기용매는 아마이드류 유기용매를 포함하고, 더욱 구체적으로는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA)를 포함한다.
통상적으로, PEDOT/PSS를 포함하는 용액은 대부분이 유기용매가 아닌 수계용매에 수분산된 형태의 용액이다. 이는 PEDOT/PSS의 경우 유기용매에 잘 용해되지 않기 때문이다. 그러나, 수계분산된 PEDOT/PSS을 포함하는 용매의 경우 pH 1 ~ 2의 산도를 가지고 있고, 따라서 이에 기반하여 제조된 코팅층의 경우, 인접한 ITO층에 산화에 의한 표면손상을 가할 수 있는 단점이 있다.
다만, PEDOT/PSS를 유기용매에 용해시키기 위하여, PEDOT/PSS 를 분말형태로 준비하고, 아마이드류 용매, 니트로메탄, 케톤류 용매, 알코올류 용매, 아세테이트류 용매, 방향족 용매, 글리콜에테르류 용매, 아크릴레이트 단분자류 용매, 아미드류 용매, 아크릴레이트올리고머(Acrylate oligomer), 우레탄아크릴레이트폴리머(Urethane acrylate polymer) 용매를 이용하는 경우에, 어느정도 용해가 일어날 수 있었고, 더욱 바람직하게는, 아마이드류 유기용매를 단독으로 쓰는 경우, 아마이드류 유기용매에 니트로메탄 유기용매를 혼합하여 쓰는 경우, 아마이드류 유기용매로서, N,N-디메틸아세트아마이드(DMA)를 사용하는 것이 유리함을 도출하였다.
다만, 위와 같은 유기용매의 선택에 불구하고, PEDOT/PSS 분말물질의 성질상, 완전하게 유기용매에 용해가 되지 않는 문제점이 있기 때문에, 본 발명에서는, 상기 제2 혼합단계 이후에 물리적인 마찰력을 가함으로써 PEDOT/PSS 분말물질의 유기용매로의 용해를 보완하였다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액의 제조방법은, 상기 제2 혼합단계 이후에, 상기 혼합용매 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 혼합액을 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하여 제2 혼합액을 제조하는 고전단믹서단계(S300);를 포함할 수 있다.
고전단믹서의 일예로서 높은 회전력 등을 이용하여 높은 전단력을 발생시켜 2 이상의 회전자 및 고정자로 구성되는 장치가 될 수 있다. 이와 같은 고전단믹서는 공동화 현상을 이용하여 상기 혼합액을 보다 보다 균질하게 하여 제2 혼합액으로 제조할 수 있다. 바람직하게는, 혼합액에 대하여 상기 고전단믹서는 약 6,000rpm 이상의 회전속도로 1시간 이상 분산 및 혼합을 수행한다. 이때 혼합액의 온도가 10℃를 유지하도록 냉각을 추가적으로 수행한다.
더욱 바람직하게는, 상기 고전단믹서단계 이후에, 상기 제2 혼합액을 비드밀에 추가적인 분산을 수행하는 비드밀단계(S400);를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 비드밀은 나노 분산이 가능한 비드밀의 형태이다. 이와 같은 비드밀단계에 의하여 상기 제2 혼합액은 비드에 의하여 보다 균질해지고 분산성이 개선될 수 있다.
상기 비드밀의 일예로서 습식 분산 및 습식 분쇄에 있어서 효율적인 비드, 예를들어 지르코니아 함유비드를 이용하여 대상분체에 대해 충격력을 가함으로써 분쇄 및 분산을 가하고, 따라서 이와 같은 비드밀단계에 의하여 상기 제2 혼합액은 비드에 의하여 보다 균질해지고 분산성이 개선될 수 있다.
또한, 상기 비드는 그 입경이 50㎛ 내지 200㎛임이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80㎛~120㎛ 범위의 입경을 가지는 비드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 비드밀의 회전체 회전 속도는 주파수 30 내지 60Hz정도의 범위에서 사용되는 것이 바람직하다. 이렇게 제조된 분산액은 10℃ 이하의 냉장 보관 장치에서 보관되어야 한다. 실온 20℃ 이상의 온도에서 장기간 보관 될 경우 PEDOT/PSS의 분산체가 응집현상을 보여, 전도성이 급격히 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 PEDOT/PSS 분말의 용해를 더욱 촉진시키기 위하여 특수한 분산보조제를 이용한다. 구체적으로, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함한다.
여기서, 상기 제1 분산보조제는 아민류(Amine류), 아크릴레이트류(Acrylate류), 및 폴리올류(Polyol류) 중 1 이상을 포함하고, 상기 제2 분산보조제는 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 테트라메틸렌글리콜(tetramethylene glycol), 소르비톨(sorbitol), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 아세톤니트릴(acetonitrile), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 글리세롤(glycerol), 에틸렌시안화물(ethylene cyanide), 포름산(formic acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 2,6-디플루오르피리딘(2,6-difluoropyridine), 포름아미드(formamide), 및 N-메틸포름아미드(N-methylformamide) 중 1 이상을 포함함이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 분산액 총 중량에 대하여, 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)는 0.5 내지 2.0 중량%이다. 상기 PEDOT/PSS가 0.5 중량% 미만인 경우 전기전도성이 약화되고, 2.0 중량% 이상인 경우에는 제조단가가 높아질 수 있다. 한편, 본 발명에서는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 중량을 조절함으로써 코팅층의 막 두께를 조절할 수 있다.
바람직하게는, 상기 분산액 총 중량에 대하여, 상기 유기용매는 80 내지 97 중량%이다. 상기 유기용매가 80 중량% 미만인 경우에는 분산성이 약화되고, 97% 이상인 경우에는 전기전도성이 약화될 수 있다.
바람직하게는, 상기 분산액 총 중량에 대하여, 상기 분산보조제는 1 내지 12 중량%이다. 더욱 바람직하게는 상기 제1 분산보조제는 0.5 내지 2.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 10 중량%이다. 더욱 바람직하게는 제1 분산보조제는 0.8 내지 1.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 5 중량%이다. 이와 같은 제1 분산보조제 및 제2 분산보조제의 함량에 의하여 보다 PEDOT/PSS 고체분말의 분산을 도모하면서 상기 분산액이 코팅조성물로 이용되는 경우의 전기전도성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액은 유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 포함한다.
상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)은 티오펜(thiophene)의 구조에 에틸렌디옥시(ethylenedioxy) 그룹을 고리의 형태로 갖고 있으며, 공기나 열에 대한 우수한 안정성을 가지고 있다.
또한, 3, 4번 위치에 치환되어 있는 에틸렌디옥시기에 의한 전자공여 효과에 의하여 티오펜보다 낮은 optical 밴드 갭(760nm 내지 780nm 또는 1.6eV 내지 1.7eV)을 갖고 있고, 산화/환원의 전위차에 따라 변색이 가능하며 산화상태에서 흡수 밴드가 적외선 영역에 존재하여 투명성의 확보가 가능하다.
바람직하게는, PEDOT/PSS는 고체분말 형태인 것으로, 벨기에의 AGFA사에서 제공하는 pallet(상품명 Orgacon Dry)을 이용할 수 있다
바람직하게는, 상기 유기용매 및 상기 분산보조제가 혼합된 혼합용매에 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 혼합되어 제조된다.
바람직하게는, 상기 유기용매는 아마이드류 용매, 니트로메탄, 케톤류 용매, 알코올류 용매, 아세테이트류 용매, 방향족 용매, 글리콜에테르류 용매, 아크릴레이트 단분자류 용매, 아미드류 용매, 아크릴레이트올리고머(Acrylate oligomer), 우레탄아크릴레이트폴리머(Urethane acrylate polymer) 중 어느 하나 혹은 상기 유기용매의 혼합용매를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 유기용매는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA), 니트로메탄(Nitromethane), 메틸에틸케톤 (MEK(Methyl ethyl ketone)), 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 에틸 알코올(Ethyl alcohol), n-부틸 아세테이트(n-Butyl acetate), 톨루엔(Toluene), PGME (Propylene glycol methyl ether), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), HEMA(Hydroxyethyl methacrylate), HEA(Hydroxyethy acrylate), 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylform amide(DMF)) 중 하나 또는 상기 유기 용매의 혼합용매를 포함한다.
가장 바람직하게는, 상기 유기용매는 아마이드류 유기용매를 포함하고, 더욱 구체적으로는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행된 후에, 비드밀에 추가적인 분산을 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함한다.
한편, 상기 제1 분산보조제는 아민류(Amine류), 아크릴레이트류(Acrylate류), 및 폴리올류(Polyol류) 중 1 이상을 포함하고, 상기 제2 분산보조제는 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 테트라메틸렌글리콜(tetramethylene glycol), 소르비톨(sorbitol), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 아세톤니트릴(acetonitrile), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 글리세롤(glycerol), 에틸렌시안화물(ethylene cyanide), 포름산(formic acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 2,6-디플루오르피리딘(2,6-difluoropyridine), 포름아미드(formamide), 및 N-메틸포름아미드(N-methylformamide) 중 1 이상을 포함한다.
여기서, 상기 분산액 총 중량에 대하여 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)는 0.5 내지 2.0 중량%이고, 상기 유기용매는 80 내지 97 중량%이고, 상기 분산보조제는 1 내지 12 중량%이다.
바람직하게는, 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)는 0.5 내지 2.0 중량%이다. 상기 PEDOT/PSS가 0.5 중량% 미만인 경우 전기전도성이 약화되고, 2.0 중량% 이상인 경우에는 제조단가가 높아질 수 있다.
바람직하게는, 상기 분산액 총 중량에 대하여 상기 유기용매는 80 내지 97 중량%이다. 상기 유기용매가 80 중량% 미만인 경우에는 분산성이 약화되고, 97% 이상인 경우에는 전기전도성이 약화될 수 있다.
바람직하게는, 상기 분산액 총 중량에 대하여 상기 분산보조제는 1 내지 12 중량%이다. 더욱 바람직하게는 상기 제1 분산보조제는 0.5 내지 2.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 10 중량%이다. 더욱 바람직하게는 제1 분산보조제는 0.8 내지 1.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 5 중량%이다. 이와 같은 제1 분산보조제 및 제2 분산보조제의 함량에 의하여 보다 PEDOT/PSS 고체분말의 분산을 도모하면서 상기 분산액이 코팅조성물로 이용되는 경우의 전기전도성을 향상시킬 수 있다.
폴리 (3,4- 에틸렌디옥시티오펜 )-폴리스티렌술폰산( PEDOT / PSS )을 포함하는 코팅조성물
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅조성물의 제조방법의 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6에 도시된 코팅조성물의 제조방법은 유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하고, 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하거나, 혹은 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고 이후에 비드밀에 추가적인 분산을 수행하여 분산액을 제조하는 분산액제조단계(S1000);
제조된 상기 분산액, 추가유기용매, 경화성 바인더, 및 첨가제를 혼합하여 코팅혼합액을 제조하는 제1 코팅혼합액제조단계(S2000); 및
상기 코팅혼합액에 대하여 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하여 코팅조성물을 제조하는 코팅액제조단계(S3000);를 포함한다.
상기 분산액제조단계(S1000)는 “폴리 (3,4- 에틸렌디옥시티오펜 )-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 분산액” 항목에서 설명한 단계에 해당한다.
상기 분산액제조단계(S1000)에서는 ITO층의 산화문제를 해결하기 위하여 유기용매를 사용하였고, PEDOT/PSS분말의 유기용매로의 용해도를 높이기 위하여 유기용매의 선택 및 유기용매의 혼합 후 물리적 마찰에 의한 추가 혼합을 실시하였다.
또한, 본 발명에서는 PEDOT/PSS분말의 유기용매로의 용해도를 더욱 향상시키기 위하여, 코팅조성물의 제조에 있어서 분산액제조단계(S1000)에서 코팅층 형성에 필요한 첨가제, 경화성바인더를 추가하는 것이 아니라, 1차적으로 분산액을 제조하고, 2차적으로 첨가제, 경화성바인더와 함께 추가유기용매를 넣어서 제1 코팅혼합액제조단계(S2000)을 수행한다. 이와 같은 방식으로 PEDOT/PSS 의 최종 코팅액으로의 용해도를 극대화시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 추가유기용매는 아마이드류 용매, 니트로메탄, 케톤류 용매, 알코올류 용매, 아세테이트류 용매, 방향족 용매, 글리콜에테르류 용매, 아크릴레이트 단분자류 용매, 아미드류 용매, 아크릴레이트올리고머(Acrylate oligomer), 우레탄아크릴레이트폴리머(Urethane acrylate polymer) 중 어느 하나 혹은 상기 유기용매의 혼합용매를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 추가유기용매는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA), 니트로메탄(Nitromethane), 메틸에틸케톤 (MEK(Methyl ethyl ketone)), 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 에틸 알코올(Ethyl alcohol), n-부틸 아세테이트(n-Butyl acetate), 톨루엔(Toluene), PGME (Propylene glycol methyl ether), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), HEMA(Hydroxyethyl methacrylate), HEA(Hydroxyethy acrylate), 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylform amide(DMF)) 중 하나 또는 상기 유기 용매의 혼합용매를 포함한다.
가장 바람직하게는, 상기 추가유기용매는 비등점이 섭씨 120도 이상인 고비등점 유기용매임이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylform amide(DMF)) 혹은 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA)임이 바람직하다. 이와 같은 고비등점 유기용매를 추가유기용매로 하는 경우에, 코팅액을 통한 코팅층 형성과정에서 용매가 빠르게 휘발되지 않고 경화과정에서 PEDOT/PSS 물질들의 분자 배향을 안정화시키기 때문에, 보다 높은 코팅층의 전도성 및 물질 안전성을 도모할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1 코팅혼합액제조단계(S2000)는, 추가유기용매, 경화성 바인더, 및 첨가제를 혼합하여 예비코팅혼합액을 제조하는 예비코팅혼합액제조단계(S2010); 및 상기 예비코팅혼합액에 상기 분산액을 혼합하는 분산액혼합단계(S2020);를 포함할 수 있다. 이와 같이 에비코팅혼합액을 미리 준비하고, 이후에 상기 분산액을 혼합시킴으로써 더욱 양호한 분산특성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 분산액혼합단계에서 분산액의 질량은 예비코팅혼합액의 중량에 대하여 10 내지 35%의 비율을 갖는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 첨가제는, 탈포제, leveling agent, 습윤제, 및 개시제(광개시제 혹은 열개시제) 중 1 이상을 포함할 수 있고, 이와 같은 첨가제로서, 알콕시 실란계, 폴리실록산계, 폴리에테르 실록산 공중합체, 비실리콘계 고분자, 불소화 실리콘, 유기변성 폴리실록산계, 폴리카복실산계, 변성 폴리에테르계, 지방산 유도체, 계면활성제, 우레탄 공중합체, 비이온성 변성 지방산 유도체, 폴리아크릴레이트, 폴리 에테를 실록산 공중합체, 디메틸 폴리 실록산, 자외선 가교형 실리콘 폴리에테를 아크릴레이트, 자외선 가교형 실리콘 아크릴레이트, 자외선 가교형 실리콘 폴리에테르 아크릴레이트, 비이온성 유기 계면활성제이 있을 수 있다.
바람직하게는, 상기 코팅조성물의 제조방법에 의하여 제조된 상기 코팅조성물은, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 0.1 내지 2.0 중량%, 분산보조제 1.05 내지 14 중량%, 유기용매 60 내지 95 중량%, 경화성바인더 1 내지 40 중량%, 첨가제 0.01 내지 3 중량%를 포함한다.
여기서 상기 유기용매는 최초 분산액에 포한된 유기용매 및 상기 추가유기용매를 포함한 최종 코팅조성물의 유기용매의 중량%에 해당한다. 이와 같은 조성에 의하여 후술하는 바와 같이, 상기 코팅조성물은 높은 투명성 및 전기전도성을 가질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함한다.
여기서, 상기 제1 분산보조제는 아민류(Amine류), 아크릴레이트류(Acrylate류), 및 폴리올류(Polyol류) 중 1 이상을 포함하고, 상기 제2 분산보조제는 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 테트라메틸렌글리콜(tetramethylene glycol), 소르비톨(sorbitol), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 아세톤니트릴(acetonitrile), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 글리세롤(glycerol), 에틸렌시안화물(ethylene cyanide), 포름산(formic acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 2,6-디플루오르피리딘(2,6-difluoropyridine), 포름아미드(formamide), 및 N-메틸포름아미드(N-methylformamide) 중 1 이상을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제1 분산보조제는 0.05 내지 4.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 10 중량%일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO층 및 코팅층을 포함하는 플렉서블 투명전도성 전극구조체의 코팅층을 형성하기 위한 코팅액조성물을 제조하는 방법은, 유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하고, 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하거나, 혹은 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고 이후에 비드밀에 추가적인 분산을 수행하여 분산액을 제조하는 분산액제조단계(S1000); 제조된 상기 분산액, 추가유기용매, 경화성 바인더, 및 첨가제를 혼합하여 코팅혼합액을 제조하는 제1 코팅혼합액제조단계(S2000); 및 상기 코팅혼합액에 대하여 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하여 코팅조성물을 제조하는 코팅액제조단계(S3000);를 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 포함하는 코팅조성물에 대하여 설명하도록 한다.
상기 코팅조성물은 ITO층 및 코팅층을 포함하는 플렉서블 투명전도성 전극구조체의 코팅층을 형성하기 위한 코팅액조성물로서, 상기 코팅액조성물은, 제1 유기폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 및 유기용매를 포함하는 분산액; 및 추가유기용매, 경화성바인더, 및 첨가제를 포함하는 예비코팅혼합액이 혼합된 상태이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅조성물은 유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 포함된 분산액에, 추가유기용매, 경화성 바인더, 및 첨가제를 혼합하고, 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하여 제조된 코팅조성물이다.
바람직하게는, 상기 코팅조성물은, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 0.1 내지 2.0 중량%, 분산보조제 1.05 내지 14 중량%,최종 유기용매 60 내지 95 중량%, 경화성바인더 1 내지 40 중량%, 첨가제 0.01 내지 3 중량%를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함한다.
여기서, 상기 제1 분산보조제는 아민류(Amine류), 아크릴레이트류(Acrylate류), 및 폴리올류(Polyol류) 중 1 이상을 포함하고, 상기 제2 분산보조제는 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 테트라메틸렌글리콜(tetramethylene glycol), 소르비톨(sorbitol), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 아세톤니트릴(acetonitrile), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 글리세롤(glycerol), 에틸렌시안화물(ethylene cyanide), 포름산(formic acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 2,6-디플루오르피리딘(2,6-difluoropyridine), 포름아미드(formamide), 및 N-메틸포름아미드(N-methylformamide) 중 1 이상을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제1 분산보조제는 0.05 내지 4.0 중량%이고, 상기 제2 분산보조제는 1 내지 10 중량%일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 실험결과
1. 분산액의 제조
이하에서는 하기의 단계에 따라 PEDOT/PSS 를 포함하는 분산액(1차 용액)을 제조하였다.
제조예 1
(단계 1) 유기용매, 분산보조제를 혼합한 후에, 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하여 교반
(단계 2) 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행
(단계 3) 비드밀에 추가적인 분산을 수행하여 분산액을 제조
[세부사항]
유기용매 - N,N-dimethylacetamide(DMA) 474g(79wt%), Nitromethane 90g(15wt%)
분산보조제1 - Carbonate 류의 보조제 24g(4%)
분산보조제2 - Amine류의 보조제 - 6g(1wt%)
PEDOT:PSS 분말 - 6g(1wt%)
단계 1에서의 혼합 - 1hr 수행
단계 2 - 고전단믹서를 이용하여 1hr 수행
단계 3 - 비드밀을 이용하여 2hr 수행
2. 코팅액의 제조
제조예 2
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.9g, aliphatic nonafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.3g, Dipentaerythritolhexaacrylate 0.3g의 혼합물과 Toluene 10g, Dimehtylformamide(DMF)3g, polyol 0.1g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 30g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 3
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 4.8g, aliphatic nonafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 1.6g, Dipentaerythritolhexaacrylate 1.6g의 혼합물과 2-Propanol 6.5g, Toluene 3g, polyol 0.1g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 20g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 4
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.75g, aliphatic nonafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.45g, Dipentaerythritolhexaacrylate 0.3g의 혼합물과 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 30g을 혼합, 교반하여 acrylate가 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.08g을 혼합한 후, benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 30g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 5
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 11.5g, Dimethylacetamide 11.5g, polyol 0.1g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.05g과, benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액은 추가적인 교반 및 혼합은 진행하지 않는다.
제조예 6
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 10.5g, Dimethylacetamide 10.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.05g과, benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액은 추가적인 교반 및 혼합은 진행하지 않는다.
제조예 7
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 9.6g, Dimethylacetamide 9.6g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.05g과, benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액은 추가적인 교반 및 혼합은 진행하지 않는다.
제조예 8
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g, 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate 0.2g과 Toluene 9.6g, Dimethylacetamide 9.6g, , polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 acrylate 혼합물이 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액은 추가적인 교반 및 혼합은 진행하지 않는다.
제조예 9
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 8.5g, Dimethylacetamide 8.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 6g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 10
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 7.5g, Dimethylacetamide 7.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 6g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 11
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 6.5g, Dimethylacetamide 6.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 6g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 12
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 5.5g, Dimethylacetamide 5.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 6g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 13
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 9g, Dimethylacetamide 9g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 14
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 8g, Dimethylacetamide 8g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 15
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 7g, Dimethylacetamide 7g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 16
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 6g, Dimethylacetamide 6g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 17
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 9.5g, Dimethylacetamide 9.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 18
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 8.5g, Dimethylacetamide 8.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 19
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 7.5g, Dimethylacetamide 7.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 20
Aromatic hexafunctional urethane acrylate(Sartomer사 제품) 0.5g과 Toluene 6.5g, Dimethylacetamide 6.5g, polyol 0.03g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기 용액에 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane(Shin-Etsu) 0.02g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.1g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 21
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물1.23g과 2-Propanol 16.1g, Toluene 14.6g, Dimethylacetamide 5.1g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액을 추가 혼합/교반 없이 코팅에 사용한다.
제조예 22
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 6.2g, Toluene 5.6g, Dimethylacetamide 1.2g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액을 추가 혼합/교반 없이 코팅에 사용한다.
제조예 23
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 6.8g, Toluene 5.9g, Dimethylacetamide 1.7g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 0.5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 24
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.8g, Toluene 5.1g, Dimethylacetamide 1.5g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 0.5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 25
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.8g, Toluene 5.1g, Dimethylacetamide 1.5g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 1.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 26
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.8g, Toluene 5.1g, Dimethylacetamide 1.5g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 1.5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 27
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.8g, Toluene 5.1g, Dimethylacetamide 1.5g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 2.5g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 28
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 6.1g, Toluene 5.3g, Dimethylacetamide 1.5g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 3.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 29
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.6g, Toluene 4.9g, Dimethylacetamide 1.4g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 3.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 30
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.1g, Toluene 4.5g, Dimethylacetamide 1.3g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 3.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 31
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.7g, Toluene 4.1g, Dimethylacetamide 1.2g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 3.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 32
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.6g, Toluene 4.9g, Dimethylacetamide 1.4g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 33
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 5.1g, Toluene 4.5g, Dimethylacetamide 1.3g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 34
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.9g, Toluene 4.3g, Dimethylacetamide 1.2g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 35
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.2g, Toluene 3.7g, Dimethylacetamide 1.1g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 4.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 36
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.7g, Toluene 4.1g, Dimethylacetamide 1.2g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 37
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.4g, Toluene 3.8g, Dimethylacetamide 1.1g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 38
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 4.2g, Toluene 3.6g, Dimethylacetamide 1.0g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
제조예 39
Aliphatic hexafunctional urethane acrylate와 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate이 70wt%:30wt%로 혼합된 혼합물 0.5g과 2-Propanol 3.7g, Toluene 3.2g, Dimethylacetamide 0.9g, polyol 0.05g의 혼합물을 70ml clear vial 에 혼합한 후 교반하여 충분히 용해되도록 한다. 상기의 용액에 benzophenone과 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone이 1:1wt%로 혼합된 광개시제 0.5g을 추가하여 충분히 용해되도록 교반한다. 상기의 용액에 제조예 1의 전도성 고분자 분산액 5.0g을 추가하여 충분히 교반한다. 상기의 acrylate, 용매, 전도성 고분자 분산액이 혼합된 용액을 high shear mixer를 이용하여 6000rpm의 조건으로 30분간 교반한다.
3. 복합구조체의 제조
제조예 40 ( PET층 -코팅층)
125㎛ 두께의 polyethylene terephthalate(PET) 필름의 한면에 상기 제조예 2의 코팅액을 이용하여 전기전도성 유기 박막을 코팅하였다. 코팅 방법으로서 Slot die coating을 수행하였으며, 100℃로 설정된 15M의 건조구간을 4m/min의 속도로 지나가도록 하였다. Slot die의 유체 이송 펌프의 코팅액 토출량은 20Hz가 되도록 하였다. 광경화에 사용된 UV lamp는 1000mJ/cm2 의 규격을 사용하였다.
상기의 제조방법으로 형성된 전기전도성 유기 박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 10^3.2 ohm/sqr
Haze 0.73
투과율(510nm) 85.79%
투과율(550nm) 86.51%
두께 <1.0㎛
제조예 41 ( PET층 - ITO층 )
125㎛ 두께의 polyethylene terephthalate(PET) 필름의 한면에 Indium tin oxide film을 sputter 기법을 이용하여 투명전도성 박막을 형성하였다. 사용된 sputter target의 Sn 함량은 10%이었으며, 산소 유량비 0.75%를 사용하였다. Plasma power는 3.5kW이었다. ITO 박막이 형성된 후, 150℃의 Convection oven에 1시간 방치하여 열처리를 진행하였다. 이렇게 산소유량비가 2% 미만으로 하여 스퍼터링 기법을 이용하여 제조된 ITO박막의 경우 다른 딱딱한 ITO박막보다는 상대적으로 높은 연성을 갖는다.
상기의 제조방법으로 형성된 투명전도성 박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 260ohm/sqr
Haze 1.49
투과율(510nm) 80.33%
투과율(550nm) 82.25%
두께 <100nm
제조예 42 ( PET층 - ITO층 )
주석 조성비 7%인 ITO target을 사용하고, 산소 유량 비율 10%로 sputter를 진행하여 약 70nm의 ITO 박막을 PET film 표면에 제조하였다. 이렇게 제조된 ITO박막의 경우 제조예 41보다 상대적으로 낮은 연성을 갖는다.
상기의 제조방법으로 형성된 투명전도성 박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 130ohm/sqr
Haze 7.74
투과율(510nm) 86.01%
투과율(550nm) 87.09%
두께 <100nm
제조예 43 ( PET층 -코팅층)
125㎛ 두께의 polyethylene terephthalate(PET) 필름의 한면에 상기 제조예 3의 코팅액을 이용하여 전기전도성 박막을 코팅하였다. 코팅 방법으로서 Slot die coating을 수행하였으며, 100℃로 설정된 15M의 건조구간을 4m/min의 속도로 지나가도록 하였다. Slot die의 유체 이송 펌프의 코팅액 토출량은 13Hz가 되도록 하였다. 광경화에 사용된 UV lamp는 1000mJ/cm2 의 규격을 사용하였다.
상기의 제조방법으로 형성된 전기전도성 유기 박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 10^4.1 ohm/sqr
Haze 0.89
투과율(510nm) 88.56%
투과율(550nm) 88.37%
두께 <1㎛
제조예 44 ( PET층 -코팅층)
125㎛ 두께의 polyethylene terephthalate(PET) 필름의 한면에 상기 제조예 3의 코팅액을 이용하여 전기전도성 박막을 코팅하였다. 코팅 방법으로서 Slot die coating을 수행하였으며, 100℃로 설정된 15M의 건조구간을 4m/min의 속도로 지나가도록 하였다. Slot die의 유체 이송 펌프의 코팅액 토출량은 25Hz가 되도록 하였다. 광경화에 사용된 UV lamp는 1000mJ/cm2 의 규격을 사용하였다.
상기의 제조방법으로 형성된 전기전도성 유기 박막의 특성은 아래 표와 같다
값
표면저항 10^3.8 ohm/sqr
Haze 0.93
투과율(510nm) 86.14%
투과율(550nm) 85.65%
두께 3㎛
실시예 1 ( PET층 -코팅층- ITO층 )
상기 제조예 40의 전기전도성 유기 박막의 상면에 상기 제조예 41에 적용된 ITO 박막 제조 공정과 동일한 방법으로 ITO 박막을 형성시켰다.
상기 제조방법으로 형성된 복합 박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 230 ohm/sqr
Haze 1.01
투과율(510nm) 75.54%
투과율(550nm) 75.05%
실시예 2 ( PET층 - ITO층 -코팅층)
상기 제조예 41의 ITO 박막 상면에 상기 제조예 4의 자외선 경화형 전도성 유기 박막을 Meyer bar #3 bar로 도막한 후, 90℃에서 2분간 건조시킴. 이후 400mJ/cm2 의 자외선으로 경화시킴. 제조된 복합박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 600 ohm/sqr
Haze 1.27
투과율(510nm) 85.97%
투과율(550nm) 83.69%
여기서, 제조예 41과 같은 ITO 박막의 상면에 제조예 4의 자외선 경화형 전도성 유기 박막을 형성한 경우, 복합 박막의 표면 저항은 성능이 크게 저하됨을 알 수 있다. 그러나, 광투과율은 10%이상 개선 가능함을 확인할 수 있다.
실시예 3 ( PET층 -제1코팅층- ITO층 -코팅층)
상기 실시예 1의 복합 박막 상면에 제조예 4의 자외선 경화형 전도성 유기 박막을 Meyer bar #3 bar로 도박한 후, 도막한 후, 90℃에서 2분간 건조시킴. 이후 400mJ/cm2 의 자외선으로 경화시킴. 제조된 복합박막의 특성은 아래 표와 같다.
값
표면저항 250 ohm/sqr
Haze 1.59
투과율(510nm) 76.8%
투과율(550nm) 74.29%
4. ITO 필름 및 복합 필름의 유연성 특성 실험
이하에서는 Bending tester 측정 표준으로서 IEC 62715-6-1를 이용하여 유연성 특성을 측정하였다.
비교예 1 및 측정예 1 ~ 3
비교예 1 : 제조예 41의 유연성 특성 측정 결과
측정예 1 : 실시예 1의 유연성 특성 측정 결과
측정예 2 : 실시예 2의 유연성 특성 측정 결과
측정예 3 : 실시예 3의 유연성 특성 측정 결과
구체적으로 상기 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 의해 제조된 복합박막의 유연성 특성(bending 특성)을 측정 표준인 IEC 62715-6-1에 부합되도록 제작된 bending 특성 측정 장치를 이용하여 측정하였다.
유연성 특성은 1초에 1회 구부림이 가해지도록 설정되었으며, 60초에 1회 저항을 측정하여 구부림에 따른 저항 변화를 측정하였다.
구부림 횟수는 총 1200회이었고, 구부림에 따른 저항을 측정함으로서 ITO를 포함하고 있는 복합 박막의 전기적 특성의 변화를 추정하였고, 아래의 식에 따른 저항 변화율을 측정값으로 하였다. 시편의 구부림 곡률반경은 5mm가 되도록 하였으며, ITO 박막이 구부림면의 외면에 위치하도록 설치하였다 (Outerbending).
△R : 저항 변화율(%)
R0 : 구부림 이전의 저항 측정값
R : 구부림과정에서의 저항 측정값
식 : △R = (R- R0)/ R0
도 7은 비교예1의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시하고, 도 8은 실시예 1 내지 3 의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO층을 포함하는 복합구조체의 경우 구부림에 의한 표면 저항 변화율이 현저히 낮아짐을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층을 구비하지 않고, PET층과 ITO층만으로 이루어져 있는 비교예 1의 경우 초기 200회 구부림에 의한 저항 변화율이 300%이상으로 현저히 큰 것을 알 수 있다. 또한, 표면 저항 변화값의 최종값은 약 50%로 나타난다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층을 구비하되, PET층-코팅층-ITO층 형태의 실시예 1의 경우 초기 300회 구부림에 의한 저항 변화율이 다소 크며 구부림과정에서의 저항 변화폭이 크게 나타난다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 코팅층을 구비하되, 각각 PET층-ITO층-코팅층 및 PET층-제1코팅층-ITO층-제2코팅층의 구조를 갖는 실시예 2 및 실시예 3의 경우 초기저항 대비 변화율값도 작으며 저항 변화폭이 크지 않은 안정적인 값을 보인다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층의 경우, 1층으로 구비되는 경우에는 ITO층 위에 구비됨이 바람직하고, 혹은 ITO층의 상면 및 하면에 모두 구비되는 경우에 구부림에 대한 저항 변화폭을 최소화시킬 수 있음을 알 수 있다.
5. 전도성 고분자를 포함하지 않는 자외선 경화형 복합박막의 특성
실시예 4
제조예 5에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
실시예 5
제조예 6에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
실시예 6
제조예 7에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
실시예 7
제조예 8에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
비교예 2
제조예 5에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #9 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
비교예 3
제조예 6에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #9 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
비교예 4
제조예 7에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #9 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
비교예 5
제조예 8에 따른 코팅 조성물을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #6 bar를 이용하여 도막 한 후, 90℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행함. 상기의 과정을 거친 필름 시편을 400mJ/cm2 의 자외선하에서 경화시킴.
[실험결과]
제조예 42는 기준이 되는 ITO 필름시편에 해당하고, 실시예 4~7 는 ITO 필름시편의 상면에는 코팅층이 형성되었으나, 코팅층에는 전도성 고분자인 PEDOT:PSS가 포함되지 않았기 때문에, 결과적으로 ITO 필름시편의 상면에 UV 경화 코팅을 한 시편에 해당한다.
비교예 2 ~ 5는 실시예 4 ~ 7에서 UV 경화 코팅을 상대적으로 두껍게 한 것에 해당하고, 이들에 대한 실험결과는 다음과 같다.
　 표면 저항
(ohm/sqr)		 투과율(%)
400nm 450nm 500nm 550nm 600nm
제조예 42 128.2 79.47 83.37 85.68 87.09 87.99
실시예 4 563.8 81.74 85.47 87.37 88.23 88.74
실시예 5 496.5 83.3 86.81 88.23 88.77 89.06
실시예 6 245.5 85.85 89.3 90.09 89.93 89.72
실시예 7 121.5 86.75 91.31 92.15 91.78 91.16
비교예 2 over range 85.86 90.87 88.84 87.18 87.29
비교예 3 over range 81.64 87.84 90.3 89.76 88.88
비교예 4 over range 82.35 84 89.63 91.46 90.37
비교예 5 over range 88.02 85.11 85.02 86.87 88.65
(over range는 1000ohm/sqr 초과를 의미함)
상기 실험결과에서와 같이 UV 경화 코팅층을 형성함으로써 투과율 측면에서는 기준 ITO 필름시편 대비 향상이 이루어졌음을 알 수 있음. 그러나, 실시예 7을 제외하고는 UV 경화 코팅층만으로는 모두 표면 저항이 기준 ITO 대비 상승하였음을 알 수 있다.
한편, 위의 실험결과에서와 같이 ITO층 위에 UV 경화 코팅을 시행할 경우 적정 두께를 초과하는 경우에, 표면저항이 급격하게 적정 두께가 존재하며, 특정 두께 이하가 되어야 ITO 의 표면 저항이 유지 될 수 있다.
6. 본 발명과 상이한 구성(물질 상이 혹은 용매 상이)의 전도성 재료를 포함한 복합박막의 특성
비교예 6
Carbone nanotube가 0.27%의 고형분으로, 2-propanol을 용매로 하여 분산되어 있는 코팅액을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막 한 후, 120℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행하였다.
비교예 7
Water 및 Methanol을 용매로 하며, 고형분 0.58%인 수계 분산 PEDOT:PSS 코팅액을 제조예 42에 따른 ITO 박막의 상면에 Meyer bar #6 bar를 이용하여 도막 한 후, 120℃의 convection oven에서 건조 및 열처리 진행하였다.
　 표면 저항
(ohm/sqr)		 투과율(%)
400nm 450nm 500nm 550nm 600nm
비교예 6 172.0 74.44 78.55 81.03 82.59 83.66
비교예 7 136.7 89.31 88.83 88.22 87.96 87.96
비교예 6, 7은 본 발명과 상이한 구성을 갖는 CNT와 수계(water borne) PEDOT:PSS 재료를 이용한 코팅층을 ITO 상면에 적용할 경우의 측정 값에 해당한다.
비교예 6의 경우 표면 저항 및 투과율에서 모두 기준 ITO 대비 부족한 성능을 보였으며, 비교예 7의 경우 표면 저항은 상대적으로 우수하였지만, 투과율은 실시예 5~7 대비 부족한 성능을 보인다.
7. 본 발명의 실시예에 해당하는 전도성 고분자를 포함한 복합박막의 특성
실시예 8 ~ 19
아래의 표내용에 맞추어서 제조예 9 ~ 20의 코팅조성물을 제조예 42의 ITO 박막 상면에 Meyer bar를 이용하여 성막하였다. Meyer bar를 이용한 성막이후 90℃ convection oven에서 건조한 후 400mJ/cm2 의 UV 광량으로 경화시켰다.
　 기판 코팅 조성물 Meyer bar #
실시예 8 제조예 42의 ITO 필름 제조예 9 3
실시예 9 제조예 42의 ITO 필름 제조예 10 3
실시예 10 제조예 42의 ITO 필름 제조예 11 3
실시예 11 제조예 42의 ITO 필름 제조예 12 3
실시예 12 제조예 42의 ITO 필름 제조예 13 3
실시예 13 제조예 42의 ITO 필름 제조예 14 3
실시예 14 제조예 42의 ITO 필름 제조예 15 3
실시예 15 제조예 42의 ITO 필름 제조예 16 3
실시예 16 제조예 42의 ITO 필름 제조예 17 3
실시예 17 제조예 42의 ITO 필름 제조예 18 3
실시예 19 제조예 42의 ITO 필름 제조예 20 3
상기의 실시예 8 ~ 19의 시편에 대한 측정 결과는 아래 표와 같다.
　 표면 저항
(ohm/sqr)		 투과율(%)
400nm 450nm 500nm 550nm 600nm
실시예 8 148 86.05 88.96 86.91 85.8 86.47
실시예 9 207 81.47 87.04 89.84 90.64 90.51
실시예 10 133 81.38 86.98 89.82 90.65 90.54
실시예 11 178 84.09 84.26 85.22 86.78 88.08
실시예 12 143 85.97 89.68 90.67 90.54 90.15
실시예 13 188 81.98 87.38 90.1 90.97 90.89
실시예 14 174 81.89 87.17 89.88 90.8 90.77
실시예 15 156 83.09 88.4 90.55 90.91 90.55
실시예 16 283 82.92 88.31 90.66 91.15 90.85
실시예 17 129 83.82 89.06 91.03 91.28 90.85
실시예 18 357 85.27 89.84 91.18 91.05 90.58
실시예 19 142 81.81 87.42 90.13 90.98 90.9
실시예 8 내지 19의 특성에서 알 수 있는 바는, UV 경화형 전도성 유기 박막에 해당하는 코팅층을 ITO층의 상면에 성막할 경우 큰 폭의 투과율 향상을 유도할 수 있으며, 전도성 고분자의 함량에 따라서 표면 저항은 서로 다르게 구현되지만, 실시예 10, 17의 경우와 같이 ITO 박막의 표면 저항값을 유지하면서 투과율이 향상된 투명 전도성 박막을 수득할 수 있다는 점이다.
또한, 투과율의 경우 코팅 조성물의 조성비에 따라서 서로 다르게 구현될 수 있기 때문에, ITO층에 해당하는 ITO박막의 상면에 UV 경화형 전도성 유기 박막에 해당하는 코팅층을 성막함에 있어서 투과율을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극층의 투과율의 실험결과를 도시한다. 구체적으로, 도 9는 실시예 8 ~ 19의 투과율 그래프를 제조예 42의 ITO 박막의 투과율 그래프와 비교하여 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 해당하는 복합구조체의 경우 기준 ITO층보다 대체적으로 높은 투과율을 나타냄을 알 수 있다.
8. ITO 필름 및 복합 필름의 유연성 특성 실험
측정예 4
도 10은 제조예 42의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다.
측정예 5
도 11은 실시예 13의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다.
기준 ITO 필름에 해당하는 제조예 42의 ITO 필름과 비교하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 상면에 제조예 14의 코팅 조성물을 이용한 UV 경화형 전도성 유기 박막을 도막함으로서 구부림에 의한 표면 저항 변화율이 최대 250%에서 160%로 향상됨을 알 수 있다.
9. 본 발명의 실시예에 해당하는 전도성 고분자를 포함한 복합박막의 특성
실시예 22 ~ 38
아래의 표내용에 맞추어서 제조예 23 ~ 39의 코팅조성물을 제조예 42의 ITO 박막 상면에 Meyer bar #6을 이용하여 성막함. Meyer bar를 이용한 성막이후 90℃ convection oven에서 건조한 후 400mJ/cm2 의 UV 광량으로 경화시켰다.
　 기판 코팅 조성물 Meyer bar #
실시예 22 제조예 42의 ITO 필름 제조예 23 6
실시예 23 제조예 42의 ITO 필름 제조예 24 6
실시예 24 제조예 42의 ITO 필름 제조예 25 6
실시예 25 제조예 42의 ITO 필름 제조예 26 6
실시예 26 제조예 42의 ITO 필름 제조예 27 6
실시예 27 제조예 42의 ITO 필름 제조예 28 6
실시예 28 제조예 42의 ITO 필름 제조예 29 6
실시예 29 제조예 42의 ITO 필름 제조예 30 6
실시예 30 제조예 42의 ITO 필름 제조예 31 6
실시예 31 제조예 42의 ITO 필름 제조예 32 6
실시예 32 제조예 42의 ITO 필름 제조예 33 6
실시예 33 제조예 42의 ITO 필름 제조예 34 6
실시예 34 제조예 42의 ITO 필름 제조예 35 6
실시예 35 제조예 42의 ITO 필름 제조예 36 6
실시예 36 제조예 42의 ITO 필름 제조예 37 6
실시예 37 제조예 42의 ITO 필름 제조예 38 6
실시예 38 제조예 42의 ITO 필름 제조예 39 6
상기의 실시예 22 ~ 38의 시편에 대한 측정 결과는 아래 표와 같다.
Figure 112018020861516-pat00001
실시예 22 ~ 38의 결과에서와 같이, 1차 용액에 해당하는 분산액이 유기용매, 분산보조제를 혼합한 후에, 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하여 교반하고, (단계 2) 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행, (단계 3) 비드밀에 추가적인 분산을 수행하여 제조되는 경우라면, UV 경화형 유기도전막의 원료(UV binder)가 변경되어도 ITO 의 저항 특성을 유지하면서 광투과율이 개선된 박막을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 코팅층을 형성하기 위한 코팅액의 경우 1차 제조생성물인 분산액이 위의 구성을 갖는 다면, 이후 코팅층의 특성을 상황에 따라 조절하기 위하여 추가유기용매, 자외선 경화제, 첨가제를 보다 폭넓은 범위에서 선택할 수 있는 이점을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 코팅 조성물의 함량을 조절함으로서 투과율이 개선된 복합박막을 수득할 수 있다.
한편, 도 12는 상기 실시예들에 따른 투명전극층의 투과율의 실험결과를 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극층의 경우 주요 파장영역대에서 높은 투과율을 보유하고 있음을 확인할 수 있다.
10. 본 발명의 실시예에 해당하는 전도성 고분자를 포함한 복합박막의 특성
실시예 39
제조예 43에 의한 UV 경화형 전도성 유기 박막의 상면에 제조예 41에 따른 ITO 박막을 도막하였다.
실시예 40
제조예 44에 의한 UV 경화형 전도성 유기 박막의 상면에 제조예 41에 따른 ITO 박막을 도막하였다.
실시예 41
실시예 39에 의한 ITO 복합 박막의 상면에 제조에 14에 의한 코팅 조성물을 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막한 후, 90℃ 조건의 convection oven에서 2분간 열처리함. 상기의 열처리된 시편을 400mJ/cm2의 UV lamp를 이용하여 경화시켰다.
실시예 42
실시예 40에 의한 ITO 복합 박막의 상면에 제조에 14에 의한 코팅 조성물을 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막한 후, 90℃ 조건의 convection oven에서 2분간 열처리함. 상기의 열처리된 시편을 400mJ/cm2의 UV lamp를 이용하여 경화시켰다.
실시예 43
제조예 42에 의한 ITO 박막의 상면에 제조에 1에 의한 전도성 고분자 분산액을 Ethanol과 1:1wt%혼합한 후 Meyer bar #3 bar를 이용하여 도막한 후, 130℃ 조건의 convection oven에서 3분간 열처리하였다.
실시예 39 ~ 43의 특성은 아래 표와 같다.
　 표면 저항
(ohm/sqr)		 투과율(%)
400nm 450nm 500nm 550nm 600nm
실시예 39 117.2 74.24 79.38 81.33 83.83 85.1
실시예 40 114.12 72 77.35 79.72 80.98 81.35
실시예 41 149.44 83.6 88.53 88.88 88.54 86.96
실시예 42 118.52 79.84 86.07 87 86.15 84.84
실시예 43 207.02 78.99 81.82 83.76 85.14 86.1
실시예 39 ~ 43의 실험결과에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 복합구조체의 경우 광투과율이 개선되면서 ITO 표면저항 역시 개선될 수 있음을 알 수 있다.
특히, 실시예 42의 경우 표면 저항도 낮아지고 450nm에서의 광투과율도 개선되었다(제조예 42 대비). 또한, 실시예 39 및 40과 비교하여 ITO 상면에 UV 경화형 전도성 유기막이 도포된 실시예 41 및 42에서 대폭 향상된 광투과율을 확인할 수 있다.
11. 본 발명의 실시예들의 유연성 특성 실험
측정예 6
도 13은 실시예 39의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다. 측정예 6의 실험결과에서 상대적으로 두꼐가 얇은 UV 경화형 전도성 유기박막을 형성한 후, 그 상면에 ITO박막을 도막한 경우 유연성 특성 향상을 수득할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제조예 42에 의한 PET/ITO구조의 필름의 유연성보다 향상된 특성을 가짐을 알 수 있다.
측정예 7
도 14은 실시예 41의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다. 도 14에 도시된 바와 같이, 상대적으로 두꼐가 얇은 UV 경화형 전도성 유기박막을 형성한 후, 그 상면에 ITO박막을 도막하고 다시 그 상면에 UV 경화형 전도성 유기박막을 형성시킨 경우 유연성 특성 향상 및 투과율의 향상을 수득할 수 있음을 확인할 수 있다.
측정예 8
도 15은 실시예 43의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다. 제조예 42에 의한 ITO 박막의 상면에 UV 경화형 수지와의 혼합이 없는 유기용매 기반의 전도성 고분자 분산액을 직접 도막하여도 유연성 특성의 향상을 수득할 수 있다.
비교예 8
도 16은 실시예 40의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다. 도 16의 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이, ITO 박막의 후면에 thick film을 도막한 후 ITO 박막을 도막한 경우, 측정상의 동일한 곡률반경하에서 ITO박막이 보다 큰 bending stress를 가지므로 유연성 특성이 상대적으로 개선정도가 약하다.
비교예 9
도 17은 실시예 42의 구부림에 따른 저항변화율의 실험결과를 도시한다.
측정 조건은 곡률반경이 3mm가 되도록 한 것을 제외하고 모두 측정예 1,2,3과 동일하다. 도 17에 도시된 바와 같이, ITO 박막의 후면에 thick film을 도막한 후 ITO 박막을 도막한 경우, ITO상면에 추가적인 전도성 유기박막을 도막하여도 측정상의 동일한 곡률반경하에서 ITO박막이 보다 큰 bending stress를 가지므로 유연성 특성이 상대적으로 개선정도가 약하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 ITO층의 상, 하, 또는 상/하에 전도성이 부여된 코팅층이 삽입하여, ITO의 전기/광학적 손실 없이 유연성(bendability)을 확보할 수 있는 효과를 발휘할 수 있어, 투명전극이 필요한 플렉서블 디바이스에 활용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 투과율이 상승하도록 코팅층 내부의 성분을 보다 넓은 범위에서 조절할 수 있음으로써 시인성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 통상의 ITO 투명전극이 가지는 yellow index(b* value로 대변됨)를 낮춤으로서 보다 실제 제품에서의 적용성 및 상품성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 전도성이 부여된 UV curable 코팅층을 상부에 형성시킬 경우 ITO층의 특유의 표면 산화 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 진공이 아닌 wet coating 방식으로 코팅층을 형성할 수 있어 상기와 같은 장점을 갖는 전극구조체를 낮은 생산단가로 생산할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 ITO층의 특성에 맞춤형으로 undercoat, top coat 방식의 코팅액을 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 코팅층의 PEDOT/PSS 고형분의 함량 및 경화성 바인더의 고형분 함량을 조절하여 코팅층의 두께 조절이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 코팅층에 포함되는 경화성 원료의 굴절율을 일정 범위에서 조절하여, 전극구조체 전체의 굴절율을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 투명전도성 전극구조체는 굴절율 및 두께의 조절을 통하여 높은 굴절율을 갖는 ITO층에 대해 적합한 코팅층을 구비함으로써 파장대별 투과율을 조절할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 플렉서블 투명전도성 전극구조체로서,
    상기 전극구조체는 플렉서블기판층, ITO층, 및 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은,
    분산액; 및
    추가유기용매, 경화성바인더, 및 첨가제를 포함하는 예비코팅혼합액이 혼합된 코팅액에 의하여 제조되고,
    상기 분산액은 유기용매 및 분산보조제가 혼합된 혼합용매에 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 혼합되어 제조되고,
    상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행되고,
    상기 유기용매는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA) 및 니트로메탄을 포함하고,
    상기 코팅층은 제1코팅층 및 제2코팅층을 포함하고,
    상기 플렉서블기판층 위에 제1코팅층이 적층되어 있고,
    상기 제1코팅층 위에 상기 ITO층이 적층되어 있고,
    상기 ITO층 위에 상기 제2코팅층이 적층되어 있는, 플렉서블 투명전도성 전극구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기용매, 분산보조제 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)이 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행된 후에, 비드밀에 추가적인 분산을 수행된, 플렉서블 투명전도성 전극구조체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및
    상기 분산액이 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함하는, 플렉서블 투명전도성 전극구조체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산액 총 중량에 대하여,
    상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)는 0.5 내지 2.0 중량%이고,
    상기 유기용매는 80 내지 97 중량%이고,
    상기 분산보조제는 1 내지 12 중량%인, 플렉서블 투명전도성 전극구조체.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산액과 상기 예비코팅혼합액은 혼합된 상태에서 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합이 수행되는, 플렉서블 투명전도성 전극구조체.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. ITO층 및 코팅층을 포함하는 플렉서블 투명전도성 전극구조체를 제조하는 방법으로서,
    플렉서블기판층을 준비하는 단계;
    상기 플렉서블기판층 위에 제1코팅층을 적층하는 단계;
    상기 제1코팅층 위에 상기 ITO층을 적층하는 단계; 및
    상기 ITO층 위에 제2코팅층을 적층하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1코팅층 및 상기 제2코팅층을 형성하기 위한 코팅액조성물은,
    유기용매, 분산보조제, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)를 혼합하고, 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하거나, 혹은 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고 이후에 비드밀에 추가적인 분산을 수행하여 분산액을 제조하는 분산액제조단계;
    제조된 상기 분산액, 추가유기용매, 경화성 바인더, 및 첨가제를 혼합하여 코팅혼합액을 제조하는 제1 코팅혼합액제조단계; 및
    상기 코팅혼합액에 대하여 고전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하여 코팅조성물을 제조하는 코팅액제조단계;에 의하여 제조되고,
    상기 유기용매는 N,N-디메틸아세트아마이드(DMA) 및 니트로메탄을 포함하는, 코팅액조성물을 제조하는 방법.

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  15. 삭제
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