KR102179698B1 - Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same - Google Patents

Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same Download PDF

Info

Publication number
KR102179698B1
KR102179698B1 KR1020190021081A KR20190021081A KR102179698B1 KR 102179698 B1 KR102179698 B1 KR 102179698B1 KR 1020190021081 A KR1020190021081 A KR 1020190021081A KR 20190021081 A KR20190021081 A KR 20190021081A KR 102179698 B1 KR102179698 B1 KR 102179698B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent electrode
metal
silver
manufacturing
nanowires
Prior art date
Application number
KR1020190021081A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200102733A (en
Inventor
황보격
김성훈
김재용
유정원
김세명
Original Assignee
율촌화학 주식회사
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 율촌화학 주식회사 filed Critical 율촌화학 주식회사
Priority to KR1020190021081A priority Critical patent/KR102179698B1/en
Publication of KR20200102733A publication Critical patent/KR20200102733A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102179698B1 publication Critical patent/KR102179698B1/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
    • H01B13/0026Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • 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
    • H01B13/0016Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for heat treatment
    • 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
    • H01B13/30Drying; Impregnating
    • 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

Abstract

본 명세서에는 투명 전극 제조방법으로서, 투명 기판 상에 은(Ag) 나노 와이어 및 용매를 포함하는 바인더 용액을 코팅하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계; 상기 금속 나노 와이어 층 상에 금속 이온 용액을 코팅하는 단계; 및 상기 금속 이온 용액이 코팅된 금속 나노 와이어 층을 롤 프레스를 이용하여 열 압착하는 단계;를 포함하는, 투명 전극 제조 방법 및 이에 따라 제조된 투명 전극이 개시된다.In the present specification, a method for manufacturing a transparent electrode, comprising: forming a metal nanowire layer by coating a binder solution including a silver (Ag) nanowire and a solvent on a transparent substrate; Coating a metal ion solution on the metal nanowire layer; And thermally compressing the metal nanowire layer coated with the metal ion solution using a roll press; including, a method of manufacturing a transparent electrode, and a transparent electrode manufactured accordingly.

Description

투명 전극 제조방법 및 이에 따라 제조된 투명 전극 {PREPARATION METHOD OF TRANSPARENT ELECTRODE AND TRANSPARENT ELECTRODE PREPARED BY THE SAME}Transparent electrode manufacturing method and transparent electrode manufactured accordingly {PREPARATION METHOD OF TRANSPARENT ELECTRODE AND TRANSPARENT ELECTRODE PREPARED BY THE SAME}

본 발명은 접촉 저항이 개선되고 표면 평탄도가 우수한 투명 전극 제조방법 및 이에 따라 제조된 투명 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a transparent electrode having improved contact resistance and excellent surface flatness, and a transparent electrode manufactured thereby.

투명 전극이란 투명 기판 위에 도전막이 형성된 것을 의미하는 것으로서, 빛의 투과가 가능하므로 태양전지, 디스플레이 장치, 터치 스크린 패널 등의 장치에 이용되고 있다.A transparent electrode means that a conductive film is formed on a transparent substrate, and since it can transmit light, it is used in devices such as solar cells, display devices, and touch screen panels.

특히, 은 나노 와이어(AgNW) 필름은 차세대 디바이스라 불리는 롤러블, 플렉서블 기기에 적용될 수 있는 투명전극 소재로써, 반복굽힘 테스트 이후에도 저저항을 유지하는 특성을 가지고 있다. In particular, silver nanowire (AgNW) film is a transparent electrode material that can be applied to rollable and flexible devices called next-generation devices, and has a characteristic of maintaining low resistance even after repeated bending tests.

이러한 특성으로 인해 향후 채용 가능성이 높은 투명전극 소재로 인식되고 있으나, 각 은 나노 와이어(AgNW) 입자의 적층으로 전극층을 형성하는 경우, 은 나노 와이어 표면의 고분자 층 때문에 은 나노 와이어(AgNW)의 접촉 저항이 큰 문제가 있다. Due to these characteristics, it is recognized as a transparent electrode material that is highly likely to be used in the future, but when an electrode layer is formed by stacking each silver nanowire (AgNW) particle, the contact of silver nanowires (AgNW) due to the polymer layer on the silver nanowire surface There is a big problem with resistance.

구체적으로, 일반적으로 AgNW 표면은 고분자 물질로 코팅처리 되어있어, 예컨대 AgNW A와 AgNW B가 적층되어 전기가 통하는 루트는 AgNW A -> A 표면의 고분자층 -> B 표면의 고분자 층 -> AgNW B가 되므로, 접촉 저항이 커지는 문제가 있다. Specifically, in general, the AgNW surface is coated with a polymer material. For example, AgNW A and AgNW B are stacked to conduct electricity. AgNW A -> a polymer layer on the A surface -> a polymer layer on the B surface -> AgNW B Therefore, there is a problem that the contact resistance becomes large.

또한, 예를 들어 20nm 직경의 은 나노 와이어(AgNW)의 여러 개가 적층되는 경우, 전체 투명 전극의 두께가 상승하고 표면의 두께 균일도가 나빠지는 단점이 있다.In addition, for example, when a plurality of 20 nm-diameter silver nanowires (AgNW) are stacked, there is a disadvantage in that the thickness of the entire transparent electrode increases and the thickness uniformity of the surface is deteriorated.

따라서, 두께 균일도를 높이는 한편 AgNW 간의 접촉 저항을 낮출 수 있는 투명 전극 제조방법의 개발이 요구된다.Accordingly, there is a need to develop a method for manufacturing a transparent electrode capable of increasing thickness uniformity and lowering contact resistance between AgNWs.

일본 공개 특허 제2015-042717호Japanese Laid-Open Patent No. 2015-042717 일본 공개 특허 제2015-172984호Japanese Laid-Open Patent No. 2015-172984

본 발명에서는 종래의 투명 전극과 비교하여, 접촉 저항이 낮으면서도 표면 평탄도가 우수한 투명 전극을 제조할 수 있는 투명 전극의 제조방법을 제공하고자 한다.In the present invention, compared to a conventional transparent electrode, it is intended to provide a method of manufacturing a transparent electrode capable of manufacturing a transparent electrode having low contact resistance and excellent surface flatness.

본 발명의 또다른 예시적인 구현예들에서는 투명 기판 상에 은(Ag) 나노 와이어 및 용매를 포함하는 바인더 용액을 코팅하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계; 상기 금속 나노 와이어 층 상에 금속 이온 용액을 코팅하는 단계; 및 상기 금속 이온 용액이 코팅된 금속 나노 와이어 층을 롤 프레스를 이용하여 열 압착하는 단계;를 포함하는, 투명 전극 제조 방법을 제공한다.In still other exemplary embodiments of the present invention, forming a metal nanowire layer by coating a binder solution including a silver (Ag) nanowire and a solvent on a transparent substrate; Coating a metal ion solution on the metal nanowire layer; And thermally pressing the metal nanowire layer coated with the metal ion solution by using a roll press.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는 전술한 투명 전극 제조방법에 의해 제조된 투명 전극을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, a transparent electrode manufactured by the above-described method for manufacturing a transparent electrode is provided.

본 발명의 예시적인 구현예들에 의하면, 본 발명의 투명 전극 제조방법은 3차원 네트워크 구조를 가지는 은(Ag) 나노 와이어의 표면에 금속 이온이 코팅되고, 이를 롤 프레스를 이용하여 열 압착함으로써, 접촉 저항이 낮으면서도 표면 평탄도가 우수한 투명 전극을 제조할 수 있다. According to exemplary embodiments of the present invention, in the method for manufacturing a transparent electrode of the present invention, metal ions are coated on the surface of silver (Ag) nanowires having a three-dimensional network structure, and thermally compressed using a roll press, A transparent electrode having low contact resistance and excellent surface flatness can be manufactured.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투명 전극 제조방법의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AFM 분석을 통한 표면 거칠기 측정 결과를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram of a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
2 shows a result of measuring surface roughness through AFM analysis according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a certain part "includes" a certain constituent element, it means that other constituent elements may be further included rather than excluding other constituent elements unless otherwise specified.

본 명세서에서 "투명 전극(transparent electrode)"이라 함은, 빛 투과성과 전기 전도성이 있는 전극을 의미하는 것으로서, 가시광선을 포함하는 빛을 투과시킬 수 있는 전기 전도성을 갖는 막이다.In the present specification, the term "transparent electrode" refers to an electrode having light transmittance and electrical conductivity, and is a film having electrical conductivity capable of transmitting light including visible light.

명세서에서 "3차원 네트워크" 구조란 그물과 그물이 얽혀 있는 3차원 그물 망 구조를 의미한다.In the specification, the "three-dimensional network" structure means a three-dimensional network structure in which a net and a net are entangled.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 투명 기판 상에 은(Ag) 나노 와이어 및 용매를 포함하는 바인더 용액을 코팅하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계; 상기 금속 나노 와이어 층 상에 금속 이온 용액을 코팅하는 단계; 및 상기 금속 이온 용액이 코팅된 금속 나노 와이어 층을 롤 프레스를 이용하여 열 압착하는 단계;를 포함하는, 투명 전극 제조 방법을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, forming a metal nanowire layer by coating a binder solution including a silver (Ag) nanowire and a solvent on a transparent substrate; Coating a metal ion solution on the metal nanowire layer; And thermally pressing the metal nanowire layer coated with the metal ion solution by using a roll press.

일반적으로 금속 나노 와이어로 전극을 형성하는 경우 금속 나노 와이어가 기판 위에 잘 형성되어 그 형태를 유지하는 것이 중요하고, 또한 금속 나노 와이어 간의 접촉면을 넓히고 접촉을 균일하게 하여야 하는데, 특히 금속 나노 와이어의 경우 압축 공기 또는 고 전압의 전기장에 의해 불규칙적인 패턴으로 분사되므로, 금속 나노 와이어와 기판 간 및 금속 나노 와이어들 상호 간의 접촉이 원활하지 못해 높은 저항을 가지게 되고, 두께 균일도가 나빠질 수 있다. 따라서 금속 나노 와어어간 접촉을 높여주고 저항을 감소시키면서도, 표면 평탄도가 우수한 투명 전극을 제공할 수 있도록 하여야 한다.In general, in the case of forming an electrode with metal nanowires, it is important to maintain the shape of the metal nanowires well formed on the substrate, and it is also important to widen the contact surface between the metal nanowires and make the contact uniform, especially in the case of metal nanowires. Since it is sprayed in an irregular pattern by compressed air or a high voltage electric field, contact between the metal nanowires and the substrate and between the metal nanowires is not smooth, resulting in high resistance, and the thickness uniformity may deteriorate. Therefore, it is necessary to provide a transparent electrode having excellent surface flatness while increasing contact between metal nanowires and reducing resistance.

이에 본 발명의 경우, 은(Ag) 나노 와이어를 사용하여 전극층을 형성하되, 이를 금속 이온 용액으로 코팅하고 2차적으로 열 압착을 진행하여 접촉 저항이 낮으면서도 두께 균일도가 우수한 투명 전극을 제조할 수 있다. 본 발명의 구현예들에 따른 투명 전극은 투명 기판상에 상기 금속 나노 와이어층을 포함하는 전극층이 형성되거나, 해당 전극층이 형성된 후, 상기 기판 상부에 다른 기판으로서 작용 될 수 있는 물질을 코팅한 다음 하부 기판을 제거하여 전극층이 형성된 새로운 기판 단독으로 사용될 수도 있다.Therefore, in the case of the present invention, an electrode layer is formed using silver (Ag) nanowires, but it is coated with a metal ion solution and secondary thermal compression is performed to manufacture a transparent electrode having low contact resistance and excellent thickness uniformity. have. In the transparent electrode according to the embodiments of the present invention, an electrode layer including the metal nanowire layer is formed on a transparent substrate, or after the electrode layer is formed, a material capable of acting as another substrate is coated on the substrate, and then A new substrate on which an electrode layer is formed by removing the lower substrate may be used alone.

상기 투명 기판은 유리, 석영, 아크릴(acrylic), 폴리에스테르(polyester), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리에트르술폰(polyethersulfone)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 투명 기판인 것을 예로 들 수 있으며, 빛을 투과시킬 수 있으면서 양호한 기계적 강도, 열적 안정성을 갖는 것이면 제한없이 사용할 수 있다.The transparent substrate may be a transparent substrate including at least one selected from the group consisting of glass, quartz, acrylic, polyester, polyimide, and polyethersulfone. It can be used without limitation as long as it can transmit light and has good mechanical strength and thermal stability.

본 발명의 구현예들에 따른 투명 전극은 필요 시 탄소나노튜브(carbon nano tube), 그라펜(graphene) 등의 유기재료 또는 산화아연, 산화주석, 산화인듐-산화주석(ITO), 불소첨가 산화주석(FTO) 등의 무기재료의 전극층을 더 포함할 수 있다.The transparent electrode according to the embodiments of the present invention is an organic material such as carbon nanotubes or graphene, or zinc oxide, tin oxide, indium oxide-tin oxide (ITO), and fluorine addition oxidation when necessary. An electrode layer of an inorganic material such as tin (FTO) may be further included.

본 발명의 구현예들에 사용되는 용매로는 증류수 및 알코올류를 사용할 수 있으며, 예를 들어 증류수, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등을 사용할 수 있다.As the solvent used in the embodiments of the present invention, distilled water and alcohols may be used, and for example, distilled water, methanol, ethanol, isopropanol, and the like may be used.

상기 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계는 일반적인 은 나노 와이어(AgNW) 코팅 방법에 따라 수행될 수 있고, 이어 건조(Drying) 공정을 진행하게 되면, 도 1(#1 부분)과 같이 여러 개의 은 나노 와이어(AgNW)가 적층될 수 있다. 구리 나노 와이어는 산화안정성이 낮고 금 나노 와이어는 가격이 고가라는 단점이 있는 반면, 은 나노 와이어는 산화 안정성 대비 가격 경쟁력이 우수하다. The step of forming the metal nanowire layer may be performed according to a general silver nanowire (AgNW) coating method, and then, when a drying process is performed, several silver nanowires as shown in FIG. 1 (#1 part) Wires (AgNW) may be stacked. Copper nanowires have low oxidation stability and gold nanowires are expensive, while silver nanowires have excellent price competitiveness compared to oxidation stability.

예시적인 구현예에서, 상기 은(Ag) 나노 와이어의 직경은 10 내지 100 nm일 수 있고, 예컨대 20 내지 90 nm, 30 내지 80 nm, 또는 40 내지 70 nm 일 수 있다. 상기 직경이 10 nm 미만인 경우 물리적인 강도가 약해 신뢰성 문제가 발생할 수 있으며, 상기 직경이 100 nm 초과인 경우 투명 전극의 전체 광선 투과율이 저하되거나, 헤이즈(Haze)가 상승될 수 있다. In an exemplary embodiment, the diameter of the silver (Ag) nanowire may be 10 to 100 nm, for example, 20 to 90 nm, 30 to 80 nm, or 40 to 70 nm. If the diameter is less than 10 nm, the physical strength may be weak, leading to a reliability problem, and if the diameter is more than 100 nm, the total light transmittance of the transparent electrode may decrease or haze may increase.

예시적인 구현예에서, 상기 은(Ag) 나노 와이어의 길이는 10 내지 50 μm 일 수 있고, 예컨대 15 내지 45 μm, 20 내지 40 μm, 또는 25 내지 35 μm일 수 있다. 상기 길이가 10 μm 미만인 경우 은(Ag) 나노 와이어끼리 잘 연결되지 않아 전극층으로서의 기능이 어려울 수 있고, 상기 길이가 50 μm 초과인 경우 전체 광선 투과율이 높아질 수 있으나 저항 균일도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다..In an exemplary embodiment, the length of the silver (Ag) nanowire may be 10 to 50 μm, for example, 15 to 45 μm, 20 to 40 μm, or 25 to 35 μm. If the length is less than 10 μm, silver (Ag) nanowires are not well connected to each other, so it may be difficult to function as an electrode layer, and if the length is more than 50 μm, the total light transmittance may be increased, but the resistance uniformity may be lowered. ..

그 후 금속 이온 용액을 코팅하고, 추가적으로 건조 처리를 하면, 은 나노 와이어(AgNW)와 은 나노 와이어(AgNW)사이 간격에 금속 이온들이 붙어서 접합되므로, 은 나노 와이어(AgNW)와 은 나노 와이어(AgNW)가 서로 물리적으로 직접 접촉할 때보다 접촉저항이 낮아진다.After that, when the metal ion solution is coated and additionally dried, metal ions are attached to the gap between the silver nanowire (AgNW) and the silver nanowire (AgNW) and are bonded, so that the silver nanowire (AgNW) and the silver nanowire (AgNW) Contact resistance is lower than when) are in direct physical contact with each other.

예시적인 구현예에서, 상기 금속 이온 용액은 Ag+, Au+, Au3 +, Cu2 +, Fe2 +, 및 Fe3+로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 이온을 포함할 수 있고, 바람직하게는 Ag+를 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the metal ion solution may include one or more metal ions selected from the group consisting of Ag + , Au + , Au 3 + , Cu 2 + , Fe 2 + , and Fe 3+ , preferably For example, it may include Ag + .

예시적인 구현예에서, 상기 금속 이온은 전체 금속 이온 용액 중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%일 수 있고, 예컨대, 0.05 중량% 이상, 0.07 중량% 이상일 수 있고, 0.5 중량% 이하, 0.3 중량% 이하일 수 있다. In an exemplary embodiment, the metal ion may be 0.01 to 1% by weight based on the weight of the total metal ion solution, for example, 0.05% by weight or more, 0.07% by weight or more, 0.5% by weight or less, 0.3% by weight or less. I can.

본 발명은 선행문헌과 달리 전극층 형성시 Thiol기가 포함된 화합물을 사용하지 않고, 금속 이온, 특히 Ag+ 이온를 포함하는 금속 이온 용액을 사용하여, 은(Ag) 나노 와이어 사이의 전자흐름을 방해하는 고분자 물질을 은 이온(Ag+)으로 덮어 전기적 특성을 개선할 수 있다.Unlike the prior literature, the present invention does not use a compound containing a Thiol group when forming an electrode layer, and uses a metal ion solution containing metal ions, especially Ag + ions, to prevent electron flow between silver (Ag) nanowires. The electrical properties can be improved by covering the material with silver ions (Ag + ).

예시적인 구현예에서, 상기 금속 나노 와이어 층은 3차원 네트워크 구조를 가지고, 상기 3차원 네트워크 구조 상에 상기 금속 이온들이 코팅될 수 있으며, 이는 마치 전체적으로 연결된 금속 메쉬망 같은 형태로서, 연결된 전극의 경우 반복굽힘 및 산화에 대한 전극신뢰성이 좋아지게 된다(도 1의 #2 부분 참조). In an exemplary embodiment, the metal nanowire layer has a three-dimensional network structure, and the metal ions may be coated on the three-dimensional network structure, which is like a metal mesh network connected as a whole, in the case of a connected electrode The electrode reliability against repeated bending and oxidation is improved (refer to #2 in FIG. 1).

상기 금속 이온 코팅 공정 이후, 접촉저항이 낮아졌지만 표면 평탄도는 다소 낮을 수 있으므로, 본 발명에서는 추가적으로 롤 프레스(roll press)를 이용하여 열 압착롤 사이에 필름을 통과시켜 표면 평탄도를 우수하게 만들 수 있다(도 1의 #3 부분 참조). 또한, 전극의 밀도가 더욱 높아지게 되므로 저항 감소 효과가 나타날 수 있다. After the metal ion coating process, the contact resistance is lowered, but the surface flatness may be slightly lower, so in the present invention, an additionally roll press is used to pass the film between the thermocompression rolls to make the surface flatness excellent. Yes (see #3 in Figure 1). In addition, since the density of the electrode is further increased, a resistance reduction effect may be exhibited.

예시적인 구현예에서, 상기 열 압착하는 단계에서 온도는 100 ℃ 이상이고, 압력은 30 kg/cm2 이상일 수 있고, 예컨대 온도는 100 ℃ 이상, 110 ℃ 이상, 또는 120 ℃ 이상일 수 있고, 바람직하게는 130℃ 이상일 수 있으며, 압력은 30 kg/cm2 이상, 또는 35 kg/cm2 이상일 수 있고, 바람직하게는 40 kg/cm2 이상일 수 있다. In an exemplary embodiment, in the step of thermocompression, the temperature may be 100° C. or higher, and the pressure may be 30 kg/cm 2 or higher, for example, the temperature may be 100° C. or higher, 110° C. or higher, or 120° C. or higher, preferably May be more than 130℃, and the pressure is 30 kg/cm 2 Or more, or 35 kg/cm 2 It may be more than, preferably 40 kg / cm 2 It can be more than that.

상기 온도가 100 ℃ 미만인 경우 접촉저항을 낮추는 데 한계가 있을 수 있으며, 200 ℃ 이상인 경우에는 은 나노와이어가 녹아버리는 문제가 발생할 수 있다. 상기 압력이 30 kg/cm2 미만인 경우에는 표면평탄도 개선 효과가 미미하여 저항감소 효과 역시 미미할 수 있다. When the temperature is less than 100° C., there may be a limit to lowering the contact resistance, and when the temperature is 200° C. or more, there may be a problem that the silver nanowires melt. When the pressure is less than 30 kg/cm 2, the effect of improving surface flatness may be insignificant, and the effect of reducing resistance may also be insignificant.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 전술한 투명 전극 제조방법에 의해 제조된 투명 전극을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, a transparent electrode manufactured by the method for manufacturing a transparent electrode described above is provided.

예시적인 구현예에서, 상기 투명 전극의 접촉 저항은 100 kΩ 이하일 수 있고, 예컨대 90 kΩ 이하, 80 kΩ 이하, 70 kΩ 이하, 또는 60 kΩ 이하일 수 있고, 바람직하게는 50 kΩ 이하일 수 있다. 상기 접촉 저항이 100 kΩ 초과인 경우 디바이스를 만들었을 때, 구동속도가 느려지는 문제가 발생할 수 있다.In an exemplary embodiment, the contact resistance of the transparent electrode may be 100 kΩ or less, for example, 90 kΩ or less, 80 kΩ or less, 70 kΩ or less, or 60 kΩ or less, and preferably 50 kΩ or less. When the contact resistance exceeds 100 kΩ, when the device is manufactured, a problem of slowing the driving speed may occur.

예시적인 구현예에서, 상기 투명 전극의 표면 평탄도는 RMS 100 nm 이하일 수 있고, 예컨대 RMS 80nm 이하, RMS 60nm 이하, RMS 40nm 이하, RMS 20nm 이하, RMS 10nm 이하, 또는 RMS 5nm 이하일 수 있고, 바람직하게는 RMS 1.67nm 이하일 수 있다. 상기 표면 평탄도가 RMS 100 nm 초과인 경우 전극표면의 높낮이 차이가 발생하여, 수직으로 적층을 하게되는 OLED와 같은 디바이스의 경우 높은 부분에 전자가 집중되어 부하를 받게되어 수명이 줄어들 수 있다. 예시적인 구현예에서, 상기 투명 전극의 두께는 50nm 내지 1um 일 수 있고, 이는 전극 저항에 따라 달라질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. In an exemplary embodiment, the surface flatness of the transparent electrode may be RMS 100 nm or less, such as RMS 80 nm or less, RMS 60 nm or less, RMS 40 nm or less, RMS 20 nm or less, RMS 10 nm or less, or RMS 5 nm or less, preferably RMS may be less than 1.67nm. When the surface flatness exceeds RMS 100 nm, a difference in height of the electrode surface occurs, and in the case of a device such as an OLED that is vertically stacked, electrons are concentrated in a high portion and a load may be applied, thereby reducing the lifespan. In an exemplary embodiment, the thickness of the transparent electrode may be 50 nm to 1 μm, which may vary depending on electrode resistance, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 구체적인 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것임이 이해될 것이다.Hereinafter, specific embodiments according to exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the present invention is not limited to the following examples, and various types of examples may be implemented within the scope of the appended claims, and only the following examples are used to complete the disclosure of the present invention and It will be understood that it is intended to facilitate the implementation of the invention to those of skill.

실시예Example

투명 전극의 제조Preparation of transparent electrode

AgNW(N&B SNW-006a, 직경 20nm, 길이 15um)와 바인더가 함유된 용액을 이용하여 코팅 및 열풍 건조 과정을 거쳐 금속 나노 와이어 층을 형성하였다. 이후 상기 금속 나노 와이어 층 상에 금속 이온 용액인 Ag ion(Inktec TEC-CO-011) 수용액(전체 수용액 중량 기준 Ag ion 0.1 중량%)을 이용하여 코팅한 것과 별도 코팅을 하지 않은 것에 따른 차이, 금속 이온 용액 코팅 후 상기 롤프레스(50kg/cm2, 130℃ 자체제작) 공정의 유/ 무에 따른 전극의 특성 변화를 확인하였다. A metal nanowire layer was formed through coating and hot air drying using a solution containing AgNW (N&B SNW-006a, diameter 20 nm, length 15 μm) and a binder. After that, the difference between coating using an Ag ion (Inktec TEC-CO-011) aqueous solution (0.1% by weight of Ag ion based on the total weight of the aqueous solution) on the metal nanowire layer and not coating separately, metal After coating the ion solution, the change in the characteristics of the electrode according to the presence/absence of the roll press (50kg/cm 2 , 130°C self-manufactured) process was confirmed.

실험예Experimental example

투명 전극 성능 평가Transparent electrode performance evaluation

1. 롤프레스 전/ 후 비교1. Comparison before/after roll press

AFM 분석을 통한 표면 거칠기 측정 결과(도 2)를 보면, 롤프레스를 하기 전보다 후의 표면 거칠기가 줄어든 것을 확인할 수 있으며, 금속 이온 용액인 Ag ion(Inktec TEC-CO-011) 수용액(전체 수용액 중량 기준 Ag ion 0.1 중량%)을 을 이용하여 코팅한 것(도면 상에 Ag ion 첨가로 표시)이 별도 코팅을 하지 않은 것(도면 상에 Ag ion 미첨가로 표시)보다 롤프레스 전/후 모두 표면거칠기가 낮다는 것을 확인 할 수 있다. Looking at the surface roughness measurement result (Fig. 2) through AFM analysis, it can be seen that the surface roughness after the roll press is reduced, and the metal ion solution, Ag ion (Inktec TEC-CO-011) aqueous solution (based on the weight of the total aqueous solution) Surface roughness both before and after roll press than those coated with 0.1% by weight of Ag ions (indicated by addition of Ag ions on the drawing) than those without separate coating (indicated by no addition of Ag ions on the drawing) It can be seen that is low.

표면거칠기가 낮아졌다는 것은 평탄화되었다는 것과 동일한 의미이며, 은나노와이어와 은나노와이어 사이의 간격이 줄어들거나 은나노와이어 간의 컨택저항이 낮아졌음을 의미한다.The lowered surface roughness is the same as the flattened, meaning that the gap between the silver nanowires and the silver nanowires has decreased, or that the contact resistance between the silver nanowires has decreased.

2. 투명 전극의 접촉저항 측정2. Measurement of contact resistance of transparent electrode

투명전극의 접촉 저항을 확인하기 위해, 상기 4가지 종류의 필름(금속 이온 용액 코팅/미코팅 + 롤프레스 유/무)에 동일한 간격(2mm)의 Ag pad를 인쇄한 뒤 Ag pad 간의 저항을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. To check the contact resistance of the transparent electrode, after printing Ag pads with the same spacing (2mm) on the 4 types of films (coated/uncoated with metal ion solution + with/without roll press), the resistance between Ag pads was measured. It is shown in Table 1 below.

표면거칠기(Ra, nm)Surface roughness (Ra, nm) 컨택저항(kΩ)Contact resistance (kΩ) Ag ion 포함하는 금속 이온 용액으로 추가 코팅한 것
(금속 나노 와이어 층+금속 이온 용액 층)
Additional coating with a metal ion solution containing Ag ions
(Metal nanowire layer + metal ion solution layer)
롤프레스 전Before Roll Press 7.3197.319 6868
롤프레스 후After roll press 3.3643.364 4343 Ag ion 포함하는 금속 이온 용액으로 추가 코팅하지 않은 것
(금속 나노 와이어 층 only)
Not additionally coated with a metal ion solution containing Ag ions
(Metal nanowire layer only)
롤프레스 전Before Roll Press 9.4709.470 8484
롤프레스 후After roll press 6.7466.746 7373

상기 표 1을 참조하면, 제조시 Ag ion 포함하는 금속 이온 용액으로 추가 코팅한 필름의 컨택저항이 Ag ion 미코팅 필름보다 낮은 결과를 보였다. 이것은 Ag ion 코팅에 따른 전극특성이 향상되었음을 의미하며, 롤프레스 전보다 롤프레스 이후의 컨택 저항이 낮아진 결과 역시 전극의 전기적 특성이 향상되었음을 알 수 있다.Referring to Table 1, the contact resistance of the film additionally coated with a metal ion solution containing Ag ions at the time of manufacture was lower than that of the film without Ag ion coating. This means that the electrode characteristics according to the Ag ion coating have been improved, and as a result of lowering the contact resistance after the roll press than before the roll press, it can be seen that the electrical characteristics of the electrode are also improved.

Claims (10)

투명 기판 상에 은(Ag) 나노 와이어 및 용매를 포함하는 바인더 용액을 코팅하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계;
상기 금속 나노 와이어 층 상에 금속 이온 용액을 코팅하는 단계; 및
상기 금속 이온 용액이 코팅된 금속 나노 와이어 층을 롤 프레스를 이용하여 열 압착하는 단계;를 포함하고,
상기 금속 이온 용액은 Ag+ 이온을 포함하는 것인, 투명 전극 제조 방법.
Forming a metal nanowire layer by coating a binder solution containing silver (Ag) nanowires and a solvent on a transparent substrate;
Coating a metal ion solution on the metal nanowire layer; And
Including; the step of thermocompressing the metal nanowire layer coated with the metal ion solution using a roll press,
The metal ion solution will contain Ag + ions, transparent electrode manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 은(Ag) 나노 와이어의 직경은 10 내지 100 nm 인 것을 특징으로 하는, 투명 전극 제조방법.
The method of claim 1,
The silver (Ag) nanowire has a diameter of 10 to 100 nm, characterized in that the transparent electrode manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 은(Ag) 나노 와이어의 길이는 10 내지 50 μm 인 것을 특징으로 하는, 투명 전극 제조방법.
The method of claim 1,
The length of the silver (Ag) nanowires is characterized in that 10 to 50 μm, transparent electrode manufacturing method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어 층은 3차원 네트워크 구조를 가지고,
상기 3차원 네트워크 구조 상에 상기 금속 이온들이 코팅되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극 제조방법.
The method of claim 1,
The metal nanowire layer has a three-dimensional network structure,
The method of manufacturing a transparent electrode, characterized in that the metal ions are coated on the three-dimensional network structure.
제1항에 있어서,
상기 열 압착하는 단계에서 온도는 100 ℃ 이상이고, 압력은 30 kg/cm2 이상인 것을 특징으로 하는, 투명 전극 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of thermocompressing, the temperature is 100° C. or more, and the pressure is 30 kg/cm 2 or more.
제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 투명 전극 제조방법에 의해 제조된 투명 전극.A transparent electrode manufactured by the method for manufacturing a transparent electrode according to any one of claims 1 to 3, 5 and 6. 제7항에 있어서,
상기 투명 전극의 접촉 저항은 100 kΩ 이하인 것을 특징으로 하는, 투명전극.
The method of claim 7,
The transparent electrode, characterized in that the contact resistance of the transparent electrode is 100 kΩ or less.
제7항에 있어서,
상기 투명 전극의 표면 평탄도는 RMS 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는, 투명전극.
The method of claim 7,
The transparent electrode, characterized in that the surface flatness of the transparent electrode is less than RMS 100 nm.
제7항에 있어서,
상기 투명 전극의 두께는 50nm 내지 1um 인 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
The method of claim 7,
The transparent electrode, characterized in that the thickness of the transparent electrode is 50nm to 1um.
KR1020190021081A 2019-02-22 2019-02-22 Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same KR102179698B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190021081A KR102179698B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190021081A KR102179698B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200102733A KR20200102733A (en) 2020-09-01
KR102179698B1 true KR102179698B1 (en) 2020-11-17

Family

ID=72469936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190021081A KR102179698B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102179698B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010244747A (en) 2009-04-02 2010-10-28 Konica Minolta Holdings Inc Transparent electrode, method for manufacturing transparent electrode and organic electroluminescent element
JP2013084628A (en) * 2013-02-01 2013-05-09 Konica Minolta Holdings Inc Transparent conductive coat, transparent conductive film, and flexible transparent plane electrode
JP2014241297A (en) 2014-09-03 2014-12-25 株式会社東芝 Method for manufacturing transparent electrode laminate

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101305710B1 (en) * 2011-12-21 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 Nano wire composition and method for fabrication transpatent electrode
JP6308737B2 (en) 2013-08-26 2018-04-11 デクセリアルズ株式会社 Metal nanowire, dispersion, transparent conductive film, information input device, and electronic device
JP5993502B2 (en) 2015-07-10 2016-09-14 株式会社キーエンス Optical reader
KR102502182B1 (en) * 2017-07-07 2023-02-23 삼성디스플레이 주식회사 Method for fabricating transparent electrode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010244747A (en) 2009-04-02 2010-10-28 Konica Minolta Holdings Inc Transparent electrode, method for manufacturing transparent electrode and organic electroluminescent element
JP2013084628A (en) * 2013-02-01 2013-05-09 Konica Minolta Holdings Inc Transparent conductive coat, transparent conductive film, and flexible transparent plane electrode
JP2014241297A (en) 2014-09-03 2014-12-25 株式会社東芝 Method for manufacturing transparent electrode laminate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200102733A (en) 2020-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10237975B2 (en) Method of making transparent conductive electrodes comprising merged metal nanowires
JP5694427B2 (en) Transparent electrode and electronic material including the same
US10091917B2 (en) Transparent EMI shielding/absorbing film
KR102543984B1 (en) Conductors, making method of the same, and electronic devices including the same
KR102437578B1 (en) Transparent electrodes and electronic devices including the same
KR102375891B1 (en) Transparent electrodes and electronic decives including the same
WO2010018733A1 (en) Transparent electrode, organic electroluminescent element, and method for producing transparent electrode
US9496062B2 (en) Method of making merged junction in metal nanowires
US20130122279A1 (en) Transparent conductive film, substrate with transparent conductive film, and organic electroluminescence element using the same
KR20170081575A (en) Conductors and electronic devices including the same
US10736250B1 (en) Transparent flexible silver nanowire-based conducting film and manufacturing method thereof
CN113409992B (en) Flexible composite conductive film and preparation method and application thereof
CN104575698A (en) Transparent conductive-film structure
KR102179698B1 (en) Preparation method of transparent electrode and transparent electrode prepared by the same
CN214012530U (en) Conductive structure and electronic equipment
KR20180007209A (en) Transparent electrode and its fabrication method
KR101442458B1 (en) Transparent electrode, electronic material comprising the same
KR20150075173A (en) Transparent electrode comprising transparent conductive oxide and Ag nanowire and the fabrication method thereof
KR101818341B1 (en) Flexible, transparent and conductive metal nanowire film and it's fabrication method at low temperature
KR20150092405A (en) Transparent conductive films and method of preparing the same, and electronic devices compringe thereof
CN104409139B (en) Transparent conducting structures and the capacitive touch screen comprising the transparent conducting structures
KR20140066014A (en) Transparent electrode including metal nanowire and conductive polymer and manufacturing method thereof
CN112420236A (en) Ultra-low resistance transparent conductive substrate
CN114242912B (en) Light emitting device and display panel
KR102633284B1 (en) Flexible and transparent electrode with controllable crack length by a metal polymer hybrid nanostructure and the manufacture method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant