KR102337128B1 - 고전도성 투명전극 제조방법 - Google Patents

고전도성 투명전극 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고전도성 투명전극 제조방법은,
은나노 와이어 잉크를 제조하는 제1단계;
상기 은나노 와이어 잉크를 기판 위에 코팅하는 제2단계; 및
상기 은나노 와이어 잉크 안에 포함된 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들고 서로 연결시키는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고전도성 투명전극 제조방법{Method for manufacturing high conductive transparent electrode}
본 발명은 고전도성 투명전극 제조방법에 관한 것이다.
전극은 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 전극의 역할은 각 전기소자로 전하를 전달함으로써, 각 전기소자를 구동하는 에너지 전달 역할을 수행한다.
이러한 전극의 한 종류인 투명전극은 통상 80% 이상의 고투명도와 면저항 500 Ω/sqm 이하의 전도도를 갖으며, 터치스크린, 태양전지, 광전자 소자 등에 널리 사용된다.
현재, 투명전극을 제조하기 위한 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)는 제한된 매장량으로 가격이 지속적으로 상승하고 있다.
이러한 ITO를 대체하기 위해, 탄소나노튜브, 은나노 와이어, 그래핀, 전도성 폴리머 등 여러 가지 물질로 투명전극을 제조하기 위한 노력이 계속되고 있다. 그 중에서 은나노 와이어는 뛰어난 전기 전도성 및 투과율을 가지고 있어 ITO를 대체할 수 있는 최적의 물질로 평가 받고 있다.
한국등록특허(10-1328859)에는, 이러한 은나노 와이어 코팅액을 기판에 코팅하는 방법이 개시되어 있다. 은나노 와이어 코팅액은 접착제와 이에 분산된 은나노 와이어로 구성된다.
이러한 방법은, 투명 전극을 단순하고 간편하게 제조할 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 비 전도성인 접착제 속에 은 나노 와이어가 대부분 파묻힌 상태로 기판에 코팅되므로, 은나노 와이어 고유의 뛰어난 전기 전도성을 100% 발휘하기 어렵다는 문제를 가지고 있다.
한국등록특허(10-1328859)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 고전도성 투명전극 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 고전도성 투명전극 제조방법은,
은나노 와이어 잉크를 제조하는 제1단계;
상기 은나노 와이어 잉크를 기판 위에 코팅하는 제2단계; 및
상기 은나노 와이어 잉크 안에 포함된 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들고 서로 연결시키는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 사용하면, 투명전극의 표면으로 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 드러나게 만들고 서로 연결시킬 수 있다.
이로 인해, 은나노 와이어가 서로 연결된 상태에서, 투명전극 표면에 설치된 집전극이 은나노 와이어와 직접적으로 접촉하여 전기를 이동시킬 수 있어, 은나노 와이어 고유의 전기 전도성을 100% 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전도성 투명전극 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 은나노 와이어 잉크가 기판 위에 코팅된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제3단계를 구현하기 위한 화염방사장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 은나노 와이어 잉크에 화염을 방사하기 전후의 또는, 은나노 와이어 잉크에 고온가스를 분사하기 전후의, 은나노 와이어의 표면 드러남 정도를 비교한 도면이다.
도 5는 은나노 와이어 잉크에 화염을 방사하기 전 또는, 은나노 와이어 잉크에 고온가스를 분사하기 전, 은나노 와이어 잉크의 표면에 위치된 은나노 와이어를 찍은 SEM 사진으로, 도 5(b)는 도 5(a)를 3배 확대한 SEM 사진이다.
도 6은 은나노 와이어 잉크에 화염을 방사한 후 또는, 은나노 와이어 잉크에 고온가스를 분사한 후, 은나노 와이어 잉크의 표면 바깥으로 드러난 은나노 와이어를 찍은 SEM 사진으로, 도 6(b)는 도 6(a)를 3배 확대한 SEM 사진이다.
도 7은 은나노 와이어 잉크에 화염을 방사하기 전 또는, 은나노 와이어 잉크에 고온가스를 분사하기 전, 은나노 와이어 잉크의 코팅 상태 및 두께 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 은나노 와이어 잉크에 화염을 방사한 후 또는, 은나노 와이어 잉크에 고온가스를 분사한 후, 은나노 와이어 잉크의 코팅 상태 및 두께 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 화염의 이동속도와 가스량에 따른, 고전도성 투명전극의 면 저항 측정한 결과를 나타낸 표이다.
도 10은 도 1에 도시된 제3단계를 구현하기 위한 고온가스분사장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전도성 투명전극 제조방법으로 제조된, 고전도성 투명전극이 적용된 실리콘 태양전지를 나타낸 도면으로, 도 11(a)는 실리콘 태양전지의 사진이고, 도 11(b)는 실리콘 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고전도성 투명전극 제조방법을 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전도성 투명전극 제조방법은,
은나노 와이어 잉크를 제조하는 제1단계(S11);
상기 은나노 와이어 잉크를 기판 위에 코팅하는 제2단계(S12);
상기 은나노 와이어 잉크 안에 포함된 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들고 서로 연결시키는 제3단계(S13)로 구성된다.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.
[실시예1]
① 은나노 와이어 합성 단계
에틸렌글리콜 1.6L와 글리세롤 0.4L를 넣고 교반하면서 150도로 가열한다. 촉매제로는 할로겐 화합물(통칭)을 사용하며, -Cl, -Br, -I 결합물질이 사용가능하고, 특히 NaCl, AgCl, KBr 등이 우수하다. 본 실시예에서는 NaCl을 촉매제로 사용한다.
폴리비닐피놀리돈 20g과 NaCl 0.05g을 모두 녹을 때까지 교반한다. 그러면, 환원액이 만들어진다. 환원액을 160도로 올린다.
질산은 10g을 에틸렌글리콜 90ml에 넣고, 60도로 가열하여 질산은을 녹인다. 질산은 10g이 녹은 에틸렌글리콜 90ml을 1.5ml/min 속도로 환원액에 넣는다.
② 은나노 와이어 검출 단계
평균직경 100nm, 평균 길이 50um인 은나노 와이어가 검출된다. 은나노 와이어는 전자현미경을 통해서만 관찰되나, 본 발명의 도면들에서는 설명의 편의상 눈에 보이게 도시하였다. 이하 같다.
③ 은나노 와이어 회수 단계
환원액을 4시간 이상 냉각하여 상온으로 만든다. 환원액에 아세톤 3L를 서서히 섞어서 은나노 와이어와 폴리비닐피놀리돈을 뭉쳐서 침강시킨다. 부유물을 버린다. 다시 아세톤을 1L 부어서 침전시키고 부유물을 버린다. 다시 아세톤을 1L 부어서 침전시키고 부유물을 버린다. 은나노 와이어 5g으회수한다.
회수된 은나노 와이어 5g을 에탄올 1L에 넣고, 은나노 와이어를 분산시켜, 은나노 와이어 잉크를 제조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)는, 접착제(11)와 이 안에 분산된 은나노 와이어(12)로 구성된다. 이하, 같다.
[실시예2]
① 은나노 와이어 합성 단계
- 환원제 준비
에틸렌글라이콜, 디에텔렌글리코, 글리세롤, 프로필렌글리콜은 140도 이상에서 질산은의 환원력이 있어, 이러한 성질을 이용하여 질산은을 환원시키고 캡핑제를 써서 은나노 와이어를 만든다.
폴리올(통칭)을 용매로 하며 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세롤, 프로필린글리콜, 디프로필렌글리콜 중 하나 이상의 혼합물을, 2L 용매로 하여 환원제로 준비한다.
용매를 130 ℃로 가열하고, 67g의 캡핑제인 폴리비닐피롤리돈을 첨가하여 용해시킨다. 또는, 67g의 캡핑제인 폴리비닐피놀리돈 코폴리머를 첨가할 수도 있다.
은나노 와이어 씨앗(seed) 물질로, 3.5g의 AgCl, KBr, NaCl 등 용해 가능한 할로겐 원소 포함물질을 넣는다. 이후 AgCl, AgBr 등으로 변하면 씨앗이 된다.
- 은 소스 준비
17g의 AgNO3 을 100㎖의 에틸렌글리콜, 디에텔렌글리코, 글리세롤, 프로필렌글리콜 중 하나에 녹인다.
- 은나노 와이어 합성 반응
환원제 온도를 145도 이상으로 올리고 1시간에서 1시간 30분 정도 서서히 은 소스를 주입한다. 모두 주입 후 20분 정도 지나면 반응이 완료된다.
② 은나노 와이어 검출 단계
평균 직경 20~100nm, 평균 길이 20~100um인 은나노 와이어가 검출된다.
③ 은나노 와이어 회수 단계
반응이 완료된 용액에 아세톤 1.2L를 첨가한다. 에틸렌글라이콜 및 글리세롤과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버린다. 1L의 증류수나 에탄올, IPA(이소프로필알코올)를 첨가하여 응집된 은 나노 와이어와 은 나노 입자를 분산시킨다. 아세톤 4L를 첨가한 다음 에틸렌글라이콜 및 글리세롤과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버린다. 이러한 공정을 3회 반복 실시한다. 은나노 와이어를 1L의 증류수나 에탄올, IPA에 보관한다. 이렇게 나오는 은나노 와이어는 1g 정도이다. 짧은 은나노 와이어와 구형 은입자 16.7g은 상층 용액에 포함되어 버려진다.
회수된 은나노 와이어 1g 을 에탄올 200mL에 넣고, 은나노 와이어를 분산시켜, 은나노 와이어 잉크를 제조한다.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.
도 2를 참조한다.
실시예 1 또는 실시예 2에 의해 제조된 은나노 와이어 잉크(10)를 기판(9) 위에 코팅한다. 이를 위해, 직경 0.5mm 스프레이 건을 통해 에어스프레이로 기판(9) 위에 분사한다. 분사각도는 90도 진행하고 간격 5mm를 두고 지그재그로 분사한다. 은나노 와이어 잉크(10)의 코팅량은 기판(9)의 투과율을 측정하면서 진행한다. 가시광 투과율 85~95% 사이에 이루어진다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)가 기판(9) 위에 코팅된다. 기판(9)은 SiO2로 만들어진다. 참고로, 은나노 와이어 잉크(10)의 두께는 기판(9) 보다 훨씬 얇으나, 설명의 편의상 도 2에서는 기판(9)의 두께와 비슷하게 도시하였다.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.
제3단계(S13)를 실행하는 방법으로 대표적인 2가지 방법이 있다.
[방법1]
기판(9) 위에 코팅된 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화염을 방사하여, 은나노 와이어 잉크(10) 안에 포함된 접착제(11)를 태워, 접착제(11) 안에 분산된 은나노 와이어(12)를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들고 녹여 서로 연결시킨다
먼저, 도 3을 참조하여, 방법1을 수행할 수 있는, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화염을 방사하는 화염방사장치(100)를 설명한다.
화염방사장치(100)는, 헤드부(101), 유량부(102), 가스저장부(103), X축구동부(104), Y축구동부(105), Z축구동부(106), 제어부(107)로 구성된다.
헤드부(101)는 화염을 방사한다. 헤드부(101)에는 화염 방사 각도를 조절할 수 있는 노즐이 구비된다. 노즐에는 가스 점화플러그가 포함되어, 가스를 점화시켜 화염을 발생시킨다.
유량부(102)는 헤드부(101)에 튜브(T)를 통해서 가스를 공급한다. 유량부(109)는 가스의 공급량을 조절한다. 본 실시예에서 가스는 부탄가스와 같은 가연성가스다.
가스저장부(103)는 가스를 저장한다. 가스저장부(103)는 유량부(102)에 튜브(T)를 통해서 가스를 공급한다.
X축구동부(104)는 헤드부(101)를 X축으로 이동시킨다. X축구동부(104)는 스테이지(S) 위 양측에 각각 위치된다. X축구동부(104)는 리니어모터 또는 볼스크류 모터세트로 구성된다. 볼스크류 모터세트는 볼스크류와 모터와 커플링으로 구성된 공지된 구동부품이다. X축구동부(104) 상단에 Z축지지대(ZS)가 설치된다. 2개의 Z축지지대(ZS) 사이 상단에는 Y축지지대(YS) 1개가 Y축방향으로 설치된다.
Y축구동부(105)는 헤드부(101)를 Y축으로 이동시킨다. Y축구동부(105)는 Y축지지대(YS)의 전면에 Y축방향으로 설치된다. Y축구동부(105)는 리니어모터 또는 볼스크류 모터세트로 구성된다.
Z축구동부(106)는 헤드부(101)를 Z축으로 이동시킨다. Z축구동부(106)는 Y축구동부(105)의 하단에 설치된다. Z축구동부(106)의 하단에는 헤드부(101)가 설치된다.
제어부(107)는 헤드부(101), 유량부(102), 가스저장부(103), X축구동부(104), Y축구동부(105), Z축구동부(106)와 유무선통신하면서, 헤드부(101)가 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화염을 방사하는 위치, 화염량, 화염온도, 화염을 방사하는 시간, 화염의 이동속도를 정밀하게 제어한다. 도면부호 W는 유무선 통신선이고, S는 기판(9)이 올려지는 스테이지(stage)다.
상술한 화염방사장치(100)로, 기판(9) 위에 코팅된 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화염을 방사하면, 은나노 와이어 잉크(10) 안에 포함된 접착제(11)가 탄다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 접착제(11) 안에 분산된 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나면서 녹아 서로 연결되어, 고전도성 투명전극(1)이 만들어진다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 단순히 접촉(파란색 원 부분) 되어 있던 은나노 와이어(12)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 녹아서 서로들 연결된다.(빨간색 원 부분) 이렇게 은나노 와이어(12)들이 서로 연결됨으로 인해, 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성이 더욱 향상된다.
한편, 은나노 와이어(12)는 많이 드러날수록 집전극(도 10 참조)과 직접 접촉되는 양이 많아 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성이 좋아진다. 그러나, 은나노 와이어(12)가 무조건 많이 드러나면, 은나노 와이어(12)가 기판(9)에서 떨어져 나갈 수도 있어, 적절하게 접착제(11)를 태워서, 은나노 와이어(12)를 표면으로 설정된 양 만큼 드러나게 해야 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 코팅 두께를 절반 정도 줄여서(H1->H2), 은나노 와이어(12)를 표면으로 절반정도 드러나게 한다.
이 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화염을 방사하기 전, 코팅 두께를 3지점에서 측정한 결과, 193nm, 240nm, 227nm으로 각각 측정되나, 도 8에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 화면을 방사한 후, 코팅 두께를 3지점에서 측정한 결과, 110nm, 101nm, 104nm으로 각각 측정된다.
한편, 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나는 양은, 은나노 와이어 잉크(10)에 방사되는 화염량, 화염온도, 화염을 방사하는 시간, 화염을 방사하는 위치, 화염의 이동속도로 조절될 수 있다. 결국, 이렇게, 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나는 양을 조절하여, 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성을 조절할 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 화염의 Y축 이동속도 93.7mm/s, 가스량 450ml/min 일 때, 고전도성 투명전극(1)의 면 저항은 1.44 Ω/sqm으로 조절된다.
다른 예로, 화염의 Y축 이동속도 93.7mm/s, 가스량 350ml/min 일 때, 고전도성 투명전극(1)의 면 저항은 2.72 Ω/sqm으로 조절된다.
또 다른 예로, 화염의 Y축 이동속도 250mm/s, 가스량 450ml/min 일 때, 고전도성 투명전극(1)의 면 저항은 6.52 Ω/sqm으로 조절된다.
[방법2]
기판(9) 위에 코팅된 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사하여, 은나노 와이어 잉크(10) 안에 포함된 접착제(11)를 녹여, 접착제(11) 안에 분산된 은나노 와이어(12)를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들고 녹여 서로 연결시킨다.
먼저, 도 10을 참조하여, 방법2를 수행할 수 있는, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사하는 고온가스분사장치(100')를 설명한다. 고온가스분사장치(100')에서 도 3에 도시된 화염방사장치(100)와 동일한 구성에는 동일한 도면부호를 부여한다.
고온가스분사장치(100')는 헤드부(101'), 유량부(102), 가스저장부(103'), X축구동부(104), Y축구동부(105), Z축구동부(106), 제어부(107'), 히터부(108)로 구성된다.
헤드부(101')는 고온가스를 분사한다. 헤드부(101')에는 고온가스 분사 각도를 조절할 수 있는 노즐이 구비된다.
유량부(102)는 헤드부(101)에 튜브(T)를 통해서 가스를 공급한다. 유량부(109)는 가스의 공급량을 조절한다. 본 실시예에서 가스는 불활성가스나 공기가 될 수 있다.
가스저장부(103')는 가스를 저장한다. 가스저장부(103')는 유량부(102)에 튜브(T)를 통해서 가스를 공급한다.
X축구동부(104)는 헤드부(101)를 X축으로 이동시킨다. X축구동부(104)는 스테이지(S) 위 양측에 각각 위치된다. X축구동부(104)는 리니어모터 또는 볼스크류 모터세트로 구성된다. 볼스크류 모터세트는 볼스크류와 모터와 커플링으로 구성된 공지된 구동부품이다. X축구동부(104) 상단에 Z축지지대(ZS)가 설치된다. 2개의 Z축지지대(ZS) 사이 상단에는 Y축지지대(YS) 1개가 Y축방향으로 설치된다.
Y축구동부(105)는 헤드부(101)를 Y축으로 이동시킨다. Y축구동부(105)는 Y축지지대(YS)의 전면에 Y축방향으로 설치된다. Y축구동부(105)는 리니어모터 또는 볼스크류 모터세트로 구성된다.
Z축구동부(106)는 헤드부(101)를 Z축으로 이동시킨다. Z축구동부(106)는 Y축구동부(105)의 하단에 설치된다. Z축구동부(106)의 하단에는 헤드부(101)가 설치된다.
제어부(107')는 헤드부(101'), 유량부(102), 가스저장부(103'), X축구동부(104), Y축구동부(105), Z축구동부(106), 히터부(108)와 유무선통신하면서, 헤드부(101')가 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사하는 위치, 분사량, 가스온도, 고온가스를 방사하는 시간, 고온가스의 이동속도를 정밀하게 제어한다. 도면부호 W는 유무선 통신선이고, S는 기판(9)이 올려지는 스테이지(stage)다.
히터부(108)는 가스를 고온으로 가열한다.
상술한 고온가스분사장치(100')로, 기판(9) 위에 코팅된 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사하면, 은나노 와이어 잉크(10) 안에 포함된 접착제(11)가 녹는다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 접착제(11) 안에 분산된 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나면서 녹아 서로 연결되어, 고전도성 투명전극(1)이 만들어진다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 단순히 접촉(파란색 원 부분) 되어 있던 은나노 와이어(12)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 녹아서 서로들 연결된다.(빨간색 원 부분) 이렇게 은나노 와이어(12)들이 서로 연결됨으로 인해, 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성이 더욱 향상된다.
한편, 은나노 와이어(12)는 많이 드러날수록 집전극(도 10 참조)과 직접 접촉되는 양이 많아 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성이 좋아진다. 그러나, 은나노 와이어(12)가 무조건 많이 드러나면, 은나노 와이어(12)가 기판(9)에서 떨어져 나갈 수도 있어, 적절하게 접착제(11)를 녹여서, 은나노 와이어(12)를 표면으로 설정된 양 만큼 드러나게 해야 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 코팅 두께를 절반 정도 줄여서(H1->H2), 은나노 와이어(12)를 표면으로 절반정도 드러나게 한다.
이 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사하기 전, 코팅 두께를 3지점에서 측정한 결과, 193nm, 240nm, 227nm으로 각각 측정되나, 도 8에 도시된 바와 같이, 은나노 와이어 잉크(10)의 표면에 고온가스를 분사한 후, 코팅 두께를 3지점에서 측정한 결과, 110nm, 101nm, 104nm으로 각각 측정된다.
한편, 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나는 양은, 은나노 와이어 잉크(10)에 방사되는 고온가스량, 고온가스온도, 고온가스를 방사하는 시간, 고온가스를 방사하는 위치, 고온가스의 이동속도로 조절될 수 있다. 결국, 이렇게, 은나노 와이어(12)가 표면으로 드러나는 양을 조절하여, 고전도성 투명전극(1)의 전기전도성을 조절할 수 있다.
제1단계(S11) 내지 제3단계(S13)를 거쳐, 고전도성 투명전극(1)이 제조된다. 고전도성 투명전극(1)은 도 11에 도시된 바와 같이, 실리콘 태양전지의 구성으로 사용될 수 있으며, 집전극과 직접 접촉되어, 은나노 와이어 고유의 전기 전도성을 100% 발휘한다.
이 밖에, 고전도성 투명전극(1)은 터치스크린, 광전자 소자 등 높은 전기전도성을 요하는 분야에서 사용될 수 있다.
1: 고전도성 투명전극 9: 기판
10: 은나노 와이어 잉크 11: 접착제
12: 은나노 와이어 100: 화염방사장치
100': 고온가스분사장치 101,101': 헤드부
102: 유량부 103,103': 가스저장부
104: X축구동부 105: Y축국동부
106: Z축구동부 107,107': 제어부
108: 히터부 T: 튜브

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 은나노 와이어 잉크를 제조하는 제1단계;
    상기 은나노 와이어 잉크를 기판 위에 코팅하는 제2단계; 및
    상기 기판 위에 코팅된 상기 은나노 와이어 잉크의 표면에 화염을 방사하여,
    화염으로 상기 은나노 와이어 잉크 안에 포함된 접착제를 태워, 상기 접착제 안에 분산된 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들되,
    상기 은나노 와이어 잉크에 방사되는 화염량, 화염온도, 화염을 방사하는 시간, 화염을 방사하는 위치, 화염의 이동속도를 조절하여, 상기 은나노 와이어가 표면으로 드러나는 양을 조절하여, 고전도성 투명전극의 전기전도성을 조절하고,
    화염의 열로 표면에 드러난 상기 은나노 와이어를 녹여 서로 연결시키는 것을 특징으로 하는 고전도성 투명전극 제조방법.
  5. 은나노 와이어 잉크를 제조하는 제1단계;
    상기 은나노 와이어 잉크를 기판 위에 코팅하는 제2단계; 및
    상기 기판 위에 코팅된 상기 은나노 와이어 잉크의 표면에 고온가스를 분사하여,
    고온가스로 상기 은나노 와이어 잉크 안에 포함된 접착제를 녹여, 상기 접착제 안에 분산된 은나노 와이어를 설정된 양 만큼 표면으로 드러나게 만들되,
    상기 은나노 와이어 잉크에 분사되는 고온가스량, 고온가스온도, 고온가스를 분사하는 시간, 고온가스를 분사하는 위치, 고온가스의 이동속도를 조절하여, 상기 은나노 와이어가 표면으로 드러나는 양을 조절하여, 고전도성 투명전극의 전기전도성을 조절하고,
    고온가스의 열로 표면에 드러난 상기 은나노 와이어를 녹여 서로 연결시키는 것을 특징으로 하는 고전도성 투명전극 제조방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010010838A1 (ja) * 2008-07-25 2010-01-28 コニカミノルタホールディングス株式会社 透明電極および透明電極の製造方法
JP2013004335A (ja) 2011-06-17 2013-01-07 Konica Minolta Holdings Inc 透明電極及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2016146331A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 銀ナノワイヤを含む透明導電性膜

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328859B1 (ko) 2012-01-11 2013-11-13 경희대학교 산학협력단 은나노 와이어를 이용한 투명 전극 코팅 장치
KR20150075173A (ko) * 2013-12-24 2015-07-03 삼성정밀화학 주식회사 투명 전도성 산화물과 은 나노 와이어를 포함하는 투명 전극 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010010838A1 (ja) * 2008-07-25 2010-01-28 コニカミノルタホールディングス株式会社 透明電極および透明電極の製造方法
JP2013004335A (ja) 2011-06-17 2013-01-07 Konica Minolta Holdings Inc 透明電極及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2016146331A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 銀ナノワイヤを含む透明導電性膜

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