KR20070095553A - 전도성 투명 재료 및 그 제조방법 및 이를 포함하는표시장치 - Google Patents

전도성 투명 재료 및 그 제조방법 및 이를 포함하는표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전도성 투명 재료 및 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전도성 투명 재료의 제조방법에서는 먼저 전도성 고분자로 이루어진 코어와, 코어의 적어도 일부분을 감싸며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자를 마련한다. 이후 나노 입자와 제2투명성 고분자로 이루어진 베이스 분말을 혼합하여 혼합체를 마련하고, 혼합체를 가압하여 코어가 서로 연결된 전도 네트워크(conductive network)를 형성시킨다. 이에 의해 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료가 제공된다.

Description

전도성 투명 재료 및 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치{CONDUCTIVE TRANSPARENT MATERIAL, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이고,
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 제1실시예에 따른 전도성 투명 재료의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 코어/쉘 나노 입자를 설명하기 위한 SEM이미지 및 TEM이미지이고,
도 4는 피롤 모노머/MMA 모노머의 공급비율에 따른 코어/쉘 나노입자를 설명하기 위한 SEM 이미지이고,
도 5a 및 도 5b는 폴리피롤의 상태에 따른 전도성 투명 재료의 투과율을 설명하기 위한 그래프이고,
도 6은 폴리피롤의 상태에 따른 전도성 투명 재료의 전도도를 설명하기 위한 그래프이고,
도 7은 폴리피롤의 상태와 함량에 따른 전도성 투명 재료의 파단면에 대한 SEM이미지이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이고,
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제2실시예에 따른 전도성 투명 재료의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 장치도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광장치의 단면도이고,
도 14는 본 발명에 따른 전도성 투명 재료가 사용된 모니터의 사시도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 코어/쉘 나노입자 11 : 코어
12 : 쉘 20 : 베이스부
본 발명은 전도성 투명 재료 및 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치, 유기전계표시장치 및 전기영동표시장치 등에는 투명전극이 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 투명전극은 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와 같은 금속산화물로 이루어져 있다.
최근 플렉서블(flexible) 디스플레이에 대한 관심이 높아지고 있는데, 플렛 서블 디스플레이를 구현하기 위해서는 금속산화물보다 유연성(flexibility)이 우수한 전도성 투명 재료가 필요한다.
종래에 전도성 고분자와 투명성 고분자를 혼합하여 유연성이 우수한 투명 전도 재료를 제조하려는 노력이 있어왔다. 그런데 종래의 투명 전도 재료는 전도성 고분자의 함량증가에 따라 광투과도가 급속도로 불량해지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료의 제조방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 다른 목적은 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 전도성 고분자로 이루어진 코어와, 상기 코어의 적어도 일부분을 감싸며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자를 마련하는 단계와; 제2투명성 고분자로 이루어진 베이스 분말과 상기 나노 입자를 혼합하여 혼합체를 마련하는 단계와; 상기 혼합체를 가압하여 상기 코어가 서로 연결된 전도 네트워크(conductive network)를 형성하는 단계를 포함하는 전도성 투명 재료의 제조방법에 의하여 달성된다.
상기 가압은 상기 제1투명성 고분자의 유리전이온도 및 상기 제2투명성 고분 자의 유리전이온도보다 높은 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 가압은, 상기 전도성 투명재료가 필름형태를 가지도록 수행되는 것이 바람직하다.
상기 제1투명성 고분자와 상기 제2투명성 고분자는 동일 재질인 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene) 및 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나노 입자의 마련은, 마이셀(micelle)이 형성되어 있는 에멀젼에 코어 형성 모노머와 코어 형성 개시제를 투입하여 상기 코어를 형성하는 단계와; 상기 코어가 형성되어 있는 상기 에멀젼에 쉘 형성 개시제와 쉘 형성 모노머를 투입하여 상기 쉘을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코어 형성 개시제는 FeCl3인 것이 바람직하다.
상기 코어 형성 모노머는 피롤이며, 상기 코어 형성 개시제의 몰수는 상기 피롤의 몰수의 2 내지 3배인 것이 바람직하다.
상기 마이셀은 양이온계 계면활성제로부터 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 에멀젼에서 상기 양이온계 계면활성제의 농도는 약 5 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
상기 쉘 형성 개시제는 라디칼중합 개시제인 것이 바람직하다.
상기 쉘 형성 개시제는 AIBN(2,2′azobisisobutyronitrile)과 BPO (benzoyl peroxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나노 입자의 마련은, 직경과 길이가 각각 200nm이하의 포어가 형성되어 있는 주형(template)을 마련하는 단계와; 상기 포어 내에 쉘 형성 모노머를 도입하여 상기 쉘을 형성하는 단계와; 상기 쉘이 형성되어 있는 상기 포어 내에 코어 형성 모노머를 도입하여 상기 코어를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 각 모노머는 액상에서 증발되어 도입되는 것이 바람직하다.
상기 주형은 산화알루미늄막(anodic aluminum oxide membrane)으로 이루어져 있으며, 상기 주형을 식각하여 상기 주형과 상기 나노재료를 분리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 혼합체에서 상기 코어는 20 중량% 내지 40중량%인 것이 바람직하다.
상기 코어의 크기는 10nm 내지 200nm이며, 상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것이 바람직하다.
상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적은, 크기가 10nm 내지 200nm이고 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도 네트워크를 형성하고 있는 코어와, 상기 코어를 부분적으로 감싸고 있으며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자와; 상기 나노 입자를 둘러싸고 있으며 제2투명성 고분자로 이루어진 베이스부를 포함하는 전도성 투명재료에 의하여 달성된다.
상기 전도성 투명재료는 필름 형태인 것이 바람직하다.
상기 제1투명성 고분자와 상기 제2투명성 고분자는 동일한 재질인 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene) 및 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 투명 재료에서 상기 코어는 약 20 중량% 내지 40중량%인 것이 바람직하다.
상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것이 바람직하다.
상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것이 바람직하다.
상기 전도성 투명 재료는 상기 나노 입자가 20중량%일 때의 광투과율이 80%이상인 것이 바람직하다.
상기 전도성 투명 재료는 상기 나노 입자가 25중량%일 때의 전도도가 상기 나노재료가 15중량%일 때의 전도도보다 10배 이상 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은 절연기판과, 상기 절연기판 상에 형성되어 있는 투명전극을 포함하는 표시장치에 있어서, 상기 투명전극은 크기가 10nm 내지 200nm이며 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도 네트워크를 형성하고 있는 코어와, 상기 코어를 부분적으로 감싸고 있으며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자와; 상기 나노 입자를 둘러싸고 있으며 제2 투명성 베이스 고분자로 이루어진 베이스부를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 투명전극과 연결되는 박막트랜지스터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 투명전극은 임프린트 방식에 의해 형성된 것이 바람직하다.
상기 투명전극은 상기 절연기판 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 단일 전압을 인가받는 것이 바람직하다.
상기 절연기판의 재질은 플라스틱인 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 투명 전극에서 상기 나노재료는 약 20 내지 40중량%인 것이 바람직하다.
상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것이 바람직하다.
상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는‘코어/쉘 나노 입자’는 중공(hollow)인 튜브(tube)타입의‘나노튜브’, 속이 찬 솔리드(solid) 타입의‘나노와이어(나노섬유, nanofiber)’를 모두 나타낸다.‘코어’는 튜브 타입일 수도 있으며 솔리드 타입일 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이다.
전도성 투명 재료(1)는 필름 형태를 가지고 있으며, 코어/쉘 나노 입자(10)와 베이스부(20)를 포함한다.
코어/쉘 나노 입자(10)는 코어(11)와 쉘(12)로 이루어져 있다.
코어(11)는 대체적으로 구형상을 가지고 있으며, 직경(d1)은 10nm 내지 200nm이며, 바람직하게는 15nm 내지 35nm이다. 코어(11)의 직경(d1)이 200nm이상이되면 코어(11)의 크기가 가시광선의 최단파장의 1/2보다 크게 되어 전도성 투명 재료(1)의 투명도가 감소한다.
쉘(12)은 코어(11)를 부분적으로 감싸고 있으며 두께(d2)는 1nm 내지 10nm이다.
코어(11)는 전도성 고분자, 예를 들어, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 코어(11)는 서로 연결되어 전도 네트워크(conductive network)를 형성하고 있다. 전도 네트워크는 전도성 투명 재료(1)의 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 이로 인해 전도성 투명 재료(1)는 전도성을 가지게 된다.
쉘(12)은 투명성 고분자, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 쉘(12)은 코어(11)가 서로 연결되는 부분에는 제거되어 전도 네트워크가 형성되도록 한다.
베이스부(20)는 연속상(continuous phase)을 형성하고 있으며, 코어/쉘 나노 입자(10)를 감싸고 있다. 베이스부(20)는 투명성 고분자, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 베이스부(20)는 쉘(12)과의 상용성(compatability)이 우수한 것이 바람직하며, 베이스부(20)와 쉘(12)은 동일 재질로 이루어질 수 있다.
코어(11)의 함량은 전체 전도성 투명 재료(1)의 20중량% 내지 40중량%일 수 있다. 전도성 투명 재료(1)의 광투과율은 코어/쉘 나노 입자(10)의 함량에 따라 달라질 수 있는데, 코어/쉘 나노 입자(10)가 20중량%일 때의 광투과율이 80%이상일 수 있다.
이하 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 전도성 투명 재료의 제조방법을 설명한다. 도 2a 내지 도 2g에서는 코어(11)로서 폴리피롤을 사용하고 쉘(12)과 베이스부(20)로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 사용한 경우를 나타내었다.
먼저 도 2a와 같이 물에 양이온계면활성제(50)를 가하여 마이셀(micelle)이 형성되어 있는 오일 인 워터상(oil in water phase)의 에멀젼을 형성한다. 양이온계면활성제(50)는 소수성부(51, hydrophobic part)와 친수성부(52, hydrophilic part)와 로 이루어져 있다. 친수성부(52)는 둘레의 물을 향하여 배치되며, 소수성부(51)는 친수성부(52)의 내부로 배치되어 반응공간(A)을 정의하게 된다.
반응공간(A)의 형태와 크기는 양이온계면활성제(50)의 종류와 양에 따라 다양하게 변형된다. 도시된 마이셀은 구형의 반응공간(A, free volume)을 정의하고 있는데, 에멀젼에서 양이온계면활성제(50)의 농도는 약 5중량% 내지 30중량%일 수 있다. 양이온계면활성제(50)의 농도가 5중량%보다 작으면 마이셀이 잘 형성되지 않으며, 양이온계면활성제(50)의 농도가 30중량%보다 크면 마이셀의 형태를 제어할 수 없게 된다.
사용되는 양이온계면활성제(50)는, 이에 한정되지는 않으나, 알킬트리메틸암모니움브로마이드(alkyltrimethylammonium bromide)계통일 수 있으며, 알킬 사슬은 반응공간(A)의 크기를 확보하기 위해 탄소수가 16개 이하인 것이 바람직하다.
형성될 코어/쉘 나노 입자(10)의 크기는 반응공간(A)의 크기 및 모노머의 양에 따라 조절가능하다. 반응공간(A)이 클수록 또한 모노머의 투입량이 많을수록 코어/쉘 나노 입자(10)의 크기는 증가한다.
한편 마이셀은 실시예와 달리 음이온계면활성제를 이용하여 형성될 수 있다.
이후 2단계의 중합을 거쳐 반응공간(A) 내에 코어/쉘 나노입자(10)를 형성한다. 이 과정은 다음과 같다.
도 2b와 같이 에멀젼에 피롤 모노머와 개시제인 FeCl3를 투입한다. FeCl3는 피롤 모노머를 산화 환원 중합시키는데, 중합은 반응공간(A) 내에서 이루어진다. 중합 시 FeCl3를 일정 수준 이상으로 사용하면 FeCl3의 염소가 도판트(dopant)로서 생성되는 폴리피롤고분자에 도핑되어 전도성을 부여하는 것이다. FeCl3의 사용량은 몰 수 기준으로 피롤 모노머의 약 2배 내지 3배일 수 있으며, 약 2.3배인 것이 바람직하다.
도 2c는 이와 같은 피롤 모노머의 중합을 통해 폴리피롤로 이루어진 코어(11)가 형성된 것을 나타낸다. 코어(11)는 반응공간(A)의 형상에 따라 구형을 가지고 있다.
다음 도 2d와 같이 메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머와 라디칼 중합 개시제인 BPO (benzoyl peroxide)를 투입한다. 라디칼 중합 개시제로는 AIBN(2,2′azobisisobutyronitrile)을 사용할 수도 있다. 메틸메타크릴레이트 모노머는 반응공간(A) 내의 코어(11)의 표면에서 중합된다.
도 2e는 메틸메타크릴레이트 모노머의 중합을 통해 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 쉘(12)이 형성된 것을 나타낸다. 쉘(12)은 코어(11)를 전체적으로 감싸거나 부분적으로 감쌀 수 있다. 이로써 코어/쉘 나노 입자(10)가 완성된다.
이 후 도 2f와 같이 코어/쉘 나노 입자(10)와 베이스 분말(21)을 혼합하여 혼합체(30)를 형성한다. 베이스 분말(21)은 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어져 있다.
다음 도 2g와 같이 가압틀(61, 62)을 이용하여 혼합체(30)를 가압한다. 가압은 혼합체(30)에 열을 가한 상태에서 이루어진다. 가열은 혼합체(30)가 폴리메틸메 타크릴레이트의 유리전이온도(glass temperature, Tg)보다 높은 온도가 되도록 수행된다.
유리전이온도 이상에서는 폴리메틸메타크릴레이트의 변형이 쉽게 일어난다. 따라서 가압 시 코어(11)를 둘러싸고 있는 쉘(12)과 베이스 분말(21)이 변형되어 코어(11) 간의 접촉이 이루어지고, 이에 의해 전도성 네트워크(conductive network)가 형성된다.
가압 과정에서 쉘(12)이 용이하게 변형되어 코어(11)를 노출시키기 위해서는 쉘(12)의 두께(도 1의 d2)는 적절한 값을 가져야 한다. 쉘(12)의 두께(d2)는 약 1nm 내지 10nm인 것이 바람직하다. 쉘(12)의 두께(d2)가 1nm보다 작으면 코어/쉘 나노 입자(10)의 응집(aggregation)이 큰 스케일로 발생하여 전도도와 투명도가 불량해진다. 반면 쉘(12)의 두께(d2)가 10nm보다 크면, 쉘(12)의 변형이 잘 일어나지 않아 전도 네트워크 형성이 불량해진다.
가압과정에서 베이스분말(21)은 일체로 형성되어 베이스부(20)를 형성하게 된다.
한편, 쉘(12)과 베이스부(20)의 재질이 다를 경우, 가압과정에서의 혼합체(30) 온도는 쉘(12)의 유리전이온도 및 베이스부(20)의 유리전이온도 중 높은 온도보다 더 높아야 한다.
이하 실험을 통해 제조된 코어/쉘 나노입자 및 이를 이용한 전도성 투명 재료의 특성 및 물성을 나타낸 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 코어/쉘 나노입자를 설명하기 위한 SEM이미지 및 TEM이미지이다.
도 3에서 (a)와 (c)는 각각 폴리피롤 나노입자에 대한 SEM이미지와 TEM이미지이고, (b)와 (d)는 각각 코어/쉘 나노 입자에 대한 SEM이미지와 TEM이미지이다.
(a)와 (c)의 폴리피롤 나노입자는 에멀젼에서 피롤 모노머만을 중합시켜 얻은 것으로, 코어-쉘 구조를 가지고 있지 않다.
(b)와 (d)의 코어/쉘 나노 입자는 본 발명에 따라 피롤 모노머와 메틸메타크릴레이트 모노머를 순차적으로 공급하여 제조되어 코어-쉘 구조를 가지고 있다. 모노머 주입비는 중량%로 피롤 모노머: 메틸메타크렐레이트 모노머가 1:2.5이다.
도 3에서 보면 폴리피롤 나노 입자의 경우 표면이 매끄러운 반면, 코어/쉘 나노 입자의 표면은 요철이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 코어/쉘 나노 입자 표면의 요철은 폴리피롤과 폴리메틸메타크릴레이트의 상용성이 좋지 않기 때문인데, 이와 같은 특성으로 인해 도 2g에 도시한 혼합체의 압착 시에 코어 간의 전도네트워크 형성이 용이해진다.
한편 도 3의 (c)와 (d)를 비교해보면, 코어/쉘 나노입자는 폴리 피롤 나노 입자와 달리 코어-쉘 구조를 가지고 있음을 확실히 알 수 있다.
도 4는 피롤 모노머/MMA모노머의 공급비율에 따른 코어/쉘 나노 입자를 설명하기 위한 SEM 이미지이다.
도 4의 (a), (b), (c)에 나타낸 코어/쉘 나노 입자의 모노머 주입비는 중량%로 피롤 모노머: 메틸메타크릴레이트 모노머가 각각 1:1.25, 1:2.50, 1:3.75이다.
도 4에서 보면 메틸메타크릴레이트 모노머의 사용량이 증가할수록 코어/쉘 나노 입자의 크기가 커지면서 표면이 부드러워지는 것을 확인할 수 있다. 다만, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 쉘의 두께가 증가할수록 도 2g에 도시한 혼합체의 압착 시에 코어 간의 전도 네트워크 형성이 어려워지므로, 메틸메타크릴레이트 모노머의 사용량은 제한된다.
도 5a 및 도 5b는 폴리피롤의 상태에 따른 전도성 투명재료의 투과율을 설명하기 위한 그래프이다. 투과율을 측정한 대상은 4가지로서, 하나는 폴리메틸메타크릴레이트 자체이고, 나머지 3개는 폴리메틸메타크릴레이트 분말에 서로 다른 상태의 폴리피롤을 첨가하고 가압하여 제조한 전도성 투명 재료이다.
전도성 투명 재료는 폴리피롤과 폴리메틸메타크릴레이트 파우더를 혼합한 후, 약 200℃에서 10분간 압착시켜 제작하였다. 제조된 전도성 투명재료의 두께는 약 20㎛정도였다.
전도성 투명 재료 제조에 사용된 각 폴리피롤의 상태를 살펴보면 다음과 같다.
코어/쉘 나노 입자는 구형으로서 폴리피롤로 이루어진 코어와 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 쉘로 이루어져 있다. 코어의 직경은 약 25nm이고 쉘의 두께는 약 3.5nm였다. 도 5a 및 도 5b에서 코어/쉘 나노입자에 대해 나타낸 함량은 폴리피롤로 이루어진 코어의 함량에 관한 것이다.
폴리피롤 나노 입자는 에멀젼에서 피롤 모노머만을 중합시켜 만든 것으로, 쉘을 가지고 있지 않다. 폴리피롤 나노 입자는 구형으로서 직경은 약 25nm이다.
벌크 폴리피롤은 계면활성제를 사용하지 않고 피롤 모노머만을 중합시켜 만든 것으로, 쉘을 가지고 있지 않다. 벌크 폴리피롤은 구형으로서 직경은 약 100nm 내지 200nm이다.
코어/쉘 나노 입자의 경우 10 중량% 사용 시 대부분의 가시광선 영역에서 90%이상의 광투과율을 나타내었다. 20중량%의 사용 시에는 투과도가 다소 감소하였으나, 가시광선 전 영역에서 80%이상으로서 90%에 가까운 광투과율을 나타내었다.
폴리피롤 나노 입자와 벌크 폴리피롤의 경우 10중량% 사용 시 코어/쉘 나노 입자의 경우보다 10%이상 투과율이 낮다. 또한 20중량% 사용 시 코어/쉘 나노 입자와의 투과율 차이는 더욱 커진다.
코어/쉘 나노 입자가 우수한 광투과율을 가지는 것은 쉘과 베이스부의 상용성이 우수하기 때문이다. 반면 폴리피롤 나노 입자와 벌크 폴리피롤은 베이스부와의 상용성이 불량하여 광투과도가 낮으며, 특히 벌크 폴리피롤은 입자 크기가 커서 광투과도가 더욱 낮다.
도 6은 폴리피롤의 상태에 따른 전도성 투명 재료의 전도도를 설명하기 위한 그래프이다. 사용된 폴리피롤의 상태는 도 5a 및 도 5b에 대한 설명과 동일하다.
3가지 경우 모두 폴리피롤의 함량이 증가함에 따라 전기전도도가 1000배 가까이 급격히 증가하는 퍼콜레이션 문턱값(percolation threshold)이 나타난다.
퍼콜레이션 문턱값을 살펴보면 폴리피롤 나노입자와 벌크 폴리피롤의 경우 약 10중량% 내지 15중량%에서 나타났으며, 코어/쉘 나노 입자의 경우 15중량% 내지 20중량%에서 나타났다. 따라서 코어/쉘 나노 입자를 사용한 전도성 투명 재료의 경 우, 나노 입자가 25중량%일 때의 전도도가 나노 입자가 15중량%일 때의 전도도보다 10배 이상 크게 된다.
절연성 재료인 쉘을 가진 코어/쉘 나노 입자가 쉘을 가지지 않는 경우에 비하여 약 5중량%정도 밖에 퍼콜레이션 문턱값이 증가하지 않았다. 이는 쉘의 두께가 1nm 내지 10nm로 매우 얇아서, 압착 시에 베이스부에 비하여 가열의 효과를 크게 받기 때문이다.
퍼콜레이션 문턱값 후의 전도도에서는 코어/쉘 나노 입자를 사용한 경우가 가장 높은 값을 나타낸다.
전도도의 결과로부터 전도성 투명 재료에서 코어의 함량은 20중량% 내지 40중량%인 것이 바람직함을 알 수 있다. 코어의 함량이 20중량%이하이면 퍼콜레이션 문턱값을 지나지 않아 전도도가 불량할 수 있다. 한편 코어의 함량이 40중량%이상이면, 전도도는 더 이상 증가하지 않는 반면 투과도가 감소하게 된다. 코어의 함량은 코어, 쉘 및 베이스부의 재질, 코어의 크기, 쉘의 두께 및 가압 조건 등에 따라 조절될 수 있다.
한편 도시하지는 않았지만, 쉘은 코어/쉘 나노 입자의 산화를 막아 전도성 투명 재료의 전도도 저하를 방지한다. 실험결과 폴리피롤 나노입자를 사용한 전도성 투명 재료의 전도도가 100배 내지 1000배 감소할 때, 코어/쉘 나노 입자를 사용한 전도성 투명 재료의 전도도는 10배 이내로 감소하였다.
도 7은 폴리피롤의 상태와 함량에 따른 전도성 투명 재료의 파단면에 대한 SEM이미지이다.
(a)와 (b)는 코어/쉘 나노 입자를 사용한 경우로, 코어/쉘 나노 입자의 함량은 각각 10중량%와 20중량%이다.
(c)와 (d)는 폴리피롤 나노 입자를 사용한 경우로, 폴리피롤 나노 입자의 함량은 각각 10중량%와 20중량%이다.
(e)와 (f)는 벌크 폴리피롤을 사용한 경우로, 벌크 폴리피롤의 함량은 각각 10중량%와 20중량%이다.
(a)와 (b)에서 화살표로 표시한 부분과 같이 코어/쉘 나노 입자를 사용한 전도성 투명 재료에서는 전도 네트워크가 균일하게 형성되었음을 알 수 있다. 반면 (c) 내지 (f)에 나타낸 폴리 피롤 나노 입자와 벌크 폴리 피롤은 전도 네트워크를 형성하지 못하고 국지적으로 뭉쳐있음을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이다.
코어(11), 쉘(12) 및 베이스부(20)의 재질은 제1실시예와 동일하므로 설명은 생략한다. 코어(11)는 제1실시예와 마찬가지로 서로 연결되어 전도 네트워크(conductive network)를 형성하고 있다. 전도 네트워크는 전도성 투명 재료(1)의 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 이로 인해 전도성 투명 재료(1)는 전도성을 가지게 된다.
코어(11) 및 쉘(12)을 포함하는 코어/쉘 나노 재료(10)는 원기둥 형상을 가지고 있다. 코어(11)의 높이(d3) 및 직경(d4)은 모두 200nm이하이다.
이하 도 9a 내지 도 9g를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 전도성 투명 재료의 제조방법을 설명한다.
제2실시예에 따른 전도성 투명 재료는 제1실시예와 같이 2단계 중합을 통해 제조되나, 제1실시예와 달리 쉘(12)이 코어(11)보다 먼저 형성된다.
먼저 도 9a와 같이 복수의 포어(pore, 71)가 형성되어 있는 주형(70)을 마련한다. 포어(71)의 직경(d6)과 높이(d7)는 각각 200nm이하이다. 주형(70)은, 이에 한정되지는 않으나, 산화알루미늄막(anodic aluminum oxide membrane)일 수 있다.
다음으로 도 9b와 같이 주형(70)을 진공 상태의 진공 용기(75)에 위치시킨 후 라디칼 중합 개시제인 BPO (benzoyl peroxide)를 포어(71) 내에 도입한다. 진공은, 이에 한정되지는 않으나 10-2토르 이하인 것이 바람직하다.
BPO는 기상으로 포어(71) 내에 도입되는데, 실시예와 달리 진공 용기(75)외부에서 용매에 녹은 상태로 포어(71) 내에 도입될 수 도 있다.
다음으로 도 9c와 같이 기상의 메틸메타크릴레이트 모노머를 포어(71) 내로 도입한다. 사용되는 모노머가 상온에서 액상 또는 고상인 경우 진공과 가열을 통해 기화시킨다. 메틸메타크릴레이트 모노머는 포어(71) 내에서 중합되면서, 포어(71)의 벽면에 부착된다. 중합과정에서 주형(70)은 모노머 종류에 따라50 내지 200℃로 가열될 수 있다.
도 9d는 메틸메타크릴레이트 모노머의 중합에 의해 포어(71) 내부에 쉘(12)이 형성된 것을 나타낸다. 쉘(12)의 형성과정에서 메틸메타크릴레이트 모노머의 양은 쉘(12)이 포어(71) 내부를 전부 채우지 않도록 조절한다.
이후 도 9e와 같이 산화 환원 중합의 개시제인 FeCl3를 포어(72) 내부에 도 입한다. 이 때의 포어(72)는 쉘(12)로 둘러싸여 있기 때문에, 주형(70) 상태일 때보다 직경이 다소 감소된 상태이다. FeCl3는 일정 수준 이상으로 사용하면 FeCl3의 염소가 도판트(dopant)가 되어 생성되는 고분자에 도핑되어 전도성을 부여한다. FeCl3를 일정 수준 이하로 사용하면 생성되는 고분자는 전도성을 갖지 못하고 유기반도체가 되므로 주의해야 한다.
다음으로 도 9f와 같이 기상의 피롤 모노머를 포어(72) 내로 도입한다. 사용되는 모노머가 상온에서 액상 또는 고상인 경우 진공과 가열을 통해 기화시킨다. 피롤 모노머는 포어(72) 내에서 반응하게 된다. 중합과정에서 주형(70)은 모노머 종류에 따라 50 내지 200℃로 가열될 수 있다.
도 9g는 피롤 모노머의 중합에 의해 포어(72) 내부에 폴리피롤로 이루어진 코어(11)가 형성되어 코어/쉘 나노 입자(10)가 완성된 것을 나타낸다.
도시하지는 않았지만 이후 코어/쉘 나노 입자(10)를 주형(70)으로부터 분리한다. 주형(70)이 산화알루미늄막(anodic aluminum oxide membrane)으로 이루어진 경우 주형(70)을 염산이나 수산화나트륨으로 식각하여 제거하여 코어/쉘 나노 입자(10)와 주형(70)을 분리한다.
형성된 코어/쉘 나노 입자(10)는 도 2f 및 도 2g와 같이 베이스 분말(21)과 혼합된 후, 가압 과정을 거쳐 전도성 투명 재료를 형성한다.
이상 설명한 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. FeCl3의 도입은 진공이 아닌 상태에서 주형(70)을 FeCl3 수용액에 침지하여 이루어질 수 있다. 또한 다른 물질을 도입하기 전에 포어(71, 72)내에 존재하는 물질을 진공을 이용하여 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
위에서 설명한 주형을 이용한 코어/쉘 나노입자의 제조방법은 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 액상중합법과 달리 기상중합법을 사용하여 용매가 필요하지 않으며 중합 후 회수과정이 필요하지 않다. 둘째, 기상중합법을 사용하여 코어/쉘 나노입자의 두께조절이 용이하다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전도성 투명 재료의 단면도이다.
코어(11), 쉘(12) 및 베이스부(20)의 재질은 제1실시예와 동일하므로 설명은 생략한다. 코어(11)는 제1실시예와 마찬가지로 서로 연결되어 전도 네트워크(conductive network)를 형성하고 있다. 전도 네트워크는 전도성 투명 재료(1)의 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 이로 인해 전도성 투명 재료(1)는 전도성을 가지게 된다.
코어(11) 및 쉘(12)을 포함하는 코어/쉘 나노 입자(10)는 원기둥 형상을 가지고 있다. 여기서 코어(11)는 속이 비어 있는 튜브 타입니다.
제3실시예에 따른 코어/쉘 나노 입자(10)는 도 9a 내지 도 9g에 도시한 바와 같이 주형을 이용하여 제조할 수 있다. 제조 과정에서 코어를 형성하기 위한 모노머의 양을 감소시키면 튜브 타입의 코어를 얻을 수 있다.
코어/쉘 나노 입자의 형태는 이상 설명한 제1실시예 내지 제3실시예외에 다양하게 마련될 수 있다 코어와 쉘 각각 서로 다른 재질의2중층 이상으로 마련될 수도 있으며, 코어/쉘 나노 입자의 형태는 섬유형(fibril), 가지형(dendrite) 등일 수 있다.
이상의 전도성 투명 재료는 표시장치 등에 사용될 수 있다. 이하 전도성 투명재료의 적용에 대하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 장치도이다.
본 발명에 따라 제조된 액정표시장치(100)는 박막트랜지스터 기판(110), 컬러필터 기판(120) 그리고 양 기판(110, 120)에 위치한 액정층(130)을 포함한다.
박막트랜지스터 기판(110)을 보면, 절연기판(111) 상에 복수의 박막트랜지스터(112)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터(112)는 보호층(113)이 덮고 있으며, 보호층(113)의 일부는 제거되어 박막트랜지스터(112)를 노출시키는 접촉구(114)를 형성한다. 투명하며 전도성인 화소전극(115)은 접촉구(114)를 통해 박막트랜지스터(112)와 연결되어 있다.
컬러필터 기판(120)을 보면, 절연기판(121) 상에 격자 형상의 블랙매트릭스(122)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(122)는 블랙안료를 포함한 유기물로 만들어 질 수 있으며, 박막트랜지스터 기판(122)의 박막트랜지스터(112)와 배선(도시하지 않음)과 대응하도록 형성되어 있다.
블랙매트릭스(122) 사이에는 컬러필터(123)가 형성되어 있다. 컬러필터(123)는 유기물로 이루어져 있으며 서로 다른 색상을 가진 3개의 서브층(123a, 123b, 123c)을 포함한다. 블랙매트릭스(122)와 컬러필터층(123) 상부에는 오버코트층(124)과 투명하며 전도성인 공통전극(125)이 형성되어 있다.
양 기판(110, 120) 사이에 위치한 액정층(130)은 화소전극(115)과 공통전극(125)이 형성하는 전계에 의해 그 배열상태가 결정된다. 박막트랜지스터 기판(110) 의 하부에서 공급된 빛은 액정층(130)에서 투과율이 조정된 후 컬러필터층(123) 및 컬러필터 기판(120) 외부에 부착된 편광판(미도시)을 지나면서 색상이 부여된다.
액정표시장치(100)에서 절연 기판(111, 121) 중 적어도 어느 하나는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 플라스틱 종류로는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리카본(polycarbon), 폴리 이미드(polyimide), 폴리이서설폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트( PET) 등이 가능하다.
이상 설명한 액정표시장치(100)에서 화소전극(115)과 공통전극(125)은 본 발명에 따른 전도성 투명 재료로 이루어져 있다. 화소전극(115)과 공통전극(125)은 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도성 네트워크를 형성하고 있는 코어(141), 코어(141)를 부분적으로 감싸고 있으며 투명성 고분자로 이루어진 쉘(142) 및 연속상이며 투명성 고분자로 이루어진 베이스부(143)를 포함한다.
화소전극(115)과 공통전극(125)에서 코어(141)의 함량은 20중량% 내지 40중량%이며, 투과율은 80%이상일 수 있다.
본 발명에 따른 화소전극(115)과 공통전극(125)은 금속산화물인 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)를 사용한 경우에 비하여 전도도와 유연성이 우수하다. 절연 기판(111, 121)을 플라스틱 기판으로 마련하여 액정표시장치(100)에 유연성을 부여할 경우, 본 발명에 따른 화소전극(115)과 공통전극(125)은 우수한 유연성으로 인해 절연기판(111, 121)의 변형에 의해 손상되지 않는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시한 과정은 화소전극(115)의 형성에 관한 것이다.
먼저 통상의 방법으로 절연기판(111) 상에 복수의 박막트랜지스터(112)와 보호층(113)을 형성한다. 보호층(113)은 일부가 제거되어 박막트랜지스터(112)를 노출시키는 접촉구(114)가 마련되어 있다.
이후 보호층(113) 상에 코어/쉘 나노 입자와 베이스 분말이 혼합된 혼합분말(140)을 산포시킨다.
다음으로 몰드(150)와 절연기판(111)을 압착하면서, 혼합분말(140)을 가열한다. 몰드(150)에는 화소전극(115)이 형성될 부분에 대응하며 돌출되어 있는‘B’부분, 접촉구(114)에 대응하며‘B’부분보다 더 돌출되어 있는‘C’부분 및 화소전극(115)이 형성되지 않을 부분에 대응하며 상부로 함몰되어 있는‘D’부분이 형성되어 있다.
몰드(150)의 가압에 의해 혼합분말(140)은 투명층을 형성한다. 가압 과정에서 몰드(150)의‘B’부분과 ‘C’부분과 대응하는 혼합분말(140)은 가압되어 코어(141)가 전도성 네트워크를 형성한다. 반면 몰드(150)의‘D’부분에 대응하는 혼합분말(140)은 적절한 압력으로 가압되지 않아 코어(141)가 전도성 네트워크를 형성하지 못한다. 이 후 마스크를 사용하여 화소전극(115)이 위치하지 않을 부분에 위치하는 투명층을 건식 식각(dry etch)하여 제거한다.
화소전극(115)이 위치하지 않을 위치에서, 코어(141)의 전도성 네트워크 형성이 충분히 낮다면 별도의 건식 식각 과정을 생략할 수 있다. 이 경우 혼합분말 (140)이 가압되어 형성된 투명층은 보호층(113) 상부 전면에 위치하지만 전도 네트워크가 형성된 화소전극(115)은 화소별로 전기적으로 분리된다.
경우에 따라 몰드(150)의‘D’부분에 대응하는 혼합분말(140)은 가열에 의해 부분적으로 전도성 네트워크를 형성할 수 있다. 또한 실시예와 달리 몰드(150)에 ‘D’부분을 별도로 마련하지 않으면 혼합분말(140) 전체에서 코어(141)가 전도성 네트워크를 형성할 수 있다. 이렇게‘D’부분에 해당하는 혼합분말(D)에 전도성 네트워크가 형성된 경우에는 화소전극(115) 사이의 투명층을 반드시 제거해야 한다.
한편 공통전극(125)은 별도의 패턴이 없기 때문에 오버코트층(124) 상에 혼합분말(140)을 산포하고 가열압착하여 형성될 수 있다. 또한 필름형태의 전도성 투명 재료를 오버코트층(124)에 부착하는 방법도 가능하다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광장치의 단면도이다.
유기전계발광장치(organic light emitting diode)는 통상 스위칭 박막트랜지스터(Tsw) 및 구동 박막트랜지스터(Tdr)을 포함하여 복수의 박막트랜지스터를 가진다. 도 13에서는 화소전극과 연결되는 구동 박막트랜지스터만을 도시하였다.
절연기판(211) 상에 복수의 박막트랜지스터(212)가 형성되어 있다.
절연 기판(211)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 플라스틱 종류로는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리카본(polycarbon), 폴리 이미드(polyimide), 폴리이서설폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트( PET) 등이 가능하다.
박막트랜지스터(212)는 보호층(213)이 덮고 있으며, 보호층(213)의 일부는 제거되어 박막트랜지스터(212)를 노출시키는 접촉구(214)를 형성한다. 투명하며 전도성인 화소전극(215)은 접촉구(214)를 통해 박막트랜지스터(212)와 연결되어 있다.
각 화소전극(215) 간에는 격벽(221)이 형성되어 있다. 격벽(221)은 화소전극(215) 간을 구분하여 화소영역을 정의한다. 격벽(221)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 있는 감광물질로 이루어져 있다.
화소전극(215) 상부에는 유기층(222, 223)이 형성되어 있으며, 유기층(222, 223)은 정공주입층(222, hole injecting layer)과 발광층(223)을 포함한다.
정공주입층(222)으로는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌 술폰산(PSS) 등의 혼합물을 사용할 수 있다.
발광층(223)은 적색을 발광하는 적색 발광층(223a), 녹색을 발광하는 녹색 발광층(223b), 청색을 발광하는 청색 발광층(223c)으로 이루어져 있다.
발광층(223)은 폴리플루오렌 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체, 또는 이들의 고분자 재료에 페릴렌계 색소, 로더민계 색소, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등을 도핑하여 사용할 수 있다.
화소전극(215)에서 전달된 정공과 공통전극(224)에서 전달된 전자는 발광층(223)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛을 발생시킨다.
격벽(221) 및 발광층(223)의 상부에는 공통전극(224)이 위치한다. 공통전극 (224)은 발광층(223)에 전자를 공급한다. 공통전극(224)은 불화 리튬층과 알루미늄층으로 적층되어 구성될 수 있다.
이상 설명한 유기전계발광장치(200)에서 화소전극(215)은 본 발명에 따른 전도성 투명 재료로 이루어져 있다. 화소전극(215)은 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도성 네트워크를 형성하고 있는 코어(231), 코어(231)를 부분적으로 감싸고 있으며 투명성 고분자로 이루어진 쉘(232) 및 연속상이며 투명성 고분자로 이루어진 베이스부(233)를 포함한다.
화소전극(215)에서 코어(231)의 함량은 20중량% 내지 40중량%이며, 투과율은 80%이상일 수 있다.
화소전극(215)의 제조방법은 도 12에서 설명한 방법과 동일하다.
이상에서는 전도성 투명 재료가 액정표시장치와 유기전계발광장치의 전극으로 사용되는 경우를 예시하였다. 이 밖에 전도성 투명 재료는 전기영동표시장치(electrophoresis display device, EPD)의 화소전극 그리고/또는 공통전극으로 사용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 전도성 투명 재료가 사용된 모니터의 사시도이다.
모니터(300)는 지지대(311)와 표시부(312)를 포함한다. 표시부(312)는 액정표시장치나 유기전계발광장치를 포함할 수 있다. 표시부(312) 전면에는 전자파 차폐판(313)이 마련되어 있다. 전자파 차폐판(313)은 본 발명에 따른 전도성 투명 재료로 이루어져 있다.
사용자는 표시부(312) 전면에서 표시부(312)를 응시하게 되는데, 전자파 차폐판(313)은 표시부(312)에서 발생하는 전자파가 사용자에게 전달되는 것을 방지한다.
전도성 투명 재료로 이루어진 전자파 차폐판(313)은 광투과도가 우수하여 표시부(312)의 표시품질을 저하시키지 않으며, 전도도가 우수하여 전자파 차폐 성능이 우수하다.
전자파 차폐판(313)은 모니터 외에 텔레비전에도 사용될 수 있다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료와 그 제조방법이 제공된다.
또한 투명성과 전도도가 우수한 전도성 투명 재료를 포함하는 표시장치가 제공된다.

Claims (39)

  1. 전도성 고분자로 이루어진 코어와, 상기 코어의 적어도 일부분을 감싸며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자를 마련하는 단계와;
    제2투명성 고분자로 이루어진 베이스 분말과 상기 나노 입자를 혼합하여 혼합체를 마련하는 단계와;
    상기 혼합체를 가압하여 상기 코어가 서로 연결된 전도 네트워크(conductive network)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압은 상기 제1투명성 고분자의 유리전이온도 및 상기 제2투명성 고분자의 유리전이온도보다 높은 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압은,
    상기 전도성 투명재료가 필름형태를 가지도록 수행되는 것을 특징으로 하는 전도성 투명재료의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1투명성 고분자와 상기 제2투명성 고분자는 동일 재질인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene) 및 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 나노 입자의 마련은.
    마이셀(micelle)이 형성되어 있는 에멀젼에 코어 형성 모노머와 코어 형성 개시제를 투입하여 상기 코어를 형성하는 단계와;
    상기 코어가 형성되어 있는 상기 에멀젼에 쉘 형성 개시제와 쉘 형성 모노머 를 투입하여 상기 쉘을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코어 형성 개시제는 FeCl3인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어 형성 모노머는 피롤이며, 상기 코어 형성 개시제의 몰수는 상기 피롤의 몰수의 2 내지 3배인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 마이셀은 양이온계 계면활성제로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에멀젼에서 상기 양이온계 계면활성제의 농도는 약 5 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 쉘 형성 개시제는 라디칼중합 개시제인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 쉘 형성 개시제는 AIBN(2,2′azobisisobutyronitrile)과 BPO (benzoyl peroxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 나노 입자의 마련은.
    직경과 길이가 각각 200nm이하의 포어가 형성되어 있는 주형(template)을 마련하는 단계와;
    상기 포어 내에 쉘 형성 모노머를 도입하여 상기 쉘을 형성하는 단계와;
    상기 쉘이 형성되어 있는 상기 포어 내에 코어 형성 모노머를 도입하여 상기 코어를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 각 모노머는 액상에서 증발되어 도입되는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 주형은 산화알루미늄막(anodic aluminum oxide membrane)으로 이루어져 있으며,
    상기 주형을 식각하여 상기 주형과 상기 나노재료를 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  17. 제5항에 있어서,
    상기 혼합체에서 상기 코어는 20 중량% 내지 40중량%인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 코어의 크기는 10nm 내지 200nm이며,
    상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료의 제조방법.
  20. 크기가 10nm 내지 200nm이고 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도 네트워크를 형성하고 있는 코어와, 상기 코어를 부분적으로 감싸고 있으며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자와;
    상기 나노 입자를 둘러싸고 있으며 제2투명성 고분자로 이루어진 베이스부를 포함하는 전도성 투명재료.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전도성 투명재료는 필름 형태인 것을 특징으로 하는 전도성 투명재료.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1투명성 고분자와 상기 제2투명성 고분자는 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 전도성 투명재료.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene) 및 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료.
  25. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 투명 재료에서 상기 코어는 약 20 중량% 내지 40중량%인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 전도성 투명재료.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것을 특징으로 하는 전도성 투명재료.
  28. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 투명 재료는 상기 나노 입자가 20중량%일 때의 광투과율이 80%이상인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료.
  29. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 투명 재료는 상기 나노 입자가 25중량%일 때의 전도도가 상기 나노재료가 15중량%일 때의 전도도보다 10배 이상 큰 것을 특징으로 하는 전도성 투명 재료.
  30. 절연기판과, 상기 절연기판 상에 형성되어 있는 투명전극을 포함하는 표시장치에 있어서,
    상기 투명전극은,
    크기가 10nm 내지 200nm이며 전도성 고분자로 이루어져 있으며 전도 네트워크를 형성하고 있는 코어와, 상기 코어를 부분적으로 감싸고 있으며 제1투명성 고분자로 이루어진 쉘을 포함하는 나노 입자와;
    상기 나노 입자를 둘러싸고 있으며 제2 투명성 베이스 고분자로 이루어진 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 투명전극과 연결되는 박막트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 투명전극은 임프린트 방식에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 절연기판 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 단일 전압을 인가받는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  34. 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연기판의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  35. 제30항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리싸이오핀(polythiophene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제1투명성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리다이비닐벤젠(polydivinylbenzene), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 투명 전극에서 상기 나노재료는 약 20 내지 40중량%인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 쉘의 두께는 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 코어는 직경이 15nm 내지 35nm인 구형인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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