KR20100084394A - 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 구조 - Google Patents

전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 고분자 막을 이용한 필름 또는 시트의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필름 또는 시트등의 기판 위에 우수한 유연성과 내구성을 갖는 폴리 우레탄, 아크릴, 에스터 및 멜라민계 유기 고분자 막을 형성한 후 그 위에 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 알콜계 유기용매, 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매와 멜라민 수지, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴 수지 및 알콕시 실란 중에서 선택된 결합제를 특정 성분비로 혼합한 폴리티오펜계 전도성 고분자 막의 구조를 형성시키는 것을 특징으로 한다. 이를 이용하여 제조된 막은 고전도성, 고투명성을 유지하면서 강한 내습성과 내구성을 지니게 되어 고온 및 다습한 환경에서도 표면의 투명성과 전도성을 유지할 수 있게 되므로 접촉식 패널용 상ㆍ하부 전극 필름, 무기 전계발광소자(EL) 전극용 필름 및 디스플레이용 투명전극 필름 등에 유용하게 적용할 수 있다.
폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물, 유기 고분자 막, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 알콜계 유기용매, 아마이드계 유기용매, 비양자성 고극성 용매, 멜라민 수지, 결합제

Description

전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 구조 {Membrane and Structure using composition of conductive polymers}
본 발명은 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 구조에 관한 것이다.
현재 전도성 고분자 화합물로서 널리 이용되고 있는 것으로는 구체적으로 폴리아닐린(Polyaniline, PAN), 폴리피롤(Polypyrrol, PPy) 및 폴리티오펜(Polythiophene, PT) 등이 있다. 이들은 중합이 쉽고, 상당히 우수한 전도성과 열적 안정성 및 산화 안정성을 가지므로 널리 연구되는 물질이다.
이러한 전도성 고분자 화합물들의 전기적 특성을 응용하여 이차 전지의 전극, 전자파 차폐용 소재, 유연성을 가지는 전극, 대전방지용 소재, 부식 방지용 코팅재 등 여러 용도로 사용 가능성이 제안되고 있으나, 가공성의 난점, 열적 및 대기 안정성, 내환경성의 문제, 가격 등의 문제로 인해서 활발하게 상업화되지 못하고 있는 실정이다.
그러나, 최근 먼지 부착 방지 및 대전 방지용 코팅재료의 주목과 더불어 전자파 차폐에 관한 규격 강화에 의해 여러 전자 기기들의 전자파 차폐용 코팅재로서 의 용도로 주목을 받기 시작하였다.
특히, 전도성 고분자가 브라운관 유리표면의 도전성 코팅재로 주목받기 시작한 것은 미합중국 특허 제5,035,926호 및 제5,391,472호에 기재되어 있는 바와 같이, 폴리티오펜계 전도성 고분자인 폴리에틸렌디옥시티오펜 (Polyethylene dioxythiophene, PEDT)이 주목을 받기 시작하면서이다. 이러한 전도성 고분자는 폴리아닐린계, 폴리피롤계 및 폴리티오펜계 등과 같은 다른 전도성 고분자에 비해서 우수한 투명도를 나타내는 특성이 있다.
종래의 폴리에틸렌디옥시티오펜는 전도성을 향상시키기 위해 폴리스틸렌술포네이트와 같은 고분자산염을 도핑 물질로 이용하여 수분산이 가능한 코팅성 용액을 제조하였으며, 알콜 용매와의 혼합성, 가공성이 뛰어나 브라운관(CRT) 유리, 플라스틱 필름표면 등 다양한 용도의 코팅재를 사용할 수 있었다.
이러한 수분산 폴리에틸렌디옥시티오펜의 대표적인 예로서는 현재 판매중인 (주)에이치씨스타아크사의 'Clevios P'가 대표적인 경우이다. 그러나, 폴리에틸렌디옥시티오펜 전도성 고분자는 투명도가 우수하여도 95 % 이상의 고투명성을 유지하기 위해서는 저농도의 폴리에틸렌디옥시티오펜로 코팅해야 하므로 일반적인 방법으로는 1 ㏀/㎡ 이하의 전도도 범위 달성이 어렵다. 또한, 막의 접착력을 증가시키기 위해 첨가하는 알콕시실란[RSi(OR1)3](이때, R은 메틸, 에틸, 프로필 또는 이소부틸이고, R1은 메틸 또는 에틸이다)류로부터 제조되는 실리카졸을 첨가할 경우, 비도전성의 실리카졸 때문에 전도도는 더욱 저하되어 1 ㏀/㎡ 이하의 도전성막 을 제조하기에는 더더욱 불가능하여 기존의 기술로는 저전도성이 요구되는 정전기 방지용 코팅재 정도로만 사용되고 있는 실정이다. 또한, (주)에이치씨스타아크사의 'Clevios P'는 수분산액이고 내부에 SO3 -기를 지니고 있어서 고분자막 형성 후에도 수분에 굉장히 취약하며 장기간 방치 또는 고온 및 다습한 가혹 환경에 노출될 경우 고분자막의 전기적 특성 및 투명성의 변화가 심하여 상용화가 불가능한 상황이었다.
이와 관련된 종래 기술을 살펴보면 폴리에틸렌디옥시티오펜, 알콜류의 용매, 아마이드 용매, 폴리에스터계 수지 바인더 등을 함유한 전도성 고분자 조성물[대한민국 공개특허 제2000-10221호]과, 폴리에틸렌디옥시티오펜, 알콜류의 용매, 아마이드 용매 및 실란 커플링제 등을 함유한 전도성 광확산 필름 코팅액 조성물[대한민국 공개특허 제2005-66209호]이 공지되어 있다.
이러한 공지기술은 1 ㏀/㎡ 이하의 전기적 특성을 지니면서 높은 투명성, 강한 접착력과 내구성을 가질 수 있으나, 이들 또한 시간 및 고온다습한 환경에 따라 전도성 고분자막의 전기적 특성 및 투명성의 변화가 심한 것은 물론 접촉식 패널 및 기타 디스플레이 제조 공정시 겪게 되는 고온 공정(120 ℃이상)에서 기판의 올리고머 돌출에 따른 투명성의 변화가 심하여 상용화가 불가능한 상황이다. 이러한 단점들 때문에 투과율 95 % 이상의 고투명성을 가지면서, 전자파 차폐재로서 상품성이 있는 전자파 방지 규격(TCO 규격)을 만족시키는 표면저항 1 ㏀/㎡ 이하, 강한 내습성, 접착력, 내구성 및 고온 및 다습한 가혹 환경에서도 고투명성을 동시 에 구현하는 기술은 기존의 기술로는 거의 불가능하여 개인 휴대용 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistants), 자동차 네비게이션과 같은 접촉식 패널(Touch Panel) 또는 모바일 폰(Mobile Phone) 등에 사용되는 무기 전계발광소자(EL) 전극용 필름 및 디스플레이 전극에 쓰이는 투명 전극필름으로의 적용은 불가능한 실정이다.
본 발명은 전도도와 투명도의 동시 향상 및 강한 내습성, 접착성, 내구성, 막균일성, 액안정성 및 고온다습한 환경에서의 높은 투명성 유지 등의 물성 확보가 가능한 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 그 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전도성 고분자 막과 기판 사이에 유기고분자막을 형성하여 1 ㏀/㎡ 이하의 전도도, 투과도 95 % 이상, 고내구성 및 특히 고온 및 다습한 환경에서도 전기적 특성 및 투명성을 유지하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막과 그 구조를 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막은 1 ㏀/㎡ 이하의 전도도, 투과도 95% 이상, 강한 내습성, 내구성 및 고온 및 다습한 환경에서도 높은 투명성의 유지를 요구하는 접촉식 패널(Touch Panel)용 상ㆍ하부 전극필름, 모바일 폰용 무기 전계발광소자(EL) 전극 필름 및 디스플레이용 투명전극 필름, TV 브라운관 표면 및 컴퓨터 모니터 화면의 전자파 차폐층으로 응용이 가능하며, 기타 유리, 폴리카보네이트 아크릴판, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 캐스팅 폴리프로필렌(CPP, casting polypropylene) 필름 등에도 사용이 용이 하다.
본 발명은 폴리티오펜계 전도성 고분자 층이 기판에 형성된 전도성 고분자 막에 있어서, 상기 기판과 폴리티오펜계 전도성 고분자 층 사이에 유기고분자 층이 형성된 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 관한 것이다. 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 층은 멜라민 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
기존의 전도성막의 문제점으로 부터, 본 발명자들은 고전도성과 동시에 고투명성, 강한 내습성, 내구성 및 고온 및 다습한 가혹환경에서의 투명성 유지 등의 물성 구현이 가능한 폴리티오펜계 전도성 고분자막과 그 구조를 구현하고자 연구 노력한 결과, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 알콜계 유기용매, 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매, 멜라민 수지, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴 수지 및 알콕시 실란 중에서 선택된 특정의 결합제를 일정 성분비로 함유한 고분자 용액 조성물과 이 전도성 고분자 용액 조성물을 이용한 고분자 막과 기판사이에 폴리에스터, 아크릴, 우레탄, 멜라민계 등의 유기고분자 용액 조성물을 이용한 막 구조를 형성시켜서 구현할 수 있었다.
상기 전도성 고분자 용액 조성물의 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매가 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액의 고분자 그룹을 부분적으로 다시 녹여 폴리티오펜계 전도성 고분자들 간의 연결성 및 분산성을 향상시키고, 상기 멜라민 수지가 NH+기를 가지고 있어서 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액(Clevios P) 내의 SO3 -기와 결합하여 SO3 --기가 물과 반응하지 못하게 함으로써 내습성 향상 및 시간에 따른 전기적 안정성을 부여하고, 상기 특정 결합제가 투명한 기질과의 접착력 및 전도성 막의 내구성을 향상시키며, 상기 전도성 고분자 용액 조성물을 도포한 막과 기판 사이에 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민계 등의 유기 고분자 막을 형성시켜서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 시트 등을 고온 처리하였을 경우 발생되는 올리고머의 돌출을 억제하게 되어, 전도도와 투명도가 동시에 향상되며, 내습성, 접착성, 내구성, 막균일성, 액안정성 및 특히 고온다습한 환경에서의 높은 투명성 유지 등의 물성 확보가 가능하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기 유기고분자 층은 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄 및 멜라민수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기고분자 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
바람직하게는 본 발명은 상기 유기고분자 층의 두께는 0.5 ~ 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
또한 본 발명은 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 층은, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 20 ~ 70 중량%; 알콜계 유기용매 10 ~ 75 중량%; 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매 1 ~ 10 중량%; 폴리에스터, 폴리우레탄, 알콕시실란 및 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 결합제 0.1 ~ 15 중량%를 포함하는 폴리티오펜계 전도성 용액 조성물로부터 형성된 것임을 특징 으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
바람직하게는 본 발명은 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은, 폴리에틸렌디옥시티오펜에 폴리스틸렌술포네이트가 도핑된 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
더 바람직하게는 본 발명은 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은, 고형분의 농도가 1.0 ~ 1.5 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
본 발명은 상기 알콜계 유기용매는, 탄소수가 1 ~ 4인 알콜인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 아마이드계 용매는 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 아세트아마이드, N-메틸아세트아마이드, N-디메틸아세트아마이드 및 N-메틸피롤리돈 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
본 발명은 상기 비양자성 고극성 용매는 디메틸설폭사이드 및 프로필렌카보네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
바람직하게는 본 발명은 상기 비양자성 고극성 용매를 사용하는 경우에는 상기 폴리티오펜계 전도성 용액 조성물에 대하여 분산 안정제를 1 ~ 10 중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 분산 안정제는 에틸렌글리콜, 글리세린 및 솔비톨 중 에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
바람직하게는 본 발명은 상기 결합제는 메틸트리-메톡시실란 및 테트라에톡시실란 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막에 대한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 알콜계 유기용매, 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매, 멜라민 수지,폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴 수지 및 알콕시 실란 중에서 선택된 특정의 결합제를 함유한 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 이용한 고분자 막과 상기 전도성 고분자 막과 기판 사이에 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민계 등을 함유하는 유기 고분자 막과 그 구조에 관한 것이다.
구체적으로, 종래의 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 알콜계 유기용매 이외에, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액의 고분자그룹을 부분적으로 다시 녹여 폴리티오펜계 전도성 고분자들 간의 연결의 향상과 분산성을 향상시키는 특정의 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매;와 멜라민 수지 내의 NH+기가 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액(Clevios P) 내의 SO3 -기와 결합하여 SO3 -기가 물과 반응하지 못하게 하여 강한 내습성과 시간에 따른 전기적 안정성을 향상시키는 멜라민 수지;와 투명한 기질과의 접착력 및 전도성 막의 내구성을 향상을 특징으로 갖 는 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴 수지 및 알콕시 실란 중에서 선택된 특정의 결합제;를 선택하여 혼합 사용하였다. 이를 통하여, 강한 내구성을 전도성 막이 보유할 수 있게 작용함으로써, 종래 폴리티오펜계 전도성 고분자들 간의 연결을 위한 술폰산기의 안정화제의 사용 없이 전도도와 투명도의 동시향상, 강한 내습성, 접착성, 내구성, 막균일성, 액안정성 등의 물성 확보가 가능한 폴리티오펜계 전도성 조성물을 포함하며, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 막과 기판사이에 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민계 등과 같은 유기 고분자 막을 형성시켜 고온처리시 기판에서 발생하는 올리고머의 돌출을 억제하여 고온 및 다습한 환경에서도 높은 투명성을 유지할 수 있는 유기고분자 조성물과 그 구조를 포함한다.
이러한 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물과 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민계 등의 유기 고분자 용액 조성물을 이용하여 유리 또는 합성수지 필름과 같은 투명기질 위에 코팅하면, 1 ㏀/㎡ 이하 바람직하기는 100 ~ 1K Ω/㎡ 범위의 전도도, 95 % 이상 바람직하기는 95 ~ 99 %의 투명도를 가지며, 동시에 내습성, 접착성, 내구성, 막 균일성, 액 안정성과 특히 고온다습한 환경에서도 높은 투명성이 유지되는 우수한 막/층을 얻을 수 있다. 상기 1 ㏀/㎡ 이하의 전도도는 전자파차폐관련 가장 엄격한 스웨덴 노동자협회가 제정한 TCO (Tianstemanners Central Organization) 규격을 만족하는 극히 높은 수치이다.
본 발명에 따른 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 구성하는 성분을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은 통상적으로 당 분야에서 사용되 는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDT)을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 (주)에이치씨스타아크사의 클레비오스 피(Clevios P) 제품을 사용한다. 상기 PEDT는 안정화제(도판트)로서 폴리스틸렌술포네이트(PSS)가 도핑되어 있어 물에 잘 녹는 성질을 나타내며, 열적 및 대기 안정성이 매우 우수하다. 또한, 상기 PEDT는 물에 최적 분산성을 유지하기 위하여 PEDT 및 PSS 고형분 농도가 1.0 ~ 1.5 중량% 범위로 조정되어 있다. 상기 PEDT는 추가로 물, 알콜 또는 유전상수가 큰 용매와 잘 혼합되기 때문에 이러한 용매와 희석하여 쉽게 코팅할 수 있으며, 코팅막을 형성하였을 때도 기타의 전도성 고분자인 폴리아닐린, 폴리피롤에 비해서 우수한 투명도를 나타낸다.
이러한 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은 20 ~ 70 중량% 범위, 바람직하기는 26 ~ 67 중량% 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 20 중량% 미만이면 아마이드계 유기 용매 또는 비양자성 고극성(Aprotic Highly Dipolar, AHD) 용매를 많이 사용해도 1 ㏀/㎡ 이하의 고전도성을 실현하기 어려우며, 70 중량%를 초과하여 첨가하면 착색성을 가진 전도성 고분자량의 증가에 따른 투과도가, 특히 가시광의 장파장대(550 ㎚ 이상)인 경우 95 % 이하로 감소하여 바람직하지 않다.
다음으로 알콜계 유기용매를 사용하는 바, 상기 알콜계 유기용매는 탄소수 1 ~ 4의 알콜로 구체적으로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 및 부탄올 등이 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하기는 상기 PEDT 전도성 고분자의 분산성을 향상시키기 위하여 메탄올을 주 용매로 쓰는 것이 좋다.
이러한 알콜은 10 ~ 75 중량%, 바람직하기는 아마이드계 유기용매와 혼합 사 용하는 경우에는 10 ~ 71 중량%, 더 바람직하기는 24 ~ 70 중량% 사용하고, 비양자성 고극성 용매와 혼합 사용하는 경우에는 5 ~ 68 중량%, 더 바람직하기는 20 ~ 62 중량% 사용한다. 상기 사용량이 10 중량% 미만이면 코팅막의 분산성이 떨어져, 고전도성은 얻을 수 있으나 투과성을 저해하며, 75 중량%를 초과하는 경우 분산성은 좋으나 전도도를 감소시키는 문제 및 응집이 쉽게 일어나는 문제가 있어 또한 적절치 못하므로 상대적인 양을 고려하여 적절히 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매를 사용하는 바, 상기 아마이드계 유기용매로는 구체적으로 포름아마이드(FA), N-메틸포름아마이드(NMFA), N,N-디메틸포름아마이드(DMF), 아세트아마이드(AA), N-메틸아세트아마이드(NMAA), N-디메틸아세트아마이드(DMA) 및 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 아마이드계 유기용매는 공통적으로 분자 내 아마이드기[R(CO)NR2](R은 H, CH3, 또는 -CH2CH2CH2-을 나타낸다)를 가지는 공통적인 특징이 있다. 아마이드계 용매를 단독으로 PEDT 전도성 고분자에 첨가하여도 전도도를 증가시키는 역할의 수행이 가능하지만, 표면저항 1 ㏀/㎡ 이하, 투명도 95 % 이상을 달성하기 위하여 더 바람직하기는 2개 이상의 아마이드계 용매를 혼합 사용하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 비양자성 고극성 용매(Aprotic Highly Dipolar, AHD)로는 구체적으로 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및/또는 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate) 등을 사용할 수 있다. 상기 비양자성 고극성 용매(AHD)와 아마이드 계 용매는 각각 사용해야 하며, 이를 혼합 사용하는 것은 전도도 상승효과도 미비할 뿐만 아니라 고투명성, 장시간 액 안정성을 얻지 못하기 때문에 바람직하지 않다.
상기 비양자성 고극성 용매(AHD)를 단독으로 사용하는 경우에는 전도도 상승효과는 크지 않으며, 전도도 향상 효과를 발생시키기 위해서는 에틸렌글리콜(Ethylenglycol, EG), 글리세린 및 솔비톨(Sorbitole) 중에서 선택된 1종 이상의 분산안정제를 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분산안정제는 혼합하여 사용할 때 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물에 대하여 1 ~ 10 중량%, 바람직하기는 4 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 유리하다. 상기 사용량이 1 중량% 미만이면 고전도성을 얻을 수 없으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 전도도의 상승은 얻을 수 있으나 비점이 높아 고온 소성을 해야만 하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 아마이드계 유기용매는 1 ~ 10 중량% 범위, 바람직하기는 3 ~ 7 중량% 사용하고, 비양자성 고극성 용매는 1 ~ 10 중량%, 바람직하기는 4 ~ 8 중량%를 사용한다. 상기 하한치 미만이면 전도도의 상승 효과가 미약하며, 상한치를 초과하는 경우에는 전도도의 상승 효과를 얻을 수 있으나, 비점이 높은 아마이드계 용매의 양이 증가함에 따른 고온 소성을 해야 하며 이에 따른 PEDT 전도성 고분자의 열에 의한 전도도 방해를 가져오는 것은 물론 유리를 제외한 플라스틱 기재를 사용할 경우 고온 소성에 따른 기재 자체의 변형을 가져오는 단점이 있다.
본 발명의 PEDT 전도성 고분자 용액은 내습성, 기질 접착성 및 내구성을 부 여하기 위한 결합제로서 수용액 또는 알콜 가용성 고분자 수지를 사용하고, PEDT 전도성 고분자용액 자체가 수분산액이므로 수용액 상태의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, PEDT 전도성 고분자 용액 자체가 수분산액이며 용액 내에 SO3 -기를 가지고 있어 물과 쉽게 반응하는 점과 접착성을 향상시키기 위해 수용액 상태의 결합제를 사용함에 따라 내습성이 취약해지는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 강한 내습성을 부여하기 위한 필수 성분으로 멜라민 수지를 혼합 사용한다. 이러한 멜라민 수지는 멜라민 수지 내의 NH+기가 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액(Baytron P) 내의 SO3 -기와 결합하여 SO3 -기가 물과 반응하지 못하게 해서 강한 내습성뿐만 아니라 시간에 따른 전기적 안정성 효과도 얻을 수 있다.
상기 멜라민 수지는 1 ~ 10 중량%, 바람직하기는 1 ~ 8 중량% 사용하며, 상기 사용량이 1 중량% 미만이면 전도성 막의 내습성이 불량하고 10 중량%를 초과하는 경우에는 내습성은 굉장히 우수하나 전도도의 상승을 저해하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 투명 기재와의 접착성과 내구성을 향상을 유도하는 결합제는 구체적으로 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴 및 알콕시 실란 중에서 선택된 1종 이상을 선택하여 사용하는 바, 이보다 강한 접착 효과를 위해서는 2종 이상의 결합제를 혼합 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 코팅 시에는 기질과의 접착력 향상을 위해 폴리에스터 수지를 사용하는 것이 보 다 바람직하다. 상기 결합제는 0.1 ～ 5 중량%, 바람직하기는 0.5 ～ 4 중량% 사용하며, 상기 사용량이 0.1 중량% 미만이면 기질과의 접착력과 전도성 막의 내구성이 불량하고 5 중량%를 초과하는 경우에는 전도도의 상승을 저해하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 결합제로 사용되는 폴리에스터, 폴리우레탄 및 폴리아크릴은 통상적으로 당업계에서 사용되는 것이면 모두 가능하고, 상기 알콕시 실란은 삼관능기 및 사관능기 실란 화합물이 바람직하며 더욱 바람직하기로는 트리메톡시실란과 테트라에톡시실란이 적합하다.
이외에 추가적으로, 코팅된 표면의 블록킹 방지 및 미끄럼성 증대를 위하여 슬립 및 점도 저하용 첨가제를 전도성 고분자 용액 조성물 100 중량%에 대하여 0.05 ～ 5 중량%로 추가로 첨가할 수도 있다.
또한, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 막과 기판사이에 형성되는 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민 계 등의 유기 고분자 조성물과 막은 고형분의 제약은 없으나, 통상적으로 요구하는 고온 및 다습한 환경에서의 투명성의 유지를 위해서는 막/층의 두께와 밀접한 관계가 있으며, 일반적으로 100 ℃ 이상의 고온 환경에서 기판에서 발생하는 올리고머의 경우 사이즈가 0.5 ~ 10 ㎛이므로 상기 유기 고분자 막의 두께는 0.5 ~ 20 ㎛, 바람직하기로는 1 ~ 10 ㎛를 형성하는 것이 바람직하다. 올리고머가 돌출될 경우 제조된 고분자막의 헤이즈값이 상승하여 투명성을 저해하는 경우가 발생한다. 따라서, 상기 두께가 0.5 ㎛ 미만일 경우 고온에서 발생하는 올리고머의 돌출을 막을 수 없으며, 두께가 20 ㎛ 초과일 경우 완벽한 건조를 위한 고온 소성에 따른 기재의 변형 등의 단점이 있으므로 상기 범 위를 유지하는 것이 바람직하다.
폴리 티오펜계 전도성 고분자 층과 기판사이의 유기 고분자 층으로 사용되는 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 멜라민 등은 통상적으로 당업계에서 사용되는 것이면 모두 가능하며, 더욱 강한 접착력과 내구성을 지니게 하기 위해서는 전도성 고분자 혼합 용액 조성물에 사용되는 유기 결합제와 동일한 성분을 사용하는 것이 유리하다.
한편, 본 발명에 따른 고전도성, 투명성, 강한 내습성, 내구성 및 고온 및 다습한 환경에서의 높은 투명성을 갖는 폴리티오펜 전도성 고분자 용액 조성물 및 막의 제조방법은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 첫째는 아마이드계 유기용매를 첨가한 전도성 고분자 막과 기판 사이에 유기 고분자 막을 형성한 것과; 둘째로 비양자성 고극성 용매(Aprotic Highly Dipolar, AHD) 용매를 첨가한 전도성 고분자 막과 기판 사이에 유기 고분자 막을 형성하는 것으로 크게 나뉠 수 있다.
상기와 같이 제조된 용액 조성물과 구조를 이용하여 브라운관(TV, 컴퓨터) 유리표면, 캐스팅 폴리프로필렌(CPP, casting polypropylene) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 및 아크릴 패널 등과 같은 투명기질 표면 위에, 도포하여 100 ~ 145 ℃ 정도의 오븐에서 약 1 ~ 10분 정도 건조시키면 전자파 차폐 및 전극용의 고투명, 고전도성의 폴리티오펜 고분자막이 제조된다. 이때, 도포는 바(Bar)코팅, 롤코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅 또는 스핀코팅법 등을 사용할 수 있으며, 건조된 유기 고분자 용액의 도막의 두께는 20 ㎛이하, 전도성 고분자 용액의 도막의 두께는 5 ㎛ 이하를 나타낸다.
상기에서 제조된 고분자막들과 그 구조는 전자파 방지(Tianstemanners Central Organization, TCO) 규격을 만족하는 대전 방지 및 전자파 차폐 기능뿐만 아니라, 고전도성과 투명성, 내습성, 내구성 및 고온다습한 환경에서 높은 투명성이 요구되는 접촉식 패널(Touch Panel)용 상ㆍ하부 전극필름, 모바일폰용 무기 전계발광소자(EL) 전극 필름 및 디스플레이용 투명전극 필름으로 응용이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는바. 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
비교예 1-9. 유기고분자막을 도입하지 않은 전도성 고분자 기재( 아마이드계 용매)
하기 표 1에 나타낸 성분과 함량범위를 사용하여 PEDT 전도성 고분자 수용액을 넣고 격렬히 교반하면서, 약 7분 간격으로 알콜 용매, 아마이드계 유기 용매, 멜라민 수지, 결합제, 안정화제, 슬립 및 점도 저하용 첨가제를 차례로 첨가하고 약 4시간 정도 균일하게 혼합하여 용액 조성물을 제조하였다.
상기 혼합 용액 조성물을 유기 고분자 층이 없는 투명한 기재에 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분정도 건조시켜 폴리티오펜 고분자 막을 제조하였다. 이때, 건조된 고분자 막의 두께는 5 ㎛ 이하를 나타내었다.
단위(g)
조성 유기고분자층
(두께:㎛)		 PEDT 수용액 알콜 아마이드계 용매 멜라민 수지 결합제
비교예 1 - 26 MeOH
(68)		 FA (3)
NMP (1)		 멜라민
(1)		 R-986
(1)
비교예 2 37 MeOH
(56)		 FA (2)
NMP (1)		 멜라민
(3)		 PET(aq)
(1)
비교예 3 46.2 MeOH
(45.8)		 FA (3)
NMP (2)		 멜라민
(3)		 -
비교예 4 46.2 MeOH
(47.8)		 FA (3)
NMP (1)		 - A-187
(2)
비교예 5 46.2 MeOH
(47.8)		 FA (2)
NMP (1)		 - R-986
(3)
비교예 6 46.2 MeOH
(49.8)		 FA (3)
NMP (1)		 - -
비교예 7 54.6 MeOH
(37.4)		 FA (2)
NMP (1)		 - A-187
(5)
비교예 8 54.6 MeOH
(42.4)		 FA (2)
NMP (1)		 - -
비교예 9 60 MeOH
(32)		 FA (2)
NMP (1)		 - TEOS
(5)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜(에이치씨스타아크사 제품), 고형분 농도 1.0 ~ 1.5%
MeOH ; 메틸알콜(Aldrich사 제품)
FA : 포름아마이드(Aldrich사 제품)
PET(aq) : 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고형분이 20%인 수용액(SKC사 제품)
R-986 : 폴리우레탄의 고형분이 25%인 수용액(DSM사 제품)
NMP : N-메틸피롤리돈(Aldrich사 제품)
A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란(데구사 제품)
멜라민 수지: Aldrich사 제품, 고형분=90%
TEOS : 테트라에톡시실란(Aldrich사 제품)
실시예 1-5. 유기고분자막을 도입한 전도성 고분자 기재( 아마이드계 용매)
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 2에 나타낸 성분과 함량으로 반응을 수행하여 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
먼저 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄등의 유기 고분자 층을 투명한 기재에 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5분 정도 건조시켜 막을 형성한 뒤에 이 유기 고분자 막 위에 상기 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 폴리티오펜계 전도성 고분자 막을 제조하였다. 이때, 건조된 전도성 고분자 혼합 용액 조성물의 막 두께는 5 ㎛ 이하를 나타내었다.
단위(g)
조성 유기고분자층
(두께:㎛)		 PEDT
수용액		 알콜 아마이드계 용매 멜라민 수지 결합제
실시예 1 R-986
(0.7)		 26 MeOH
(66)		 FA (2)
NMP (1)		 멜라민
(3)		 R-986
(2)
실시예 2 R-961
(2.0)		 26 EtOH
(69.0)		 FA (2)
NMP (1)		 멜라민
(1)		 PET(aq)
(1)
실시예 3 PET(aq)
(5.0)		 26 MeOH
(61)		 FA (1)
NMP (2)
NMAA (4)		 멜라민
(4)		 HY-570
(2)
실시예 4 HY-570
(9.0)		 46.2 MeOH
(44.8)		 FA (2)
NMP (1)		 멜라민
(3)		 R-961
(3)
실시예 5 멜라민
(20.0)		 60 MeOH
(28)		 FA (2)
NMP (1)		 멜라민
(6)		 A-187
(3)
비교예 10 PET(aq)
(25.0)		 46.2 EtOH
(49.8)		 FA (3)
NMP (1)		 - -
비교예 11 HY-570
(0.4)		 46.2 EtOH
(45.8)		 FA (2)
NMP (1)		 - PET(aq) (3)
TEOS (2)
비교예 12 R-986
(0.3)		 46.2 EtOH
(45.8)		 FA (2)
NMP (1)		 - PET(aq) (4)
R-961 (1)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜(에이치씨스타아크사 제품), 고형분 농도 1.0 ~ 1.5%
MeOH ; 메틸알콜(Aldrich사 제품)
FA : 포름아마이드(Aldrich사 제품)
PET(aq) : 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고형분이 20%인 수용액(SKC사 제품)
NMP : N-메틸피롤리돈(Aldrich사 제품)
A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란(데구사 제품)
R-986 : 폴리우레탄의 고형분이 25%인 수용액(DSM사 제품)
R-961 : 폴리우레탄의 고형분이 34%인 수용액(DSM사 제품)
HY-570: 폴리아크릴의 고형분이 40%인 수용액(AIR Product사 제품)
멜라민 수지: Aldrich사 제품, 고형분=90%
TEOS : 테트라에톡시실란(Aldrich사 제품)
비교예 10-12. 유기고분자막을 도입한 멜라민을 포함하지 않는 전도성 고분자 기재( 아마이드계 용매)
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 상기 표 2에 나타낸 성분과 함량으로 반응을 수행하여 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
먼저 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄등의 유기 고분자 층을 투명한 기재에 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5분 정도 건조시켜 막을 형성한 뒤에 이 유기 고분자 막 위에 상기 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 폴리티오펜계 전도성 고분자 막을 제조하였다. 이때, 건조된 전도성 고분자 혼합 용액 조성물의 막 두께는 5 ㎛ 이하를 나타내었다.
실시예 6-9. 유기고분자막을 도입한 전도성 고분자 기재( 비양자성 고극성 용매)
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 성분과 함량으로 반응을 수행하여 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
먼저 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄등의 유기 고분자 층을 투명한 기재에 도포한 후 125℃ 정도의 오븐에서 약 5분정도 건조시켜 막을 형성한 뒤에 이 유기 고분자 막에 상기 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분정도 건조시켜 폴리티오펜계 전도성 고분자 막을 제조하였다. 이때, 건조된 전도성 고분자 혼합 용액 조성물의 막 두께는 5 ㎛ 이하를 나타내었다.
단위(g)
조성 유기고분자층
(두께: ㎛)		 PEDT 수용액 알콜 비양자성 고극성용매 분산안정제 멜라민 수지 결합제
실시예 6 PET(aq)
(1.0)		 26 MeOH
(59)		 DMSO
(4)		 EG
(6)		 멜라민
(2)		 A-187
(3)
실시예 7 멜라민
(2.5)		 46 MeOH
(41)		 DMSO
(4)		 EG
(6)		 멜라민
(1)		 R-961
(2)
실시예 8 R-961
(7.0)		 50 MeOH
(33)		 DMSO
(5)		 EG
(7)		 멜라민
(2)		 HY-570
(3)
실시예 9 HY-570
(15.0)		 60 MeOH
(24)		 DMSO
(4)		 EG
(6)		 멜라민
(3)		 PET(aq)
(3)
비교예 13 HY-570
(0.3)		 26 MeOH
(58)		 DMSO
(8)		 EG
(8)		 - -
비교예 14 R-986
(27.0)		 46 MeOH
(34)		 DMSO (10)
NMFA (1)		 EG
(9)		 - -
비교예 15 멜라민
(40.0)		 50 MeOH
(23)		 DMSO
(10)		 EG
(8)		 - R-986 (3)
TEOS (6)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜(에이치씨스타아크사 제품), 고형분 농도 1.0 ~ 1.5%
MeOH ; 메틸알콜(Aldrich사 제품)
FA : 포름아마이드(Aldrich사 제품)
NMFA: N-메틸포름아마이드(Aldrich사 제품)
EG: 에틸렌글리콜(Aldrich사 제품)
PET(aq) : 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고형분이 20%인 수용액(SKC사 제품)
NMP : N-메틸피롤리돈(Aldrich사 제품)
DMSO : 디메틸설폭사이드(Aldrich사 제품)
A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란(데구사 제품)
R-986 : 폴리우레탄의 고형분이 25%인 수용액(DSM사 제품)
R-961 : 폴리우레탄의 고형분이 34%인 수용액(DSM사 제품)
HY-570: 폴리아크릴의 고형분이 40%인 수용액(AIR Product사 제품)
멜라민 수지: Aldrich사 제품, 고형분=90%
TEOS : 테트라에톡시실란(Aldrich사 제품)
비교예 13-15. 유기고분자막을 도입한 멜라민을 포함하지 않는 전도성 고분자 기재(비양자성 고극성 용매)
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 상기 표 3에 나타낸 바와 같은 성분과 함량으로 반응을 수행하여 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
먼저 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄등의 유기 고분자 층을 투명한 기재에 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 막을 형성한 뒤에 이 유기 고분자 막에 상기 전도성 고분자 혼합 용액 조성물을 도포한 후 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 폴리티오펜계 전도성 고분자 막을 제조하였다. 이때, 건조된 전도성 고분자 혼합 용액 조성물의 막 두께는 5 ㎛ 이하를 나타내었다.
시험예 . 물성 평가
1) 전도도 : 오움(ohm)메타기로 표면저항을 평가하였다(미쯔비시 케미칼사의 Loresta EP MCP-T360사용).
2) 투명도 : UV-Visible 550 ㎚ 투과도로서 평가. 이때, 투명기재의 투과도를 100 %로 정하고 코팅후의 투과도를 비율로 나타내었다(Minolta사 CM-3500d사용).
3) 접착력 : 테이핑 테스터(Taping Tester)로 10회 테이핑한 후 표면저항의 변화로 상대적인 평가 수행하였다(사용 Tape : Nitto사 제품).
<저항변화>
① 50 Ω/㎡ 이하 : 양호,
② 50 ～ 100 Ω/㎡ : 보통,
③ 100 Ω/㎡ 이상 : 불량
4) 투명성 변화: 도포 및 건조된 전도성 고분자 막을 125℃, 10분 처리 후 올리고머 돌출에 따른 Haze값 변화를 니폰 덴쑈쿠 코교사의 NDH 5000W Hazemeter기를 사용하여 측정하였다(건조전의 Haze 초기값: 1% 이하).
<Haze값>
① 3% 이하 : 양호,
② 3% 이상 : 불량
5) 액안정성 : 상온 방치 시 1주일 후 응집 발생여부에 따라 평가.
6) 유기 고분자막의 건조성: 125℃, 5분 건조후 도막의 건조 여부 판단
① 완전 건조시 : 양호,
② 불완전 건조시: 불량
상기에서 제조된 폴리티오펜 고분자막의 물성을 상기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 4 ~ 6에 나타내었다.
물성 전도도
(O/)		 투명도
(%)		 내습성 접착력 막균일성 액안정성 Haze 값
(초기:0.5%)		 유기고분자막 건조성
비교예 1 710 98 양호 양호 양호 양호 불량 -
비교예 2 650 97 양호 양호 양호 양호 불량 -
비교예 3 400 96 양호 양호 양호 양호 불량 -
비교예 4 380 97 불량 양호 양호 양호 불량 -
비교예 5 450 96 불량 양호 양호 양호 불량 -
비교예 6 400 96 불량 불량 양호 양호 불량 -
비교예 7 310 95 불량 양호 양호 양호 불량 -
비교예 8 305 95 불량 불량 양호 양호 불량 -
비교예 9 300 95 불량 양호 양호 양호 불량 -
상기 표 4에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 멜라민 수지 성분을 사용한 비교예 1-3인 경우가 멜라민 수지를 배제한 비교예 4-9에 비해 내습성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으나, 유기 고분자 층 없이 폴리티오펜계 고분자만을 이용한 막의 경우 고온 처리시 기재의 올리고머 돌출에 의해 Haze값이 상승되는 것을 확인할 수 있었다.
물성 전도도
(Ω/㎡)		 투명도
(%)		 내습성 접착력 막균일성 액안정성 Haze 값
(초기:0.5%)		 유기고분자
막 건조성
실시예 1 800 99 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 2 750 98 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 3 770 96 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 4 390 96 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 5 320 96 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 10 370 96 불량 불량 양호 양호 양호 불량
비교예 11 380 96 불량 양호 양호 양호 불량 양호
비교예 12 360 96 불량 양호 양호 양호 불량 양호
상기 표 5에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1-5가 멜라민 수지와 결합제를 배제한 비교예 10과 멜라민 수지를 배제한 비교예 11-12에 비해 전도도와 투명도가 동시에 향상되면서 내습성, 접착력, 막균일성 및 액안정성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 적정 두께의 유기 고분자 막 위에 전도성 고분자 혼합 용액을 도포한 실시예 1-5의 경우 고온처리시에도 Haze값을 3.0 % 이하로 유지시킴과 동시에 기재의 변형없이 유기 고분자막을 건조시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 유기고분자층을 도입한 비교예 10-12는 상기 표 4에 나타난 비교예 1-9 보다는 상대적으로 우수한 물성을 갖는 것을 알 수 있었다.
물성 전도도
(Ω/㎡)		 투명도
(%)		 내습성 접착력 막균일성 액안정성 Haze 값
(초기:0.5%)		 건조성
실시예 6 880 98 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 7 380 97 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 8 330 96 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 9 280 95 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 13 760 98 불량 불량 양호 양호 불량 양호
비교예 14 500 96 불량 불량 양호 불량 양호 불량
비교예 15 410 97 불량 양호 양호 양호 양호 불량
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 6-10이 멜라민 수지와 결합제를 배제한 비교예 13-14와 멜라민 수지가 배제된 비교예 15에 비해 전도도와 투명도가 동시에 향상되면서, 접착력, 막균일성 및 액안정성이 우수하다는 것과 특히 내습성이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 적정 두께의 유기 고분자막위에 전도성 고분자 혼합 용액을 도포한 실시예 6-9의 경우 고온처리시 Haze값을 3.0% 이하로 유지시킴과 동시에 기재의 변형없이 유기고분자막을 건조시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 유기고분자층을 도입한 비교예 13-15는 상기 표 4에 나타난 비교예 1-9 보다는 상대적으로 우수한 물성을 갖는 것을 알 수 있었다.
도 1은 본 발명에 의한 고분자막의 접촉저항을 측정하기 위한 방법 및 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 접촉식 패널용 필름 및 디스플레이 전극 필름의 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 올리고머 돌출을 방지한 필름의 SEM 사진이다 [(1) 유기 고분자 층이 없는 폴리티오펜계 전도성 고분자막의 올리고머 사진 (2) 유기 고분자층이 형성되어진 폴리티오펜계 전도성 고분자막의 사진(고온처리 조건:125℃, 10분 및 PET Film; SKC, Toray, Toyobo 社 등의 범용품)].
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 하부 기판 102 : ITO 층(증착)
103 : 절연층(Dot Spacer) 201 : 전도성 고분자막
202 : 유기 고분자 막 203 : 상부 기판
300 : 스타일러스 펜 400 : 콘트롤러(Controller)
501 : Back면 처리 종류 502 : 기판
503 : 유기 고분자 막 504 : 전도성 고분자막

Claims (12)

  1. 폴리티오펜계 전도성 고분자 층이 기판에 형성된 전도성 고분자 막에 있어서,
    상기 기판과 폴리티오펜계 전도성 고분자 층 사이에 유기고분자 층이 형성된 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기고분자 층은 폴리에스터, 폴리아크릴, 폴리우레탄 및 멜라민수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유기고분자 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기고분자 층의 두께는 0.5 ~ 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 층은, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 20 ~ 70 중량%; 알콜계 유기용매 10 ~ 75 중량%; 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매 1 ~ 10 중량%; 폴리에스터, 폴리우레탄, 알콕시실란 및 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 결합제 0.1 ~ 15 중량%를 포함하는 폴리티오펜계 전도성 용액 조성물로부터 형성된 것임을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은, 폴리에틸렌디옥시티오펜에 폴리스틸렌술포네이트가 도핑된 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은, 고형분의 농도가 1.0 ~ 1.5 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 알콜계 유기용매는, 탄소수가 1 ~ 4인 알콜인 것을 특징으로 하는 폴리 티오펜계 전도성 고분자 막.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 아마이드계 용매는 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 아세트아마이드, N-메틸아세트아마이드, N-디메틸아세트아마이드 및 N-메틸피롤리돈 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 비양자성 고극성 용매는 디메틸설폭사이드 및 프로필렌카보네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 비양자성 고극성 용매를 사용하는 경우에는 상기 폴리티오펜계 전도성 용액 조성물에 대하여 분산 안정제를 1 ~ 10 중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 분산 안정제는 에틸렌글리콜, 글리세린 및 솔비톨 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합제는 메틸트리-메톡시실란 및 테트라에톡시실란 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리티오펜계 전도성 고분자 막.
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