KR20120077871A - 전도성 고분자 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 전도성 필름의 제조방법 - Google Patents

전도성 고분자 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 전도성 필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전도성 고분자 조성물 제조방법은 전도성 고분자의 중합 전에 PSS 대신에 바인더를 전도성 고분자 단량체와 혼합하여 중합함으로써, 유기용매와 친화력이 우수한 전도성 단량체의 성질을 유지하여 화학적 안정성을 높이고, 바인더를 통해 기재와의 접착력을 높일 수 있다.

Description

전도성 고분자 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 전도성 필름의 제조방법{Method of conductive polymer composition and method of conductive film using the same}
본 발명은 전도성 고분자 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 전도성 필름의 제조방법에 관한 것이다.
디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.
하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.
또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch panel)이 개발되었다.
이러한 터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.
터치패널의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-Magnetic Type), 소오방식(SAW type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치패널은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널이다.
저항막방식 터치패널의 경우, 상/하부 투명전극막이 스페이서에 의해 이격되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 형태이다. 상부 투명전극막이 형성되어 있는 상부 전도성 필름이 손가락, 펜 등의 입력수단에 의해 눌릴 때 상/하부 투명전극막이 통전되고, 그 위치의 저항값 변화에 따른 전압변화를 제어부에서 인지하여 접촉좌표를 인식하는 방식으로 디지털 저항막방식과 아날로그 저항막방식이 있다.
정전용량방식 터치패널의 경우, 제1 투명전극이 형성된 상부 전도성 필름과 제2 투명전극이 형성된 하부 전도성 필름이 서로 이격되며, 제1 투명전극과 제2 투명전극이 접촉하지 못하게 절연재가 삽입된다. 또한, 상부 전도성 필름과 하부 전도성 필름에는 투명전극과 연결된 전극배선이 형성된다. 전극배선은 입력수단이 터치스크린에 접촉함에 따라 제1 투명전극과 제2 투명전극에서 발생하는 정전용량의 변화를 제어부에 전달한다.
종래에는 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)를 이용하여 투명전극을 형성하였으나, 현재 이를 대체하기 위한 물질로서 전도성 고분자에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 전도성 고분자는 ITO에 비해 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해, 전도성 고분자는 터치패널 뿐만 아니라 차세대 기술인 플렉시블 디스플레이(Flexible display)의 핵심적인 요소로서 기대가 주목되고 있다.
전도성 고분자 중 PEDOT/PSS는 전기전도도 특성이 우수하여 현재 널리 시판되고 있다. PEDOT/PSS를 포함한 전도성 고분자 조성물은 먼저 전도성 고분자 단량체 EDOT과 도펀트로서 PSS를 사용하여 중합함으로써 PEDOT/PSS를 형성한 후, 바인더, 분산안정제, 추가 도펀트 등의 기타 첨가제를 추가하였다. 그러나, PEDOT/PSS의 경우 수용성이므로, 첨가제의 추가에 있어 수용성계 또는 양친매성계 첨가제로 사용이 제한되는 문제점이 있었다. 또한, PEDOT/PSS의 수용성으로 인해, 공기중의 불순물과 반응하기가 쉬워 전도성 필름의 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체와 바인더를 혼합하여 전도성 고분자를 중합함으로써, 수분과의 친화력이 낮은 전도성 고분자 조성물의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도성 고분자 조성물의 제조방법은 (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계 및 (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체 용액은 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 바인더 10 내지 200 중량부, 용매 5000 내지 50000 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 중합은 산화중합인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 40 내지 60 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더, 젤라틴, 아크릴계 바인더, 에폭시계 바인더, 에스터계 바인더, 우레탄계 바인더, 에테르계 바인더, 카복실계 바인더 및 아미드계 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체 용액은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 도펀트는 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 N-디메틸아세트이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 극성용매인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체는 티오펜, 아닐린, 피롤, 아세틸렌, 페닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 고분자 단량체인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체는 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 용매는 지방족 알코올, 지방족 케톤, 지방족 카르복실산 에스테르, 지방족 카르복실산 아미드, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 아세토 니트릴, 지방족 술폭시드, 물 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도성 필름의 제조방법은 (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계, (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시켜 전도성 고분자 조성물을 제조하는 단계, (C)상기 전도성 고분자 조성물을 건조시키는 단계, (D)상기 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅하는 단계 및 (E)상기 베이스 부재를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체 용액은 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 바인더 10 내지 200 중량부, 용매 5000 내지 50000 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 중합은 산화중합인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 40 내지 60 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더, 아크릴계 바인더, 에폭시계 바인더, 에스터계 바인더, 우레탄계 바인더, 에테르계 바인더, 카복실계 바인더 및 아미드계 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체 용액은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 도펀트는 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 N-디메틸아세트이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 극성용매인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체는 티오펜, 아닐린, 피롤, 아세틸렌, 페닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 고분자 단량체인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 고분자 단량체는 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 용매는 지방족 알코올, 지방족 케톤, 지방족 카르복실산 에스테르, 지방족 카르복실산 아미드, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 아세토 니트릴, 지방족 술폭시드, 물 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 전도성 고분자의 중합전에 전도성 고분자 단량체가 포함된 용매에 바인더를 혼합하여 중합함으로써 기재와의 접착력이 우수하고, 수분과의 친화력이 낮아져, 전도성 고분자 조성물의 화학적 안정성이 향상된다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 전도성 고분자 조성물의 제조방법은 (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계 및 (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합하는 단계를 포함한다. 본 발명은 전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체와 바인더를 혼합하여 중합함으로써, 전도성 고분자 단량체의 유기용매에 잘 녹는 성질을 변화시키지 않고, 수분과의 친화력이 낮은 전도성 고분자 조성물을 제조할 수 있다. 이하 제조공정별로 나누어 설명하기로 한다.
먼저 전도성 고분자 단량체와 바인더 및 용매를 혼합한 전도성 고분자 단량체 용액을 제조한다. 전도성 고분자 단량체는 조성물의 전기전도도 특성을 부여하며, 바인더는 기재와의 접착력을 향상시킨다. 용매는 전도성 고분자 단량체와 바인더의 분산을 위해 첨가된다. 전도성 고분자 단량체 용액의 구성요소별로 나누어 살펴보면 다음과 같다.
전도성 고분자 단량체는 탄소원자 하나 당 한개의
Figure pat00001
-전자를 갖는 전기전도성을 띄는 단량체를 말한다. 전도성 고분자 단량체는 전도성 고분자로 중합시 약 10,000 이상의 분자량을 갖는다. 전도성 고분자는 기존의 투명전극으로 일반적으로 사용되던 ITO(Indium Tin Oxide)에 비해 경량임과 동시에 유연성이 높은 박막을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
전도성 고분자 단량체는 티오펜, 아닐린, 피롤, 아세틸렌, 페닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체일 수 있다. 상기 전도성 고분자 단량체는 고분자로 중합이 용이하며, 전기전도도가 우수하다는 장점이 있다.
이때, 바람직하게는 전도성 고분자 단량체는 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)일 수 있다. 상기 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)을 중합하여 형성한 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)은 전기전도도 및 열적 안전성이 매우 우수하다.
바인더는 기재와의 접착력 향상을 위해 첨가된다. 바인더는 셀룰로오스계 바인더, 젤라틴, 아크릴계 바인더, 에폭시계 바인더, 에스터계 바인더, 우레탄계 바인더, 에테르계 바인더, 카복실계 바인더 및 아미드계 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 상기예에 한정되는 것은 아니다.
이때, 바인더는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 10 내지 200 중량부가 포함하며, 바람직하게는 40 내지 60 중량부를 포함한다. 바인더가 10 중량부 미만인 경우 접착력 향상효과가 저하되며, 200 중량부를 초과하는 경우 전도성 고분자 단량체에 비해 상대적으로 비율이 높아져 전도성 고분자 조성물의 전기전도도를 감소된다.
용매는 전도성 고분자 단량체를 용액상에 분산시키기 위해 첨가된다. 용매는 지방족 알코올, 지방족 케톤, 지방족 카르복실산 에스테르, 지방족 카르복실산 아미드, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 아세토 니트릴, 지방족 술폭시드, 물 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 상기예에 한정되는 것은 아니다.
이때, 용매는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 5000 내지 50000 중량부가 포함하며, 바람직하게는 7000 내지 30000 중량부를 포함한다. 용매가 5000 중량부 미만인 경우 전도성 고분자의 분산성이 떨어지며, 50000 중량부를 초과하는 경우에는 전도성 고분자 조성물의 전기전도도가 감소된다.
본 발명에 따른 전도성 고분자 단량체 용액은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트는 전도성 고분자 단량체를 용매상에 분산시켜, 전기전도도를 향상시키는 역할을 한다. 도펀트는 산소 및 질소를 함유하는 유기 화합물이 바람직하며, 예로서 에테르기 화합물, 카르보닐기 화합물, 극성용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
도펀트로서 에테르기를 함유하는 화합물로는 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등이 사용되며, 카르보닐기를 함유하는 화합물로서는 이소프론, 프로필렌카보네이트, 시클로헥사논 또는 부티로락톤 등이 사용된다. 극성용매는 전도성 고분자 조성물의 전기전도도를 향상시키는 성능이 우수하여 주로 사용되며, 디메틸설폭사이드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), N,N-디메틸포름아미드(DMF) 및 N-디메틸아세트이미드(DMA)인 극성용매 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물일 수 있다.
이때, 도펀트는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부가 포함하며, 바람직하게는 20 내지 40 중량부를 포함한다. 도펀트가 10 중량부 미만인 경우 전기전도도 향상효과가 미약하며, 50 중량부를 초과하는 경우 도펀트 추가에 따른 전기전도도의 향상효과가 없으므로 도펀트가 낭비될 수 있다.
본 발명의 전도성 고분자 단량체 용액은 분산안정제, 계면활성제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.
다음 공정으로, 앞서 설명한 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시켜 전도성 고분자 조성물을 제조한다. 전도성 고분자 단량체 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)에 도펀트로서 폴리스티렌술포네이트(PSS)를 사용하여 PEDOT/PSS를 중합하는 경우, PSS로 인해 PEDOT/PSS의 수분과의 친화력이 높아 공기중의 수분과 반응성이 컸다. 이로 인해 제조공정에 있어, 공기와의 반응으로 불순물이 포함될 우려가 높아 전도성 고분자 조성물의 화학적 안정성 및 내구성이 문제되었다. 본 발명은 PSS 대신에 바인더를 전도성 고분자 단량체와 혼합하여 중합함으로써, 유기용매와 친화력이 우수한 전도성 고분자 단량체의 성질을 유지하여 화학적 안정성을 높이고, 바인더로 인해 기재와의 접착력을 높일 수 있다.
전도성 고분자 단량체 용액을 중합시키는 방법으로 화학적 중합, 전기화학적 중합, 열중합, 광중합 등이 이용될 수 있다.
이때, 화학적 중합법 중 산화중합을 이용하여 전도성 고분자를 중합함이 바람직하다. 산화중합은 저렴한 비용으로 고분자 중합이 가능하며, 중합방법이 간단하다는 장점이 있다. 산화중합은 Lewis acid와 같은 산화제를 이용하여 단량체를 산화시켜 전도성 고분자로 중합하게 된다.
본 발명에 따른 전도성 필름의 제조방법은 (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계, (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시켜 전도성 고분자 조성물을 제조하는 단계, (C)상기 전도성 고분자 조성물을 건조시키는 단계, (D)상기 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅하는 단계 및 (E)상기 베이스 부재를 건조시키는 단계를 포함한다. 이하 전도성 필름의 제조공정별로 나누어 살펴보기로 한다. 앞에서 설명한 부분과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 언급하도록 하겠다.
먼저, 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 제조한다. 이때, 전도성 고분자 단량체 용액은 전도성 향상을 위해 도펀트를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시켜 전도성 고분자 조성물을 제조한다. 이때, 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시키는 방법으로 산화중합을 이용함이 바람직하다. 전도성 고분자 단량체 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)에 도펀트로서 폴리스티렌술포네이트(PSS)를 사용하여 PEDOT/PSS를 중합하는 경우, PSS로 인해 PEDOT/PSS의 수분과의 친화력이 높아 공기중의 수분과 반응하기 쉬웠다. 이로 인해 전도성 필름의 화학적 안정성이 문제되었다. 본 발명은 PSS 대신에 바인더를 전도성 고분자 단량체와 혼합하여 중합함으로써, 유기용매와 친화력이 우수한 전도성 단량체의 성질을 유지하여 화학적 안정성을 높이고, 바인더로 인해 기재와의 접착력을 높일 수 있다.
다음으로 전도성 고분자 조성물을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써, 전도성 고분자 조성물의 점도를 높인다. 전도성 고분자 조성물의 점도를 높임으로써, 베이스 부재에 전도성 고분자 조성물의 코팅을 용이하게 할 수 있다.
다음으로 상기 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅한다. 전도성 고분자 조성물을 건식공정 또는 습식공정을 통해 패터닝하여 코팅할 수 있다. 건식공정으로는 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등이 있으며, 습식공정으로는 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin Coating), 롤 코팅(Roll coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등을 들 수 있다.
베이스 부재로는 투명한 부재로서 유리기판, 필름기판, 섬유기판, 종이기판이 사용될 수 있으며, 이 중에서 필름기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리비닐알코올(PVA), 시클릭 올레핀 공중합체(COC), 스틸렌중합체 등으로 구성될 수 있고 특별히 한정되지는 않는다.
다음으로 전도성 고분자 조성물이 코팅된 베이스 부재를 건조시킨다. 코팅된 전도성 고분자 조성물이 건조됨으로써, 고정된 형태의 투명전극이 형성된다. 건조하는 방법으로는 열풍건조, 적외선(IR)건조 등을 이용할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
n-부탄올 용매 3.725g에 도펀트로서 디메틸설폭사이드 0.02g, 전도성 고분자 단량체로 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)0.06g, 아크릴계 바인더 0.012g(전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 20중량부)을 넣고 1시간 정도 혼합 및 초음파처리(sonification)하여 전도성 고분자 단량체 용액을 제조하였다. 이후, 전도성 고분자 단량체 용액에 산화제를 첨가하여 산화중합시켜 PEDOT 전도성 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 PEDOT 전도성 고분자 조성물을 건조하여 조성물의 점도를 높인 후, 생성된 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재 위에 그라비아 인쇄하여, 70℃ 정도에서 30분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 투명전극의 두께는 100nm ~ 200nm 수준이었다.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 아크릴계 바인더의 첨가량을 0.024g(전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 40중량부)로 달리하여 전도성 고분자 조성물을 제조하였다.
생성된 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재 위에 그라비아 인쇄하여, 70℃ 정도에서 30분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 투명전극의 두께는 100nm ~ 200nm 수준이었다.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 아크릴계 바인더의 첨가량을 0.036g(전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 60중량부)로 달리하여 전도성 고분자 조성물을 제조하였다.
생성된 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재 위에 그라비아 인쇄하여, 70℃ 정도에서 30분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 투명전극의 두께는 100nm ~ 200nm 수준이었다.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 아크릴계 바인더의 첨가량을 0.048g(전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 80중량부)로 달리하여 전도성 고분자 조성물을 제조하였다.
생성된 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재 위에 그라비아 인쇄하여, 70℃ 정도에서 30분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 투명전극의 두께는 100nm ~ 200nm 수준이었다.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 아크릴계 바인더의 첨가량을 0.06g(전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 100중량부)로 달리하여 전도성 고분자 조성물을 제조하였다.
생성된 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재 위에 그라비아 인쇄하여, 70℃ 정도에서 30분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 투명전극의 두께는 100nm ~ 200nm 수준이었다.
< 시험예 >
실시예 1 내지 실시예 5의 전도성 고분자 조성물로 제조된 전도성 필름의 면저항, 투과율을 평가하였다. 면저항의 경우 Mitsubishi chemical사의 Loresta EP MCP-T360 을 사용하였다. 투과율의 경우 UV-Visible 550 ㎚의 투과도로서 평가하였으며, 이때 투명 베이스 부재의 투과도를 100 %로 정하고 코팅 후의 투과도를 비율로 나타내었다. 투과율은 측정은 Minolta사 CM-3500d 을 사용하였다.

면저항(Ω/□) 투과율(%)
실시예 1
 250 88.3%
실시예 2
 243 88.3%
실시예 3
 245 88.3%
실시예 4
 248 88.4%
실시예 5
 268 88.5%
상기 표 1의 실험데이터 결과값에서 알 수 있듯이, 바인더를 전도성 고분자 단량체 100중량부 대비 40 내지 60 중량부를 혼합함이 전도성 필름의 면저항 및 투과율이 우수함을 보였다.

Claims (20)

  1. (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계; 및
    (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체 용액은 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 바인더 10 내지 200 중량부, 용매 5000 내지 50000 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 중합은 산화중합인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 40 내지 60 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더, 젤라틴, 아크릴계 바인더, 에폭시계 바인더, 에스터계 바인더, 우레탄계 바인더, 에테르계 바인더, 카복실계 바인더 및 아미드계 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체 용액은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 도펀트는 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 N-디메틸아세트이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 극성용매인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체는 티오펜, 아닐린, 피롤, 아세틸렌, 페닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 고분자 단량체인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체는 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 지방족 알코올, 지방족 케톤, 지방족 카르복실산 에스테르, 지방족 카르복실산 아미드, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 아세토 니트릴, 지방족 술폭시드, 물 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물의 제조방법.
  11. (A)전도성 고분자의 중합 전에 전도성 고분자 단량체, 바인더 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 단량체 용액을 혼합하는 단계;
    (B)상기 전도성 고분자 단량체 용액을 중합시켜 전도성 고분자 조성물을 제조하는 단계;
    (C)상기 전도성 고분자 조성물을 건조시키는 단계;
    (D)상기 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅하는 단계; 및
    (E)상기 베이스 부재를 건조시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체 용액은 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 바인더 10 내지 200 중량부, 용매 5000 내지 50000 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 중합은 산화중합인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 바인더는 전도성 고분자 단량체 100 중량부 대비 40 내지 60 중량부 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더, 아크릴계 바인더, 에폭시계 바인더, 에스터계 바인더, 우레탄계 바인더, 에테르계 바인더, 카복실계 바인더 및 아미드계 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체 용액은 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 도펀트는 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 N-디메틸아세트이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 극성용매인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체는 티오펜, 아닐린, 피롤, 아세틸렌, 페닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 고분자 단량체인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 전도성 고분자 단량체는 3,4-에틸렌디옥시티오펜(EDOT)인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 용매는 지방족 알코올, 지방족 케톤, 지방족 카르복실산 에스테르, 지방족 카르복실산 아미드, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 아세토 니트릴, 지방족 술폭시드, 물 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101414668B1 (ko) * 2013-01-04 2014-07-04 주식회사 경우 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 전도성 필름의 제조 방법

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