KR20140070506A - 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 이를 포함하는 필름, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 이를 포함하는 필름, 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본원은, 금속 나노와이어 및 상기 금속 나노와이어를 연결하는 유기화합물 풀 (glue)을 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 이를 포함하는 필름, 상기 복합체의 제조 방법, 상기 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막, 상기 코팅막의 제조 방법, 및 상기 코팅막을 포함하는 투명전극에 에 관한 것이다.

Description

금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 이를 포함하는 필름, 및 이의 제조 방법 {METAL NANOWIRE-ORGANIC COMPOSITE, FILM INCLUDING THE SAME, AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본원은, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 이를 포함하는 필름, 상기 복합체의 제조 방법, 상기 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막, 상기 하드 코팅막의 제조 방법, 및 상기 하드 코팅막을 포함하는 투명전극에 관한 것이다.
최근 휴대용 디스플레이 도구가 급속히 발전함에 따라, 이에 적용될 수 있는 플렉서블하고 투명도가 높은 투명전극에 대한 수요가 증가하고 있다. 투명전극의 경우, 통상적으로 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 주로 사용되어 왔으나, ITO의 경우 기계적 강도가 높아 플렉서블 소자에 적용하는 것이 어려우며, 제조 시 고온 공정이 필요하다는 단점이 있다. 이러한 ITO를 대체하기 위해 많은 물질, 예를 들어, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속 나노와이어가 연구되고 있다. 이 중에서도, 금속 나노와이어, 예를 들어, 은 나노와이어(Ag NW)의 경우 전기적, 열적, 광학적 특성이 우수하여 ITO를 대체할 수 있는 재료로서 주목받고 있다 (미국 공개특허 US 2009/0129004 A1 등). 금속 나노와이어 필름이 태양 전지의 투명 전극으로서 사용될 수 있다는 것이 밝혀진 이래로, 금속 나노와이어를 다양한 기술, 예를 들어, 트랜스퍼 프린팅, 스프레이 코팅, 바 코팅 등을 통해 제조하려는 시도가 계속되고 있다. 이러한 시도를 통해, 단순한 방법으로 저가의 투명성 및 전도성이 우수한 금속 나노와이어 필름을 제조하는 방법들이 계속하여 개발되고 있다.
금속 나노와이어 필름을 제조하기 위해 어떤 방법을 사용한다 하더라도, 가장 큰 문제점은 금속 나노와이어의 합성 및 용액 분산에 사용되는 절연성 리간드를 금속 나노와이어로부터 제거해야 한다는 점이다. 이러한 절연성 리간드는 금속 나노와이어 상호 간의 접합으로 인해 전도성을 저감시키는 문제가 있다. 종래에는, 이러한 절연성 리간드를 제거하기 위해 열, 기계적 프레싱, 또는 산에 의한 에칭법 등을 이용하였으나, 이러한 방법은 소자에 의도하지 않은 손상을 가할 수 있고, 또한 고가의 공정을 필요로 한다는 단점이 있다. 이에, 절연성 리간드를 제거하여 금속 나노와이어 사이의 접합 (junction) 전도성을 향상시키기 위한 방법의 필요성이 대두되고 있다.
본원은, 금속 나노와이어들이 풀 (glue) 역할을 하는 유기화합물에 의해 연결됨으로써 금속 나노와이어 사이의 접합 전도성을 향상시킨 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 및 이를 포함하는 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본원은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 위에 형성된 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 코팅막에 의해 금속 나노와이어간 밀착을 향상시켜 전도성 특성을 더 향상시키고, 동시에 친수성 또는 소수성 막 특성을 발현할 수 있다.
또한, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 고가의 열처리 공정을 수행하지 않는 단순한 방법에 의해 제조할 수 있다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 금속 나노와이어 및 상기 금속 나노와이어를 연결하는 유기화합물 풀 (glue)을 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어의 금속은 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 그래핀 옥사이드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 혼합물을 함유하는 코팅막이 추가로 적층되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기화합물 풀은 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드(polydiallyldimethylammonium chloride, PDDA), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol, PVA), 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기화합물 풀이 상기 금속 나노와이어의 표면 또는 상기 금속 나노와이어의 접합 (junction) 부분에 결합되어 상기 금속 나노와이어를 서로 연결하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 필름을 제공할 수 있다.
본원의 제 3 측면은, 유기화합물을 포함하는 용액을 기재 상에 도포하여 유기화합물-개질된 기재를 형성하는 제 1 단계; 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 도포시켜 금속 나노와이어 필름을 제조하는 제 2 단계; 및, 상기 금속 나노와이어 필름을 유기화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 형성하는 제 3 단계를 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어의 금속은 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법은 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계를 반복적으로 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 그래핀 옥사이드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 혼합물을 함유하는 용액을 적용하여 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 제 4 단계를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법은 상기 제 2 단계 내지 상기 제 4 단계를 반복적으로 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 유기화합물은 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드(polydiallyldimethylammonium chloride, PDDA), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol, PVA), 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 3 단계에서 상기 유기화합물이 상기 금속 나노와이어 상에 결합되어 상기 금속 나노와이어가 상기 유기화합물에 의해 서로 연결되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 도포는 침지법, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤투롤 방법 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 4 측면은, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계; 및, 상기 그래핀 옥사이드/금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 하드 코팅막을 코팅하는 단계를 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계 후에, 상기 그래핀 옥사이드 층을 환원시켜 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 환원된 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅막은, 아크릴 리신; 폴리비닐알콜 (PVA); 폴리(에틸렌 글리콜)디아실레이트 [poly(ethylene glycol) diacrylate, PEGDA]; 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌 설포네이트) [poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate), PEDOT:PSS]; TiO2/PEDOT; PSS; 테프론; 은나노와이어/폴리머 복합체; 메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 (methacryloxypropyl trimethoxysilane, MPTMS), 글리시독시프로필 트리메톡시실란 (glycidoxypropyl trimethoxysilane, GPTMS), 비닐트리에톡시실란 (vinyltriethoxysilane, VTES), 메틸트리에톡시실란 (methyltriethoxysilane, MTES), 테트라에틸오르소실리케이트 (tetraethylorthosilicate, TEOS), 메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란 (methacryloxy propyltrimethoxysilane, MPTMS), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 실란커플링제; 티타늄 이소프로폭사이드 (titanium isopropoxide, TTIP), (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란 [(3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane, GPTMS], 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 고굴절 물질; 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅막을 코팅하는 단계는 광개시제의 첨가를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 5 측면은, 상기 제 4 측면에 따라 제조되며, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 층; 그래핀 옥사이드 또는 환원된 그래핀 옥사이드 층; 및, 하드 코팅막을 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막을 제공할 수 있다.
본원의 제 6 측면은, 상기 제 5 측면에 따른 자외선 경화형 하드 코팅막을 포함하는 투명전극을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원의 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 금속 나노와이어가 유기화합물 풀에 의해 직접적으로 연결되어 있기 때문에 금속 나노와이어 사이의 접합력이 증가하며, 또한 상기 유기화합물 풀이 고체 전해질 (electrolyte)의 기능을 수행함으로써 금속 나노와이어 사이의 접합 전도성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본원에 따른 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 고온의 열처리를 수행하지 않는 단순한 방법에 의해 제조될 수 있어 비용을 절감할 수 있으며, 용액법에 의해 제조되기 때문에 모든 기재 상에 적용될 수 있고, 친환경적이고 저가로서 제조가 가능하다.
본원에 따른 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드를 적층하는 경우, 상기 그래핀 옥사이드는 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체와 매우 강하게 결합한다. 구체적으로, 양전하 작용기들을 갖는 유기화합물과 음전하 작용기들을 포함하는 그래핀 옥사이드 사이에 강한 이온 결합이 발생한다. 상기 그래핀 옥사이드는 친수성 표면을 가지며, 다양한 방법 (열 환원법, 화학적 방법 등)에 의해 소수성 특성을 갖는 환원된 그래핀 옥사이드로 환원될 수 있다.
아울러, 최종 생성된 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층을 추가로 포함하는 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 및 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 필름은 자외선 경화형 하드 코팅막뿐 아니라, 다양한 소자의 투명전극으로서 적용될 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 모식도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 모식도이다.
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법의 흐름도이다.
도 4는 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법의 모식도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법 흐름도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막의 모식도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 투명도 및 면저항을 측정한 그래프이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 파장별 투명도 그래프이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 면저항 값을 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 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. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, 또는 B, 또는, A 및 B"를 의미한다.
본원의 제 1 측면은, 금속 나노와이어 및 상기 금속 나노와이어를 연결하는 유기화합물 풀 (glue)을 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 모식도이다.
도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 금속 나노와이어가 유기화합물 풀에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 유기화합물 풀은, 금속 나노와이어 사이의 접합력을 증가시키는 역할뿐만 아니라, 고체 전해질로서의 기능 또한 수행한다. 따라서, 상기 유기화합물 풀에 의해 금속 나노와이어 사이에 접합 전도성이 증가한다. 또한, 상기 유기화합물 풀에 의해 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 친수성을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 용액법을 이용하여 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 다양한 기재 상에 전사할 수 있다.
상기 금속 나노와이어의 금속은, 예를 들어, 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 금속은, 예를 들어, 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 또는, 구리-니켈, 구리-은, 구리-금, 구리-백금 등의 이종 복합 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 유기화합물 풀은, 금속 사이의 접합력을 증가시킬 수 있는 것이면 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드 (polydiallyldimethylammonium chloride, PDDA), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol, PVA), 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 유기화합물 풀은, 예를 들어, 상기 금속 나노와이어의 표면 또는 상기 금속 나노와이어의 접합 부분에 결합되어 상기 금속 나노와이어들을 서로 연결하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드가 추가로 적층되어 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 그래핀 옥사이드가 적층되어 있는 경우, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 친수성을 증가시킬 수 있으며, 또한 기존의 금속 나노와이어에서 발생하는 해이즈 (haze) 문제를 해소하여 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 기재 접착력을 증가시킬 수 있다. 상기 유기화합물은 양전하 작용기를 포함하고, 상기 그래핀 옥사이드는 음전하 작용기를 포함하기 때문에, 상기 유기화합물 및 상기 그래핀 옥사이드는 강한 이온 결합에 의해 결합될 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드는 다양한 방법, 예를 들어, 열 환원 (thermal reduction), 다양한 화학적 방법 등에 의해 환원된 그래핀 옥사이드로 환원될 수 있다. 상기 환원된 그래핀 옥사이드는 소수성을 가지며, 따라서 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 표면을 친수성 또는 소수성으로 용이하게 개질하는 것이 가능하다.
본원의 제 2 측면은, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 필름을 제공할 수 있다. 상기 필름은 투명한 것일 수 있으며, 이에 따라 다양한 종류의 투명 전극에 사용될 수 있다. 상기 필름은 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드를 추가로 포함하는지 여부에 따라 소수성 또는 친수성을 가질 수 있으므로, 다양한 기재 상에 용이하게 적층될 수 있다.
본원의 제 3 측면은, 유기화합물을 포함하는 용액을 기재 상에 도포하여 유기화합물-개질된 기재를 형성하는 제 1 단계; 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 도포시켜 금속 나노와이어 필름을 제조하는 제 2 단계; 및, 상기 금속 나노와이어 필름을 유기화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 형성하는 제 3 단계를 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법의 흐름도이다.
먼저, 유기화합물 풀을 포함하는 용액을 기재 상에 도포하여 유기화합물-개질된 기재를 형성한다 (S10). 상기 기재와 유기화합물 풀 사이의 접착력을 향상시키기 위해, 상기 기재의 친수성을 높이기 위한 전처리 과정을 수행할 수 있다. 상기 기재는 당업계에 공지된 기재를 사용할 수 있으며, 경성 기재, 예를 들어, 유리 기재일 수 있고, 또는, 유연성 기재, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (polyethylene naphthalate, PEN), 또는 폴리이미드 (polyimide, PI) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 기재를 상기 유기화합물에 의해 개질함으로써, 추후 금속 나노와이어와 기재 사이의 접합력을 증가시켜 금속 나노와이어 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
상기 도포는 당업계에 공지된 모든 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 침지법, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤투롤 방법 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이어서, 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 적용시켜 금속 나노와이어 필름을 제조한다 (S20).
상기 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 적용하는 방법은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 a에 나타난 바와 같이, 금속 나노와이어 용액을 와이어 형태의 막대에 도포하고, 상기 막대를 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 롤링함으로써 금속 나노와이어를 상기 유기화합물-개질된 기재에 적용시킬 수 있다. 상기 금속 나노와이어의 금속은, 예를 들어, 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 금속은, 예를 들어, 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 또는, 구리-니켈, 구리-은, 구리-금, 구리-백금 등의 이종 복합 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이어서, 상기 금속 나노와이어 필름을 유기화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 형성한다 (S30).
상기 유기화합물은, 예를 들어, 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드 (polydiallyldimethylammonium chloride, PDDA), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol, PVA), 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 금속 나노와이어 필름이 유기화합물을 포함하는 용액에 침지되는 동안, 도 4의 b에 나타난 바와 같이, 상기 유기화합물이 금속 나노와이어 상에 결합되어 금속 나노와이어들을 서로 연결시켜 준다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 단계 (S20) 및 상기 제 3 단계 (S30)를 반복적으로 수행함으로써, 금속 나노와이어와 유기화합물 간의 결합력을 향상시킨 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 제조할 수 있다.
상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 안정성을 향상시키지 위하여, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 그래핀 옥사이드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 혼합물을 함유하는 용액을 도포하여 그래핀 옥사이드 층 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층을 추가로 형성할 수 있다. 상기 형성된 그래핀 옥사이드 층은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 친수성을 증가시킬 수 있으며, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체가 시간이 흐름에 따라 기재로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 상기 형성된 환원된 그래핀 옥사이드 층은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 소수성을 증가시킬 수 있다. 상기 환원된 그래핀 옥사이드 층은 환원된 그래핀 옥사이드를 함유하는 용액을 도포하는 것뿐 아니라, 이미 형성된 그래핀 옥사이드 층을 다양한 방법, 예를 들어, 열 환원 등에 의해 환원시켜 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 용액은 다양한 방법, 예를 들어, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 및/또는 침전 코팅법 등에 의해 도포될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 4 측면은, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계; 및, 상기 그래핀 옥사이드/금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 하드 코팅막을 코팅하는 단계를 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 5는 본원의 일 구현예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법의 흐름도이다.
먼저, 상기 본원의 제 3 측면에 따라 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 형성한 후, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성한다 (S40). 상기 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 방법은 다양한 방법, 예를 들어, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 및/또는 침전 코팅법 등에 의해 도포되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 하드 코팅막 코팅에 앞서 그래핀 옥사이드 층이 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 형성되면, 상기 그래핀 옥사이드 층이 상기 금속 나노와이어를 보호하기 때문에 추가 적층되는 하드코팅 물질이 상기 나노와이어 접합들 사이로 들어가는 것을 막을 수 있다. 또한, 기존의 저저항성을 유지하면서 보다 화학적·물리적으로 안정한 투명 플라스틱 표면 개질용 하드 코팅필름 형성이 가능하다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계 (S40) 후에, 상기 그래핀 옥사이드 층을 환원시켜 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 환원된 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 S40 단계에서 형성된 그래핀 옥사이드 층을 다양한 방법, 예를 들어, 열 환원 등에 의해 환원시켜 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 환원된 그래핀 옥사이드 층이 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 형성된 그래핀 옥사이드 층은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 친수성을 증가시킬 수 있으며, 상기 형성된 환원된 그래핀 옥사이드 층은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 소수성을 증가시킬 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드 층 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층의 형성은 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 안정성을 향상시킬 수 있고, 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체가 시간이 흐름에 따라 기재로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 상기 그래핀 옥사이드/금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 하드 코팅막을 코팅한다 (S50). 상기 하드 코팅막을 코팅하는 방법은 다양한 방법, 예를 들어, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 및/또는 침전 코팅법 등에 의해 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원에 따른 상기 그래핀 옥사이드/금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 상기 하드 코팅막을 추가 코팅하여 안정성을 증가시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅막은, 아크릴 리신; PVA (Polyvinyalcohol), PEGDA [poly(ethylene glycol) diacrylate], PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate), TiO2/PEDOT; PSS, 테프론, 은나노와이어/폴리머 복합체, 실란커플링제, 고굴절 물질, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 실란커플링제는, 예를 들어, MPTMS (methacryloxypropyl trimethoxysilane), GPTMS (glycidoxypropyl trimethoxysilane), VTES (vinyltriethoxysilane), MTES (methyltriethoxysilane), TEOS (tetraethylorthosilicate), MPTMS (methacryloxy propyltrimethoxysilane), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 상기 고굴절 물질은 TTIP (titanium isopropoxide), GPTMS (3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅막을 코팅하는 단계 (S50) 는 광개시제의 첨가를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 광개시제는, 예를 들어, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐 케톤 (1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 5 측면은, 상기 제 4 측면에 따라 제조되며, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 층; 그래핀 옥사이드 또는 환원된 그래핀 옥사이드 층; 및, 하드 코팅막을 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막을 제공할 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 자외선 경화형 하드 코팅막의 모식도이다.
도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 그래핀 옥사이드 또는 환원된 그래핀 옥사이드 층에 적층되어 있는 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체는 하드 코팅막이 추가 적층되어 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 이때, 하드 코팅막이 코팅되는 위치에 따라서 a 또는 b의 구조를 가질 수 있다. a는 하드 코팅막이 상기 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층에 접합되도록 코팅된 것이고, b는 하드 코팅막이 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체와 접합되도록 코팅된 것이나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원에 따르면 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층을 추가로 포함하는 금속 나노와이어-유기화합물 복합체에 상기 하드 코팅막을 추가 코팅하여 안정성이 증대된 자외선 경화형 하드 코팅막을 수득할 수 있다. 상기 자외선 경화형 하드 코팅막은 기존의 저저항성을 유지하면서 보다 화학적·물리적으로 안정한 투명 플라스틱 표면 개질용 하드 코팅필름으로 적용될 수 있다.
본원의 제 6 측면은, 상기 제 5 측면에 따른 자외선 경화형 하드 코팅막을 포함하는 투명전극을 제공할 수 있다.
본원에 따르면 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 그래핀 옥사이드 및/또는 환원된 그래핀 옥사이드 층을 추가로 포함하는 금속 나노와이어-유기화합물 복합체, 및 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 필름은 다양한 소자의 투명전극으로서 적용될 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본원을 좀더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예 1> GO / 나노와이어 -유기화합물 복합체필름
1) 기재의 친수성을 향상시키기 위해, PET 기재를 3 분 동안 O2 플라즈마 처리하였다. 이어서 상기 PET 기재를 PDDA 용액 (1 mg/mL)에 20 분 동안 침지함으로써 상기 PET 기재에 PDDA가 흡수되도록 하였다.
2) 이어서, 은 나노와이어 IPA (이소프로필알콜) 용액 (0.5 mg/mL) 이 도포된 와이어 형태의 막대를 이용하여 상기 PDDA가 흡수된 PET 기재 상에 은 나노와이어를 적용시켰다.
3) 이어서, 은 나노와이어가 적용된 PET 기재를 PDDA 용액(1 mg/mL) 에서 5 분간 침지시켜 은 나노와이어와 PDDA가 연결되도록 하였다.
상기 2) 및 3) 과정을 각각 1 내지 7 회 실시하여 7 종의 은 나노와이어-유기화합물 복합체를 제조하였다.
상기 방법과 동일한 방법으로, 금 나노와이어-유기화합물 복합체 및 (구리, 백금, 철, 또는 니켈) 나노와이어-유기화합물 복합체를 제조하였다.
이어서, 상기 제조된 금속 (은, 금, 구리, 백금, 철, 또는 니켈) 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 (GO) 코팅막 형성을 위하여, GO가 잘 분산된 수용액을 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 및 침전 코팅법에 의해 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 GO 막을 형성시켰다.
상기 형성된 GO 코팅막을 다양한 환원 방법을 사용하여 환원된 그래핀 옥사이드 (RGO)로 변형시켰다. 다양한 환원 방법들 중, 온도를 상승시키거나 환원제들 (HI, 히드라진 NH2NH2, NaBH4 등)을 사용함으로써 환원이 가능하였다. 온도 상승에 의해 GO를 RGO로 환원시키는 경우, 기판의 종류에 따라 다르지만, 약 150℃ 이하에서 환원을 수행하였다. NaBH4와 같이 고체 환원제를 사용하여 환원시키는 경우, 물 또는 유기 용매에 고체 환원제를 융해시키고, 이어서 GO/나노와이어-유기화합물 복합체를 침지시켜서 GO 막을 RGO 막으로 환원시킬 수 있었다. 또한 HI 또는 NH2NH2와 같이 증기 형태의 환원제를 사용하여 환원시키는 경우, GO/나노와이어-유기화합물 복합체 필름을 공중에 매달고 환원시켰다. 환원제 사용의 경우 사용한 금속 나노와이어에 따라 환원제를 선별하였다. 예를 들어, 금 나노와이어는 온도 및 환원제에 모두 안정하여 온도 상승법 및 환원제법 모두 사용 가능하였으나, 은 나노와이어 및 구리 나노와이어는 상기 환원제와 반응성이 있어서 온도 가열법을 주로 사용하였다. 다만, 은 나노와이어 및 구리 나노와이어라 하더라도 GO 코팅 막 두께가 두꺼운 경우는 상기 HI 또는 NH2NH2와 같은 증기 형태의 환원제의 사용이 가능하였다.
<실시예 2> 자외선 경화형 하드 코팅막
아크릴 리신의 일종인 폴리(에틸렌 글리콜)디아크릴레이트 (PEGDA) 2 중량% 대 라디칼 광개시제인 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐 케톤을 50:1의 중량비로 혼합하여 혼합액을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 제조된 필름 위에 상기 혼합액을 500 rpm의 스핀 코팅으로 적층시킨 다음, 질소 환경 하에서 빛을 약 1 분 동안 쬐어주며 건조함으로써 하드 코팅막이 수득되었다.
<실험예>
상기 실시예 1에서 제조된 7 종의 은 나노와이어-유기화합물 복합체와 순수 은 나노와이어 필름의 면저항 및 투명도를 각각 측정하여, 도 7에 도시하였다. 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 은 나노와이어-유기화합물 복합체의 면저항 및 투명도가 증착 횟수에 따라 순수 은 나노와이어와 유사하거나, 더 우수함을 확인할 수 있었다. 금 나노와이어-유기화합물 복합체 및 구리 나노와이어-유기화합물 복합체의 경우도 거의 비슷한 결과를 나타내었다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 은 나노와이어의 특성을 본원 명세서에 대표적으로 기재하였다.
또한, 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전 파장의 영역에 걸쳐 고르고 우수한 투명도를 나타냄을 확인할 수 있었다.
하기 도 9는 순수 은 나노와이어와 은 나노와이어-PDDA 복합체 필름 (Ag NW-PDDA)의 면저항 비교 데이타이다. PDDA 유기화합물이 첨가되어 있는 경우 시간이 흐름에도 불구하고 면저항이 거의 변하지 않았으며, 특히 공기, 물과 에탄올 용매, 심지어 황화수소의 노출에도 면저항의 변화가 크지 않기 때문에, 매우 안정한 필름임을 확인할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 금속 나노와이어 및 상기 금속 나노와이어를 연결하는 유기화합물 풀 (glue)을 포함하며,
    상기 유기화합물 풀은 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인,
    금속 나노와이어-유기화합물 복합체인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어의 금속은 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 그래핀 옥사이드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 혼합물을 함유하는 코팅막이 추가로 적층되어 있는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화합물 풀이 상기 금속 나노와이어의 표면 또는 상기 금속 나노와이어의 접합 (junction) 부분에 결합되어 상기 금속 나노와이어를 서로 연결하는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 포함하는 필름으로서,
    가시광선 영역에서 90% 이상의 투명도를 나타내는 것인, 필름.
  6. 유기화합물을 포함하는 용액을 기재 상에 도포하여 유기화합물-개질된 기재를 형성하는 제 1 단계;
    금속 나노와이어를 포함하는 용액을 상기 유기화합물-개질된 기재 상에 도포시켜 금속 나노와이어 필름을 제조하는 제 2 단계; 및
    상기 금속 나노와이어 필름을 유기화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 금속 나노와이어-유기화합물 복합체를 형성하는 제 3 단계
    를 포함하며,
    상기 유기화합물 풀은 폴리아크릴산 (polyacrylic acid, PAA), 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine), 폴리(메틸메타크릴레이트) [poly(methyl methacrylate)], 2,3-디메르캅토-1-프로판올 (2,3-dimercapto-1-propanol), 1,8-옥탄디티올 (1,8-octanedithiol), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인,
    금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어의 금속은 은, 금, 구리, 백금, 철, 니켈, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계를 반복적으로 수행하는 것을 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 그래핀 옥사이드 및 환원된 그래핀 옥사이드의 혼합물을 함유하는 용액을 도포하여 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 제 4 단계를 추가 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 단계 내지 상기 제 4 단계를 반복적으로 수행하는 것을 포함하는, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 상기 유기화합물이 상기 금속 나노와이어 상에 결합되어 상기 금속 나노와이어가 상기 유기화합물에 의해 서로 연결되는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 도포는 침지법, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤투롤 방법, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것인, 금속 나노와이어-유기화합물 복합체의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 따른 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계; 및,
    상기 그래핀 옥사이드 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 아크릴 리신을 함유하는 하드 코팅막을 코팅하는 단계
    를 포함하며,
    상기 하드 코팅막을 코팅하는 단계는 광개시제의 첨가를 포함하는 것이고,
    자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계 후에, 상기 그래핀 옥사이드 층을 환원시켜 상기 금속 나노와이어-유기화합물 복합체 상에 환원된 그래핀 옥사이드 층을 형성하는 단계를 추가 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 따라 제조되며,
    금속 나노와이어-유기화합물 복합체 층;
    그래핀 옥사이드 또는 환원된 그래핀 옥사이드 층; 및,
    하드 코팅막
    을 포함하는, 자외선 경화형 하드 코팅막.
  16. 제 15 항에 따른 자외선 경화형 하드 코팅막을 포함하는 투명전극.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190010304A (ko) * 2017-07-21 2019-01-30 한양대학교 산학협력단 원심분리 코팅법을 이용한 금속 나노와이어 박막의 제조 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201607639SA (en) 2014-03-28 2016-10-28 Univ Manchester Reduced graphene oxide barrier materials
US9942979B2 (en) * 2014-11-03 2018-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible printed circuit board
US10829605B2 (en) 2015-07-02 2020-11-10 Sabic Global Technologies B.V. Process and material for growth of adsorbed compound via nanoscale-controlled resistive heating and uses thereof
CN208488734U (zh) 2015-08-21 2019-02-12 3M创新有限公司 包括金属迹线的透明导体
KR101689276B1 (ko) * 2015-08-27 2016-12-26 서울대학교산학협력단 헤테로 접합 금속 나노 와이어의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 헤테로 접합 금속 나노 와이어
EP3423540B1 (en) * 2016-03-04 2023-05-17 King Abdullah University Of Science And Technology Graphene based humidity-insensitive films
EP3396719A1 (en) * 2017-04-27 2018-10-31 Université de Strasbourg Copper nanowire hybrid coating
WO2018208782A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Non-fibrotic biocompatible electrode and related methods
US11733512B2 (en) * 2019-07-08 2023-08-22 Ford Global Technologies, Llc Sensor having a wireless heating system
US20220388029A1 (en) * 2019-10-16 2022-12-08 The University Of Hong Kong Integration of metal nanowire network into conducting polymers
CN113826230A (zh) * 2020-03-02 2021-12-21 株式会社东芝 透明电极和透明电极的制造方法，以及具备透明电极的光电转换元件
US11652051B2 (en) * 2021-01-22 2023-05-16 Tpk Advanced Solutions Inc. Contact structure and electronic device having the same
US11652052B2 (en) * 2021-03-29 2023-05-16 Tpk Advanced Solutions Inc. Contact structure and electronic device having the same
CN114425618B (zh) * 2021-12-21 2023-07-04 西北工业大学 一种银金核壳纳米线掺杂的凝胶薄膜及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101611109B (zh) * 2007-03-08 2013-02-20 木本股份有限公司 硬涂膜及层叠体
CN101646737B (zh) * 2007-03-27 2013-07-17 因特菲斯有限公司 用于地板覆层铺设的系统及方法
US20120077804A1 (en) * 2007-08-01 2012-03-29 The Regents Of The University Of California Small Molecule Inhibitors of RNA Silencing
AU2011237851B2 (en) * 2010-04-08 2015-02-05 Inserm (Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale) Inhibiting peptides derived from TREM-Like Transcript 1 (TLT-1) and uses thereof
WO2012040637A2 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 The Regents Of The University Of California Nanowire-polymer composite electrodes
KR101512412B1 (ko) * 2013-03-06 2015-04-15 성균관대학교산학협력단 투명 전극 및 이의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190010304A (ko) * 2017-07-21 2019-01-30 한양대학교 산학협력단 원심분리 코팅법을 이용한 금속 나노와이어 박막의 제조 방법

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