KR20150042634A

KR20150042634A - 이방성 나노소재 기반 투명 전도 유연기판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20150042634A
Application number: KR20130121526A
Authority: KR
Inventors: 곽민기; 김종웅; 한철종
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-21

Abstract

투명 전도 유연 기판은 비전도성의 폴리머층을 포함하고, 폴리머층의 내부의 상부 표면(upper surface) 부근에 전도성을 갖는 이방성 나노소재(anisotropic nanomaterial)가 위치하고, 이방성 나노소재의 일부는 폴리머층의 상부 표면에 노출되어 있고, 폴리머층의 상부 표면의 평균조도(Ra)는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm 이다.

Description

이방성 나노소재 기반 투명 전도 유연기판 및 이의 제조방법{TRANSPARENT, CONDUCTIVE AND FLEXIBLE SUBSTRATE BASED ON ANISOTROPIC NANO MATERIAL AND PREPARING METHOD THEREOF}

이방성 나노소재 기반 투명 전도 유연기판 및 이의 제조방법이 제공된다.

현대인의 생활에 맞게 휴대성이 향상된 전자제품들이 각광을 받게 되면서, 전자제품들의 크기는 작게, 무게는 가볍게, 두께는 얇게 하여 휴대성을 향상시키기 위한 많은 노력이 시도되고 있다. 특히, 기술의 발전에 힘입어 유연한 기판 상에 디스플레이소자, 메모리소자를 구성하여 휴대성 및 이동성이 향상된 디스플레이장치, 휴대폰, 디지털기기, 정보통신기기 등이 개발되고 있다. 또한, 근래에는 투명 디스플레이에 대한 산업 및 시장이 확장되고 있어, 이를 위한 투명 전도 유연 기판 및 소재에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 투명 디스플레이 제조를 위한 회로구조에 있어서, 전극 소재의 우수한 투명도가 요구되고, 이를 위해, ITO가 널리 사용 되고 있다. 이와 관련하여, ITO의 낮은 전기전도도 및 취약한 특성으로 인하여, 최근에 은 나노와이어를 필두로 한 금속 나노와이어 기술은 터치패널 및 OLED 제작 분야에서 크게 각광받고 있다. 정전용량 방식의 터치패널에 금속 나노와이어를 적용하는 경우 문제점은 크게 두 가지로 요약 가능하다. 첫 번째는 금속 나노와이어 표면에서의 빛 산란(light scattering)에 따른 흐림(haziness) 증대이고, 두 번째는 은(Ag) 또는 구리(Cu)의 나노스케일(nanoscale)에서의 고유 색상 및 PVP 등 잔류 유기물에 의한 색틀어짐이다. 정전용량 방식으로 대표되는 터치패널에서는 전극과 전극 사이에 발생하는 정전용량 (capacitance)값의 변화를 통해 터치를 인지하게 되므로 투명전극 기판 표면의 물리적 형상 ('표면 조도'라고도 함)이 품질에 미치는 영향은 크지 않을 수 있다. 하지만, OLED 또는 태양전지 등의 소자를 제작하기 위해서는 기판에 형성된 투명전극 상부에 박막 형태로 다층의 유기물 또는 무기물 층이 코팅되는데, 이 때 박막의 두께가 매우 얇으므로(약 100 ~ 200 nm) 전극의 표면이 고르지(flat) 못할 경우 최종 디바이스에서 쇼트(short)등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 금속 나노와이어 또는 탄소나노튜브 등 이방성 전도성 소재를 사용해 투명 전극을 형성하여 디바이스를 제작하고자 하는 경우에는 표면조도가 매끄럽게 정돈되는 것이 중요한 요소이다. 종래 기술은 금속 나노와이어 또는 탄소나노튜브 등을 물 또는 다양한 유기용매에 직접 분산시켜 현탁액(suspension)을 제조한 후 기판에 액상코팅 (wet coating)하는 방법이 주를 이루는데, 이 경우 나노와이어 등 나노소재의 직경이 약 40 nm 이상으로 두꺼울 뿐만 아니라, 이들이 서로 중첩되는 부위에서는 조도(roughness)가 약 100 nm 이상으로 열악해지기 쉬우므로 디바이스 제작이 어렵다.

본 발명에 따른 일구현예는 표면조도를 개선하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 일구현예는 디바이스의 단락(short)를 방지하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 일구현예는 상부 코팅 공정 중 이방성 나노소재가 기판으로부터 떨어져나가는 박리 문제를 개선하기 위한 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 일구현예는 비전도성의 폴리머층을 포함하고, 폴리머층의 내부의 상부 표면(upper surface) 부근에 전도성을 갖는 이방성 나노소재 (anisotropic nanomaterial)가 위치하고, 이방성 나노소재의 일부는 폴리머층의 상부 표면에 노출되어 있고, 폴리머층의 상부 표면의 평균조도(Ra)는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm 인 투명 전도 유연 기판을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따른 이방성 나노소재는 약 0.05 부피% 내지 20 부피% 일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 폴리머층의 상부 표면의 평균조도(Ra)값은 약 0.1 nm 내지 약 5 nm일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 이방성 나노소재에서 외부로 노출되어 있는 표면은 폴리머층의 상부 표면과 실질적으로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.

본 발명의 일구현예는 기판상에 용매, 열 또는 광에너지로 제거 가능한 유기 또는 무기물질로 조성되는 희생층을 코팅하는 단계, 희생층의 상부에 이방성 나노소재의 현탁액을 코팅하는 단계, 이방성 나노소재 및 상기 희생층의 상부에 경화성 폴리머를 코팅하는 단계, 경화성 폴리머층을 경화시키는 단계, 용매, 열 또는 광에너지를 이용하여 희생층을 선택적으로 제거하는 단계, 그리고 이방성 나노소재가 임베드(embed)되어 있는 경화성 폴리머층을 분리하는 단계를 포함하는 투명 전도 유연 기판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따른 희생층은 독립적으로 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), PETDOT, 감광성 고분자(PR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리바이닐페놀(PVP) 또는 이들의 조합일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 경화성 폴리머는 비전도성 폴리머일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 경화성 폴리머는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리다이메틸실론세인(PDMS), 실리콘수지, 불소수지, 변성 에폭시수지 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 상기 경화성 폴리머층을 경화시키는 단계는 열, 적외선, 마이크로 웨이브 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 일구현예는 표면조도를 개선할 수 있고, 상부에 OLED, TFT, solar cell 등 디바이스를 형성 시 거친 표면 조도에 의한 디바이스의 단락을 방지할 수 있으며, 상부 코팅 공정 중 이방성 나노소재가 기판으로부터 떨어져나가는 박리 문제를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 투명 전도 유연기판의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 따른 투명 전도 유연기판의 단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 실시예 1의 투명 전도 유연기판의 표면 조도 촬영사진(원자력 현미경, AFM) 및 이의 히스토그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 투명 전도 유연기판의 표면 조도 히스토그램: 샘플 전체 면적 및 이의 통계결과표이다.
도 5는 실시예 1의 은 나노와이어가 노출되어 있는 폴리머층 일면의 45도 경사진 시야각에서의 (주사전자현미경, SEM, 30,000배) 촬영사진이고,
도 6은 실시예 1의 은 나노와이어가 노출되어 있는 폴리머층 일면의 수직한 상부에서 (주사전자현미경, SEM, 5,000배)촬영사진이다.
도 7는 본 발명의 일구현예에 따른 투명 전도 유연기판의 제조공정을 나타낸 개략도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 명세서에서 사용되는 "평균 조도(Ra)"는 "측정되는 영역의 평균 거칠기"의미하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "평균 조도(Ra)"는 측정되는 영역의 중심선에서 위쪽과 아래쪽 전체 면적의 합을 구하고 그 값을 측정 구간의 길이로 나누어 계산될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 일구현예를 설명하면, 비전도성의 폴리머층을 포함하고, 폴리머층(4)의 내부의 상부 표면(upper surface) 부근에 전도성을 갖는 이방성 나노소재(anisotropic nanomaterial)(3)가 위치하고, 이방성 나노소재(3)의 일부는 폴리머층(4)의 상부 표면에 노출되어 있고, 폴리머층(4)의 상부 표면의 평균조도(Ra)는 약 0.1 nm 내지 약 10 nm 인 전도 유연 기판을 제공한다.

전도 유연 기판은 단일층의 형태로 비전도성의 폴리머층(4)으로 구성될 수 있으며, 비전도성 폴리머층(4) 내부의 상부에 임베드(embed)되어 있으며 전도성을 갖는 이방성 나노 소재(3)를 포함할 수 있다.

전도 유연 기판의 평면도 상에서, 폴리머 소재의 유연 기판 내에 이방성 나노소재(3)가 랜덤하게 분산되어 있다. 이방성 나노소재(3)는 약 0.05 부피% 내지 약 20 부피%일 수 있으며, 이러한 범위에 있을 때 전도 유연 기판은 투명 또는 반투명일 수 있다.

전도 유연 기판의 단면도 상에서, 폴리머층(4) 내부에서 폴리머층(4)의 상부 표면(upper surface) 부근에 이방성 나노소재(3)가 위치한다. 이방성 나노소재(3)의 일부는 폴리머층(4)의 상부 표면에 노출되어 있다. 이방성 나노소재(3)에서 외부로 노출되어 있는 표면은 폴리머층(4)의 상부 표면과 실질적으로 동일한 평면상에 위치할 수 있다.

폴리머층의 상부 표면의 평균 조도(Ra)값이 약 0.1 nm 내지 약 10 nm로 낮기 때문에, 전도 유연 기판을 포함한 전기소자의 박막 적층구조 제조 시에, 우수한 부착력이 나타날 수 있고, 전기 소자의 단락 방지 등 전기적 성능이 개선될 수 있다.

구체적으로는, 폴리머층의 상부 표면의 평균 조도(Ra)값은 약 0.1 nm 내지 약 5 nm일 수 있다.

경화성 폴리머는 기판 소재로 사용될 수 있는 소재이며 전도성을 갖지 않는다. 예를 들어, 경화성 폴리머는 독립적으로 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리다이메틸실론세인 (PDMS), 실리콘수지, 불소수지, 변성 에폭시수지 또는 이들의 조합일 수 있다.

이방성 나노소재(3)는 금속 나노와이어(nanowire) 또는 나노로드(nanorod)일 수 있다. 구체적으로, 금속 나노와이어는 종횡비가 약 50 이상일 수 있고, 나노로드는 종횡비가 약 5 내지 50일 수 있다.

구체적인 예를 들어, 금속은 독립적으로 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 또는 이들의 조합일 수 있다. 금속 나노와이어 중에서 전도성이 우수한 은 나노와이어가 사용될 수 있다.

금속 나노와이어를 사용하는 경우에 금속의 우수한 전도성과 큰 종횡비로 인해 작은 용량만으로도 높은 전도성을 구현할 수 있으며, 차지하는 부피 또는 면적이 크지 않기 때문에 광학 투과도 또한 높은 수준을 달성할 수 있다.

금속 나노로드를 이용하는 경우에는 상대적으로 많은 양의 소재가 포함되어야 하므로 투과율 측면에서는 나노와이어를 사용하는 경우보다 좋지 못하겠지만 반투명 배선을 형성하는데 활용할 수 있다.

이방성 나노소재(3)는 이방성 탄소소재일 수 있다. 예를 들어, 이방성 탄소소재는 독립적으로 탄소나노튜브(CNT), 탄소섬유 또는 이들의 조합일 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 일 구현예는 기판(1) 상에 용매로 제거 가능한 유기물질로 조성되는 희생층(2)을 코팅하는 단계, 희생층(2)의 상부에 이방성 나노소재(3)의 현탁액을 코팅하는 단계, 이방성 나노소재(3) 및 희생층(2)의 상부에 경화성 폴리머를 코팅하는 단계, 경화성 폴리머층(4)을 경화시키는 단계, 용매, 열 또는 광에너지를 이용하여 희생층(2)을 선택적으로 제거하는 단계, 그리고 이방성 나노소재(3)가 임베드(embed)되어 있는 경화성 폴리머층을 분리하는 단계를 포함하는 전도 유연 기판의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 일구현예를 각 단계별로 상세히 설명한다.

먼저, 기판(1) 상에 용매로 제거 가능한 유기물질로 조성되는 희생층(2)을 코팅하는 단계는 추후에 특정 용매, 열 또는 광에너지 등에 의해 제거될 수 있는 유기물질로 조성되는 희생층(2)을 기판(1) 상에 코팅하는 단계이다.

기판(1)은 유리, 규소, 산화규소, PI, PET, PES 등의 다양한 유무기 소재로 조성될 수 있다.

또한, 희생층(2) 코팅 단계 이전에, 희생층(2)의 효과적인 코팅을 돕기 위하여, 기판(1) 표면의 불순물 제거를 위한 세정단계가 추가적으로 선행하여 수행될 수 있으며, 이를 위하여 다양한 건식 또는 습식 공정이 제한없이 적용될 수 있다.

용매, 열 또는 광에너지를 이용하여 제거 가능한 유기물질로 조성되는 희생층(2)은 독립적으로 물에 가용성인 폴리(3,4-에틸렌디옥시싸이오펜)폴리 (스티렌설포네이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 글라이콜, 카르복시메틸 셀룰로오스, 또는 기타 아세톤, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 톨루엔, 클로로포름, 디클로로메탄, 헥산, 벤젠, 디에틸에테르, 에틸아세테이트 등의 유기용매에 가용성인 물질로서, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), PETDOT, 감광성 고분자(PR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리바이닐페놀(PVP) 등이 될 수 있다.

희생층(2)은 추후 단계에서, 용매에 의해 용이하게 용해되거나, 열 또는 광에너지를 이용하여 제거될 수 있는 것이면 제한 받지 않고 다양한 물질을 사용할 수 있다.

기판(1) 상에 희생층(2)을 코팅시킨 후에는 건조 또는 경화공정을 추가로 수행할 수 있다.

다음으로, 기판(1) 상에 형성된 희생층(2) 상부에 이방성 나노소재(3)의 현탁액을 코팅하는 단계는 기판(1) 상에 형성된 희생층(2) 상부에 전도성을 갖는 이방성 나노소재(3)를 포함하는 현탁액을 코팅하는 단계이다.

전도성을 갖는 이방성 나노소재(3)를 포함하는 현탁액을 코팅시킨 후에는 건조공정을 추가로 수행할 수 있다. 건조공정을 통해 현탁액상의 용매는 제거되고 이방성 나노소재(3)의 일부가 희생층(2) 상에서 외부에 노출된 상태로 존재할 수 있다.

다음으로, 이방성 나노소재(3)를 포함하는 희생층(2) 상부에 경화성 액상 폴리머를 코팅하는 단계는 결과적으로 제조되는 폴리머 소재의 기판 상에 이방성 나노소재(3)를 함침시키기 위하여, 기판 상에 코팅된 이방성 나노소재(3) 상에 경화성 액상 폴리머를 코팅하는 단계이다.

경화성 폴리머는 액상으로 제조할 수 있는 것이면 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 경화성 폴리머는 독립적으로 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리다이메틸실론세인(PDMS), 실리콘수지, 불소수지, 변성 에폭시수지 또는 이들의 조합 일 수 있다.

희생층(2), 이방성 나노소재(3) 현탁액, 경화성 액상 폴리머의 코팅은 스핀코팅법, 바코팅 (bar coating), 슬릿 코팅 (slit coating), roll 코팅, 오프셋 코팅 (Off-set 코팅) 등에 의해 수행될 수 있다.

다음으로, 상부에 코팅된 경화성 폴리머층(4)을 경화시키는 단계는 코팅된 경화성 폴리머층을 열 또는 빛을 가해 경화시켜 희생층(2) 상부에 노출된 이방성 나노소재(3)를 함침시킨 상태로 고정시키는 단계이다.

본 발명의 일구현예에 따른 경화성 폴리머층(4)을 경화시키는 단계는 열, 적외선, 마이크로 웨이브 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다.

다음으로, 형성된 층상 구조물을 용매로 처리하여 희생층(2)을 선택적으로 제거하는 단계는 기판(1)-희생층(2)-이방성 나노소재(3)-경화성 폴리머층(4)을 포함하는 층상구조물을 사용된 희생층(2)을 용해시킬 수 있는 용매에 침지(dipping)시키는 방법, 열 또는 광에너지를 조사하여 제거하는 방법 등을 사용하여 선택적으로 희생층(2)을 제거하는 단계이다.

희생층(2)을 선택적으로 제거하기 위하여 용매로 처리하는 방법은 선택적으로 희생층(2)을 용해시켜 제거할 수 있는 방법이면 어느 방법이라도 적용할 수 있다. 희생층(2)이 제거되는 과정은 시간적 흐름에 따라 층상구조 외부측면에서 중심부를 향하여 점차적으로 제거될 수 있다.

희생층(2)을 선택적으로 제거하기 위하여 열 또는 광에너지로 처리하는 방법을 사용하는 경우에는 특정 파장의 빛에 반응하여 광분해가 가능한 폴리머 물질을 희생층으로 사용할 수 있다.

다음으로, 희생층(2)이 제거된 층상 구조물로부터 일면 상에 이방성 나노소재(3)를 포함하는 경화성 폴리머층을 분리하는 단계는 기판(1)과 직접 접촉하고 있는 희생층(2)이 용매처리에 의해 용해되면서 제거됨으로써, 이방성 나노소재(3)를 포함하는 경화성 폴리머층(4)을 기판(1)으로부터 용이하게 분리하는 단계이다.

본 발명에 따른 일구현예는 이방성 나노소재(3) 등이 폴리머 기판 상에 함침되어 있으면서도 기판의 일 표면으로는 노출(open)되어 수평(horizontal) 방향으로뿐만 아니라 수직(vertical)방향으로도 전도성 있는 (conductive) 투명 전도 유연 기판을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 일구현예에 의해 이방성 나노소재(3)를 포함하는 투명 전도성 기판을 제작할 경우, 금속 나노와이어가 코팅되고 노출된 측면에서도 표면 조도가 개선될 수 있으며, 이로 인해, 부착성 및 전기적 성능이 우수한 OLED 또는 태양전지 등 제작에 이용 가능하다.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 투명 전도 유연 기판의 제조

유리기판을 준비하고, 상기 유리기판 표면을 아세톤 용액으로 처리하여 세정한다.

그 후, 세정된 상기 유리기판에 희생층을 형성시키기 위하여, PVA(99%, MW=90000), 약 10 중량%를 DI에 용해시켜 만들어진 용액을 상기 기판 상에 약 1500 rpm으로 약 30초간 스핀코팅 하였고, 이를 건조하여 희생층을 형성시킨다.

다음으로, 은 나노와이어, 약 0.5 중량%로 분산된 이코사펜타에노산(IPA) 용액을 약 2000 rpm으로 상기 희생층 상에 스핀코팅하며, 이를 약 80 ℃에서 약 10분간 건조시킨다.

다음으로, 상기 은 나노와이어를 포함하는 희생층 상에 PDMS용액을 약 800 rpm에서 약 30초간 스핀코팅하여 경화성 폴리머층을 형성시킨다.

이어서, 상기 형성된 경화성 폴리머층을 약 120 ℃에서 약 1시간동안 열처리하여 경화시킨다.

다음으로, 상기 희생층의 선택적 제거를 위해 상기 희생층, 은 나노와이어, 경화성 폴리머층을 포함하는 기판을 DI에 침지시켜 희생층(PVA)를 제거한다.

희생층이 제거된 후에, 상기 은 나노와이어를 포함하는 경화성 폴리머층을 상기 유리기판으로부터 박리하여, 은 나노와이어가 함침되어 있는 PDMS기판을 분리하여 투명 전도 유연기판을 제조한다.

도 3 및 도 4은 실시예 1에서 제조된 투명 전도 유연기판의 폴리머층의 상부 표면의 조도를 알아보기 위한 유연기판의 표면 조도 촬영사진(원자력 현미경, AFM) 및 이의 히스토그램 및 표면 조도 히스토그램: 샘플 전체 면적 및 이의 통계결과표를 나타낸 것이다.

그 결과, 표면 평균 조도는 약 1 nm로 측정되었으며, 이는 현존하는 가장 평탄한 금속 나노와이어 코팅층이 된다.

도 5는 실시예 1의 은 나노와이어가 노출되어 있는 폴리머층 일면의 45도 경사진 시야각에서의(주사전자현미경, SEM, 30,000배) 촬영사진이고, 도 6은 실시예 1의 은 나노와이어가 노출되어 있는 폴리머층 일면의 수직한 상부에서 (주사전자현미경, SEM, 5,000배)촬영사진을 나타낸다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

1: 기판
2: 희생층
3: 이방성 나노소재
4: 폴리머층

Claims

비전도성의 폴리머층을 포함하고, 상기 폴리머층의 내부의 상부 표면(upper surface) 부근에 전도성을 갖는 이방성 나노소재(anisotropic nanomaterial)가 위치하고, 상기 이방성 나노소재의 일부는 상기 폴리머층의 상부 표면에 노출되어 있고, 상기 폴리머층의 상부 표면의 평균조도(Ra)는 0.1 nm 내지 10 nm 인 투명 전도 유연 기판.
제1항에서,
상기 이방성 나노소재는 0.05 부피% 내지 20 부피%인 투명 전도 유연 기판.
제1항에서,
상기 폴리머층의 상부 표면의 평균조도(Ra)값은 0.1 nm 내지 5 nm인 투명 전도 유연 기판.
제1항에서,
상기 이방성 나노소재에서 외부로 노출되어 있는 표면은 상기 폴리머층의 상부 표면과 실질적으로 동일한 평면 상에 위치하는 투명 전도 유연 기판.
기판 상에 용매, 열 또는 광에너지로 제거 가능한 유기 또는 무기물질로 조성되는 희생층을 코팅하는 단계,
상기 희생층의 상부에 이방성 나노소재의 현탁액을 코팅하는 단계,
상기 이방성 나노소재 및 상기 희생층의 상부에 경화성 폴리머를 코팅하는 단계,
상기 경화성 폴리머층을 경화시키는 단계,
용매, 열 또는 광에너지를 이용하여 희생층을 선택적으로 제거하는 단계, 그리고
상기 이방성 나노소재가 임베드(embed)되어 있는 상기 경화성 폴리머층을 분리하는 단계
를 포함하는 투명 전도 유연 기판의 제조방법.
제5항에서,
상기 희생층은 독립적으로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), PETDOT, 감광성 고분자(PR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리바이닐페놀(PVP) 또는 이들의 조합인 투명 전도 유연 기판의 제조방법.
제5항에서,
상기 경화성 폴리머는 비전도성 폴리머인 투명 전도 유연 기판의 제조방법.
제5항에서,
상기 경화성 폴리머층을 경화시키는 단계는 열, 적외선, 마이크로 웨이브 또는 이들의 조합에 의해 수행되는 투명 전도 유연 기판의 제조방법.