KR20150063508A - 투명 전도성 전극 및 관련 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 층(1); 및 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체를 포함하는 전도성 층(2)을 포함하는 다층 투명 전도성 전극에 관한 것이고, 전도성 층(2)은 기판 층(1)에 직접 접촉하고 다층 투명 전도성 전극이 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖도록 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성인 하나 이상의 소수성 접착성 중합체를 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유기 전자기기의 일반 분야에서, 투명 전도성 전극 및 또한 그의 제조 방법에 관한 것이다.
높은 투과율 및 전기 전도도 특성 둘 다를 가지는 투명 전도성 전극은 현재 전자 장치의 분야에서 상당히 개발 중인 대상이고, 이러한 유형의 전극은 광전지, 액정 스크린, 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 중합체 발광 다이오드(PLED) 및 터치 스크린과 같은 장치에 점점 더 사용되고 있다.
현재 전자공학 특히, 유기 전자공학 분야에서는 75 % 초과의 좋은 투과율, 및 높은 전도도(최소 1000 Ω/□ 미만인 표면 저항) 둘 다를 갖는 전극에 대한 실질적인 필요가 있어 왔다. 앞서 언급한 응용을 위해, 20 nm 미만의 낮은 표면 거칠기, 및 낮은 헤이즈 계수(coefficient of haze)를 갖는 것이 필요하다.
높은 투과율 및 전기 전도도 특성을 갖는 투명 전도성 전극을 얻기 위해, 제1 단계로, 접착 층이 침착된 기판 층, 금속 나노필라멘트의 퍼콜레이팅(percolating) 네트워크 및 전도성 중합체, 예컨대, PEDOT:PSS로 알려진 것을 형성하는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 나트륨 폴리(스티렌 술포네이트)(PSS)의 혼합물로 제조된 캡슐화 층을 포함하는 다층 투명 전도성 전극을 갖는 것이 공지되어 있다.
특허 출원 US 2009/129004에서는, 좋은 투과율 및 낮은 표면 저항률을 성취할 수 있는 다층 투명 전극을 제시한다. 그러나, 이러한 전극은, 기판 층, 접착 층, 금속 나노필라멘트로 이루어진 층, 탄소 나노튜브, 전도성 중합체 및 탄성중합체로 구성되는 전도성 층과 함께, 복잡한 구성을 가진다. 이런 층의 첨가는 방법에 상당한 비용을 수반한다.
더욱이, 물질은 또한 이질성이고, 이는 높은 거칠기 및 높은 헤이즈 계수를 수반한다. 마지막으로, 전도성 층은 분산 문제를 제기하는 탄소 나노튜브에 기반하고, 따라서 광학 결함의 존재를 수반한다.
따라서 보다 적은 층을 포함하고, 어떤 탄소 나노튜브도 포함하지 않는 투명 전도성 전극을 개발하는 것이 바람직하다.
문헌 [쑨(Sun) 외, Progress in Organic Coatings, 59 (2007), 115-121 및 인(Yin) 외, Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 3800]에 기재되었듯이, PEDOT/PSS와 같은, 전도성 중합체와 연질 중합체의 간단한 혼합물로 구성되는 비용이 덜 드는 접근법이 존재한다. 그러나, 이런 글은 현미경을 통해 혼합물이 균질하지 않으며, 전도성 중합체와 연질 중합체 사이에 상 분리가 있다는 것을 보여준다. 그 결과, 이런 복합물은 연질 중합체 매트릭스 내에서 전도성 중합체의 연속 네트워크로 구성된다. 그러나, 이 글에 기재된 이 방법을 통해 얻어진 복합물은 높은 헤이즈 계수 및 상당한 표면 거칠기를 갖는다.
따라서 본 발명의 목적 중 하나는 선행 기술의 단점을 적어도 부분적으로 극복하고 낮은 거칠기 및 또한 낮은 헤이즈 계수를 갖는 다층 투명 전도성 전극, 및 또한 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은,
- 기판 층,
- 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체를 포함하는 전도성 층
을 포함하는 다층 투명 전도성 전극에 관한 것이고, 전도성 층은 기판 층과 직접 접촉되어 있고 전도성 층은 또한 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성을 가진 하나 이상의 소수성 접착성 중합체를 포함하고, 이러한 다층 투명 전도성 전극은 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖는다.
본 발명에 따른 다층 투명 전도성 전극은 다음의 요건과 특성에 부합한다:
- 50 Ω/□ 이상 및 1000 Ω/□ 이하의 표면 전기 저항 R,
- 75 % 이상의 가시 스펙트럼에서의 평균 투과율 T평균,
- 3 % 이하의 헤이즈 계수,
- 20 nm 미만의 거칠기,
- 기판에의 직접 접착,
- 전도성 층의 성분들 사이 상 분리의 부재.
본 발명의 한 측면에 따르면, 전도성 층은 또한 하나 이상의 추가적인 중합체를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 추가적인 중합체는 폴리비닐피롤리돈이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다층 투명 전도성 전극은 75 % 이상의 가시 스펙트럼에서의 평균 투과율을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다층 투명 전도성 전극은 20 nm 미만의 거칠기를 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다층 투명 전도성 전극은 50 Ω/□ 이상 1000 Ω/□ 이하의 표면 저항을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판은 유리 및 투명 연질 중합체로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 접착성 중합체는 측쇄 에스테르 작용기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 소수성 접착성 중합체는 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택된다.
본 발명은 또한,
-
o 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체,
o 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖는 다층 투명 전도성 전극이 되도록 하는, 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성을 가진 하나 이상의 소수성 접착성 중합체
를 포함하는, 전도성 층을 형성하는 조성물을 제조하는 단계,
- 전도성 층을 형성하는 조성물을 직접 기판 층 위에 도포하고 건조하는 단계,
- 전도성 층을 가교하는 단계
를 포함하는, 다층 투명 전도성 전극을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법의 한 측면에 따르면, 전도성 층을 형성하는 조성물은 또한 하나 이상의 추가적인 중합체를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 추가적인 중합체는 폴리비닐피롤리돈이다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 기판 층의 기판은 유리 및 투명 연질 중합체로부터 선택된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 접착성 중합체는 측쇄 에스테르 작용기를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 접착성 중합체는 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택된다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 예시적이고 비제한적인 실시예에 의해 주어진 이하의 설명, 및 첨부된 도면의 판독시 더 분명히 자명하게 될 것이다.
- 도 1은 다층 투명 전도성 전극의 다양한 층에 대한 단면의 개략도이다.
- 도 2는 본 발명에 따른 제조 방법의 다양한 단계에 대한 흐름도이다.
- 도 3a는 전도성 층의 중합체 사이에서 어떤 상 분리도 일어나지 않은 다층 투명 전도성 전극을 위에서 본 전자현미경 사진이다.
- 도 3b는 전도성 층의 중합체 사이에서 상 분리가 일어난 다층 투명 전도성 전극을 위에서 본 전자현미경 사진이다.
- 도 2는 본 발명에 따른 제조 방법의 다양한 단계에 대한 흐름도이다.
- 도 3a는 전도성 층의 중합체 사이에서 어떤 상 분리도 일어나지 않은 다층 투명 전도성 전극을 위에서 본 전자현미경 사진이다.
- 도 3b는 전도성 층의 중합체 사이에서 상 분리가 일어난 다층 투명 전도성 전극을 위에서 본 전자현미경 사진이다.
본 발명은, 도 1에 보여지듯이, 다층 투명 전도성 전극에 관한 것이다. 이런 유형의 전극은 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다.
상기 다층 투명 전도성 전극은,
- 기판 층(1), 및
- 기판 층(1)과 직접 접촉하는 전도성 층(2)
을 포함한다.
전극의 투명한 성질을 보존하기 위해, 기판 층(1)은 투명해야 한다. 이는 연질 또는 경질일 수 있고 이것이 경질이어야 하는 경우에는 유리로부터 유리하게 선택되거나, 또는 다르게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSU), 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르에스테르 수지, 폴리에테르아미드 수지, 폴리(비닐 아세테이트), 질산 셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리아미드, 지방족 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 투명 연질 중합체로부터 선택되고, 가장 바람직한 연질 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 폴리에테르 술폰(PES)이다.
전도성 층(2)는
(a) 하나 이상 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체,
(b) 상기 다층 투명 전도성 전극이 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖도록, 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성을 가진 하나 이상의 소수성 접착성 중합체를 포함한다. 접착성 중합체가 소수성인 것은 폴리티오펜 전도성 중합체가 또한 소수성이기 때문에, 정확히는 이와 좋은 화학적 혼화성을 가능하도록 한다.
전도성 층(2)은 또한,
(c) 하나 이상의 추가적인 중합체
를 포함한다.
전도성 중합체(a)는 가장 열적으로 및 전자적으로 안정한 중합체 중 하나인 폴리티오펜이다. 바람직한 전도성 중합체는, 빛과 열에 안정하고, 물에 분산되기 쉽고, 어떤 환경적인 결함도 가지지 않는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌술포네이트)(PEDOT:PSS)이다.
접착성 중합체(b)는 다층 투명 전도성 전극이 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖도록 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 좋은 화학적 혼화성을 나타낸다. 이 때문에, 접착성 중합체(b)는 측쇄 에스테르 작용기를 유리하게 포함할 수 있고, 더 정확히는 상기 접착성 중합체(b)는 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택될 수 있다.
추가적인 중합체(c)는 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌 글리콜, 또는 다르게는 셀룰로오스 또는 다른 다당류의 에테르 및 에스테르에서 선택된다. 이 추가적인 중합체(c)는 점도-개선제이고 기판 층(1)에의 전도성 층(2)의 도포 동안 양질의 필름 형성을 돕는다.
전도성 층(2)은 다음의 중량 비율(전체 100 중량%에 대해)로 (a), (b) 및 (c)의 각 구성요소를 포함할 수 있다:
(a) 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체 10 중량% 내지 65 중량%,
(b) 하나 이상의 접착성 중합체 또는 접착성 공중합체 중 20 중량% 내지 90 중량%,
(c) 하나 이상의 추가적인 중합체 0 내지 15 중량%.
따라서, 본 발명에 따른 다층 투명 전도성 전극은,
- 50 Ω/□ 이상 및 1000 Ω/□ 이하의 표면 전기 저항 R,
- 75 % 이상의 가시 스펙트럼에서의 평균 투과율 T평균,
- 3 % 이하의 헤이즈 계수,
- 20 nm 미만의 거칠기,
- 전도성 층(2)의 기판 층(1)에의 직접 접착,
- 전도성 층(2)의 성분들 사이 상 분리의 부재, 및
- 금속 나노필라멘트의 네트워크의 부재
를 포함한다.
본 발명은 또한, 하기 단계를 포함하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법에 관한 것이다:
제조 방법의 단계는 도 2의 흐름도에 도시된다.
i) 전도성 층(2)을 형성하는 조성물의 제조
이 단계 i에서, 전도성 층(2)을 형성하는 조성물이 제조된다.
전도성 층(2)을 형성하는 조성물은,
(a) 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체, 및
(b) 하나 이상의 소수성 접착성 중합체 또는 접착성 공중합체
를 혼합하여 얻어진다.
전도성 층(2)은 또한,
(c) 하나 이상의 추가적인 중합체
를 포함할 수 있다.
전도성 층을 형성하는 조성물의 제조는, 예컨대 본원 이하의 실험적인 부분에 기재된 실시예 A 및 B의 조성물 예에서 나타나듯이 자기 교반기(magnetic stirrer)를 이용하는, 혼합 및 교반의 연속적인 단계를 포함할 수 있다.
전도성 중합체(a)는 폴리티오펜이고, 상기 중합체는 가장 열적으로 및 전자적으로 안정한 중합체 중 하나이다. 바람직한 전도성 중합체는, 빛과 열에 안정하고, 물에 분산되기 쉽고, 어떤 환경적인 결함도 가지지 않는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌술포네이트)(PEDOT:PSS)이다.
전도성 중합체(a)는 물에서 및/또는 용매에서 분산액 또는 현탁액의 형태로 존재할 수 있고, 상기 용매는 바람직하게는 디메틸 술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸렌 글리콜, 테트라히드로푸란(THF), 디메틸 아세테이트(DMAc), 디메틸포름아미드(DMF)로부터 선택된 극성 유기 용매이고, 소수성 접착성 중합체(b)는 바람직하게는 물, 디메틸 술폭시드(DMSO) 또는 에틸렌 글리콜에서 분산액 또는 현탁액의 형태로 존재한다.
소수성 접착성 중합체(b)는 다층 투명 전도성 전극이 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖도록 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 좋은 화학적 혼화성을 가져야 한다. 이 때문에, 소수성 접착성 중합체(b)는 측쇄 에스테르 작용기를 유리하게 포함할 수 있고, 더 구체적으로는 상기 소수성 접착성 중합체(b)는 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택될 수 있다.
추가적인 중합체(c)는 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌 글리콜, 또는 셀룰로오스 또는 다른 다당류의 에테르 및 에스테르에서 선택된다. 이 추가적인 중합체(c)는 점도-개선제이고 기판 층(1)에의 전도성 층(2)의 도포 동안 양질의 필름 형성을 돕는다.
추가적인 중합체(c)는 물에서 및/또는 용매에서 분산액 또는 현탁액의 형태로 존재할 수 있고, 상기 용매는 바람직하게는 디메틸 술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸렌 글리콜, 테트라히드로푸란(THF), 디메틸 아세테이트(DMAc) 또는 디메틸포름아미드(DMF)로부터 선택된 유기 용매이다.
ii) 전도성 층(2)의 기판 층(1)에의 도포 및 건조
이 단계 ii에서, 전도성 층(2)을 형성하는 조성물은 통상의 기술자에게 공지된 임의의 방법에 따라 기판 층(1) 위에 직접 도포되고, 가장 폭넓게 사용되는 기술은 분무 코팅, 잉크젯 코팅, 침지 코팅, 필름-스프레더 코팅, 스핀 코팅, 함침 코팅, 슬롯-다이 코팅, 스크레이퍼 코팅, 또는 플렉소그래픽 코팅이다.
전극의 투명한 성질을 보존하기 위해, 이 기판(1)은 투명해야 한다. 이는 연질 또는 경질일 수 있고 이것이 경질이어야 하는 경우에는 유리로부터 유리하게 선택되거나, 또는 다르게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSU), 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르에스테르 수지, 폴리에테르아미드 수지, 폴리(비닐 아세테이트), 질산 셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리아미드, 지방족 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 투명 연질 중합체로부터 선택되고, 가장 바람직한 연질 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 폴리에테르 술폰(PES)이다.
전도성 층(2)의 도포 후, 이 층의 건조가 수행된다. 이 건조는 20 내지 50 ℃의 공기 중 온도에서 1 내지 45 분 동안 수행될 수 있다.
iii) 전도성 층(2)의 가교
이 단계 iii 동안, 예를 들면, 150 ℃의 온도에서 5 분의 시간 동안 가황(vulcanization)처리를 통해 전도성 층(2)의 가교가 수행된다.
전도성 층(2)을 형성하는 조성물의 용매는 이 가교 동안 증발된다.
전도성 층(2)의 가교 후, 다음의 중량 비율(전체 100 중량%에 대해)로 (a), (b) 및 (c)의 각 구성요소를 포함할 수 있다:
(a) 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체 10 중량% 내지 65 중량%,
(b) 하나 이상의 접착성 중합체 또는 접착성 공중합체 20 중량% 내지 90 중량%,
(c) 하나 이상의 추가적인 중합체의 용해액 0 내지 15 중량%.
다음의 실험 결과는, 550 nm의 파장에서 투과율 T550, 평균 투과율 T평균, 표면 전기 저항 R, 표면 거칠기, 헤이즈 계수 및 또한 전도성 층(2)의 성분들 사이 상 분리의 존재 또는 부재와 같은 필수적인 파라미터에 대하여, 본 발명에 따른 다층 투명 전도성 전극을 통해 얻어진 값을 보여준다.
이런 결과는 전도성 중합체와 어떠한 화학적 혼화성도 갖지 않는 접착성 중합체를 사용하는 반례로부터 나온 다층 투명 전도성 전극에 대해 얻어진 값과 관련하여 놓여진다.
1) 측정 방법론:
전체 투과율의 측정
전체 투과율, 즉 가시 스펙트럼에 걸쳐 필름을 통과한 빛 강도는, 50 × 50 mm 견본에 대해 퍼킨 엘머 람다 35 ⓒ(Perkin Elmer Lambda 35 ⓒ) 분광광도계를 사용하여 UV-가시 스펙트럼[300 nm - 900 nm]에 걸쳐 측정되었다.
두 투과율 값이 기록된다:
- 550 nm에서 투과율 값 T550, 및
- 가시 스펙트럼에 대한 투과율의 평균 값에 해당하는, 전체 가시 스펙트럼에 대한 평균 투과율 값 T평균. 이 값은 10 nm 마다 측정되었다.
표면 전기 저항의 측정
표면 전기 저항(Ω/□)은 하기 수학식에 의해 정의될 수 있다:
e : 전도성 층의 두께 (cm),
σ : 층의 전도도 (S/cm) (σ = 1/ρ),
ρ : 층의 저항률 (Ω.cm)
표면 전기 저항은 20 × 20 mm 견본에 대해 키슬리 2400 소스미터 ⓒ(Keithley 2400 SourceMeter ⓒ) 옴계 및 측정을 수행하기 위한 두 지점을 사용하여 측정되었다. 측정을 용이하게 하기 위해, CVD에 의해 전극 상에 금 접점을 먼저 침착시켰다.
헤이즈
계수의 측정
헤이즈 계수는, 퍼센트로 나타나는데, 50 × 50 mm 견본에 대해 구 적분을 갖춘 퍼킨 엘머 람다 35 ⓒ 분광광도계를 사용하여 측정된다. 이 계수는 하기 식으로 정의될 수 있다:
T평균 : 400 내지 800 nm에 대한 직접 투과율의 평균 값.
Td : 400 내지 800 nm에 대한 분산 투과율의 값. 이 투과율은 구 적분의 존재 및 부재 하에 평균 투과율 값들 사이의 차이로 계산된다.
이 비율이 더 낮을수록, 샘플이 빛을 덜 산란시키고 투명 전극을 통해 관찰되는 이미지가 더 선명하게 보일 것이다.
다양한 중합체 사이의 상 분리
투명 전극에서 전도성 중합체(a)와 접착성 중합체(b) 사이의 상 분리에 대한 평가는 50 × 50 mm 견본에 대해 배율 (x100, x200, x400)에서 올림푸스 BX51 광학 현미경을 사용하여 수행된다. 각 견본은 그것의 전체가 다양한 배율에서 현미경으로 관찰된다.
투명 전극의 표면 거칠기의 측정
투명 전극의 표면 거칠기는 50 × 50 mm 견본에 대해 원자 현미경(AFM)을 사용하여 수행된다. 원자 현미경은 아주 미세한 점으로 샘플의 표면을 스캔한다. 이 점의 변화에 대한 분석은 샘플의 표면의 높낮이를 밝힐 수 있도록 한다. 2차 거칠기의 평균(Rq)은 nm으로 나타나고 그 후 측정된다.
2) 실시예의 조성물:
열쇠:
실시예
A:
DMSO 3.3 g을 20 mg의 PVP(탈이온수에서 20 %로 희석됨)에 첨가하고 그 후 600 rpm에서 자기 교반기를 사용하여 10 분 동안 교반했다. 1.2 % 건조 추출물을 함유한 PEDOT:PSS 3 g을 그 후 상기 혼합물에 첨가하였다. 10 분 더 교반 후, 에멀텍스 378 ⓒ 1.6 g(탈이온수에서 10 %로 희석, 건조 추출물 4.5 %, Tg = 40 ℃)을 용액에 첨가하고 30 분 동안 교반했다.
얻어진 혼합물을 그 후 유리 기판 위에 스크레이퍼를 이용해 코팅하였다. 이 침착물을 5 분의 시간 동안 150 ℃에서 가황처리했다.
실시예
B:
DMSO 3.3 g을 20 mg의 PVP(탈이온수에서 20 %로 희석됨)에 첨가하고 그 후 600 rpm에서 자기 교반기를 사용하여 10 분 동안 교반했다. 1.2 % 건조 추출물을 함유한 PEDOT:PSS 3 g을 그 후 상기 혼합물에 첨가했다. 10 분 더 교반 후, 레바크릴 5467 ⓒ 2.4 g(탈이온수에서 10 %로 희석, 건조 추출물 3.0 %)을 용액에 첨가하고 30 분 동안 교반했다.
얻어진 혼합물을 그 후 유리 기판 위에 스크레이퍼를 이용해 코팅했다. 이 침착물은 5 분의 시간 동안 150 ℃에서 가황처리했다.
반례
:
DMSO 3.3 g을 20 mg의 PVP(탈이온수에서 20 %로 희석됨)에 첨가하고 그 후 600 rpm에서 자기 교반기를 사용하여 10 분 동안 교반했다. 1.2 % 건조 추출물을 함유한 PEDOT:PSS 3 g을 그 후 상기 혼합물에 첨가했다. 10 분 더 교반 후, 레바크릴 272 ⓒ 1.6 g(탈이온수에서 10 %로 희석, 건조 추출물 4.5 %, Tg = -30 ℃)을 용액에 첨가하고 30 분 동안 교반했다.
얻어진 혼합물을 그 후 유리 기판 위에 스크레이퍼를 이용해 코팅했다. 이 침착물을 5 분의 시간 동안 150 ℃에서 가황처리했다.
3) 결과:
도 3a는 실시예 A의 다층 투명 전도성 전극의 표면의 현미경 사진을 더 구체적으로 보여주고, 전도성 중합체(a)와 접착성 중합체(b) 사이의 어떤 상 분리도 나타나지 않는다.
도 3a는 반례의 다층 투명 전도성 전극의 표면의 현미경 사진을 더 구체적으로 보여주고, 전도성 중합체(a)와 접착성 중합체(b) 사이의 상 분리를 나타내고, 그렇게 함으로써 헤이즈 계수는 감소하고 거칠기는 증가한다.
전도성 층(2) 내 직접적인 접착성 중합체(b)의 존재는 추가적인 접착성 층을 기판 층(1)에 미리 도포할 필요 없이 상기 기판 층(1)에의 직접 접촉 및 직접 접착을 가능하게 한다. 접착 층의 부재로 인해 이는 높은 투과율을 허용한다.
더욱이, 전도성 층(2)의 조성물은 그것의 간단함을 통해 및 전도성 중합체와 화학적 혼화성을 가지는 접착성 중합체(b)의 이용을 통해, 더 낮은 헤이즈 계수 및 또한 낮은, 심지어 금속 나노필라멘트의 네트워크의 부재에도, 표면 저항을 과도하게 해치지 않고, 낮게 유지되는 거칠기를 갖는 다층 투명 전도성 전극을 가지는 것을 가능하게 만든다.
따라서 이 다층 투명 전도성 전극은, 조성물이 더 간단해지고 더 적은 제조 단계를 요구하기 때문에, 비용 감소를 위한 높은 투과율, 낮은 헤이즈 계수 및 또한 낮은 거칠기를 갖는다.
Claims (15)
- - 기판 층(1),
- 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체를 포함하는 전도성 층(2)
을 포함하며, 전도성 층(2)이 기판 층(1)에 직접 접촉하고 그 전도성 층(2)이 또한 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성이 있는 하나 이상의 소수성 접착성 중합체를 포함하여, 이러한 다층 투명 전도성 전극이 3 % 이하의 헤이즈 계수(coefficient of haze)를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극. - 제1항에 있어서, 전도성 층(2)이 또한 하나 이상의 추가적인 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제2항에 있어서, 추가적인 중합체가 폴리비닐피롤리돈인 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가시 스펙트럼에 대한 평균 투과율이 75 % 이상인 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 거칠기가 20 nm 미만인 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 저항이 50 Ω/□ 이상 및 1000 Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 기판(1)이 유리 및 투명 연질 중합체로부터 선택된 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 접착성 중합체가 측쇄 에스테르 작용기를 포함하는 다층 투명 전도성 전극.
- 제8항에 있어서, 소수성 접착성 중합체가 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택된 것을 특징으로 하는 다층 투명 전도성 전극.
- - o 하나 이상의 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체,
o 3 % 이하의 헤이즈 계수를 갖는 다층 투명 전도성 전극이 되도록 하는, 임의로 치환된 폴리티오펜 전도성 중합체와 화학적 혼화성을 가진 하나 이상의 소수성 접착성 중합체
를 포함하는 전도성 층(2)을 형성하는 조성물을 제조하는 단계 (i),
- 전도성 층(2)을 형성하는 조성물을 기판 층(1) 위에 직접 도포하고 건조하는 단계 (ii),
- 전도성 층(2)을 가교하는 단계 (iii)
를 포함하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법. - 제10항에 있어서, 전도성 층(2)을 형성하는 조성물이 또한 하나 이상의 추가적인 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 추가적인 중합체가 폴리비닐피롤리돈인 것을 특징으로 하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법.
- 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 층(1)의 기판이 유리 및 투명 연질 중합체로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법.
- 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 접착성 중합체가 측쇄 에스테르 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 소수성 접착성 중합체가 폴리비닐 아세테이트 및 아크릴산 폴리에스테르로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 다층 투명 전도성 전극의 제조 방법.
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