KR20150084690A - Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same - Google Patents

Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20150084690A
KR20150084690A KR1020150007032A KR20150007032A KR20150084690A KR 20150084690 A KR20150084690 A KR 20150084690A KR 1020150007032 A KR1020150007032 A KR 1020150007032A KR 20150007032 A KR20150007032 A KR 20150007032A KR 20150084690 A KR20150084690 A KR 20150084690A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal nanowire
conductive film
nanowire
transparent conductive
metal
Prior art date
Application number
KR1020150007032A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102384751B1 (en
Inventor
장화명
신규순
이승혁
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Publication of KR20150084690A publication Critical patent/KR20150084690A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102384751B1 publication Critical patent/KR102384751B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B22F1/02
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2304/00Physical aspects of the powder
    • B22F2304/05Submicron size particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Disclosed are a metal nanowire capable of reducing diffused reflection, a method for producing the same, and a transparent conductive film, which is made of the metal nanowire and has excellent transparency and visibility. The metal nanowire is configured to be formed with a carbon coating film on the surface thereof. The method includes the steps of: coating the metal nanowire with a carbon precursor compound; and forming the carbon coating film on the surface of the metal nanowire by treating the metal nanowire, coated with the carbon precursor compound, with heat. The transparent conductive film includes the metal nanowire having the carbon coating film formed on the surface thereof.

Description

금속 나노와이어, 그 제조방법 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름{Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal nanowire, a method of manufacturing the same, and a transparent conductive film including the same

본 발명은 금속 나노와이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 빛의 난반사를 감소시킬 수 있는 금속 나노와이어, 그 제조방법 및 상기 금속 나노와이어로 형성되며, 투명성 및 시인성이 우수한 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a metal nanowire capable of reducing irregular reflection of light, a method of manufacturing the same, and a transparent conductive film formed of the metal nanowire and having excellent transparency and visibility .

최근, 평판 TV의 수요 증가에 따라, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이패널(PDP), 유기전계발광장치(OELD) 등의 다양한 방식의 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이러한 평판 표시 장치들에 있어서는, 투명 도전막을 이용한 투명 전극이 필수적으로 사용되어야 한다. 또한, TV 이외에도, 터치 패널, 휴대 전화, 전자 종이 등의 각종 전가 기기에 있어서도, 투명 도전막이 필수적으로 사용되어야 한다. 이러한 투명 도전막으로서, Au, Ag, Pt, Cu 등의 각종 금속 박막, 주석 또는 아연이 도핑된 산화 인듐(ITO, IZO), 알루미늄 또는 갈륨이 도핑된 산화아연(AZO, GZO) 등의 금속 산화물 박막 등이 주로 사용되고 있으며, 이들 무기 박막 외에도, 전도성 고분자로 이루어진 유기 박막도 개발되고 있다. 이 중, 인듐 주석 산화물(ITO)은 광투과성 및 도전성이 모두 우수하고, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등에 의해 용이하게 박막을 형성할 수 있으므로, 다양한 전자 기기에서, 투명 전극으로 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 ITO 성막 방법은, 대부분 고가의 장비 및 다량의 에너지가 필요하며, 형성된 박막이 무겁고 유연하지 못한 단점이 있다.
2. Description of the Related Art In recent years, various types of display devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic electroluminescent device (OELD) In such flat panel display devices, a transparent electrode using a transparent conductive film is necessarily used. In addition to a TV, a transparent conductive film must be essentially used for various electronic devices such as a touch panel, a cellular phone, and an electronic paper. As such a transparent conductive film, various metal thin films such as Au, Ag, Pt, and Cu, indium oxide (ITO, IZO) doped with tin or zinc, metal oxides such as zinc oxide (AZO, GZO) doped with aluminum or gallium Thin films and the like are mainly used. In addition to these inorganic thin films, organic thin films made of conductive polymers have also been developed. Of these, indium tin oxide (ITO) is excellent in both light transmittance and conductivity and can be easily formed into a thin film by a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, and thus is widely used as a transparent electrode in various electronic apparatuses. However, most of these ITO film forming methods require expensive equipment and a large amount of energy, and the formed thin film is heavy and inflexible.

이러한 단점을 해소하기 위하여, 최근에는, 금속 나노와이어(nanowire: NW)의 분산액을 기재(substrate)에 도포하고 건조시켜, 금속 나노와이어로 이루어진 투명 도전막을 형성하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 나노와이어 투명 도전막에 있어서는, 매우 작은 크기를 가지는 나노와이어의 전기적인 네트워크에 의해 도전성이 발현되므로, 도전성과 투명성이 모두 우수하고, 투명 도전막을 고온 가열 처리할 필요가 없으므로, 플라스틱 필름과 같은 수지 기재 상에 투명 도전막을 형성할 수도 있다. 특히, 은(Ag)은 전도성이 특히 우수하고, 수계에서 간편에서 은(Ag) 나노와이어를 제조할 수 있으므로, 가장 실용적인 도전막 형성 재료로 알려져 있다(예를 들면, 미국 특허공개 제2005/0056118호 참조).
Recently, a method of forming a transparent conductive film composed of metal nanowires by coating a substrate with a dispersion of a metal nanowire (NW) and drying the substrate has been researched. In such a nanowire transparent conductive film, since conductivity is exhibited by an electrical network of nanowires having a very small size, both conductivity and transparency are excellent, and there is no need to heat the transparent conductive film at a high temperature. A transparent conductive film may be formed on the resin substrate. Particularly, silver (Ag) is particularly excellent in conductivity and is known as the most practical conductive film forming material since silver (Ag) nanowires can be easily produced from a water system (see, for example, U.S. Patent Publication No. 2005/0056118 See also

그러나, 금속 나노와이어의 경우, 나노와이어의 표면에서 빛이 난반사하여, 나노와이어로 이루어진 도전막의 헤이즈(Haze) 값이 높아져, 도전막의 시인성(투명성)이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 나노와이어의 표면에서 발생하는 난반사를 억제하여, 나노와이어 도전막의 시인성을 개선하기 위한 방법이 연구되고 있다. 예를 들면, 일본 특허공개 2013-122053호는, 금속 나노와이어의 표면에 유색 화합물(유색 염료)을 흡착시켜, 금속 나노와이어의 표면에서 발생하는 빛의 난반사를 억제하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 특허공개 10-2013-0092857호는 레이저 파워를 변화시키면서, 금속와이어로 이루어진 투명전극 미세패턴을 형성함으로서, 패턴 선폭을 감소시키고, 나노와이어 도전막의 시인성을 개선하는 방법을 개시하고 있다.
However, in the case of metal nanowires, the light diffuses irregularly on the surface of the nanowire, and the haze value of the conductive film made of the nanowire increases, thereby lowering the visibility (transparency) of the conductive film. Therefore, a method for improving the visibility of the nanowire conductive film by suppressing irregular reflection occurring on the surface of the nanowire is being studied. For example, JP-A-2013-122053 discloses a method for adsorbing a colored compound (colored dye) on the surface of a metal nanowire to suppress irregular reflection of light generated on the surface of the metal nanowire, Patent Document 10-2013-0092857 discloses a method for reducing the pattern line width and improving the visibility of the nanowire conductive film by forming a transparent electrode fine pattern made of a metal wire while changing the laser power.

본 발명의 목적은, 표면에서의 빛의 난반사를 감소시킨 금속 나노와이어 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a metal nanowire with reduced diffuse reflection of light on the surface and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은, 빛의 난반사에 의한 헤이즈(Haze)를 감소시켜, 결과적으로 개선된 시인성을 가지는 투명 도전성 필름을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a transparent conductive film having reduced haze due to irregular reflection of light and consequently having improved visibility.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 나노와이어를 제공한다. 또한, 본 발명은, 금속 나노와이어를 탄소 전구체 화합물로 코팅하는 단계; 및 상기 탄소 전구체 화합물로 코팅된 금속 나노와이어를 열처리하여 금속 나노와이어의 표면에 탄소 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 금속 나노와이어의 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 금속 나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
In order to attain the above object, the present invention provides a metal nanowire, wherein a carbon coating film is formed on the surface. The present invention also provides a method of fabricating a semiconductor device, comprising: coating a metal nanowire with a carbon precursor compound; And heat treating the metal nanowires coated with the carbon precursor compound to form a carbon coating layer on the surface of the metal nanowires. The present invention also provides a transparent conductive film comprising a metal nanowire having a carbon coating film formed on its surface.

본 발명에 따른 금속 나노와이어는 표면에서의 빛의 난반사가 억제되므로, 상기 금속 나노와이어로 제조된 투명 도전성 필름은 빛의 난반사에 의한 헤이즈(Haze)를 감소시켜, 결과적으로 개선된 시인성을 나타낸다.
Since the metal nanowire according to the present invention suppresses irregular reflection of light on the surface, the transparent conductive film made of the metal nanowire reduces haze due to irregular reflection of light, resulting in improved visibility.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[금속 나노와이어][Metal nanowire]

본 발명에 따른 금속 나노와이어는 표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서, 상기 금속 나노와이어 100 중량부에 대하여, 상기 탄소 코팅막의 함량은 0.01 내지 50 중량부, 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 중량부이다. 여기서, 상기 탄소 코팅막은 탄소 전구체 화합물(유기물)이 탄화되어 형성된 탄소막을 의미한다. 상기 탄소 코팅막의 함량이 너무 작으면, 금속 나노와이어 표면에서의 빛의 난반사를 충분히 억제할 수 없고, 상기 탄소 코팅막의 함량이 너무 많으면, 금속 나노와이어의 전도성이 저하되는 등 전기적 특성이 저하될 우려가 있다. 종래에는, 유색 염료 등을 금속 나노와이어 표면에 부착시켰으나, 본 발명에서는, 금속 나노와이어의 표면에 부분적 또는 전체적으로 탄소 코팅막을 형성하여, 금속 나노와이어 자체가 부분적 또는 전체적으로 색을 가질 수 있도록 하였다.
The metal nanowire according to the present invention is characterized in that a carbon coating film is formed on the surface. In the present invention, the content of the carbon coating layer is 0.01 to 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the metal nanowire. Here, the carbon coating film refers to a carbon film formed by carbonizing a carbon precursor compound (organic material). If the content of the carbon coating film is too small, the irregular reflection of light on the surface of the metal nanowire can not be sufficiently suppressed. If the content of the carbon coating film is too large, the electrical properties of the metal nanowire are lowered . Conventionally, a colored dye or the like is attached to a surface of a metal nanowire. In the present invention, a carbon coating film is partially or wholly formed on a surface of the metal nanowire so that the metal nanowire itself can partially or wholly have a color.

본 발명에 사용될 수 있는 금속 나노와이어로는, 통상의 금속 나노와이어를 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 상기 금속 나노와이어는 Ag, Au, Ni, Cu, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, Co, Sn 등의 금속 원소로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 상기 금속 나노와이어의 형상으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 원주 형상, 직육면체 형상, 단면이 다각형인 기둥 형상 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 상기 금속 나노와이어의 장축 평균 길이는, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 예를 들면, 1 내지 1000 ㎛, 구체적으로는 5 내지 100 ㎛이다. 상기 금속 나노와이어의 길이가, 1 ㎛ 미만이면, 투명 도전체를 제조한 경우, 금속끼리의 접합점이 감소되어 저항이 증가할 우려가 있다. 또한, 상기 금속 나노와이어의 단축 평균 길이(직경)은 1 내지 200 nm, 바람직하게는 5 내지 100 nm, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 nm이다. 상기 나노와이어의 직경이 너무 작으면, 나노와이어의 내열성이 저하될 우려가 있고, 너무 크면, 금속의 산란에 의한 헤이즈가 증가되어, 금속 나노와이어를 함유하는 투명 도전체의 광선 투과성 및 시인성이 저하될 우려가 있다.
As the metal nanowires usable in the present invention, ordinary metal nanowires can be used without any particular limitation. The metal nanowires may be made of metal elements such as Ag, Au, Ni, Cu, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, Co and Sn. The shape of the metal nanowire is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, the shape of the metal nanowire may be any shape such as a columnar shape, a rectangular parallelepiped shape, and a columnar shape having a polygonal cross section. The long axis average length of the metal nanowires is 1 占 퐉 or more, preferably 5 占 퐉 or more, more preferably 10 占 퐉 or more, for example, 1 to 1000 占 퐉, specifically, 5 to 100 占 퐉. When the length of the metal nanowires is less than 1 m, there is a fear that the junctions of the metals are reduced when the transparent conductor is produced, thereby increasing the resistance. The average short axis length (diameter) of the metal nanowire is 1 to 200 nm, preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 50 nm. If the diameter of the nanowire is too small, heat resistance of the nanowire may be deteriorated. If it is too large, haze due to scattering of the metal is increased, and the light transmittance and visibility of the transparent conductor containing the metal nanowire are deteriorated There is a concern.

[금속 나노와이어의 제조 방법][Manufacturing Method of Metal Nanowire]

본 발명에 따른 금속 나노와이어의 제조 방법은, 금속 나노와이어를 탄소 전구체 화합물(유기물)로 코팅하고 열처리하여, 금속 나노와이어의 표면에 탄소 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 탄소 전구체 화합물의 코팅은, 금속 나노와이어 용액에 수크로스, 락토스, 말토스, 트레할로스(Trehalos), 투라노스(turanose), 셀로비오스(cellobiose), 라피노스(raffinose), 멜레치토스(melezitose), 말토트리오스, 아카보스, 스타키오스, 다이하드록시아세톤, 알도테트로스, 케토테트로스, 케토펜토스, 알도펜토스, 데옥시당, 케토헥소스, 알도헥소스(aldohexose), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol) 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 이들의 혼합물 등의 탄소 전구체 화합물을 첨가하고 균일하게 혼합한 다음, 필요에 따라 용매를 제거하여, 금속 나노와이어의 표면에 탄소 전구체 화합물을 부착시켜 수행될 수 있다. 상기 금속 나노와이어 용액의 용매로서는, 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 물, 프로판올, 아세톤, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 좋다. 상기 탄소 전구체 화합물의 열처리는 상기 탄소 전구체 화합물을 탄화시킬 수 있는 온도에서 수행되는 것으로서, 사용되는 탄소 전구체 화합물의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 통상적인 열처리 온도는 50 내지 400 ℃이고, 바람직하게는 70 내지 300 ℃이며, 열처리 시간은 통상 30 초 내지 5 분이다. 여기서, 열처리 온도가 너무 낮으면 유기 전구체가 충분히 탄화되지 못할 우려가 있고, 열처리 온도가 너무 높으면, Ag 나노와이어 자체가 용융(melting)되어 Ag 나노와이어의 형상이 달라질 우려가 있다. 이러한 이유로 너무 높은 온도에서 탄화를 진행할 경우, Ag 나노와이어의 형상이 변형되어 Ag 나노와이어의 네트워크가 약화되어 전체적인 도전성이 저하될 우려가 있다.
The method for manufacturing a metal nanowire according to the present invention includes a step of coating a metal nanowire with a carbon precursor compound (organic material) and performing a heat treatment to form a carbon coating film on the surface of the metal nanowire. The coating of the carbon precursor compound may be carried out by adding a metal nanowire solution to a solution of a metal nanowire in a solution of sucrose, lactose, maltose, trehalose, turanose, cellobiose, raffinose, melezitose, Aldohexose, polyvinylalcohol, aldehydes, ketones, ketones, aldehydes, ketoglucose, ketoglutarate, ketoglutarate, ketoglutarate, tartrate, acarbose, stachyose, dihydroxyacetone, May be carried out by adding a carbon precursor compound such as polyvinylpyrrolidone or a mixture thereof, mixing them uniformly, removing the solvent if necessary, and attaching a carbon precursor compound to the surface of the metal nanowire . The solvent of the metal nanowire solution is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include water, propanol, acetone, and ethylene glycol. These may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. The heat treatment of the carbon precursor compound may be performed at a temperature capable of carbonizing the carbon precursor compound and may vary depending on the kind of the carbon precursor compound used. Typical heat treatment temperature is 50 to 400 ° C, preferably 70 To 300 캜, and the heat treatment time is usually 30 seconds to 5 minutes. If the heat treatment temperature is too low, the organic precursor may not sufficiently carbonize. If the heat treatment temperature is too high, the Ag nanowire itself may be melted and the shape of the Ag nanowire may be changed. For this reason, when the carbonization proceeds at a too high temperature, the shape of the Ag nanowire may be deformed and the network of the Ag nanowire may be weakened, thereby deteriorating the overall conductivity.

[금속 나노와이어로 제조된 투명 도전성 필름][Transparent conductive film made of metal nanowire]

본 발명에 따른 투명 도전성 필름은, 표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 금속 나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 투명 도전성 필름은, 상기 금속 나노와이어를 분산 용매에 분산시킨 코팅용 조성물을 기재(substrate)에 도포하고 건조시켜 제조할 수 있다. 필요에 따라, 상기 코팅용 조성물은 분산제, 바인더(binder), 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 레벨링(levelling)제 등과 같은 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 코팅용 조성물의 분산 용매로는, 물, 유기 용매 등 금속 나노와이어를 분산시킬 수 있는 용매를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 주로 물이 사용되고, 물과 혼화되는 유기 용매를 50 중량% 이하의 함량으로 병용하는 것이 바람직하다. 상기 유기 용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올류, 에틸렌글리콜, 글리세린과 같은 글리콜류, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 아세테이트류, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란, 디옥산 등의 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류, 헥산, 헵탄, 도데칸, 파라핀 오일 등의 탄화수소계, 벤전, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족, 그리고 클로로포름이나 메틸렌클로라이드 등의 할로겐 치환 용매, 아세토니트릴, 디메틸술폭사이드 등을 다독 또흔 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 바인더로는, 셀룰로즈아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페옥시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지 등 기재와의 부착력이 우수한 고분자 수지를 사용할 수 있다.
The transparent conductive film according to the present invention is characterized by including a metal nanowire having a carbon coating film formed on its surface. The transparent conductive film according to the present invention can be produced by applying a coating composition in which the metal nanowires are dispersed in a dispersion solvent to a substrate and drying the coating composition. If necessary, the coating composition may further include additives such as a dispersant, a binder, a surfactant, a wetting agent, a leveling agent, and the like. As the dispersion solvent of the coating composition, water, an organic solvent, and the like can be used without any particular limitation, but water is mainly used, and an organic solvent which is miscible with water is contained in an amount of 50 wt% Is preferably used in combination. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, glycols such as ethylene glycol and glycerin, acetates such as ethyl acetate, butyl acetate, methoxypropyl acetate and carbitol acetate, Ethers such as methyl cellosolve, butyl cellosolve, diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, dimethyl formamide and 1-methyl-2-pyrrolidone, Heptane, dodecane and paraffin oil, aromatics such as benzene, toluene and xylene, and halogen-substituted solvents such as chloroform and methylene chloride, acetonitrile, dimethylsulfoxide and the like may be further mixed and used. As the binder, a polymer resin having excellent adhesion to a substrate such as cellulose acetate, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, alkyd resin, epoxy resin, peroxy resin, melamine resin and phenol resin can be used.

상기 코팅용 조성물에 있어서, 금속 나노와이어의 함량은, 특별히 제한은 없지만, 0.1 내지 99 중량%, 바람직하게는 1 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 중량%이다. 상기 금속 나노와이어의 함량이 너무 작으면, 도전성 필름 제조 시, 건조 공정의 부하가 커지고, 너무 크면, 나노와이어 입자가 응집될 우려가 있다. 상기 투명 도전성 필름이 형성되는 기재는, 특별히 제한 없이 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 폴리머 필름, 유리 등을 사용할 수 있다. 상기 코팅용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 통상의 막 형성 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅, 임프린팅(imprinting) 방법 등의 방법을 사용할 수 있다. 상기 코팅용 조성물의 건조 온도는, 기재, 나노와이어 등 대상물의 특성에 영향을 미치지 않는 한도에서 자유롭게 선택될 수 있고, 통상 80 내지 200 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.
In the coating composition, the content of the metal nanowires is not particularly limited, but is 0.1 to 99% by weight, preferably 1 to 95% by weight, more preferably 5 to 50% by weight. If the content of the metal nanowires is too small, the load of the drying process becomes large when the conductive film is produced. If the content is too large, the nanowire particles may aggregate. The substrate on which the transparent conductive film is formed can be appropriately selected according to the purpose without particular limitation. For example, a polymer film such as a polyethylene terephthalate (PET) film, a triacetylcellulose (TAC) film, glass, have. As a method of applying the coating composition to a substrate, a conventional film forming method can be used, and examples thereof include a spin coating method, a roll coating method, a spray coating method, a dip coating method, flow printing, doctor blade and dispensing, inkjet printing, offset printing, screen printing, pad printing, gravure printing, flexography printing, stencil printing, imprinting, Method can be used. The drying temperature of the coating composition can be freely selected so long as it does not affect the properties of the object such as substrate, nanowire, etc., and can be generally carried out at a temperature of 80 to 200 ° C.

본 발명에 따른 투명 도전성 필름의 두께는, 구현하고자 하는 선폭 및 요구 저항 조건에 따라 적절히 설정될 수 있으며, 바람직하게는 5.0 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하, 예를 들면, 0.05 내지 0.5 ㎛이다. 본 발명에 따른 금속 나노와이어는, 표면에 유색의 탄소 코팅막이 형성되어, 빛을 효율적으로 흡수하여, 빛의 난반사에 의한 헤이즈(Haze)를 억제하고, 결과적으로 금속 나노와이어로 제조된 투명 도전성 필름의 시인성을 개선할 수 있다.
The thickness of the transparent conductive film according to the present invention may be appropriately set according to the line width and required resistance conditions to be implemented and is preferably 5.0 μm or less, more preferably 1.0 μm or less, for example, 0.05 to 0.5 μm to be. The metal nanowire according to the present invention has a colored carbon coating film formed on its surface to efficiently absorb light and suppress haze due to irregular reflection of light and consequently to provide a transparent conductive film made of metal nanowires Can be improved.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

[실시예 1~3] 표면 탄화를 이용한 금속 나노와이어의 표면 코팅 [Examples 1 to 3] Surface Coating of Metal Nanowires Using Surface Carbonization

하기 표 1에 기재된 성분과 함량의 탄소전구체 화합물(유기물)로 은 나노와이어(Ag NW)를 코팅한 다음, 마이크로웨이브(microwave)를 이용하여 300 내지 500 W 조건(약 120 내지 350℃)에서 열처리하여, 탄소전구체 화합물을 탄화시켜, 탄화된 표면층을 가지는 금속 나노와이어를 제조하였다. 사용된 은 나노와이어는 길이가 약 35 ㎛이고, 지름이 약 25 nm인 이상적인 타원 구조로 가지는 것이었다. (Ag NW) was coated with the components and the contents of the carbon precursor compound (organic material) shown in the following Table 1, and then heat treatment was performed using microwave at 300 to 500 W (about 120 to 350 ° C) Thus, the carbon precursor compound was carbonized to prepare a metal nanowire having a carbonized surface layer. The silver nanowires used were of an ideal elliptical structure with a length of about 35 μm and a diameter of about 25 nm.

탄소 전구체 화합물의
종류 및 사용량
Of the carbon precursor compound
Type and usage
1 wt% Ag NW
solution(g)
1 wt% Ag NW
solution (g)
마이크로웨이브
파워(W)
Microwave
Power (W)
열처리
시간(min)
Heat treatment
Time (min)
실시예 1Example 1 폴리비닐피롤리돈, 1mgPolyvinylpyrrolidone, 1 mg 1010 300300 1One 실시예 2Example 2 폴리비닐피롤리돈, 1mgPolyvinylpyrrolidone, 1 mg 1010 300300 22 실시예 3Example 3 폴리비닐피롤리돈, 1mgPolyvinylpyrrolidone, 1 mg 1010 500500 1One

[실시예 4~6, 비교예 1] 금속 나노와이어를 이용한 투명 도전막 형성 및 광학 특성 평가 [Examples 4 to 6, Comparative Example 1] Formation of a transparent conductive film using metal nanowires and evaluation of optical properties

실시예 1 내지 3에서 제조한 탄화된 표면층을 가지는 은 나노와이어 1 g를 8 g의 에탄올에 분산시킨 후, 기재(substrate)에 도포하고 건조시켜 두께 약 10 ㎛의 도전막을 형성하였다(실시예 4 내지 6). 또한, 탄화된 표면층을 가지지 않는 은 나노와이어를 이용하여, 동일한 방법으로 도전막을 형성하였다(비교예 1). 형성된 투명 도전막의 광학특성으로서, 면저항(Sheet resistance), 투과도(Transmittance: T.Trans) 및 탁도(Haze)를 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.1 g of the silver nanowire having the carbonized surface layer prepared in Examples 1 to 3 was dispersed in 8 g of ethanol and then coated on a substrate and dried to form a conductive film having a thickness of about 10 탆 (Example 4 To 6). In addition, a conductive film was formed in the same manner using silver nanowires having no carbonized surface layer (Comparative Example 1). Sheet resistance, transmittance (T.Trans), and turbidity (Haze) were evaluated as optical characteristics of the formed transparent conductive film, and the results are shown in Table 2 below.

마이크로웨이브
처리 조건
Microwave
Treatment condition
Sheet resistance
(Ω/□)
Sheet resistance
(Ω / □)
Haze (%)Haze (%) T.Trans (%)T.Trans (%)
비교예 1Comparative Example 1 -- 130.60130.60 1.041.04 91.9291.92 실시예 4Example 4 300 W, 1 min300 W, 1 min 89.4289.42 0.760.76 91.9991.99 실시예 5Example 5 300 W, 2 min300 W, 2 min 89.3289.32 0.750.75 92.192.1 실시예 6Example 6 500 W, 1 min500 W, 1 min 137.2137.2 0.800.80 92.2692.26

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 탄화된 표면층을 가지는 은 나노와이어로 형성된 도전막(실시예 4~6)은, 탄화된 표면층을 가지지 않는 은 나노와이어로 형성된 도전막(비교예 1)과 비교하여, 면저항 및 투과도는 동등 이상이고, 탁도(Haze)는 우수하였다. 한편, 열처리 조건이 300W (150 ~ 200 ℃)인 경우에는, 탁도 뿐만 아니라, 면저항(Sheet resistance)도 우수한 결과를 보였다.As shown in Table 2, the conductive films (Examples 4 to 6) formed of silver nanowires having a carbonized surface layer were superior to the conductive films (Comparative Example 1) formed of silver nanowires having no carbonized surface layer , Sheet resistance and permeability were equal or more, and haze was excellent. On the other hand, when the heat treatment condition was 300 W (150-200 ° C), not only the turbidity but also the sheet resistance were also excellent.

Claims (6)

표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 나노와이어.And a carbon coating film is formed on the surface of the metal nanowire. 제1항에 있어서, 상기 금속 나노와이어 100 중량부에 대하여, 상기 탄소 코팅막의 함량은 0.01 내지 50 중량부인 것인, 금속 나노와이어.The metal nanowire according to claim 1, wherein the content of the carbon coating layer is 0.01 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal nanowire. 금속 나노와이어를 탄소 전구체 화합물로 코팅하는 단계; 및
상기 탄소 전구체 화합물로 코팅된 금속 나노와이어를 열처리하여 금속 나노와이어의 표면에 탄소 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 금속 나노와이어의 제조 방법.
Coating the metal nanowire with a carbon precursor compound; And
And forming a carbon coating layer on the surface of the metal nanowire by heat treating the metal nanowire coated with the carbon precursor compound.
제3항에 있어서, 상기 탄소 전구체 화합물은 수크로스, 락토스, 말토스, 트레할로스, 투라노스, 셀로비오스, 라피노스, 멜레치토스, 말토트리오스, 아카보스, 스타키오스, 다이하드록시아세톤, 알도테트로스, 케토테트로스, 케토펜토스, 알도펜토스, 데옥시당, 케토헥소스, 알도헥소스로, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 금속 나노와이어의 제조 방법.The method of claim 3, wherein the carbon precursor compound is selected from the group consisting of sucrose, lactose, maltose, trehalose, turanose, cellobiose, raffinose, melechetose, maltotriose, acarbose, stachyose, dihydroxyacetone, Wherein the metal nanowire is selected from the group consisting of ketotetraose, ketopentose, aldopentose, deoxy sugar, ketohexose, aldohexose, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, ≪ / RTI > 제3항에 있어서, 상기 탄소 전구체 화합물의 열처리 온도는 70 내지 300 ℃인 것인, 금속 나노와이어의 제조 방법.4. The method according to claim 3, wherein the carbon precursor compound has a heat treatment temperature of 70 to 300 占 폚. 표면에 탄소 코팅막이 형성되어 있는 금속 나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.And a metal nanowire having a carbon coating film formed on its surface.
KR1020150007032A 2014-01-14 2015-01-14 Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same KR102384751B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140004351 2014-01-14
KR1020140004351 2014-01-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150084690A true KR20150084690A (en) 2015-07-22
KR102384751B1 KR102384751B1 (en) 2022-04-08

Family

ID=53874547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150007032A KR102384751B1 (en) 2014-01-14 2015-01-14 Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102384751B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013122053A (en) * 2011-02-23 2013-06-20 Dexerials Corp Dispersion and metal nanowire

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013122053A (en) * 2011-02-23 2013-06-20 Dexerials Corp Dispersion and metal nanowire

Also Published As

Publication number Publication date
KR102384751B1 (en) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7120973B2 (en) Metal nanowire inks for formation of transparent conductive films with fused networks
JP7145906B2 (en) Transparency film with light hue controlled using nanoscale colorants
US11968787B2 (en) Metal nanowire networks and transparent conductive material
EP2961801B1 (en) Fused metal nanostructured networks, use of fusing solutions with reducing agents and methods for forming metal networks
KR102376788B1 (en) Metal Nanostructured Networks and Transparent Conductive Material
EP2828861B1 (en) Mixtures, methods and compositions pertaining to conductive materials
JP5612767B2 (en) Method for producing transparent conductive film and transparent conductive film produced thereby
KR101991676B1 (en) Conductive ink composition for forming transparent electrode
CN114395293B (en) Stabilized sparse metal conductive films and solutions for delivery of stabilizing compounds
KR20150084689A (en) Transparent conductive electrode and method for producing the same
JP2013152928A (en) Transparent conductive film
KR102384751B1 (en) Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same
KR20150084691A (en) Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same
KR101468759B1 (en) Method for producing conductive coating film, and primer composition therefor
Nitta et al. Preparation of PDOT: PSS transparent conductive film using ink-jet printing
JP2007317489A (en) Conductive film and its manufacturing method
CN113205902A (en) Silver nanowire conductive ink and preparation method of transparent conductive film thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant