KR20150084691A - Metal nanowire, method for producing the same, and transparent conductive film including the same - Google Patents
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Abstract
Description
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 할로겐 이온이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 나노와이어를 제공한다. 또한, 본 발명은, 금속 나노와이어와 할로겐 이온을 발생시키는 할로겐 화합물을 반응시켜, 금속 나노와이어의 표면에 할로겐 이온을 코팅시키는 단계를 포함하는 금속 나노와이어의 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 표면에 할로겐 이온이 코팅되어 있는 금속 나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a metal nanowire having a surface coated with halogen ions. The present invention also provides a method for producing metal nanowires comprising the step of reacting a metal nanowire with a halogen compound generating a halogen ion to coat the surface of the metal nanowire with a halogen ion. Further, the present invention provides a transparent conductive film comprising a metal nanowire whose surface is coated with a halogen ion.
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 할로겐 이온이 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 금속 나노와이어에 코팅된 할로겐 이온은 Br-, F-, Cl-, I-, 이들의 혼합물 등일 수 있고, 바람직하게는 Cl- 또는 Br-이고, 가장 바람직하게는 Cl-이다. 본 발명에 있어서, 상기 금속 나노와이어 100 중량부에 대하여, 상기 할로겐 이온의 코팅량은 0.1 내지 50 중량부, 바람직하게는 1 내지 40 중량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 중량부, 가장 바람직하게는 7 내지 20 중량부이다. 여기서, 상기 할로겐 이온의 코팅량이 너무 작으면, 금속 나노와이어 표면에서의 빛의 난반사를 충분히 억제할 수 없고, 상기 할로겐 이온의 코팅량이 너무 많으면, 금속 나노와이어의 전도성이 저하되는 등 전기적 특성이 저하될 우려가 있다. 종래에는, 유색 염료 등을 금속 나노와이어 표면에 부착시켰으나, 본 발명에서는 할로겐 이온을 금속 나노와이어 표면에서 반응시켜, 금속 나노와이어를 할로겐 이온으로 표면 처리함으로써, 금속 나노와이어 자체가 부분적으로 색을 가질 수 있도록 하였다.
The metal nanowire according to the present invention is characterized in that halogen ions are coated on its surface. The halogen ion coated on the metal nanowire can be Br - , F - , Cl - , I - , a mixture thereof, and the like, preferably Cl - or Br - and most preferably Cl - . In the present invention, the coating amount of the halogen ion relative to 100 parts by weight of the metal nanowire is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, Is 7 to 20 parts by weight. If the coating amount of the halogen ion is too small, the irregular reflection of light on the surface of the metal nanowire can not be sufficiently suppressed. If the coating amount of the halogen ion is too large, the electrical properties of the metal nanowire deteriorate There is a concern. Conventionally, a colored dye or the like is attached to a surface of a metal nanowire. In the present invention, by reacting a halogen ion on the surface of the metal nanowire and surface-treating the metal nanowire with a halogen ion, the metal nanowire itself partially has 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 나노와이어와 할로겐 이온을 반응시켜, 금속 나노와이어의 표면에 할로겐 이온을 코팅시키는 단계를 포함한다. 상기 금속 나노와이어와 할로겐 이온의 반응은, 금속 나노와이어 용액에 Br-, F-, Cl-, I- 등을 발생시키는 할로겐 화합물을 첨가하고, 금속 나노와이어와 할로겐 화합물을 반응시켜 수행될 수 있다. 상기 할로겐 화합물로는 NaCl, KCl, KBr, CaCl2 등의 알카리금속 또는 알카리토금속 할라이드 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 KCl, KBr 등을 사용할 수 있다. 상기 금속 나노와이어 용액의 용매로서는, 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아세톤, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 좋다. 여기서, 상기 금속 나노와이어 용액의 농도 및 사용되는 할로겐 화합물의 농도는 금속 나노와이어와 할로겐 화합물의 반응이 적절한 속도로 수행되는 조건에서 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면, 금속 나노와이어 용액의 농도는 0.5 내지 5 중량% 일 수 있고, 할로겐 화합물의 사용량은 소망하는 할로겐 이온의 코팅량에 따라 첨가할 수 있다.
The method for manufacturing a metal nanowire according to the present invention includes the step of reacting a metal nanowire with a halogen ion to coat the surface of the metal nanowire with a halogen ion. The reaction between the metal nanowire and the halogen ion can be performed by adding a halogen compound generating Br - , F - , Cl - , I - or the like to the metal nanowire solution and reacting the metal nanowire with a halogen compound . Examples of the halogen compound include alkali metal or alkaline earth metal halide compounds such as NaCl, KCl, KBr and CaCl 2. These compounds may be used alone or in combination. Preferably, KCl, KBr or the like may be used. The solvent of the metal nanowire solution is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, acetone, ethylene glycol and the like. These may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. Here, the concentration of the metal nanowire solution and the concentration of the halogen compound to be used can be appropriately selected under the condition that the reaction between the metal nanowire and the halogen compound is performed at a proper rate. For example, the concentration of the metal nanowire solution is 0.5 to 5% by weight, and the amount of the halogen compound to be used may be added according to the coating amount of the desired halogen ion.
[금속 나노와이어로 제조된 투명 도전성 필름] [Transparent conductive film made of metal nanowire]
본 발명에 따른 투명 도전성 필름은, 표면에 할로겐 이온이 코팅되어 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 whose surface is coated with a halogen ion. 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 할로겐 이온이 코팅되어, 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 is coated with halogen ions to efficiently absorb light to suppress haze due to irregular reflection of light and consequently to improve the visibility of 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 1~5] 할로겐 화합물을 이용한 금속 나노와이어의 표면 코팅 [Examples 1 to 5] Surface coating of metal nanowires using a halogen compound
하기 표 1에 기재된 성분과 함량의 할로겐 화합물을, 은 나노와이어(Ag NW) 1 중량%가 포함된 에탄올(EtOH) 용액 10 g에 용해시켜, 할로겐 화합물과 은 나노와이어와의 반응을 진행하였다. 반응이 종결된 후, 은 나노와이어의 표면에 코팅된 할로겐 이온이 차지하는 면적을 측정하여 하기 표 1에 함께 나타내었다. 여기서, 은 나노와이어(Ag NW)의 표면적은 은 나노와이어를 이상적인 원기둥으로 가정하고, 원기둥의 표면적은 2*(밑넓이)+(옆넓이)로 계산하였다. 계산된 은 나노와이어의 표면적을 이상적인 Ag 금속의 unit cell(구조의 최소단위) 넓이로 나눠 은 나노와이어의 표면적에 몇 개의 은(Ag) unit cell이 들어가는지를 구하였으며, 은(Ag) unit cell 구조에 Ag 원자(atom)가 2개 들어간다고 가정하고 은 나노와이어 표면에 존재하는 Ag 원자의 수를 구하였다. 또한, 계산된 Ag 원자의 수를 아보가드로수로 나눠서 표면에 몇 mol의 Ag가 존재하는지 계산하고, 이를 기준으로 할로겐 이온과의 표면적을 계산하였다. 예를 들어, 표면에 존재하는 Ag mol의 양과 동일한 mol의 할로겐 이온이 코팅된 경우를 100 %로 계산하였다. 여기서, 사용한 Ag의 구조는 FCC 구조로 lattice parameter가 0.408 nm이며, unit cell의 면적은(한쪽면) (0.408nm)*(0.408nm)로 가정하였으며, 은 나노와이어의 표면적은 나노와이어의 길이가 35 ㎛이고, 지름이 25 nm인 이상적인 타원 구조로 가정하여 산출하였다.Halogen compounds having the components and contents shown in the following Table 1 were dissolved in 10 g of ethanol (EtOH) solution containing 1% by weight of silver nanowires (Ag NW), and the reaction between the halogen compound and silver nanowires was carried out. After the reaction was completed, the area occupied by the halogen ions coated on the surface of silver nanowires was measured and shown in Table 1 below. Here, the surface area of the silver nanowire (Ag NW) is assumed to be the ideal cylindrical silver nanowire, and the surface area of the column is calculated as 2 * (footprint) + (lateral width). The calculated silver nanowire surface area is divided by the unit cell size of the ideal Ag metal to determine how many silver (Ag) unit cells are contained in the surface area of the silver nanowire. And the number of Ag atoms present on the silver nanowire surface was determined. In addition, the number of Ag atoms calculated is divided by the number of Avogadro so that the number of moles of Ag on the surface is calculated, and the surface area with the halogen ion is calculated based on this. For example, 100% of the cases in which a halogen ion equivalent to the amount of Ag mol existing on the surface is coated is calculated as 100%. The structure of Ag used is assumed to be 0.408 nm in lattice parameter and 0.408 nm in unit cell area (0.408 nm) * (0.408 nm). The surface area of the silver nanowire is the length of the nanowire 35 탆, and 25 nm in diameter, respectively.
화합물(g)halogen
Compound (g)
solution(g)1 wt% Ag NW
solution (g)
할로겐 이온이 차지하는 면적(%)Ag NW surface area, coated
Area occupied by halogen ions (%)
[실시예 6~10, 비교예 1] 금속 나노와이어를 이용한 투명 도전막 형성 및 광학 특성 평가 [Examples 6 to 10, Comparative Example 1] Formation of a transparent conductive film using metal nanowires and evaluation of optical properties
실시예 1 내지 5에서 제조한 할로겐 이온이 코팅된 은 나노와이어 1 g를 8 g의 에탄올 용매에 분산시킨 후, 기재(substrate)에 도포하고 건조시켜 두께 약 10 ㎛의 도전막을 형성하였다(실시예 6 내지 10). 또한, 할로겐 이온이 코팅되지 않은 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 coated with the halogen ions prepared in Examples 1 to 5 was dispersed in 8 g of an ethanol solvent and then coated on a substrate and dried to form a conductive film having a thickness of about 10 탆 6 to 10). Further, a conductive film was formed by the same method using silver nanowires not coated with halogen ions (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.
코팅 유무Halogen-ion
Presence or absence of coating
(Ω/□)Sheet resistance
(Ω / □)
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 할로겐 이온이 코팅된 금속 나노와이어를 이용한 투명 도전막(실시예 6 내지 10)은, 할로겐 이온이 코팅되지 않은 금속 나노와이어를 이용한 투명 도전막(비교예 1)에 비하여 Haze 값이 낮아, 시인성이 개선되는 것을 알 수 있다. 또한, 염소 이온(Cl-)이 코팅된 금속 나노와이어를 이용한 투명 도전막(실시예 6 내지 8)의 경우, 염소 이온(Cl-)의 함량이 일정 수준 이상이면(예를 들면, 5 내지 30 중량부), 낮은 면저항(Sheet resistance)을 유지하면서도, 시인성이 개선되는 특징을 보였다. 뿐만 아니라, 실시예 6 내지 10의 투명 도전막은, 할로겐 이온이 코팅되지 않은 비교예 1의 투명 도전막과 투과도가 유사하며, 이는 할로겐 이온의 코팅이, 투과도에 영향을 미치지 않음을 보여준다.As shown in Table 2 above, the transparent conductive films (Examples 6 to 10) using metal ion nanowires coated with halogen ions were prepared by the same procedure as in Example 1 except that the transparent conductive films (Comparative Example 1) using metal nanowires not coated with halogen ions The Haze value is low and the visibility is improved. Further, chlorine ion (Cl -) - When the content of a certain level (e.g., 5 to 30 is used for the coated metal nanowires transparent conductive film for (Examples 6-8), chloride ion (Cl) By weight), and improved visibility while maintaining low sheet resistance. In addition, the transparent conductive films of Examples 6 to 10 are similar in transparency to the transparent conductive film of Comparative Example 1 in which no halogen ion is coated, which shows that the coating of halogen ions does not affect the transmittance.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR20140004349 | 2014-01-14 | ||
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Publications (1)
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Family
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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-
2015
- 2015-01-14 KR KR1020150007035A patent/KR20150084691A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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