KR20150097875A - Coating composition for transparent electrode and transparent conductive film including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투명 전극용 코팅 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은 나노와이어 및 탄소나노튜브를 일정 비율로 혼합하고, 바인더 및 계면활성제를 소량 첨가하여 분산시킨 은 나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 코팅 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a coating composition for a transparent electrode and a transparent conductive film comprising the same, and more particularly, to a coating composition for a transparent electrode, which comprises silver nanowires and carbon nanotubes mixed at a predetermined ratio, silver nanowires dispersed by adding a small amount of a binder and a surfactant / Carbon nanotube hybrid coating composition and a transparent conductive film containing the same.
일반적으로, ITO(Indium Tin Oxide)란, 도전성을 갖는 산화인듐(In2O3)에 산화주석(SnO2)을 첨가하여 도전성을 향상시킨 것을 지칭하는 것으로서, ITO를 스퍼터링 타겟(Sputtering Target)으로 가공하여 글래스판에 스퍼터링할 경우, 투명한 전극막을 얻을 수 있으며, 또한 ITO를 용해하여 글래스판에 스프레이(Spray) 하거나, 글래스판을 용액에 침적시키는 방법을 통하여 투명한 전극막을 얻을 수 있다.Indium Tin Oxide (ITO) generally refers to ITO having a conductivity improved by adding tin oxide (SnO 2 ) to conductive indium oxide (In 2 O 3 ). ITO is used as a sputtering target A transparent electrode film can be obtained by sputtering on a glass plate by processing and a transparent electrode film can be obtained by dissolving ITO and spraying on a glass plate or immersing a glass plate in a solution.
여기서, ITO를 폴리에틸렌 등의 필름에 피복할 경우, 투명 도전성 필름을 제조할 수 있으며, 이러한 투명 도전성 필름은 디스플레이 EL 판넬의 발광면 전극, 액정 판넬, 투명 스위치, 면발열체 등에 적용된다.Here, when ITO is coated on a film such as polyethylene, a transparent conductive film can be produced. Such a transparent conductive film is applied to a light emitting surface electrode of a display EL panel, a liquid crystal panel, a transparent switch, a surface heating element and the like.
그러나, ITO 등을 소재로 도전성 박막으로 이용하는 필름의 경우, 박막이 무기물로 이루어져 있어 휘어지는 성질이 취약하여 최종 제품의 유연성 구현에 불리하고, ITO가 희소금속이므로 미래의 자원 고갈 문제가 우려되고 있다.However, in the case of a film using ITO or the like as a conductive thin film, since the thin film is made of an inorganic material, its bending property is weak and it is disadvantageous to implement flexibility of the final product.
또한, 이러한 ITO 필름은 투과율이 85% 이상이고, 표면 저항이 300/sq 이하로 비교적 높은 저항을 갖는다. 반면, 최근 정전 용량 방식의 터치 패널 사용이 증가되고, 대면적 및 멀티 터치 구현을 위해 저저항이 요구됨에 따라 ITO 전극의 비교적 높은 저항은 RC 지연에 의한 터치 인식 속도 저하 등의 문제점이 있다.Further, such an ITO film has a transmittance of 85% or more and a relatively high resistance with a surface resistance of 300 / sq or less. On the other hand, recently, as the use of capacitive touch panels is increased and a low resistance is required for large area and multi-touch implementation, relatively high resistance of the ITO electrode has a problem such as a decrease in touch recognition speed due to RC delay.
이에 최근, 전도성이 가장 우수한 금속인 은을 이용한 나노와이어 또는 메탈 메쉬(metal mesh)를 ITO 대체 소재로 사용하여 투명 전극을 개발하고 있다. 이러한 전기 전도도가 우수한 금속 소재는 저저항 구현이 용이한 장점이 있으나, 빛에 의한 산란으로 인해 높은 헤이즈(haze)를 갖는다. 또한, 특정 모양의 미세 전극 패턴을 구현하고자 할 때, 외부 광에 의한 높은 반사도로 인해 패턴이 육안으로 쉽게 인지되는 문제점이 발생한다.Recently, transparent electrodes have been developed using nanowires or metal meshes using silver, which is the most conductive metal, as a substitute for ITO. Metal materials having excellent electrical conductivity have advantages of easy low resistance implementation, but have a high haze due to light scattering. In addition, when the microelectrode pattern of a specific shape is to be implemented, the pattern is easily recognized by the naked eye due to high reflectivity due to external light.
본 발명은 은 나노와이어 및 탄소나노튜브를 일정 비율로 혼합함으로써, 전기전도도, 헤이즈 및 시인성이 향상된 투명 전극용 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a coating composition for a transparent electrode which is improved in electric conductivity, haze and visibility by mixing silver nanowires and carbon nanotubes at a certain ratio.
또한, 상기 투명 전극용 코팅 조성물을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공하는 것도 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a transparent conductive film containing the coating composition for a transparent electrode.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 은 나노와이어, 탄소나노튜브, 바인더 및 계면활성제를 포함하고, 상기 은 나노와이어 및 탄소나노튜브의 중량비가 1:1 내지 5:1인 투명 전극용 코팅 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a transparent electrode comprising a silver nanowire, a carbon nanotube, a binder and a surfactant, wherein the weight ratio of the silver nanowire and the carbon nanotube is 1: 1 to 5: 1 Coating composition.
이때, 상기 은 나노와이어는 평균 직경이 10 내지 50nm이고, 평균 길이가 20 내지 40㎛인 것이 바람직하다.At this time, the silver nanowires preferably have an average diameter of 10 to 50 nm and an average length of 20 to 40 μm.
여기서, 코팅 조성물 전체 중량을 기준으로, 상기 바인더는 0.02~0.1중량%; 및 상기 계면활성제는 0.005~0.05중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the binder comprises 0.02 to 0.1% by weight, based on the total weight of the coating composition; And 0.005 to 0.05% by weight of the surfactant.
또한, 상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더인 것이 바람직하며, 상기 계면활성제는 불소계 계면활성제인 것이 바람직하다.In addition, the binder is preferably a cellulose-based binder, and the surfactant is preferably a fluorine-based surfactant.
또한, 상기 코팅 조성물은 점도가 2~5cP이고, 표면 에너지가 20~30dyne/cm인 것을 특징으로 한다.Also, the coating composition has a viscosity of 2 to 5 cP and a surface energy of 20 to 30 dyne / cm.
아울러, 본 발명은 상기 코팅 조성물이 필름의 일면 또는 양면에 도포된 투명 도전성 필름을 제공한다.In addition, the present invention provides a transparent conductive film wherein the coating composition is applied to one side or both sides of a film.
본 발명은 은 나노와이어 및 탄소나노튜브를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 투명 도전성 필름을 제조할 경우, 은 나노와이어에 의해 전기전도도가 우수하며, 탄소나노튜브의 가시광선 영역에서의 높은 흡수율로 인해 은 나노와이어의 외부 광에 의한 광 산란성을 감소시킬 수 있다. 또한, 이로 인해 투명 도전성 필름의 헤이즈 및 시인성이 향상될 수 있다.The present invention relates to a method for producing a transparent conductive film using a coating composition comprising silver nanowires and carbon nanotubes, wherein the silver nanowires are excellent in electrical conductivity and have a high absorption rate in the visible light region of the carbon nanotubes Can reduce light scattering due to external light of the nanowire. Further, the haze and the visibility of the transparent conductive film can be improved.
도 1은 종래의 투명 도전성 필름을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전성 필름을 개력적으로 도시한 것이다.Fig. 1 schematically shows a conventional transparent conductive film.
FIG. 2 is a graphical illustration of a transparent conductive film according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 은 나노와이어, 탄소나노튜브, 바인더 및 계면활성제를 포함하고, 상기 은 나노와이어 및 탄소나노튜브의 중량비가 1:1 내지 5:1인 투명 전극용 코팅 조성물을 제공한다.The present invention provides a coating composition for a transparent electrode comprising a silver nanowire, a carbon nanotube, a binder and a surfactant, wherein the weight ratio of the silver nanowire and the carbon nanotube is 1: 1 to 5: 1.
본 발명에 따른 투명 전극용 코팅 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.The coating composition for a transparent electrode according to the present invention will be described in detail as follows.
상기 코팅 조성물은 은 나노와이어를 포함한다.The coating composition comprises silver nanowires.
은 나노와이어의 평균 크기는 특별히 한정되지 않으나, 평균 직경은 10 내지 50nm이고, 평균 길이는 20 내지 40㎛인 것이 바람직하다.The average size of silver nanowires is not particularly limited, but it is preferable that the average diameter is 10 to 50 nm and the average length is 20 to 40 μm.
또한, 상기 코팅 조성물은 탄소나노튜브를 포함한다.In addition, the coating composition includes carbon nanotubes.
상기 탄소나노튜브로는 단일벽 나노튜브(SWNT), 이중벽 나노튜브(DWNT), 다중벽 나노튜브(MWNT) 또는 이들 모두를 사용할 수 있으며, 그 표면이 각종 작용기로 개질된 것을 사용할 수도 있다.The carbon nanotube may be a single-walled nanotube (SWNT), a double-walled nanotube (DWNT), a multi-walled nanotube (MWNT), or a mixture thereof.
이러한 탄소나노튜브의 평균 길이는 특별히 한정되지 않으나, 5 내지 50㎛인 것이 바람직하다.The average length of such carbon nanotubes is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 mu m.
한편, 상기 은 나노와이어와 탄소나노튜브의 함량비는 1:1 내지 1:5인 것이 바람직하다.Meanwhile, the content ratio of the silver nanowire and the carbon nanotube is preferably 1: 1 to 1: 5.
본 발명의 코팅 조성물은 상기한 바와 같은 은 나노와이어를 포함함으로써, 우수한 전기전도도 특성을 가질 수 있다. 또한, 탄소나노튜브를 포함함으로써, 탄소나노튜브의 가시광선 영역에서의 높은 흡수율에 따른 은 나노와이어의 외부 광에 의한 광 산란성을 감소시킴으로써, 높은 헤이즈를 갖게 되며 시인성이 향상될 수 있다.The coating composition of the present invention can have excellent electrical conductivity properties by including silver nanowires as described above. Also, by including the carbon nanotubes, the light scattering property due to the external light of the silver nanowire due to the high absorption ratio in the visible light region of the carbon nanotube can be reduced, and the high haze can be obtained and the visibility can be improved.
한편, 본 발명의 코팅 조성물은 바인더를 포함한다.On the other hand, the coating composition of the present invention includes a binder.
바인더의 비제한적인 예를 들면, 셀룰로오스계, 아클리 수지, 우레탄 수지, 에폭시계, 올레핀계, 에스테르계, 아미드계, 카보네이트계 및 이들의 공중합체 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 셀룰로오스계를 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the binder include, but are not limited to, cellulose, acryl resin, urethane resin, epoxy resin, olefin resin, ester resin, amide resin, carbonate resin and copolymer thereof. Is preferably used.
상기 바인더의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 코팅 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.02 내지 0.1중량%인 것이 바람직하다.The content of the binder is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 0.1% by weight based on the total weight of the coating composition.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 계면활성제를 포함한다.Further, the coating composition of the present invention includes a surfactant.
계면활성제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 불소계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.The kind of the surfactant is not particularly limited, but a fluorine-based surfactant is preferably used.
또한, 상기 계면활성제의 함량은 코팅 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.005 내지 0.05중량%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The content of the surfactant is preferably 0.005 to 0.05% by weight based on the total weight of the coating composition, but is not limited thereto.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 그 밖에 선택적인 성분으로서 첨가제를 더 포함할 수도 있다.Further, the coating composition of the present invention may further include an additive as an optional component.
첨가제로서는 안정제, 분산제, 환원제, 습윤제, 요변제, 표면 평활제, 소포제, 커플링제, 표면장력 조정제 및 증점제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The additive may include at least one selected from the group consisting of a stabilizer, a dispersant, a reducing agent, a wetting agent, a thixotropic agent, a surface smoothing agent, a defoaming agent, a coupling agent, a surface tension adjusting agent and a thickening agent.
상기와 같은 본 발명의 코팅 조성물은 점도가 2~5cP이고, 표면 에너지가 20~30dyne/cm이다.
The coating composition of the present invention has a viscosity of 2 to 5 cP and a surface energy of 20 to 30 dyne / cm.
한편, 본 발명은 상기 코팅 조성물을 필름의 일면 또는 양면에 도포한 투명 도전성 필름을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a transparent conductive film obtained by applying the coating composition to one side or both sides of a film.
일례로, 상기 투명 도전성 필름은 상기 코팅 조성물로 형성된 코팅층을 포함하는데, 필름; 및 상기 필름의 한면 또는 양면에 전술한 코팅 조성물로 형성된 코팅층을 포함한다.In one example, the transparent conductive film comprises a coating layer formed from the coating composition, the film comprising: a film; And a coating layer formed of the above-mentioned coating composition on one side or both sides of the film.
상기 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐아세탈, 폴리스티렌, 폴리아크릴, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리설폰, 폴리이미드, 실리콘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.The film may be formed of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyester naphthalate, polycarbonate, polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetal, polystyrene, polyacrylic, cellulose triacetate, cellulose acetate, polysulfone, polyimide, , Or a mixture thereof. However, the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 코팅층은 특별히 한정되지 않으나, 10 내지 200nm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 코팅층의 두께가 10nm 미만일 경우에는 코팅층의 두께를 균일하게 형성하기 힘들고, 투과율 향상 효과가 저하되며, 두께가 200nm를 초과할 경우에는 코팅성 불량을 초래할 수 있다.The coating layer is not particularly limited, but is preferably formed to have a thickness of 10 to 200 nm. When the thickness of the coating layer is less than 10 nm, it is difficult to uniformly form the thickness of the coating layer, and the effect of improving the transmittance is deteriorated. If the thickness exceeds 200 nm, the coating property may be poor.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름의 코팅층은 전술한 코팅 조성물을 사용한다는 것을 제외하고는, 통상적인 방법에 따라 코팅될 수 있다. 예를 들어, 스핀(spin) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅 및 롤(roll) 코팅 등의 다양한 코팅 방법을 사용할 수 있다.The coating layer of the transparent conductive film according to the present invention can be coated according to a conventional method, except that the above-mentioned coating composition is used. For example, various coating methods such as spin coating, flow coating, spray coating, slot die coating and roll coating can be used.
상기 코팅층의 형성방법의 바람직한 일 실시 형태를 들면, 상기 코팅 조성물을 필름 상에 도포한 후, 건조시키는 방법으로 코팅할 수 있다.
As a preferred embodiment of the method of forming the coating layer, the coating composition may be coated on a film and then dried.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these examples are for illustrating the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예 1Example 1
은 나노와이어 20중량%, 탄소나노튜브 5중량%, 셀룰로오스계 바인더 0.03중량%, 불소계 계면활성제 0.005중량%, 에틸알콜 5중량%, 증류수 70중량%를 혼합한 후, 30분간 교반하여 코팅 조성물을 제조하였다. 이후, 하드코팅이 처리된 폴리에스틸렌테레프탈레이트 필름에 상기 코팅 조성물을 바코터를 이용하여 도포한 후, 100℃의 온도에서 1분간 건조함으로써 투명전도성 필름을 제조하였다.
Was mixed with 20 wt% of nanowires, 5 wt% of carbon nanotubes, 0.03 wt% of a cellulose-based binder, 0.005 wt% of a fluorinated surfactant, 5 wt% of ethyl alcohol and 70 wt% of distilled water, . Thereafter, the coating composition was applied to a hard-coated poly (styrene terephthalate) film using a bar coater, and then dried at a temperature of 100 ° C for 1 minute to prepare a transparent conductive film.
비교예 1Comparative Example 1
은 나노와이어 20중량%, 셀룰로오스계 바인더 0.03중량%, 불소계 계면활성제 0.005중량%, 에틸알콜 5중량%, 증류수 70중량%를 혼합한 후, 30분간 교반하여 코팅 조성물을 제조하였다. 이후, 하드코팅이 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 상기 코팅 조성물을 바코터를 이용하여 도포한 후, 100℃의 온도에서 1분간 건조함으로써 투명전도성 필름을 제조하였다.
20 wt% of nanowires, 0.03 wt% of a cellulose-based binder, 0.005 wt% of a fluorinated surfactant, 5 wt% of ethyl alcohol, and 70 wt% of distilled water were mixed and stirred for 30 minutes to prepare a coating composition. Thereafter, the above-mentioned coating composition was applied to a hard-coated polyethylene terephthalate film using a bar coater and then dried at a temperature of 100 ° C for 1 minute to prepare a transparent conductive film.
평가예Evaluation example
바크터를 이용하여 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 투명전도성 필름의 저항 특성을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
The resistance characteristics of the transparent conductive films prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated using a baker, and the results are shown in Table 1 below.
Claims (7)
상기 은 나노와이어 및 탄소나노튜브의 중량비가 1:1 내지 5:1인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.Includes nanowires, carbon nanotubes, binders, and surfactants,
Wherein the silver nanowire and the carbon nanotube are in a weight ratio of 1: 1 to 5: 1.
상기 은 나노와이어는 평균 직경이 10 내지 50nm이고, 평균 길이가 20 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the silver nanowires have an average diameter of 10 to 50 nm and an average length of 20 to 40 μm.
코팅 조성물 전체 중량을 기준으로,
상기 바인더 0.02~0.1중량%; 및
상기 계면활성제 0.005~0.05중량%를
포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Based on the total weight of the coating composition,
0.02 to 0.1 wt% of the binder; And
0.005 to 0.05% by weight of the above surfactant
The coating composition for a transparent electrode according to claim 1,
상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the binder is a cellulose-based binder.
상기 계면활성제는 불소계 계면활성제인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the surfactant is a fluorine-based surfactant.
상기 코팅 조성물은 점도가 2~5cP이고, 표면 에너지가 20~30dyne/cm인 것을 특징으로 하는 투명 전극용 코팅 조성물.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the coating composition has a viscosity of 2 to 5 cP and a surface energy of 20 to 30 dyne / cm.
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|---|---|---|---|---|
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2014
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