KR20160014409A - 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자 - Google Patents

도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20160014409A
KR20160014409A KR1020140096610A KR20140096610A KR20160014409A KR 20160014409 A KR20160014409 A KR 20160014409A KR 1020140096610 A KR1020140096610 A KR 1020140096610A KR 20140096610 A KR20140096610 A KR 20140096610A KR 20160014409 A KR20160014409 A KR 20160014409A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alcohol
ink composition
conductive ink
amount
metal
Prior art date
Application number
KR1020140096610A
Other languages
English (en)
Inventor
윤선미
박성훈
심영선
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020140096610A priority Critical patent/KR20160014409A/ko
Priority to US14/595,353 priority patent/US20160032126A1/en
Publication of KR20160014409A publication Critical patent/KR20160014409A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

금속 나노체, 바인더, 그리고 물과 알코올을 포함하는 용매를 포함하고, 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 40중량% 미만으로 포함되는 도전성 잉크 조성물, 상기 도전성 잉크 조성물로부터 형성된 도전체 및 상기 도전체를 포함하는 전자 소자에 관한 것이다.

Description

도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자{CONDUCTIVE INK COMPOSITION AND CONDUCTOR AND ELECTRONIC DEVICE}
도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 유기 발광 장치 및 터치패널스크린과 같은 전자 소자는 투명 전극으로서 투명 도전체로 포함한다.
상기 투명 도전체는 재료에 따라 분류될 수 있다. 예컨대 도전성 고분자와 같은 유기물 기반의 투명 도전체, 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)와 같은 산화물 기반의 투명 도전체 및 금속 그리드(metal grid)와 같은 금속 기반의 투명 도전체를 들 수 있다.
그러나 상기 도전성 고분자는 비저항이 높고 투명도가 낮으며 수분 및 공기에 노출시 쉽게 열화될 수 있다. 상기 인듐 틴 옥사이드(ITO)는 핵심 원소인 인듐의 가격이 비싸서 제조비용이 높아질 수 있으며 가요성(flexibility)이 떨어져 가요성 소자에 적용하는데 한계가 있다. 상기 금속 기반의 투명 도전체는 제조 공정이 복잡하여 제조비용이 높아질 수 있다.
한편 근래 가요성 소자가 부각되면서 가요성 소자의 투명 전극에 적용될 수 있는 소재에 대하여 연구되고 있으며, 일 예로 금속 나노체 잉크 조성물을 들 수 있다. 그러나 금속 나노체 잉크 조성물은 유기 잔여물이 많고 성막 특성이 불량할 수 있다.
일 구현예는 유기 잔여물을 줄이고 성막 특성을 개선할 수 있는 도전성 잉크 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 도전성 잉크 조성물을 포함하는 도전체를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 도전체를 전극으로 포함하는 전자 소자를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 금속 나노체, 바인더, 그리고 물과 알코올을 포함하는 용매를 포함하고, 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 40중량% 미만으로 포함되는 도전성 잉크 조성물을 제공한다.
상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 5 내지 38중량%로 포함될 수 있고, 상기 물은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 62 내지 95중량%로 포함될 수 있다.
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, t-부틸알코올, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 도전성 잉크 조성물은 약 30 내지 71도의 접촉각을 가질 수 있다.
상기 금속 나노체는 상기 도전성 잉크 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.04 내지 0.2중량%로 포함될 수 있고, 상기 바인더는 상기 금속 나노체 100중량부에 대하여 약 5 내지 50중량부로 포함될 수 있고, 상기 용매는 잔량으로 포함될 수 있다.
상기 도전성 잉크 조성물은 고분자 분산제를 더 포함할 수 있다.
상기 고분자 분산제는 약 40000 이하의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
상기 고분자 분산제는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있다.
상기 금속 나노체는 상기 도전성 잉크 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.04 내지 0.2중량%로 포함될 수 있고, 상기 바인더는 상기 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있고, 상기 고분자 분산제는 상기 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 상기 용매는 잔량으로 포함될 수 있다.
상기 금속 나노체는 고분자 코팅된 은 나노체를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노체는 폴리비닐피롤리돈 코팅된 은 나노체를 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 금속 나노체, 바인더 및 물과 알코올을 포함하는 용매를 포함하고 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 40중량% 미만으로 포함되는 도전성 잉크 조성물을 준비하는 단계, 상기 도전성 잉크 조성물을 적용하는 단계, 그리고 건조하는 단계를 포함하는 도전체의 제조 방법을 제공한다.
상기 도전성 잉크 조성물을 적용하는 단계는 바 코팅, 블래이드 코팅, 슬롯 다이 코팅 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다.
상기 도전성 잉크 조성물은 고분자 분산제를 더 포함할 수 있다.
상기 고분자 분산제는 약 40000 이하의 중량평균분자량을 가지는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 도전성 잉크 조성물로부터 형성된 도전체를 제공한다.
상기 도전체는 약 1.10% 이하의 헤이즈(haze) 및 약 85% 이상의 광 투과도를 동시에 만족할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 금속 나노체를 포함하고 약 1.10% 이하의 헤이즈(haze) 및 85% 이상의 광 투과도를 동시에 만족하는 도전체를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 도전체를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
성막 특성을 개선하면서 유기 잔여물을 줄여 헤이즈를 줄일 수 있는 도전성 잉크 조성물 및 이로부터 형성된 투명 도전체를 제공한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 실시예 1에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이고,
도 3은 비교예 1에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이고,
도 4는 비교예 2에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이고,
도 5는 비교예 3에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이다.
이하, 구현예들에 대하여 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.
이하 일 구현예에 따른 도전성 잉크 조성물을 설명한다.
일 구현예에 따른 도전성 잉크 조성물은 금속 나노체, 바인더 및 용매를 포함한다.
상기 금속 나노체는 금속을 포함하는 나노 크기의 구조체로, 예컨대 수 나노미터 내지 수백 나노미터의 직경을 가지는 나노와이어, 나노튜브, 나노입자, 나노캡슐, 나노스피어 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 금속 나노체는 예컨대 약 500nm 이하의 직경을 가질 수 있으며 예컨대 약 10nm 내지 500nm의 직경을 가질 수 있고 예컨대 약 20nm 내지 300nm의 직경을 가질 수 있다.
상기 금속 나노체는 예컨대 은(Ag) 또는 구리(Cu)와 같은 저저항 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대 은 나노체일 수 있다. 상기 금속 나노체는 금속으로 이루어진 나노체 뿐만 아니라 금속으로 이루어진 나노체의 표면에 유기물, 무기물 또는 유무기물이 코팅되어 있는 형태도 포함될 수 있다. 상기 금속으로 이루어진 나노체의 표면에 코팅되어 있는 유기물, 무기물 또는 유무기물은 금속 나노체들이 서로 응집되는 것을 방지하여 분산성을 높일 수 있다.
일 예로, 상기 금속 나노체는 고분자 코팅된 금속 나노체일 수 있으며, 일 예로 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 코팅된 금속 나노체일 수 있다. 일 예로, 상기 금속 나노체는 고분자 코팅된 은 나노체일 수 있으며, 일 예로 폴리비닐피롤리돈 코팅된 은 나노체일 수 있다.
상기 금속 나노체는 상기 도전성 잉크 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.04 내지 0.2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 충분히 도전성을 가지면서도 광 투과도를 확보할 수 있다.
상기 바인더는 상기 도전성 잉크 조성물의 점도를 적절하게 조절하거나 기판 위에 상기 금속 나노체의 결착력을 높일 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더는 예컨대 유기 바인더일 수 있으며, 예컨대 메틸셀룰로오즈(methyl cellulose), 에틸셀룰로오즈(ethyl cellulose), 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), 히드록시프로필셀룰로오즈(hydroxylpropyl cellulose, HPC), 잔탄검(xanthan gum), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone, PVP), 카르복시메틸셀룰로오즈(carboxy methyl cellulose), 히드록시에틸셀룰로오즈(hydroxyl ethyl cellulose) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 바인더는 상기 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.
상기 용매는 상기 금속 나노체 및 상기 바인더를 용해 및/또는 분산시킬 수 있는 매체를 포함한다.
상기 용매는 물과 알코올을 포함한다. 상기 물은 상기 도전성 잉크 조성물의 주용매(main solvent)일 수 있으며, 친수성의 극성 용매로 상기 금속 나노체를 잘 분산시킬 수 있다. 상기 알코올은 상기 도전성 잉크 조성물의 보조 용매일 수 있으며, 상기 물과 알코올의 총 함량에 대하여 약 40중량% 미만으로 포함될 수 있다.
상기 알코올이 상기 범위로 포함됨으로써 상기 금속 나노체의 분산성을 저하시키지 않으면서 상기 도전성 잉크 조성물의 표면 특성을 조절하여 기판에 대한 젖음성(wettability)을 적절하게 제어할 수 있다. 또한 상기 도전성 잉크 조성물의 도포시 발생하는 거품(foam)을 줄여 성막 특성을 개선할 수 있다.
일 예로, 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 5 내지 38중량%로 포함될 수 있고, 상기 물은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 62 내지 95중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 10 내지 30중량%로 포함될 수 있고, 상기 물은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 약 70 내지 90중량%로 포함될 수 있다.
상기 도전성 잉크 조성물은 약 30 내지 71도의 접촉각을 가질 수 있으며, 상기 접촉각은 기판에 대하여 접촉각 측정장비(contact angle measuring instrument)로 측정할 수 있으며, 일 예로 DSA 10 Mk2 (Kruss) 장비를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 범위의 접촉각을 가짐으로써 기판에 대하여 적절한 젖음성을 가질 수 있고 이에 따라 기판과의 친화성을 높여 상기 바인더의 함량을 줄이면서도 기판과의 결착성을 유지할 수 있다. 이에 따라 상기 도전성 잉크 조성물로부터 형성된 도전체에 상기 바인더의 유기 잔여물이 다량 잔존하여 발생할 수 있는 헤이즈(haze)의 상승을 방지할 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 30도 내지 60도의 접촉각을 가질 수 있으며 예컨대 약 30도 내지 50도의 접촉각을 가질 수 있다.
상기 알코올은 예컨대 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, t-부틸알코올, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 도전성 잉크 조성물은 고분자 분산제를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 분산제는 약 40000 이하의 중량평균분자량을 가지는 고분자일 수 있으며, 예컨대 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가지는 고분자를 사용함으로써 고분자 분산제에 의한 면저항 및 헤이즈 증가를 방지할 수 있다.
상기 고분자 분산제는 상기 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상술한 도전성 잉크 조성물은 기판 위에 적용되고 건조함으로써 도전체로 형성될 수 있다.
상기 기판은 유리 기판, 반도체 기판 또는 고분자 기판일 수 있고 절연막 및/또는 도전막이 적층되어 있는 기판을 포함한다. 상기 기판 위에 상기 도전성 잉크 조성물은 다양한 방법으로 적용될 수 있으며, 일 예로 바 코팅(bar coating), 블래이드 코팅(blade coating), 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 또는 이들의 조합에 의해 적용될 수 있다.
상기 건조는 자연 건조, 열풍 건조 또는 상술한 용매의 비점 이상의 온도에서 열처리하여 수행될 수 있다.
상술한 도전성 잉크 조성물은 전술한 바와 같이 기판에 대한 젖음성 및 상기 금속 나노체의 분산성이 우수하므로 기판의 종류 및 코팅 방식에 무관하게 양호한 성막 특성을 가질 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 소정 함량의 보조 용매를 포함함으로써 바인더의 함량을 상대적으로 줄일 수 있어서 다량의 유기 잔여물로 인한 헤이즈 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 도전체는 상기와 같이 상기 도전체 내에 남아있는 유기 잔여물을 줄일 수 있으며 예컨대 상기 도전체 중에 남아있는 유기 잔여물은 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 5 내지 50 중량부 정도일 수 있으며 예컨대 금속 나노체 100 중량부에 대하여 약 5.5 내지 43 중량부 정도일 수 있다.
상기 도전체는 예컨대 투명 전극일 수 있으며, 약 1.10% 이하의 헤이즈 및 약 85% 이상의 광 투과도를 동시에 만족할 수 있다. 상기 범위 내에서 헤이즈는 예컨대 약 0.50 내지 1.10%일 수 있고 예컨대 약 0.70 내지 1.10%일 수 있다. 상기 범위 내에서 광 투과도는 예컨대 약 85 내지 100%일 수 있고 예컨대 약 90 내지 100%일 수 있다. 상기 범위의 헤이즈 및 광 투과도를 동시에 만족함으로써 투명 전극으로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 도전체는 약 100Ω/sq. 미만의 면저항을 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 약 20 내지 90Ω/sq.의 면저항을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 50 내지 90 Ω/sq.의 면저항을 가질 수 있다. 상기 범위의 면저항을 가짐으로써 저저항 투명 전극으로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 도전체는 다양한 전자 소자의 투명 전극으로 적용될 수 있다. 상기 전자 소자는 예컨대 액정표시장치, 유기발광장치와 같은 평판 표시 장치, 터치 패널 스크린, 태양 전지, e-윈도우, 히트 미러(heat mirror) 또는 투명 트랜지스터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 도전체는 금속 나노체를 포함한 박막으로 충분한 가요성을 가지므로 가요성 전자 소자에 유용하게 적용될 수 있다.
이하 상기 전자 소자의 일 예로, 상기 도전체를 투명 전극으로 적용한 유기 발광 장치에 대하여 도면을 참고하여 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 장치는 기판(10), 하부 전극(20), 하부 전극(20)과 마주하는 상부 전극(40), 그리고 하부 전극(20)과 상부 전극(40) 사이에 개재되어 있는 발광층(30)을 포함한다.
기판(10)은 예컨대 유리와 같은 무기 물질 또는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질, 실리콘웨이퍼 등으로 만들어질 수 있다.
하부 전극(20)과 상부 전극(40) 중 하나는 캐소드(cathode)이고 다른 하나는 애노드(anode)이다. 예컨대 하부 전극(20)은 애노드이고 상부 전극(40)은 캐소드일 수 있다.
하부 전극(20)과 상부 전극(40) 중 적어도 하나는 투명 전극이며, 하부 전극(20)이 투명 전극인 경우 기판(10) 측으로 빛을 내는 배면 발광(bottom emission)일 수 있으며 상부 전극(40)이 투명 전극인 경우 기판(10)의 반대 측으로 빛을 내는 전면 발광(top emission)일 수 있다. 또한 하부 전극(20) 및 상부 전극(40)이 모두 투명 전극인 경우 기판(10) 측 및 기판(10)의 반대 측으로 양면 발광할 수 있다.
상기 투명 전극은 전술한 도전성 잉크 조성물로 만들어진다. 상기 도전성 잉크 조성물은 전술한 바와 같다.
발광층(30)은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 유기 물질 또는 유기 물질과 무기 물질의 혼합물로 만들어지며, 예컨대 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌((poly)paraphenylenevinylene) 유도체, 폴리페닐렌(polyphenylene) 유도체, 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), 폴리티오펜(polythiophene) 유도체 또는 이들의 고분자 재료에 페릴렌(perylene)계 색소, 쿠마린(cumarine)계 색소, 로더민계 색소, 루브렌(rubrene), 페릴렌(perylene), 9,10-디페닐안트라센(9,10-diphenylanthracene), 테트라페닐부타디엔(tetraphenylbutadiene), 나일 레드(Nile red), 쿠마린(coumarin), 퀴나크리돈(quinacridone) 등을 도핑한 화합물이 포함될 수 있다. 유기 발광 장치는 발광층에서 내는 기본색 색광의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
발광층(30)은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색들의 조합에 의해 백색 발광할 수 있으며, 이때 색의 조합은 이웃하는 서브화소들의 색을 조합하여 백색 발광할 수도 있고 수직 방향으로 적층된 색을 조합하여 백색 발광할 수도 있다.
발광층(30)과 상부 전극(40) 사이에는 발광층(30)의 발광 효율을 개선하기 위한 보조층(50)을 포함한다. 도면에서는 발광층(30)과 상부 전극(40) 사이에만 도시하였지만 이에 한정되지 않고 발광층(30)과 하부 전극(20) 사이에 위치하거나 발광층(30)과 상부 전극(40) 사이 및 발광층(30)과 하부 전극(20) 사이에 모두 위치할 수도 있다.
보조층(50)은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층(electron transport layer) 및 정공 수송층(hole transport layer)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injection layer) 및 정공 주입층(hole injection layer) 등이 있으며, 이 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 보조층(50)은 생략될 수 있다.
여기서는 도전성 잉크 조성물로 만들어진 투명 전극을 유기 발광 장치에 적용한 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 투명 전극이 사용되는 모든 전자 소자에 적용될 수 있다. 예컨대 액정 표시 장치의 화소 전극 및/또는 공통 전극, 플라스마 표시 장치의 표시 전극, 터치 패널 소자의 투명 전극에 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
조성물의 준비
실시예 1
1.3wt% 폴리비닐피롤리돈(PVP) 코팅된 은 나노체를 포함하는 수용액 0.384g, 0.25wt% 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC)(H7509, Sigma 사 제조) 수용액 0.5g, 물 및 이소프로필알코올을 포함하는 조성물을 준비한다. 여기서 상기 조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 이소프로필알코올의 함량의 중량비율은 79.2:21.8이다.
실시예 2
0.5wt% 폴리비닐피롤리돈(PVP) 코팅된 은 나노체를 포함하는 수용액 2g, 0.25wt% 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC) 수용액 0.5g, 0.025wt% 폴리아크릴레이트(DISPERBYK2012) 수용액 1g, 물 및 에탄올을 포함하는 조성물을 준비한다. 여기서 상기 조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 에탄올의 함량의 중량비율은 75:25이다.
실시예 3
1.3wt% 폴리비닐피롤리돈(PVP) 코팅된 은 나노체를 포함하는 수용액 0.384g, 0.25wt% 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC) 수용액 0.5g, 0.025wt% 분산제(BYK190) 수용액 1g, 물 및 에탄올을 포함하는 조성물을 준비한다. 여기서 상기 조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 에탄올의 함량의 중량비율은 75:25이다.
실시예 4
1.3wt% 폴리비닐피롤리돈(PVP) 코팅된 은 나노체를 포함하는 수용액 0.384g, 0.25wt% 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC) 수용액 0.5g, 0.025wt% 폴리(아크릴산-co-말레산-Na)(poly(acrylic acid-co-maleic acid)-Na)(분자량 약 3000) 수용액 1g, 물 및 에탄올을 포함하는 조성물을 준비한다. 여기서 상기 조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 에탄올의 함량의 중량비율은 75:25이다.
실시예 5
1.3wt% 폴리비닐피롤리돈(PVP) 코팅된 은 나노체를 포함하는 수용액 0.384g, 0.25wt% 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC) 수용액 0.5g, 0.025wt% 폴리아크릴레이트-Na (polyacrylate-Na)(분자량 약 1800) 수용액 1g, 물 및 에탄올을 포함하는 조성물을 준비한다. 여기서 상기 조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 에탄올의 함량의 중량비율은 75:25이다.
비교예 1
이소프로필알코올을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비한다.
비교예 2
조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 이소프로필알코올의 함량의 중량비율을 56:44로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비한다.
비교예 3
조성물 중에 포함된 물의 총량과 상기 이소프로필알코올의 함량의 중량비율을 29.8:70.2로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비한다.
평가
평가 1
실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 3에 따른 조성물의 접촉각을 평가한다.
접촉각은 PET 기판 위에 상기 조성물을 방울로 떨어뜨린 후 DSA 10 Mk2 ( Kruss) 장비를 사용하여 측정한다.
그 결과는 표 1과 같다.
접촉각(도)
실시예 1 35.1
실시예 2 50.2
실시예 3 51.2
실시예 4 49.3
실시예 5 48.7
비교예 1 76.7
비교예 2 11
비교예 3 8
평가 2
PET 기판 위에 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 3에 따른 조성물을 바 코터(bar coater)를 사용하여 30mm/sec의 속도로 진행하여 20*80㎠의 면적에 코팅한 후 85℃에서 2분간 열풍 건조하여 투명 도전막을 형성한다.
상기 투명 도전막의 성막성을 평가한다. 성막성은 코팅시 거품(foam) 발생유무로 인한 코팅 균일성 및 은 나노체의 분산성에 따른 은 나노체의 응집 정도로부터 평가한다.
그 결과는 표 2 및 도 2 내지 도 5와 같다.
도 2는 실시예 1에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이고, 도 3은 비교예 1에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이고, 도 4는 비교예 2에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이고, 도 5는 비교예 3에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막의 주사전자현미경 사진이다.
거품(foam) 발생유무 은 나노체의 응집 정도
실시예 1 X X
실시예 2 X X
실시예 3 X X
실시예 4 X X
실시예 5 X X
비교예 1 ◎ X
비교예 2 X ◎
비교예 3 X ◎
X: 거품이 관찰되지 않음 / 은 나노체의 응집이 관찰되지 않음
◎: 거품 관찰됨 / 은 나노체의 응집이 관찰됨
표 2 및 도 2 내지 도 5를 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따른 조성물은 코팅시 거품이 발생하지 않아 코팅 균일성이 양호하고 은 나노체의 분산성이 우수하여 은 나노체의 응집이 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
평가 3
PET 기판 위에 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 3에 따른 조성물을 바 코터를 사용하여 30mm/sec의 속도로 진행하여 20*80㎠의 면적에 코팅한 후 85℃에서 2분간 열풍 건조하여 투명 도전막을 형성한다.
상기 투명 도전막의 면저항, 광 투과도 및 헤이즈를 평가한다.
면저항은 4포인트 측정기(RCHCK, EDTM)를 사용하여 18회 측정 후 평균값으로 평가하였고 광 투과도 및 헤이즈는 NDH7000SP (NDK)를 사용하여 6회 측정 후 평균값으로 평가하였다.
그 결과는 표 3과 같다.
면저항(Ω/sq.) 광 투과도(%) 헤이즈(%)
실시예 1 61.3 89.2 0.91
실시예 2 45.0 88.8 1.03
실시예 3 44.3 88.6 0.90
실시예 4 44.1 88.7 0.82
실시예 5 45.4 88.7 0.76
비교예 1 40.7 88.5 1.5
비교예 2 74.3 88.1 1.55
비교예 3 83.7 88.7 1.18
표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따른 조성물로부터 형성된 투명 도전막은 비교적 낮은 면저항을 나타내면서도 약 85%의 광 투과도 및 약 1.10% 이하의 헤이즈를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 기판
20: 하부 전극 30: 발광층
40: 상부 전극 50: 보조층

Claims (20)

  1. 금속 나노체,
    바인더, 그리고
    물과 알코올을 포함하는 용매
    를 포함하고,
    상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 40중량% 미만으로 포함되는 도전성 잉크 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 5 내지 38중량%로 포함되고,
    상기 물은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 62 내지 95중량%로 포함되는
    도전성 잉크 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, t-부틸알코올, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜 또는 이들의 조합을 포함하는 도전성 잉크 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 도전성 잉크 조성물은 30 내지 71도의 접촉각을 가지는 도전성 잉크 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 금속 나노체는 상기 도전성 잉크 조성물의 총 함량에 대하여 0.04 내지 0.2중량%로 포함되고,
    상기 바인더는 상기 금속 나노체 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부로 포함되고,
    상기 용매는 잔량으로 포함되는 도전성 잉크 조성물.
  6. 제1항에서,
    고분자 분산제를 더 포함하는 도전성 잉크 조성물.
  7. 제6항에서,
    상기 고분자 분산제는 40000 이하의 중량평균분자량을 가지는 도전성 잉크 조성물.
  8. 제6항에서,
    상기 고분자 분산제는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 도전성 잉크 조성물.
  9. 제6항에서,
    상기 금속 나노체는 상기 잉크 조성물의 총 함량에 대하여 0.04 내지 0.2중량%로 포함되고,
    상기 바인더는 상기 금속 나노체 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부로 포함되고,
    상기 고분자 분산제는 상기 금속 나노체 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부로 포함되고,
    상기 용매는 잔량으로 포함되는 도전성 잉크 조성물.
  10. 제1항에서,
    상기 금속 나노체는 고분자 코팅된 은 나노체를 포함하는 도전성 잉크 조성물.
  11. 제10항에서,
    상기 금속 나노체는 폴리비닐피롤리돈 코팅된 은 나노체를 포함하는 도전성 잉크 조성물.
  12. 금속 나노체, 바인더 및 물과 알코올을 포함하는 용매를 포함하고 상기 알코올은 상기 물과 상기 알코올의 총 함량에 대하여 40중량% 미만으로 포함되는 도전성 잉크 조성물을 준비하는 단계,
    상기 도전성 잉크 조성물을 적용하는 단계, 그리고
    건조하는 단계
    를 포함하는 도전체의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 도전성 잉크 조성물을 적용하는 단계는 바 코팅, 블래이드 코팅, 슬롯 다이 코팅 또는 이들의 조합에 의해 수행하는 도전체의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 도전성 잉크 조성물은 고분자 분산제를 더 포함하는 도전체의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 고분자 분산제는 40000 이하의 중량평균분자량을 가지는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 도전체의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 도전성 잉크 조성물로부터 형성된 도전체.
  17. 제16항에서,
    1.10% 이하의 헤이즈(haze) 및 85% 이상의 광 투과도를 동시에 만족하는 도전체.
  18. 제16항에 따른 도전체를 포함하는 전자 소자.
  19. 금속 나노체를 포함하고 1.10% 이하의 헤이즈(haze) 및 85% 이상의 광 투과도를 동시에 만족하는 도전체.
  20. 제19항에 따른 도전체를 포함하는 전자 소자.



KR1020140096610A 2014-07-29 2014-07-29 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자 KR20160014409A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140096610A KR20160014409A (ko) 2014-07-29 2014-07-29 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자
US14/595,353 US20160032126A1 (en) 2014-07-29 2015-01-13 Conductive ink composition, conductor, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140096610A KR20160014409A (ko) 2014-07-29 2014-07-29 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160014409A true KR20160014409A (ko) 2016-02-11

Family

ID=55179355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140096610A KR20160014409A (ko) 2014-07-29 2014-07-29 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160032126A1 (ko)
KR (1) KR20160014409A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102187352B1 (ko) 2019-11-26 2020-12-04 한국생산기술연구원 3차원 인몰드 성형용 전도성 잉크 및 그 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109021711B (zh) * 2018-08-02 2021-06-18 苏州蓝沛光电科技有限公司 一种用于制造含金属网格结构触摸屏的油墨

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8173215B2 (en) * 2009-05-29 2012-05-08 Eastman Kodak Company Continuous ink jet ink compositions
KR20130132800A (ko) * 2010-10-22 2013-12-05 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 나노와이어 잉크 조성물 및 이의 인쇄
CN103430241B (zh) * 2011-02-28 2017-08-04 无限科技全球公司 金属纳米纤维油墨、实质上透明的导体、及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102187352B1 (ko) 2019-11-26 2020-12-04 한국생산기술연구원 3차원 인몰드 성형용 전도성 잉크 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20160032126A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102026594B1 (ko) 전도성 물질에 관한 혼합물, 방법 및 조성물
TWI611430B (zh) 導電膜形成用組成物、導電膜的製造方法
KR102225511B1 (ko) 수성 조성물, 이를 이용한 전도성 박막 제조 방법과 이로부터 제조된 전도성 박막, 및 이를 포함하는 전자 소자
JP2021167425A (ja) 融着ネットワークを有する透明導電性フィルムの形成のための金属ナノワイヤーインク
KR101849446B1 (ko) 구리 및/또는 구리 산화물 분산체, 및 이 분산체를 이용하여 형성된 도전막
KR102375891B1 (ko) 투명전극 및 이를 포함하는 전자 소자
KR102522012B1 (ko) 전도성 소자 및 이를 포함하는 전자 소자
US20190366380A1 (en) Methods for producing transparent conductive film and transparent conductive pattern
KR20130102723A (ko) 투명 전극 형성용 전도성 잉크 조성물
KR20150107091A (ko) 헤이즈 및 전기전도도가 개선된 은 나노와이어를 이용한 투명 도전체
KR20160118007A (ko) 도전성 복합체 및 그 제조 방법과 전자 소자
JP2010198935A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス電極の形成方法及び該形成方法を用いて得られた有機エレクトロルミネッセンス構造体
WO2019109711A1 (zh) 柔性透明导电电极
US11508929B2 (en) Conductor and method of manufacturing the same
KR20160014409A (ko) 도전성 잉크 조성물, 도전체 및 전자 소자
Maksimenko et al. Fabrication, charge carrier transport, and application of printable nanocomposites based on indium tin oxide nanoparticles and conducting polymer 3, 4-ethylenedioxythiophene/polystyrene sulfonic acid
KR101328427B1 (ko) 금속나노와이어 또는 탄소나노튜브를 이용한 복합 도전성 박막 및 그의 제조 방법
KR20180007209A (ko) 전도성 투명전극 및 이의 제조 방법
KR20190003213A (ko) 도전성 잉크 조성물 및 이를 이용한 도전성 적층체
JP2018006076A (ja) 透明導電性シート及びその製造方法
US9755179B2 (en) Conductor and method of manufacturing the same
JP2010146995A (ja) 透明導電性シートの製造方法
KR20120028126A (ko) 도전성 피막의 제조방법, 및 이를 위한 프라이머 조성물
KR20160007273A (ko) 투명 전도성 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 전극
Pschenitzka ITO-Free OLED and OPV Devices with a Transparent Silver Nanowire Electrode

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid