KR20160048546A - Conductive member and method for manufacturing the same - Google Patents
Conductive member and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160048546A KR20160048546A KR1020140145411A KR20140145411A KR20160048546A KR 20160048546 A KR20160048546 A KR 20160048546A KR 1020140145411 A KR1020140145411 A KR 1020140145411A KR 20140145411 A KR20140145411 A KR 20140145411A KR 20160048546 A KR20160048546 A KR 20160048546A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductive
- layer
- graphene layer
- graphene
- substrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/026—Alloys based on copper
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
- G02B1/116—Multilayers including electrically conducting layers
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
- H01B5/10—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
- H01B5/102—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core
- H01B5/104—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core composed of metallic wires, e.g. steel wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전도성 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적 특성이 향상된 전도성 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
반도체, 디스플레이 혹은 태양 전지 등의 전자 장치에는 투명 전극이 사용되고 있으며, 이러한 투명 전극으로는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름이 주로 사용되고 있다. 그러나 ITO 필름은 외부 충격에 의하여 잘 깨어지고 유연성이 없어 플렉서블한 차세대 전자 장치에 사용될 수 없다. 또한, 희귀 금속인 인듐이 고갈되어 가고 있어 ITO 필름을 대체할 물질이 요구되고 있다. BACKGROUND ART Transparent electrodes are used for electronic devices such as semiconductors, displays, and solar cells, and ITO (Indium Tin Oxide) films are mainly used as such transparent electrodes. However, ITO films are not easily broken by external impacts and are not flexible and can not be used in flexible next generation electronic devices. In addition, indium, which is a rare metal, is becoming depleted, and materials for replacing ITO films are required.
투명 전극은 낮은 면저항 값과 높은 광투과도가 요구된다. 이러한 조건을 만족하는 물질 중에는 그래핀(Graphene)이 있다. 즉, 그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 벌집 모양의 육각형 형태로 연결된 2차원 평면 구조를 이루는 물질로 전기 전도도 및 투광성이 우수한 특성을 가진다. 이에, 최근에는 반도체, 디스플레이 혹은 태양 전지 등의 투명 전극을 ITO(Indium Tin Oxide) 필름에서 그래핀 필름으로 대체하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.Transparent electrodes require low sheet resistance and high light transmittance. Among the substances meeting these conditions is Graphene. That is, Graphene is a material having a two-dimensional planar structure in which carbon atoms are connected in a honeycomb-like hexagonal shape, and has excellent electrical conductivity and light transmittance. In recent years, attempts have been made to replace transparent electrodes such as semiconductors, displays, and solar cells with indium tin oxide (ITO) films as graphene films.
일반적으로 그래핀 층을 제조하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 구리(Cu)로 이루어진 베이스 기판 상에 화학 기상 증착법으로 적어도 하나 이상의 그래핀 층을 성장시킨다. 이후, 그래핀 층을 PET 기판 등의 목적 기판 상으로 전사시키는 공정을 수행한다. 이러한 전사 공정에는 그래핀 박막을 지지할 수 있는 지지체가 필요하다. 보다 상세하게 설명하면, 베이스 기판의 일면에 형성된 그래핀 층 상에 PMMA(polymethylmethacrylate) 지지체를 형성한다. 이후 베이스 기판을 에칭 등의 방법을 이용하여 제거한다. 다음으로 PMMA 지지체 상에 형성된 그래핀 층을 다시 목적 기판 상으로 전사시킨 후, PMMA 지지체를 제거하는 복잡한 단계의 공정을 수행해야 한다. (한국공개특허 제2011-0052300호 참조)Generally, a method for producing a graphene layer is as follows. First, at least one graphene layer is grown by chemical vapor deposition on a base substrate made of copper (Cu). Thereafter, a step of transferring the graphene layer onto a target substrate such as a PET substrate is performed. Such a transferring step requires a support capable of supporting the graphene thin film. More specifically, a PMMA (polymethylmethacrylate) support is formed on a graphene layer formed on one side of a base substrate. Then, the base substrate is removed by a method such as etching. Next, the graphene layer formed on the PMMA support is transferred again onto the target substrate, and then a complicated step of removing the PMMA support is performed. (See Korean Patent Publication No. 2011-0052300)
이와 같이, 그래핀 필름은 제조 과정이 복잡하고, 충분한 전기 전도도를 확보하기 어려우며, 외부 충격에 약한 단점이 있다.
As described above, the graphene film has a complicated manufacturing process, difficulty in securing a sufficient electric conductivity, and weakness in external impact.
본 발명은 광투과도 손실을 억제하면서 전기 전도도가 우수한 전도성 부재 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a conductive member having excellent electrical conductivity while suppressing light transmission loss and a method of manufacturing the same.
본 발명은 손상이 억제되거나 방지되고, 안정성이 뛰어난 전도성 부재 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a conductive member whose damage is suppressed or prevented, and which has excellent stability, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 전도성 부재는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되는 전도성 나노와이어 및 그래핀층; 및 상기 베이스 기판 및 상기 그래핀층 사이에 형성되는 접착층을 포함하고, 상기 전도성 나노와이어는 상기 그래핀층과 상기 접착층 사이에 위치하고, 적어도 일부가 상기 접착층 내에 삽입된다. A conductive member according to an embodiment of the present invention includes a base substrate; A conductive nanowire and a graphene layer formed on the base substrate; And an adhesive layer formed between the base substrate and the graphene layer, wherein the conductive nanowire is positioned between the graphene layer and the adhesive layer, and at least a part of the conductive nanowire is inserted into the adhesive layer.
상기 전도성 나노와이어의 길이는 상기 그래핀층의 결정립의 평균 직경 보다 길 수 있다. 상기 전도성 나노와이어는 복수 개 구비되며, 상기 전도성 나노와이어는 적어도 일부 영역이 상기 그래핀층과 직접 접촉하고, 상기 그래핀층은 적어도 일부 영역이 상기 접착층과 직접 접촉할 수 있다. 또한, 상기 전도성 나노와이어는 복수 개 구비되며, 상기 그래핀층은 복수의 결정립을 구비하며, 상기 전도성 나노와이어들 중 적어도 일부는 상기 결정립 사이의 계면을 가로질러 배치될 수도 있다.The length of the conductive nanowire may be longer than the average diameter of the grains of the graphene layer. A plurality of the conductive nanowires are provided, at least a part of the conductive nanowires directly contact the graphene layer, and at least a part of the graphene layer may directly contact the adhesive layer. In addition, a plurality of the conductive nanowires are provided, and the graphene layer has a plurality of crystal grains, and at least a part of the conductive nanowires may be disposed across the interface between the crystal grains.
또한, 상기 전도성 나노와이어는 은, 금, 구리, 니켈 및 이들 중 2종 이상의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 전도성 나노와이어의 길이는 5 내지 150 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 전도성 나노와이어의 직경은 30 내지 110 ㎚ 범위일 수 있고, 상기 전도성 나노와이어는 길이에 대한 직경의 비가 50 ~ 1000 : 1의 범위일 수 있다. The conductive nanowire may include at least one of silver, gold, copper, nickel, and at least one of the compounds, and the length of the conductive nanowire may be in the range of 5 to 150 mu m. The diameter of the conductive nanowire may range from 30 to 110 nm, and the ratio of the diameter to the length of the conductive nanowire may range from 50 to 1000: 1.
한편, 상기 베이스 기판은 광투과성이며, 유리, 석영 및 고분자 수지 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 그래핀층은 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있으며, 상기 그래핀층의 두께는 0.3 내지 1.2 ㎚ 범위일 수 있다.
Meanwhile, the base substrate is light-transmissive and may include any one of glass, quartz, and a polymer resin. The graphene layer may be formed as a single layer or a plurality of layers, and the thickness of the graphene layer may range from 0.3 to 1.2 nm.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 전도성 부재 제조 방법은 일면에 금속 촉매층을 구비한 전이 기판을 마련하는 과정; 상기 금속 촉매층 상에 그래핀층을 형성하는 과정; 상기 그래핀층 상에 전도성 나노와이어를 피복하는 과정; 일면에 접착층을 구비한 베이스 기판을 마련하고, 상기 베이스 기판과 상기 전이 기판을 합착시키는 과정; 및 상기 전이 기판을 제거하는 과정을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a conductive member, the method including: preparing a transfer substrate having a metal catalyst layer on one surface thereof; Forming a graphene layer on the metal catalyst layer; Coating the conductive nanowire on the graphene layer; Providing a base substrate having an adhesive layer on one surface thereof, and attaching the base substrate and the transfer substrate together; And removing the transfer substrate.
상기 그래핀층을 형성하는 과정은 화학 기상 증착법을 포함할 수 있고, 상기 금속 촉매층은 구리, 니켈, 철, 루테늄, 코발트, 백금, 팔라듐, 몰리브덴, 금 및 이리듐 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 용매는 알코올계열 물질을 포함할 수 있고, 상기 분산 용액에 대하여 상기 전도성 나노와이어의 함유량은 0.1 내지 1 중량% 범위일 수 있다. The process of forming the graphene layer may include chemical vapor deposition and the metal catalyst layer may include at least one of copper, nickel, iron, ruthenium, cobalt, platinum, palladium, molybdenum, gold and iridium or an alloy thereof can do. In addition, the solvent may include an alcohol-based material, and the content of the conductive nanowires may be in the range of 0.1 to 1 wt% with respect to the dispersion solution.
상기 전이 기판은 상기 금속 촉매층과 일체로 형성되거나, 상기 금속 촉매층과 구별되는 별도의 재질일 수 있으며, 상기 전이 기판이 별도의 재질인 경우 상기 전이 기판은 실리콘, 실리콘 산화물 및 석영 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The transition substrate may be formed integrally with the metal catalyst layer or may be a separate material different from the metal catalyst layer. When the transition substrate is a separate material, the transition substrate may include any one of silicon, silicon oxide, and quartz can do.
상기 전도성 나노와이어를 피복하는 과정은, 상기 전도성 나노와이어를 용매에 분산시킨 분산 용액을 마련하는 과정 및 상기 그래핀층 상에 상기 분산 용액을 코팅하는 과정을 포함할 수 있다. The process of coating the conductive nanowires may include preparing a dispersion solution in which the conductive nanowires are dispersed in a solvent, and coating the dispersion solution on the graphene layer.
또한, 상기 분산 용액을 코팅한 후, 상기 용매를 제거하는 과정을 포함하며, 상기 분산 용액 코팅 과정 및 용매를 제거하는 과정을 복수 회 수행할 수 있다. Also, the method includes coating the dispersion solution and then removing the solvent, and the dispersion solution coating process and the solvent removal process may be performed a plurality of times.
상기 베이스 기판과 상기 전이 기판을 합착시키는 과정은, 상기 전도성 나노와이어와 그래핀층에 상기 접착층을 접촉시키고, 상기 베이스 기판 및 상기 전이 기판 중 적어도 어느 하나에 압력을 인가하는 과정을 포함할 수 있다. The step of attaching the base substrate and the transition substrate may include the step of contacting the adhesive layer with the conductive nanowire and the graphene layer, and applying pressure to at least one of the base substrate and the transition substrate.
상기 금속 촉매층 및 상기 전이 기판을 제거하는 과정은, 식각액을 마련하는 과정 및 상기 식각액을 이용하여 상기 금속 촉매층을 식각하는 과정을 포함할 수 있다.The process of removing the metal catalyst layer and the transition substrate may include a process of preparing an etchant and a process of etching the metal catalyst layer using the etchant.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 그래핀층과 전도성 나노와이어를 사용하여 전도성 부재를 제조하므로, 광투과도의 손실 없이 전기적 특성 즉, 전기 전도도가 우수한 전도성 부재를 제조할 수 있다. 즉, 그래핀층과 접착층 사이에 전도성 나노와이어가 삽입되어 그래핀의 결정립 계면에서 전도성 나노와이어가 다리 역할을 하므로, 전체 전기 전도도를 향상시키게 된다. According to the embodiments of the present invention, since the conductive member is manufactured using the graphene layer and the conductive nanowire, a conductive member having excellent electrical characteristics, that is, electrical conductivity can be manufactured without loss of light transmittance. That is, the conductive nanowires are inserted between the graphene layer and the adhesive layer, and the conductive nanowires serve as bridges at the grain boundary of graphene, thereby improving the overall electrical conductivity.
전도성 부재에 구비된 전도성 나노와이어는 그래핀층에 의해 커버되므로, 나노와이어가 외부로 노출되지 않아, 전도성 나노와이어가 산화되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. The conductive nanowires provided in the conductive member are covered by the graphene layer, so that the nanowires are not exposed to the outside, so that the conductive nanowires can be inhibited or prevented from being oxidized.
전도성 부재 제조시에 접착층을 전도성 나노와이어와 그래핀층 상에 압착할 때, 접착층은 고분자 재질로 유연하므로 전도성 나노와이어를 손상시키지 않으면서 압착시킬 수 있다. 또한, 접착층의 사용으로 전도성 나노와이어가 하부 기판과 분리되는 것을 방지하고 안정성을 확보할 수 있다. When the adhesive layer is pressed onto the conductive nanowire and the graphene layer in the production of the conductive member, the adhesive layer is flexible with a polymer material, so that the conductive nanowire can be squeezed without damaging the conductive nanowire. Further, by using the adhesive layer, the conductive nanowires can be prevented from being separated from the lower substrate and the stability can be ensured.
또한, 전도성 부재에서 그래핀층을 화학 기상 증착법으로 제조하므로 전면적으로 코팅할 수 있고, 코팅되는 두께의 균일성을 확보할 수 있다. In addition, since the graphene layer is formed by a chemical vapor deposition method in a conductive member, it can be coated over the entire surface, and uniformity of the coated thickness can be secured.
또한, 본 발명의 실시형태들의 전도성 부재는 산화 그래핀이 아니라 순수 그래핀을 사용하므로 별도의 환원 과정이 필요 없고, 전도성 부재의 제조 과정이 단순해 질 수 있다.
Further, since the conductive member of the embodiments of the present invention uses pure graphene instead of oxide graphene, a separate reduction process is not necessary, and the manufacturing process of the conductive member can be simplified.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재를 개략적으로 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 일부를 확대한 확대 단면도
도 3은 도 1의 일부를 하부 방향에서 본 구조를 확대한 평면도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에서 그래핀층을 촬영한 현미경 사진
도 6은 본 발명의 실시 예에서 그래핀층 상에 전도성 나노와이어가 형성된 구조를 촬영한 현미경 사진1 is a cross-sectional view schematically showing a conductive member according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view
FIG. 3 is a plan view showing a part of FIG.
4 is a view sequentially showing a method of manufacturing a conductive member according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a micrograph of a graphene layer taken in an embodiment of the present invention
FIG. 6 is a micrograph showing a structure in which a conductive nanowire is formed on a graphene layer according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장하거나 확대하여 표현하였으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. In the drawings, thicknesses are exaggerated or enlarged to clearly illustrate the layers and regions, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대한 확대 단면도이며, 도 3은 도 1의 일부를 하부 방향에서 본 구조를 확대한 평면도이다.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a portion of FIG. to be.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재는 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 상에 형성되는 전도성 나노와이어(400) 및 그래핀층(300), 베이스 기판(100) 및 그래핀층(300) 사이에 형성되는 접착층(200)을 포함하고, 전도성 나노와이어(400)는 그래핀층(300)과 접착층(200) 사이에 위치하고, 적어도 일부가 접착층(200) 내에 삽입된다. 1, a conductive member according to an embodiment of the present invention includes a
베이스 기판(100)은 그 상부에 형성되는 각종 층을 유지하는 모재로 광 투과성 재질일 수 있다. 즉, 베이스 기판(100)은 투광성 고분자 수지 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리사이클릭올레핀(PCO), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리이미드(PI), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 사이클로올레핀공중합체(COC) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 유리(glass), 석영(quartz) 및 금속 중 어느 하나로 이루어진 기판을 이용할 수도 있다.The
그래핀층(Graphene layer)(300)은 그래핀(Graphene)으로 이루어진 얇은 시트(sheet) 또는 박막(film)을 의미하는 것으로, 후술되는 접착층(200) 상에 형성된다. 여기서, 그래핀(Graphene)은 벌집 모양의 육각형 형태로 연결된 2차원 평면 구조를 이루는 물질로 흑연(Graphite)의 한 층일 수 있다. 그래핀은 일반적으로 전기 전도도, 열전도도 및 투광성이 우수한 특성을 가진다. 이러한 그래핀으로 이루어진 그래핀층(300)은 단일층 혹은 단일층이 반복 적층된 복수층으로 형성되며, 전체 그래핀층(300)의 두께는 0.3 내지 1.2 ㎚ 범위일 수 있다. 이때, 그래핀층(300)의 저항은 약 100 내지 1000 Ω/sq 정도이다. 그래핀층(300)의 두께가 너무 얇으면, 제조하기가 매우 어렵고 전기 전도도를 확보하기 어려우며, 그래핀층(300)의 두께가 너무 두꺼우면 광투과도를 확보하기 어렵다. The
또한, 그래핀층(300)은 복수의 결정립(G: Grain)을 포함하며, 각 결정립 내에서는 전기 전도도가 매우 크지만, 각 결정립의 경계인 결정립 계면(GB: Grain Boundary)에서는 전기 전도도가 급격하게 감소하게 된다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 전도성 나노와이어를 구비하여, 그래핀층(300)의 복수의 결정립(G) 사이를 이어주게 된다. 이와 관련해서는 후술한다. The
전도성 나노와이어(400)는 전기 전도도가 우수한 재료를 이용하여 파이버 혹은 막대 형상으로 제조된 것으로, 복수 개가 전도성 부재 내부에 구비된다. 즉, 복수 개의 전도성 나노와이어(400)가 그래핀층(300)과 접착층(200) 사이에 위치하고, 적어도 일부가 접착층(200) 내에 삽입된다. 다시 말해, 전도성 나노와이어(400)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 적어도 일부 영역이 그래핀층(300)과 직접 접촉하고, 나머지 영역은 접착층(200)에 삽입되어 접착층(200)과 직접 접촉한다. 또한, 그래핀층(300)은 적어도 일부 영역이 접착층(200)과 직접 접촉한다. 즉, 그래핀층(300) 중 전도성 나노와이어(400)와 접촉하지 않는 부분은 접착층(200)과 직접 접촉한다. 이로부터 전도성 나노와이어(400)는 상부 및 하부를 포함한 전체가 그래핀층(300)과 접착층(200)에 의하여 둘러싸이게 되며, 외부로 노출되지 않는다. The
전도성 나노와이어(400)들 중 적어도 일부는 그래핀층(300) 결정립 계면(GB)을 가로질러 배치된다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전도성 나노와이어(400)는 그래핀층(300)의 결정립 계면(GB)을 가로질러 배치되어 인접하는 결정립(G) 사이를 연결하게 된다. 이때, 전도성 나노와이어(400)들 중 적어도 일부는 그 길이가 그래핀층(300)의 결정립(G)의 평균 직경 보다 길 수 있다. 이처럼, 전도성 나노와이어(400)가 결정립(G)의 평균 직경 보다 긴 경우, 결정립(G) 사이를 잘 이어 주게 되고, 인접하는 결정립(G) 외의 결정립(G)도 이어 줄 수 있다. 물론, 짧은 길이의 전도성 나노와이어(400)가 결정립 계면(GB)에 바로 위에 위치하여, 결정립(G) 사이를 연결할 수도 있다. 전도성 나노와이어(400)가 그래핀층(300)의 결정립(G) 사이 혹은 결정립 계면 사이를 다리처럼 연결하는 경우, 전도성 나노와이어(400)가 전기 전도의 통로 역할을 하여 결정립 계면(GB)에서도 높은 전기 전도도를 유지할 수 있게 되고, 이로부터 전도성 부재의 전기 전도 특성을 향상시키게 된다. 또한, 전도성 나노와이어(400)들의 수평 방향 배치는 특별히 한정되지 않으며, 전도성 나노와이어(400)들이 그래핀 결정립 사이를 이어줄 수 있는 배치이면 된다. 즉, 전도성 나노와이어(400)가 규칙적으로 배치될 수도 있고, 불규칙적으로 배치될 수도 있다. At least some of the
전도성 나노와이어(400)는 은, 금, 구리, 니켈 및 이들 중 2종 이상의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 제조될 수 있다. 즉, 전도성 나노와이어(400)는 은, 금, 구리 및 니켈 중 적어도 하나의 단일 금속일 수도 있고, 이들 금속 중 2종 이상을 이용하여 제조된 합금일 수도 있다. 그 외에도 다양한 종류의 금속 재질로 제조될 수 있으며, 전기 전도성이 좋은 다양한 재료가 사용될 수 있다. The
전도성 나노와이어(400)의 길이는 5 내지 150 ㎛ 범위일 수 있다. 전도성 나노와이어(400)의 길이가 5 ㎛ 미만으로 너무 작으면 그래핀 결정립 사이를 연결하는 다리 역할을 충분히 할 수 없고, 많은 양의 전도성 나노와이어(400)를 전도성 부재에 배치해야 하는 어려움이 있다. 또한, 전도성 나노와이어(400) 간의 교차로 인하여 교차되는 지점에서 접촉 저항에 의하여 전자의 흐름이 느려져서, 전체적인 표면 저항이 증가하는 문제가 발생될 수 있다. 이는 나노와이어의 양이 증가하면, 나노와이어끼리 서로 교차할 확률이 증가하기 때문이다. 전도성 나노와이어(400)의 길이가 150 ㎛ 를 초과하여 너무 길게 되면 휘어지게 되고 가공성이 악화되는 문제가 있다. The length of
전도성 나노와이어(400)의 직경은 30 내지 110 ㎚ 범위일 수 있다. 전도성 나노와이어(400)의 직경이 30 ㎚ 미만으로 너무 작으면 그래핀 결정립 사이를 연결하는 다리 역할을 충분히 할 수 없다. 즉, 전도성 나노와이어는 제조될 때, 길이와 직경이 비례하여 증가하게 되므로, 전도성 나노와이어의 직경이 너무 작은 경우에는 전도성 나노와이어의 길이 또한 감소하게 되어, 다리 역할을 충분히 할 수 없게 된다. 110 ㎚를 초과하여 너무 크면 빛을 많이 산란시키게 되어 전도성 부재의 광투과도를 감소시키게 된다. 또한, 전도성 나노와이어(400)는 길이에 대한 직경의 비가 50 ~ 1000 : 1의 범위일 수 있다.The diameter of the
접착층(200)은 베이스 기판(100)과 그래핀층(300) 사이, 베이스 기판(100)과 전도성 나노와이어(400) 사이를 접착 혹은 결합시키는 층이다. 접착층으로는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 고분자는 특별히 한정되지 않으며, 열가소성 고분자가 사용될 수 있으며 이 경우는 별도의 경화 과정이 요구되지 않는다. 또한, 고분자는 열경화성 또는 광경화성 고분자가 사용될 수도 있고, 이 경우에는 열을 가하거나 UV 등의 광을 조사하여 경화하는 별도의 과정을 진행할 수 있다. 예컨대, 접착층(200)은 초기에 소정의 점도를 가지는 액상 상태의 고분자를 사용하여 베이스 기판(100)과 그래핀층(300) 및 베이스 기판(100)과 전도성 나노와이어(400)를 결합하고, 이후 경화되어 상하부의 층을 결합하는 결합층이 된다. The
고분자 물질은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 에틸렌비닐아세테이트계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리우렌탄계 수지, 페놀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리설파이드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 폴리아미드계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
The polymer material may be at least one selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, an ethylene vinyl acetate resin, a polyvinyl chloride resin, a polyurethane resin, a phenol resin, a polyester resin, a polyether resin, Based resin and a polyamide-based resin.
하기에서는 전도성 부재를 제조하는 제조 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
In the following, a manufacturing method for manufacturing a conductive member will be described. 4 is a view sequentially illustrating a method of manufacturing a conductive member according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 전도성 부재를 제조하는 방법은 일면에 금속 촉매층(800)을 구비한 전이 기판(900)을 마련하는 과정, 금속 촉매층(800) 상에 그래핀층(300)을 형성하는 과정, 그래핀층(300) 상에 전도성 나노와이어(400)를 피복하는 과정, 일면에 접착층(200)을 구비한 베이스 기판(100)을 마련하고, 베이스 기판(100)과 전이 기판(900)을 합착시키는 과정 및 전이 기판(900)을 제거하는 과정을 포함한다.
A method of manufacturing a conductive member according to an exemplary embodiment of the present invention includes the steps of providing a
우선, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 일면에 금속 촉매층(800)을 형성한 전이 기판(900)을 준비한다. 전이 기판(900)은 금속 촉매층(800)과 일체로 형성되거나, 금속 촉매층(800)과 구별되는 별도의 재질일 수 있다. 즉, 전이 기판(900) 자체가 금속 재질로 금속 촉매층(800) 역할을 동시에 할 수 있고, 별도 재질의 전이 기판(900)을 이용하여 그 상부에 금속 촉매층을 박막으로 구비할 수도 있다. 전이 기판(900)이 별도의 재질인 경우 전이 기판(900)은 실리콘, 실리콘 산화물 및 석영 중 어느 하나를 포함할 수 있다. First, as shown in FIG. 4A, a
금속 촉매층(800)은 그 상부에 그래핀층(300)을 성장시키는 촉매 역할을 하는 층으로 촉매층의 두께에 따라 그 상부에 형성되는 그래핀층의 두께를 조절할 수 있다. 또한, 금속 촉매층(800)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 금속 촉매층(800)은 구리, 니켈, 철, 루테늄, 코발트, 백금, 팔라듐, 몰리브덴, 금 및 이리듐 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 금속 촉매층(800)은 전이 기판(900) 상에 박막 형태로 형성될 수 있고, 수백에서 수천 ㎚ 정도의 두께를 가질 수 있다. The
도 4의 (b)를 참조하면, 금속 촉매층(800) 상부에 그래핀층(300)을 형성한다. 그래핀층(300)을 형성하는 과정은 화학 기상 증착법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 증착용 챔버에 금속 촉매층(800)을 구비하는 전이 기판(900)을 로딩하고, 챔버를 적정한 진공 압력으로 조절하고, 전이 기판(900)을 적절한 온도로 조절한 후, 그래핀을 성장시키기 위한 공정 가스를 주입한다. 이때, 공정이 진행되는 압력은 500 mtorr~ 500 torr 범위일 수 있고, 공정 진행 온도는 800 내지 1000℃ 내외의 범위일 수 있으며, 공정 가스로는 CH4, C2H2, CO 가스 등을 사용할 수 있다. 이러한 증착 공정을 통하여, 금속 촉매층(800) 상에 그래핀이 성장하며, 하부층 전체를 균일하게 피복하는 그래핀층(300)으로 제조할 수 있다. 즉, 화학 기상 증착법에 의하여 대면적의 균일한 두께의 그래핀층(300)을 제조할 수 있다. 이때 제조되는 그래핀층(300)은 순수 그래핀이므로 이후에 환원 공정이 필요하지 않다.Referring to FIG. 4 (b), a
이후, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 그래핀층(300) 상부에 전도성 나노와이어(400)를 피복한다. 이러한 피복 과정은 전도성 나노와이어를 용매에 분산시킨 분산 용액을 마련하는 과정 및 그래핀층(300) 상에 분산 용액을 코팅하는 과정을 포함할 수 있다. 용매는 에탄올, 메탄올 등 알코올 계열 물질을 포함할 수 있고, 분산 용액에 대하여 전도성 나노와이어의 함유량은 0.1 내지 1 중량% 범위일 수 있다. 이때, 전도성 나노와이어의 함유량이 너무 적으면 분산 용액의 점도가 매우 낮아 피복되는 코팅층의 균일성이 낮고, 함유량이 너무 많으면 점도가 너무 높아 코팅을 하기가 어려워진다. 분산 용액을 코팅하는 방식은 스프레이 코팅(spray coating), 바코팅(bar coating), 스핀 코팅(spin coating), 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 등 여러 가지 방식을 사용할 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the
전도성 나노와이어가 분산된 분산 용액을 그래핀층(300) 상에 코팅시킨 후에는 분산액 즉, 용매를 제거하는 과정을 수행한다. 이로부터, 그래핀층(300) 상부에는 전도성 나노와이어(400)가 배치된다. 여기서, 분산 용액 코팅 과정 및 용매를 제거하는 과정을 복수 회 반복 수행할 수도 있다. 즉, 코팅을 반복하여, 전도성 나노와이어(400)의 양을 제어할 수 있다. After the dispersion solution in which the conductive nanowires are dispersed is coated on the
이후, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이, 일면에 접착층(200)을 구비한 베이스 기판(100)과, 그래핀층(300) 및 전도성 나노와이어(400)가 형성된 전이 기판(900)을 합착시킨다. 즉, 베이스 기판(100)에 액상의 고분자 수지를 도포하여 접착층(200)을 형성하고, 이를 전이 기판(900) 상부에 배치하고 압력을 인가한다. 전도성 나노와이어(400)와 그래핀층(300)에 접착층(200)이 접촉하게 되며, 베이스 기판(100) 및 전이 기판(900) 중 적어도 어느 하나에 압력을 인가할 수 있다. 이때, 접착층(200)이 액체 상태이므로 압력을 인가하더라도 전도성 나노와이어(400)의 손상 없이 상부 및 하부의 기판이 상호 밀착되어 결합된다. 또한, 전도성 나노와이어(400)의 적어도 일부가 접착층(200)의 내부로 삽입될 수 있다. 4 (d), a
도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이, 양 기판이 합착된 합착물에서 금속 촉매층(800) 및 전이 기판(900)을 제거한다. 즉, 식각액(10)을 마련하고, 식각액(10)에 합착물을 침지하여 금속 촉매층(800)을 식각하여 제거한다. 금속 촉매층(800)이 제거되면 전이 기판(900)도 당연히 베이스 기판(100)으로부터 분리 제거된다. 이때, 식각액(10)은 금속 촉매층(800)을 용해 식각할 수 있으면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 식각액으로 과황산암모늄(Ammonium persulfate, (NH4)2S2O8), FeCl3, HNO3, KOH, HCl, HF 등이 사용될 수 있다. As shown in FIG. 4 (e), the
이처럼, 금속 촉매층(800) 및 전이 기판(900)을 제거하면, 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이, 베이스 기판(100), 접착층(200), 전도성 나노와이어(400) 및 그래핀층(300)을 구비하는 전도성 부재를 얻게 된다.
4 (f), the
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 그래핀층 및 그래핀층 상에 전도성 나노와이어가 형성된 구조를 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에서 그래핀층을 촬영한 현미경 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에서 그래핀층 상에 전도성 나노와이어가 형성된 구조를 촬영한 현미경 사진이다.
A structure in which a conductive nanowire is formed on a graphene layer and a graphene layer manufactured according to an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is a photomicrograph of a graphene layer taken in an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a photomicrograph of a structure in which conductive nanowires are formed on a graphene layer in an embodiment of the present invention.
전이 기판으로 실리콘 웨이퍼를 사용하고, 그 상부에 금속 촉매층으로 구리층을 1000 ㎚ 두께로 제조한 후, 화학 기상 증착법으로 합성 압력 500 mTorr, 합성 온도 1000 ℃에서 CH4와 H2 가스를 30 및 10 sccm 공급하고, 대략 20분 동안 그래핀을 합성 및 성장시켰다. 이렇게 형성된 그래핀층의 표면 사진을 도 5에 나타내었다. 도 5에서 보여 주듯이, 그래핀층은 결정립을 가지며, 결정립 사이에 결정립 계면(GB)이 나타나는 것을 알 수 있다. A silicon wafer was used as a transfer substrate, and a copper layer was formed to a thickness of 1000 nm as a metal catalyst layer on the substrate. Then, chemical vapor deposition was carried out at a synthesis pressure of 500 mTorr and CH 4 and H 2 gases at 30 and 10 sccm, and graphene was synthesized and grown for about 20 minutes. A photograph of the surface of the graphene layer thus formed is shown in Fig. As shown in FIG. 5, the graphene layer has crystal grains, and a crystal grain interface GB appears between crystal grains.
상기와 같이 제조된 그래핀층 상에 은 나노와이어(AgNW)가 0.5 중량% 분산된 IPA(Isopropylalcohol) 분산 용액을 이용하여 전도성 나노와이어를 코팅하였다. 전도성 나노와이어가 코팅된 그래핀층의 표면 사진을 도 6에 나타내었다. 도 6에서 보여 주듯이, 그래핀층의 결정립 상부에 수 내지 수십 ㎛ 길이의 은 나노와이어가 배치되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 은 나노와이어는 그래핀 결정립 사이를 이어주는 다리 역할을 하게 되고, 전기 전도도를 향상시키게 된다.
The conductive nanowires were coated on the thus-prepared graphene layer using IPA (isopropylalcohol) dispersion solution in which 0.5 wt% of silver nanowires (AgNW) were dispersed. A photograph of the surface of the conductive nanowire-coated graphene layer is shown in FIG. As shown in FIG. 6, silver nanowires having a length of several to several tens of micrometers are arranged on the grains of the graphene layer. These silver nanowires serve as bridges connecting graphene grains and improve electrical conductivity.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 전도성 부재의 특성 결과를 설명한다. 즉, 상기 실시 예에 따라 제조되는 전도성 부재에서 은 나노 와이어의 길이와, 직경 및 길이에 대한 직경비를 변화시키며, 특성 결과를 비교하였다. Hereinafter, the characteristic results of the conductive member manufactured according to the embodiment of the present invention will be described. That is, in the conductive member manufactured according to the embodiment, the length and the diameter ratio of the silver nanowire to the diameter and length were varied, and the characteristics were compared.
우선, 상술된 조건으로 그래핀층을 제조하고, 그래핀층 상에 하기 표1의 조건을 각기 가지는 은 나노와이어 분산용액을 코팅시켜 전도성 부재를 제조하였다. 제조 과정은 전체적으로 상술된 설명과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. First, a graphene layer was prepared under the above-mentioned conditions, and a silver nanowire dispersion solution having the respective conditions shown in Table 1 below was coated on the graphene layer to prepare a conductive member. The manufacturing process is the same as the above-described description as a whole, so redundant description is omitted.
하기 표1의 실험예들에서는 각 그래핀층에 은 나노와이어가 0.5 중량% 분산된 분산 용액을 이용하여 전도성 나노와이어를 4회씩 코팅한 후 접착층을 구비한 베이스 기판에 합착시켜 전도성 부재를 제조하였다. 실험예 1에서는 길이가 0.1 내지 1 ㎛ 범위이고, 직경은 25 ㎚이며, 길이에 대한 직경의 비가 4 내지 40인 은 나노와이어를 사용하였으며, 실험예 2에서는 길이가 20 내지 50 ㎛ 범위이고, 직경은 90 ㎚이며, 길이에 대한 직경의 비가 222:1 내지 556:1인 은 나노와이어를 사용하였고, 실험예 3에서는 길이가 152 내지 160 ㎛ 범위이고, 직경은 150 ㎚이며, 길이에 대한 직경의 비가 1013:1 내지 1067:1인 은 나노와이어를 사용하였다. 또한, 각 은 나노와이어를 사용하여 제조된 전도성 부재의 면저항 및 광투과도를 측정하였다.In the experimental examples shown in Table 1, the conductive nanowires were coated four times using a dispersion solution in which 0.5 weight% of silver nanowires were dispersed in each graphene layer, and then bonded to a base substrate having an adhesive layer to prepare a conductive member. In Experimental Example 1, a silver nanowire having a length of 0.1 to 1 μm, a diameter of 25 nm, and a diameter to length ratio of 4 to 40 was used. In Experimental Example 2, the length was in the range of 20 to 50 μm, Silver nanowires having a diameter to length of 90 nm and a diameter to length of 222: 1 to 556: 1 were used. In Experimental Example 3, the length was in the range of 152 to 160 μm, the diameter was 150 nm, Silver nanowires with a ratio of 1013: 1 to 1067: 1 were used. In addition, the sheet resistance and light transmittance of the conductive member manufactured using the angle silver nanowires were measured.
길이(㎛ ) Length (㎛)
직경( diameter(
㎚Nm
))
(길이:(Length:
직경diameter
))
(Ω/□)(Ω / □)
모든 실험예에서 광투과도는 85% 이상을 나타내었고, 은 나노와이어의 길이 및 직경이 소정 범위로 제어되는 경우, 면저항을 더욱 감소시키면서도 광투과도를 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 실험예 2의 은 나노와이어를 사용하는 경우 면저항을 61 Ω/□ 으로 감소시키고, 광투과도를 91.2%로 향상시키는 우수한 결과를 얻었다.In all the experimental examples, the light transmittance was 85% or more, and when the length and the diameter of the silver nanowire were controlled to a predetermined range, the light transmittance could be improved while reducing the sheet resistance further. That is, when the silver nanowire of Experimental Example 2 was used, the sheet resistance was reduced to 61 Ω / □ and the light transmittance was improved to 91.2%.
한편, 상기 실험예 2에서 사용된 것과 동일하게 길이가 20 내지 50 ㎛ 범위이고, 직경은 90 ㎚이며, 길이에 대한 직경의 비가 222:1 내지 556:1인 은 나노와이어를 이용하여, 분산 용액에 함유된 전도성 나노와이어의 함량을 변화시켜 하기 표2에서와 같이 전도성 부재를 제조하고, 특성을 평가하였다. 제조 과정은 전체적으로 상술된 설명과 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다. On the other hand, using the silver nanowire having a length in the range of 20 to 50 mu m, a diameter of 90 nm and a diameter to length ratio of 222: 1 to 556: 1 as used in Experimental Example 2, The conductive member was prepared and properties were evaluated as shown in Table 2 below by varying the content of the conductive nanowires contained in the conductive member. The manufacturing process is the same as the above-described description as a whole, so redundant detailed description is omitted.
실험예 21에서는 전도성 나노와이어의 함량이 0.05 중량%인 분산용액을 이용하여 제조하였고, 실험예 22에서는 전도성 나노와이어의 함량이 0.5 중량%인 분산용액을 이용하여 제조하였으며, 실험예 23에서는 전도성 나노와이어의 함량이 1.5 중량%인 분산용액을 이용하여 제조하였다. 각 그래핀층에 상기 분산용액에 함유된 전도성 나노와이어의 함량 별(실험예 21 내지 23)로 4회씩 코팅한 후 접착층을 구비한 베이스 기판에 합착시켜 전도성 부재를 제조하였다. 또한, 비교예에서는 은 나노 와이어를 함유하지 않는 그래핀층을 사용하였다. 즉, 본 발명의 실험예와의 비교를 위해 은 나노와이어를 사용하지 않고, 그래핀만을 실험예 21 내지 23과 동일하게 적층하여 전도성 부재를 제조하였다. 이처럼 각기 제작된 전도성 부재의 면저항 및 투과도를 측정하였다. 면저항은 전도성 부재의 9개의 각각 다른 위치를 측정한 값이고, 면저항 측정 위치는 정사각형 형태의 영역에서 동일 간격으로 배치되는 9개의 점을 선택하였다. In Experimental Example 21, a dispersion solution having a conductive nanowire content of 0.05 wt% was used. In Experimental Example 22, a dispersion solution having a conductive nanowire content of 0.5 wt% was used. In Experimental Example 23, Was prepared using a dispersion solution having a wire content of 1.5% by weight. Each graphene layer was coated four times on the basis of the content of the conductive nanowires contained in the dispersion solution (Experimental Examples 21 to 23), followed by bonding to a base substrate having an adhesive layer to prepare a conductive member. In the comparative example, a graphene layer containing no silver nanowire was used. That is, for comparison with the experimental examples of the present invention, silver nanowires were not used, and only graphene was laminated in the same manner as in Experimental Examples 21 to 23 to prepare a conductive member. The sheet resistance and permeability of each of the prepared conductive members were measured. The sheet resistance was measured at nine different positions of the conductive member, and the sheet resistance measurement positions were selected at nine points arranged at the same interval in the region of the square shape.
(중량%)(weight%)
(Ω/□)(Ω / □)
실험예 21
Experimental Example 21
0.05 중량%
0.05 wt%
90.9
90.9
실험예 22
Experimental Example 22
0.5 중량%
0.5 wt%
91.2
91.2
실험예 23
Experimental Example 23
1.5 중량%
1.5 wt%
89.3
89.3
비교예
Comparative Example
-
-
91.9
91.9
모든 실험예에서 면저항은 150 Ω/□ 보다 낮았으며, 광투과도는 89% 이상으로 우수한 결과를 나타내었다. 즉, 은 나노와이어가 포함되지 않은 비교예와 대비하여 현저히 낮은 면저항 값을 가지면서도 광투과도가 90%에 근접하는 것을 알 수 있었다. 특히, 은 나노와이어의 함유량이 소정 범위로 제어되는 경우, 면저항을 더욱 감소시키면서도 광투과도를 더욱 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 실험예 22의 은 나노와이어를 사용하는 경우 평균 면저항을 61 Ω/□ 으로 감소시키고, 광투과도를 91.2%로 향상시키는 우수한 결과를 얻었다.
In all experimental examples, the sheet resistance was lower than 150 Ω / □ and the light transmittance was more than 89%. That is, the light transmittance is close to 90% while having a significantly lower sheet resistance value as compared with the comparative example in which silver nanowires are not included. In particular, when the content of the silver nanowires is controlled within a predetermined range, it is found that the light transmittance can be further improved while further reducing the sheet resistance. That is, when the silver nanowire of Experimental Example 22 was used, the average sheet resistance was reduced to 61? / ?, and the light transmittance was improved to 91.2%.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 베이스 기판
200: 접착측
300: 그래핀층
400: 전도성 나노 와이어100: base substrate 200: adhesive side
300: graphene layer 400: conductive nanowire
Claims (19)
상기 베이스 기판 상에 형성되는 전도성 나노 와이어 및 그래핀층; 및
상기 베이스 기판 및 상기 그래핀층 사이에 형성되는 접착층을 포함하고,
상기 전도성 나노 와이어는 상기 그래핀층과 상기 접착층 사이에 위치하고, 적어도 일부가 상기 접착층 내에 삽입되는 전도성 부재.
A base substrate;
A conductive nanowire and a graphene layer formed on the base substrate; And
And an adhesive layer formed between the base substrate and the graphene layer,
Wherein the conductive nanowire is positioned between the graphene layer and the adhesive layer, and at least a portion of the conductive nanowire is inserted into the adhesive layer.
상기 전도성 나노와이어의 길이는 상기 그래핀층의 결정립의 평균 직경 보다 긴 전도성 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the length of the conductive nanowire is longer than the average diameter of the grains of the graphene layer.
상기 전도성 나노와이어는 복수 개 구비되며,
상기 전도성 나노와이어는 적어도 일부 영역이 상기 그래핀층과 직접 접촉하고,
상기 그래핀층은 적어도 일부 영역이 상기 접착층과 직접 접촉하는 전도성 부재.
The method according to claim 1,
A plurality of the conductive nanowires are provided,
Wherein the conductive nanowire is at least partially in direct contact with the graphene layer,
Wherein the graphene layer is at least partially in direct contact with the adhesive layer.
상기 전도성 나노와이어는 복수 개 구비되며,
상기 그래핀층은 복수의 결정립을 구비하며,
상기 전도성 나노와이어들 중 적어도 일부는 상기 결정립 계면을 가로질러 배치되는 전도성 부재.
The method according to claim 1,
A plurality of the conductive nanowires are provided,
Wherein the graphene layer has a plurality of crystal grains,
Wherein at least some of the conductive nanowires are disposed across the grain boundary.
상기 베이스 기판은 광투과성이며, 유리, 석영 및 고분자 수지 중 어느 하나를 포함하는 전도성 부재.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the base substrate is light transmissive and comprises any one of glass, quartz, and a polymeric resin.
상기 전도성 나노와이어는 은, 금, 구리, 니켈 및 이들 중 2종 이상의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전도성 부재.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the conductive nanowire comprises at least one of silver, gold, copper, nickel, and at least one of the compounds.
상기 전도성 나노 와이어의 길이는 5 내지 150 ㎛ 범위인 전도성 부재.
The method of claim 6,
Wherein the conductive nanowires have a length in the range of 5 to 150 mu m.
상기 전도성 나노와이어의 직경은 30 내지 110 ㎚ 범위인 전도성 부재.
The method of claim 7,
Wherein the conductive nanowires have a diameter in the range of 30 to 110 nm.
상기 전도성 나노와이어는 길이에 대한 직경의 비가 50 ~ 1000 : 1의 범위인 전도성 부재.
The method of claim 6,
Wherein the conductive nanowires have a diameter to length ratio ranging from 50 to 1000: 1.
상기 그래핀층은 단일층 또는 복수층으로 형성되며, 상기 그래핀층의 두께는 0.3 내지 1.2 ㎚ 범위인 전도성 부재.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the graphene layer is formed of a single layer or a plurality of layers, and the thickness of the graphene layer is in a range of 0.3 to 1.2 nm.
상기 금속 촉매층 상에 그래핀층을 형성하는 과정;
상기 그래핀층 상에 전도성 나노와이어를 피복하는 과정;
일면에 접착층을 구비한 베이스 기판을 마련하고, 상기 베이스 기판과 상기 전이 기판을 합착시키는 과정; 및
상기 전이 기판을 제거하는 과정을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
Providing a transition substrate having a metal catalyst layer on one surface thereof;
Forming a graphene layer on the metal catalyst layer;
Coating the conductive nanowire on the graphene layer;
Providing a base substrate having an adhesive layer on one surface thereof, and attaching the base substrate and the transfer substrate together; And
And removing the transfer substrate.
상기 그래핀층을 형성하는 과정은 화학 기상 증착법을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method of claim 11,
Wherein the step of forming the graphene layer includes a chemical vapor deposition method.
상기 전이 기판은 상기 금속 촉매층과 일체로 형성되거나, 상기 금속 촉매층과 구별되는 별도의 재질이며,
상기 전이 기판이 별도의 재질인 경우 상기 전이 기판은 실리콘, 실리콘 산화물 및 석영 중 어느 하나를 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method of claim 11,
The transition substrate may be formed integrally with the metal catalyst layer or may be a separate material different from the metal catalyst layer,
Wherein the transition substrate comprises any one of silicon, silicon oxide, and quartz when the transition substrate is a separate material.
상기 금속 촉매층은 구리, 니켈, 철, 루테늄, 코발트, 백금, 팔라듐, 몰리브덴, 금 및 이리듐 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
Wherein the metal catalyst layer comprises at least one of copper, nickel, iron, ruthenium, cobalt, platinum, palladium, molybdenum, gold and iridium or an alloy thereof.
상기 전도성 나노와이어를 피복하는 과정은, 상기 전도성 나노와이어를 용매에 분산시킨 분산 용액을 마련하는 과정 및 상기 그래핀층 상에 상기 분산 용액을 코팅하는 과정을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method of claim 11,
Wherein the step of coating the conductive nanowires comprises the steps of: preparing a dispersion solution in which the conductive nanowires are dispersed in a solvent; and coating the dispersion solution on the graphene layer.
상기 용매는 알코올계열 물질을 포함하고, 상기 분산 용액에 대하여 상기 전도성 나노와이어의 함유량은 0.1 내지 1 중량% 범위인 전도성 부재의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the solvent comprises an alcohol-based material, and the content of the conductive nanowires with respect to the dispersion solution is in the range of 0.1 to 1 wt%.
상기 분산 용액을 코팅한 후, 상기 용매를 제거하는 과정을 포함하며,
상기 분산 용액 코팅 과정 및 용매를 제거하는 과정을 복수 회 수행하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method according to claim 15 or 16,
Coating the dispersion solution, and removing the solvent,
Wherein the dispersion solution coating process and the solvent removal process are performed a plurality of times.
상기 베이스 기판과 상기 전이 기판을 합착시키는 과정은 상기 전도성 나노와이어와 그래핀층에 상기 접착층을 접촉시키고, 상기 베이스 기판 및 상기 전이 기판 중 적어도 어느 하나에 압력을 인가하는 과정을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.
The method of claim 11,
Wherein the step of bonding the base substrate and the transition substrate comprises the step of contacting the adhesive layer with the conductive nanowire and the graphene layer and applying pressure to at least one of the base substrate and the transition substrate Way.
상기 금속 촉매층 및 상기 전이 기판을 제거하는 과정은 식각액을 마련하는 과정 및 상기 식각액을 이용하여 상기 금속 촉매층을 식각하는 과정을 포함하는 전도성 부재의 제조 방법.The method of claim 11,
Wherein the process of removing the metal catalyst layer and the transition substrate comprises: preparing an etchant; and etching the metal catalyst layer using the etchant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140145411A KR20160048546A (en) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Conductive member and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140145411A KR20160048546A (en) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Conductive member and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160048546A true KR20160048546A (en) | 2016-05-04 |
Family
ID=56022056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140145411A KR20160048546A (en) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Conductive member and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20160048546A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180076705A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 서울대학교산학협력단 | Manufacturing method of transparent conductor using random cracking of silicon nitride film |
KR20190084436A (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 한국과학기술연구원 | Gas diffusion layer for fuel cell comprising metal nanowire-coated surpport layer, preparation method thereof and flexible polymer electrolyte membrane fuel cell comprising the same |
CN113823460A (en) * | 2021-10-29 | 2021-12-21 | 盐城师范学院 | Preparation method of silver nanowire transparent conductive film |
-
2014
- 2014-10-24 KR KR1020140145411A patent/KR20160048546A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180076705A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 서울대학교산학협력단 | Manufacturing method of transparent conductor using random cracking of silicon nitride film |
KR20190084436A (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 한국과학기술연구원 | Gas diffusion layer for fuel cell comprising metal nanowire-coated surpport layer, preparation method thereof and flexible polymer electrolyte membrane fuel cell comprising the same |
CN113823460A (en) * | 2021-10-29 | 2021-12-21 | 盐城师范学院 | Preparation method of silver nanowire transparent conductive film |
CN113823460B (en) * | 2021-10-29 | 2024-04-16 | 盐城师范学院 | Preparation method of silver nanowire transparent conductive film |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Superstable transparent conductive Cu@ Cu4Ni nanowire elastomer composites against oxidation, bending, stretching, and twisting for flexible and stretchable optoelectronics | |
Cheng et al. | High-performance stretchable transparent electrodes based on silver nanowires synthesized via an eco-friendly halogen-free method | |
KR101284535B1 (en) | Transferring method of graphene, and graphene transferred flexible substrate thereby | |
KR101221581B1 (en) | Fabrication method of flexible transparent electrode substrate with graphene, and the flexible transparent electrode substrate substrate thereby | |
JP6870959B2 (en) | Transparent electrode and elements including it | |
US10973118B2 (en) | Flexible conductive film, its manufacturing method, flexible touch screen and flexible display panel | |
KR101470752B1 (en) | method to fabricate high quality flexible transparent electrodes embedded Ag nanowire and high quality flexible transparent electrodes | |
US10329660B2 (en) | Flexible transparent thin film | |
CN108882661B (en) | Transparent flexible stretchable electromagnetic shielding film and preparation method thereof | |
TW565935B (en) | Electronic devices containing organic semiconductor materials | |
KR101372534B1 (en) | Touch panel | |
KR20190013594A (en) | Method of producing electroconductive substrate, electronic device and display device | |
KR20150092013A (en) | Graphene based hybrid thin films and their applications | |
KR20190013591A (en) | Electroconductive substrate, electronic device and display device | |
KR20160048546A (en) | Conductive member and method for manufacturing the same | |
US20140147675A1 (en) | Structure and method for a graphene-based apparatus | |
KR20170095054A (en) | Flexible Metal Transparent Electrode and Method of Preparing The Same | |
KR20160028554A (en) | Nanowire touch sensor and manufacturing method thereof | |
KR101521693B1 (en) | flexible/stretchable transparent film having conductivity and manufacturing method thereof | |
KR102002313B1 (en) | Manufacturing method of transparent conductor using random cracking of silicon nitride film | |
KR101544723B1 (en) | Method for manufacturing transparent electrode | |
KR101978886B1 (en) | Method for manufacturing transparent electrode and electro substrate comprising transparent electrode | |
KR101613558B1 (en) | Method for doping graphene layer | |
KR20150138564A (en) | Transparent electrode, Fabrication method thereof and display device | |
KR101823367B1 (en) | Method for manufacturing light-transmitting substrate comprising graphene layer and light-transmitting substrate manufactured using thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |