KR20190023439A

KR20190023439A - 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법 및 이로부터 제조된 투명전극필름

Info

Publication number: KR20190023439A
Application number: KR1020170109229A
Authority: KR
Inventors: 신용우; 김규병; 소순영; 노수진; 신지훈; 신권우
Original assignee: 주식회사 도프
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-03-08
Also published as: KR101956672B1

Abstract

본 발명은 나노실버(Nano Silver) 입자의 미세화 기술과, 상기 나노실버(Nano Silver)와 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 복합화(hybrid) 기술에 의해 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하면서 87 % 이상의 우수한 광특성을 갖는 투명전극필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 투명전극필름에 관한 것이다.

Description

나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법 및 이로부터 제조된 투명전극필름{MANUFACTURING METHOD OF TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM USING THE HYBRID OF NANO SILVER AND SILVER NANOWIRE AND THE TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM MADE THEREFROM}

본 발명은 나노실버(Nano Silver) 입자의 미세화 기술과,

망상구조의 나노실버(Nano Silver)와 선형구조의 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 복합화(hybrid) 기술에 의해,

나노실버(Nano Silver)의 망상구조가 전도성의 가지 역할을 하고, 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 선형구조가 상기 가지를 연결하는 매개체 역할을 함으로써, 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하면서 87 % 이상의 우수한 광특성을 갖게 하는 투명전극필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 투명전극필름에 관한 것이다.

현재 투명전도성필름(Transparent Conductive Film, TCF)의 주요 응용분야인 터치패널, 투명히터 및 태양전지는 150 Ω/sq 이하의 전도성과 80 % 이상의 광특성을 필요로 한다.

본 발명은 나노실버(Nano Silver) 입자의 미세화 기술과, 상기 나노실버(Nano Silver)와 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 복합화 기술을 통해 투명전극필름의 전도성을 20 Ω/sq 이하로 유지하며 87% 이상의 광특성을 구현하고자 하는 것이다.

본 발명과 관련하여, 종래 당업계의 일부 업체에서 카본나노튜브(CNT)와 나노와이어의 하이브리드를 시도한 적은 있으나, 상기 카본나노튜브(CNT) 소재의 경우 저항이 높고, 습식 패터닝 불량 및 높은 가격 문제로 실제적으로 상용화가 어렵다.

상기 나노실버 입자는 자가조립 망상구조로 코팅시 면저항은 타 소재에 비해 낮아 전도성이 우수하나, 광학특성이 상대적으로 좋지 않아 50 인치 이상의 터치센서에 적용되고 있지만 고품질의 디스플레이 터치시장 진입에는 한계가 있다.

상기 나노실버 자가조립 망상구조는 코팅 후 망상구조의 빈공간을 확장하게 되면 셀은 커지나 면저항이 현저히 상승하는 현상이 발생하여 광학특성을 위해 전기적특성이 손실되는 경우가 발생한다.

또한 나노와이어의 경우 광학특성은 만족하나, 면저항을 낮추기 위해서는 고가의 나노와이어 사용량을 늘려야 하기 때문에 가격경쟁력이 떨어진다. 그리고 대면적 코팅 이후 나노선의 방향성에 의해 전기적특성이 불균일할 수 있으며, 코팅 시 수율이 현저히 낮아져 생산성이 저하될 수 있다.

종래 개시된 기술의 한계로 인해, 투명 전도성 전극필름과 관련하여 현재까지 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하며 87 % 이상의 광특성을 구현하는 광폭필름은 개발되지 않고 있다.

본 발명은 투명전극필름의 전도성을 20 Ω/sq 이하로 유지하며 87 % 이상의 광특성을 구현할 수 있는 기술을 제시하고 있으며, 이와 같은 기술은 주요시장인 터치센서 외 다른 응용제품에도 광범위하게 적용가능하다.

본 발명과 관련하여, 대한민국 공개특허 10-2012-0050431(공개일자 2012.05.18)의 특허문헌에 '수용성 결합제를 포함하는 투명 전도성 필름'에 대한 기술이 개시되어 있고,

대한민국 공개특허 10-2012-0051645(공개일자 2012.05.22)의 특허문헌에 '셀룰로스 에스테르를 포함하는 투명 전도성 필름'에 대한 기술이 개시된 바 있다.

상기 공개특허 10-2012-0050431 및 공개특허 10-2012-0051645의 경우 실버 나노와이어를 이용한 투명전도성 필름에 관한 것으로써, 실버 나노와이어 만으로는 상술한 바와 같이 가격경쟁력이 떨어지고 기술적 한계에 의해 본 발명에서 제시하고자 하는 발명의 효과를 용이하게 도출하기 어렵다.

대한민국 공개특허 10~2012~0050431(공개일자 2012.05.18) 대한민국 공개특허 10~2012~0051645(공개일자 2012.05.22)

본 발명은 망상구조의 나노실버와 선형구조의 실버 나노와이어를 복합화함으로써, 나노실버(Nano Silver)의 망상구조가 전도성의 가지 역할을 하고, 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 선형구조가 상기 가지를 연결하는 매개체 역할을 하여, 광학특성은 유지되면서 면저항이 현저히 낮아지는 것을 이용하고자 하는 것으로서,

더욱 상세하게는, 나노실버 입자의 미세화 기술과, 상기 나노실버와 실버 나노와이어의 복합화 기술을 이용하여 투명전극필름의 전도성을 20 Ω/sq 이하로 유지하면서 87 % 이상의 광특성을 구현할 수 있도록 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법 및 이로부터 제조된 투명전극필름을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 필름 원단을 준비하는 단계(S10)와,

상기 필름 원단의 접촉각을 측정한 후 필요시 프라이머 처리하여 표면에너지 조정을 통해 접촉각을 조정하는 단계(S20)와,

표면에너지 조정과정을 마친 필름 원단의 상부를 나노실버(Nano Silver)와 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 하이브리드 코팅액으로 코팅하여 하이브리드 코팅층을 형성하는 단계(S30)와,

상기 하이브리드 코팅층의 상부에 탑코팅(Top Coating)층을 형성하는 단계(S40)와,

상기 탑코팅(Top Coating)층의 상부를 보호필름으로 라미네이팅하여 보호층을 형성하는 단계(S50)를 거쳐 이루어지는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극 필름 제조방법을 제공한다.

그리고 상기 제조방법을 통해 제조됨으로써, 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하면서 87 % 이상의 광특성을 갖는, 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극 필름을 제공한다.

본 발명에 따른 투명전극필름은 다음의 효과를 갖는다.

첫째. 나노실버와 실버 나노와이어의 복합화(hybrid) 기술을 통해 투명전극필름의 전도성을 20 Ω/sq 이하로 유지하면서 87 % 이상의 우수한 광특성이 발현되도록 한다.

둘째. 15 Ω/sq 이하의 초저저항 특성을 구현할 수 있는 나노실버 입자의 자가조립방식 투명전극을 기반으로 하면서 실버 나노와이어를 복합적으로 적용하여, 저항 및 광학적특성 뿐 아니라, 미시 영역에서의 우수한 균일도를 확보할 수 있다는 장점을 갖는다.

셋째. 나노와이어만을 단독적으로 사용하는 경우와 비교하여 전도성 및 광특성이 뛰어나면서 가격이 저렴하기 때문에 가격경쟁력이 뛰어나다.

넷째. 상업적 스케일업 용이하고, 모아레(Moire) 현상을 최소화할 수 있으며 대화면에 유리하다.

도 1은 본 발명에 따른 투명전극필름의 제조공정을 보인 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 투명전극필름의 적층구조를 보인 측단면도
도 3은 망상구조의 나노실버(Nano Silver)(a)와 선형구조의 실버 나노와이어(Silver Nanowire)(b)가 복합화(c)를 이룬 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 투명전극필름의 SEM(주사전자현미경) 사진.

이하, 상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 투명전극필름의 제조공정을 보인 순서도이다. 도 2는 본 발명에 따른 투명전극필름의 적층구조를 보인 측단면도이다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투명전극필름(1)은 필름 원단(10)을 준비하는 단계(S10)와,

상기 필름 원단(10)의 접촉각을 측정한 후 필요시 프라이머 처리하여 표면에너지의 조정을 통해 접촉각을 조정하는 단계(S20)와,

표면에너지 조정과정을 마친 필름 원단(10)의 상부(101)를 나노실버(Nano Silver)와 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 하이브리드 코팅액으로 코팅하여 하이브리드 코팅층(20)을 형성하는 단계(S30)와,

상기 하이브리드 코팅층(20)의 상부(201)에 탑코팅(Top Coating)층(30)을 형성하는 단계(S40)와,

상기 탑코팅(Top Coating)층(30)의 상부(301)를 보호필름으로 라미네이팅하여 보호층(40)을 형성하는 단계(S50)를 거쳐 제조된다.

이와 같은 제조과정을 거쳐 제조된 투명전극필름(1)은 도 2에 도시된 바와 같은 적층 구조를 이루게 된다.

도 3은 망상구조의 나노실버(Nano Silver)(a)와 선형구조의 실버 나노와이어(Silver Nanowire)(b)가 복합화(c)를 이룬 상태를 도시한 것으로서, 이와 같은 복합화 기술이 투명전극필름(1)이 적용됨에 따라 우수한 전도성, 광학특성 및 현저하게 낮은 면저항 특성을 갖는다.

상기 필름 원단(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 혼합물(PET/PC) 중 선택되는 어느 1로 이루어진 원단을 사용한다.

이때 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 혼합물(PET/PC)은,

폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 수분을 제거하기 위하여 진공건조기에서 85~95 ℃로 20~30 시간 건조하고,

상기 건조한 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 10~90 wt%와, 건조한 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 10~90 wt%를 압출기에 넣고 가공온도를 300~320 ℃로 하여 용융압출하여 제조된 것을 사용한다.

상기 필름 원단(10) 상부(101)를 하이브리드 코팅액으로 코팅하기에 앞서 탈이온수로 접촉각을 측정하며, 접촉각의 허용범위를 벗어난 경우에는 표면에너지 조정을 통해 접촉각을 조정한다.

더욱 구체적으로는, 필름 원단(10)의 접촉각은 40 ~ 65°를 유지하도록 하며, 이와 같은 접촉각의 범위를 벗어나는 경우에는 프라이머 처리를 통해 표면에너지를 조정함으로써 접촉각의 조정이 가능하다.

이때 상기 프라이머 처리는 프라이머 처리는 필름 원단(10)의 접촉각이 40 ~ 65°의 범위를 벗어날 때 행해지는 것으로써,

알리파틱 우레탄 헥사아크릴레이트 올리고머(Aliphatic urethane hexaacrylate oligomer) 또는 폴리에틸렌 글리콜 600 디아크릴레이트(Polyethylene glycol 600 diacrylate) 중 선택되는 어느 1종의 성분 90~98wt%와,

메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 2~10wt%의 혼합으로 조성되는 100wt%의 제1혼합물(a) 8~20wt%;

하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone) 40~60wt%와, 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 40~60wt%의 혼합으로 조성되는 100wt%의 제2혼합물(b) 2~10wt%;

메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK)의 용매(c) 73~86wt%;의 혼합(a+b+c)으로 조성된 프라이머 조성물로 도포 후 UV 경화처리하여 건조 후 두께가 0.2~1.0 마이크론을 이루도록 한다.

더욱 구체적으로는,

상기 프라이머 조성물은 알리파틱 우레탄 헥사아크릴레이트 올리고머(Aliphatic urethane hexaacrylate oligomer) 98 wt%와, 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 2 wt%의 혼합으로 조성된 100wt%의 제1혼합물(a) 10wt%;

하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone) 50wt%와, 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 50wt%의 혼합으로 조성된 100wt%의 제2혼합물(b) 4wt%;

메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK)의 용매(c) 86wt%;의 혼합으로 조성된 것을 사용한다.

상기 하이브리드 코팅액은 유기용매에 나노실버 입자 1~99 wt%와, 실버 나노와이어(Silver Nanowire) 1~99 wt%를 분산시켜 조성한 하이브리드 분산액 44~65 wt%와,

멜라닌 크로스링커(cross-linker)와 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)의 혼합물로 조성된 부착력증강제 0.1~5 wt%와,

실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종인 첨가제 0.1~5 wt%와,

폴리에테르 실록산(polyethersiloxane)의 수분산액 34~55 wt%의 혼합으로 조성된 것을 사용한다.

이때, 상기 나노실버 입자와 실버 나노와이어가 상기 하이브리드 코팅액 내 차지하는 함량비는 전도성 및 광특성의 효과적인 측면과 원가경쟁력 측면을 고려하여 0.1~2.5 wt%의 범위 내로 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 나노실버(Nano Silver)는 작은 입자사이즈 및 좁은 입자분포에 의해 상대적으로 큰 입자의 나노실버와 동일한 전도성을 유지하면서 우수한 광학특성을 구현하도록 하기 위하여, 10 nm ~ 80 nm의 평균입자 사이즈를 갖는 것을 사용한다.

상기 하이브리드 코팅액을 조성함에 있어, 톨루엔 등의 유기용매에 나노실버 입자와 실버 나노와이어를 분산시켜 조성한 하이브리드 분산액의 사용량이 44wt% 미만인 경우에는 전도성 및 광학특성이 저하되고, 65wt%를 초과하게 되는 경우에는 분산 안정성 및 원가 경쟁력이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 하이브리드 분산액의 사용량은 하이브리드 코팅액의 전체 중량에 대해 44~65wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 부착력증강제는 멜라닌 크로스링커(cross-linker)와 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)의 혼합물로서,

상기 멜라닌 크로스링커(cross-linker)는 헥사메톡시메틸멜라민(Hexa methoxymethyl melamine)이고,

상기 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)은 P-톨루엔설포닉산(p-toluenesulfonic acid; PTSA), 도데실벤젠설포닉산(dodecyl benzene sulfonic acid; DDBSA) 또는 디노닐나프탈렌디설포닉산(dinonyl naphthalene disulfonic acid, DNNDSA) 중 선택된다.

상기 부착력증강제의 사용량이 0.1wt% 미만인 경우에는 하이브리드 코팅액의 부착력이 저하되는 문제가 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 분산 안정성 및 광학특성이 저하되는 문제가 있으므로, 상기 부착력증강제의 사용량은 하이브리드 코팅액의 전체 중량에 대해 0.1~5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 첨가제는 나노실버의 분산 안정성 및 습윤성을 증가시키기 위하여 첨가하는 것으로써, 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종을 사용한다.

더욱 구체적으로는 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록폴리머와 아미노-부탄올(amino-butanol)를 동 중량비율로 배합하여 첨가제로 사용한다.

상기 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록폴리머는 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcycoltetrasiloxane) 또는 데카메틸사이클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane)에서 선택하여 사용한다.

상기 아미노-부탄올(amino-butanol)은 습윤성 및 광투과도를 증가시키기 위한 첨가제로서 2-아미노-1-부탄올(2-amino-1-butanol), 1-아미노-2-부탄올(1-amino-2-butanol), 4-아미노-1-부탄올(4-amino-1-butanol), 2-아미노-3-메틸-1-부탄올(2-amino-3-methyl-1-butanol) 또는 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올(2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol) 중에서 선택하여 사용한다.

상기 첨가제의 사용량이 0.1wt% 미만인 경우에는 분산안정성 또는 습윤성이 떨어져 코팅불량이 발생할 우려가 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도가 급격히 상승하여 코팅이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있으므로, 첨가제의 사용량은 하이브리드 코팅액의 전체 중량에 대해 0.1~5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 수분산액은 실록산 계열의 수계 도료용 첨가제로서, 더욱 구체적으로는 폴리에테르 실록산(polyethersiloxane)이다.

상기 수분산액의 사용량이 34wt% 미만인 경우에는 광학특성이 저하되고, 55wt%를 초과하게 되는 경우에는 나노실버가 가지 역할을 할 수 없어 전도성이 저하되므로, 상기 수분산액의 사용량은 하이브리드 코팅액의 전체 중량에 대해 34~55wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 하이브리드 코팅액의 배합조성에 대한 구체적인 예를 살펴보면 다음의 표 1과 같다.

성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
하이브리드 분산액*	44.0 wt%	50.0 wt%	55.0 wt%	60.0 wt%	65.0 wt%
부착력 증강제**	1.5 wt%	1.0 wt%	0.5 wt%	0.3 wt%	0.1 wt%
첨가제***	2.5 wt%	2.0 wt%	1.5 wt%	0.7 wt%	0.2 wt%
폴리에테르 실록산 수용액	52.0 wt%	47.0 wt%	43.0 wt%	39.0 wt%	34.7 wt%
합계	100 wt%	100 wt%	100 wt%	100 wt%	100 wt%

* 표 1의 하이브리드 분산액은 나노실버 입자와 실버 나노와이어를 동중량비율로 배합하여 유기용매에 분산시켜 조성한 것이다.

** 표 1의 부착력증강제는 헥사메톡시메틸멜라민(Hexa methoxymethyl melamine)과 디노닐나프탈렌디설포닉산(dinonyl naphthalene disulfonic acid, DNNDSA)를 동 중량비율로 혼합 조성한 것이다.

*** 표 1의 첨가제는 데카메틸사이클로펜타실록산과 2-아미노-3-메틸-1-부탄올을 동 중량비율로 혼합 조성한 것이다.

상기 표 1의 실시예 1 내지 5 중 가장 바람직한 실시예는 실시예 4이다.

상기 하이브리드 코팅액의 제조과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 하이브리드 코팅액은 유기용매에 나노실버 입자와 실버 나노와이어를 동중량비율로 첨가하여 분산시키되, 하이브리드 코팅액의 전체 중량에 대해 나노실버 입자와 실버 나노와이어가 차지하는 비율이 2.5wt%가 되도록 교반기에 넣어 균질분산기로 분당 8,000 rpm, 30분간 교반하여 하이브리드 분산액을 제조한다.

그리고 상기 하이브리드 분산액 50wt%; 부착력증강제 3wt%; 첨가제 2wt%; 수분산액 45wt%;를 교반기에 넣어 균질분산기로 분당 10,000 rpm으로 30분간 교반하여 균일하게 분산시킴으로써 상기 하이브리드 코팅액이 완성된다.

본 발명에서 제시하고자 하는 투명전극필름의 신뢰성을 높이기 위해, 하이브리드 코팅층(20)의 상부(201)를 UV 타입의 탑코팅이 이루어진다.

이와 같은 탑코팅 공정에 의해 형성되는 탑코팅(Top Coating)층(30)은 탑코팅(Top Coating)액으로 코팅처리하되, 상기 탑코팅액은 특별히 한정하지 않으며 시판중인 것을 사용하여도 무방하다.

다만, 상기 탑코팅(Top Coating)층(30)의 두께는 투명전극필름 품질에 영향을 미치는 중요한 인자이므로, 상기 탑코팅(Top Coating)층(30)의 두께를 1~2 마이크론 범위 내로 한정한다.

상기 두께가 1 마이크론 미만인 경우에는 투명전극필름 보호 효과가 부족하고, 2 마이크론을 초과하게 되는 경우에는 전도성 저하의 문제가 발생하게 되므로, 상기 탑코팅(Top Coating)층(30)의 두께는 1~2 마이크론 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 하이브리드 코팅층(20)을 형성하고 탑코팅층(30)을 코팅한 후에는 보호필름을 상기 탑코팅층(30)에 라미네이팅하여 보호막을 형성하게 된다. 상기 보호필름은 점착제로 코팅된 CPP필름(무연신 Polypropylene film) 또는 PET필름(Polyethylene terephthalate film) 원단을 사용한다.

이와 같이 제조된 투명전극필름은 도 2에 도시된 바와 같은 적층구조를 이루며, 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하면서 87 % 이상의 광특성을 갖는다. 더욱 구체적으로는, 10~20 Ω/sq 의 전도성을 유지한다.

도 4는 본 발명에 따른 투명전극필름의 SEM(주사전자현미경) 사진이다. 도 4를 살펴보면, 나노실버가 투명전극필름의 주요 구성(Main)을 이루고, 나머지 비어 있는 부분에 나노와이어가 서로 연결되는 구조를 보이고 있다.

이와 같은 복합과 구조에 의해 본 발명에 따른 투명전극필름은 우수한 전도성 및 광학특성을 가지며, 또한 낮은 면저항 특성을 갖는다.

본 발명에 따라 제조된 투명전극필름은 전도성을 20 Ω/sq 이하로 유지하면서 87 % 이상의 광특성을 발현할 수 있는 것으로써, 우수한 전도성 및 광특성으로 인해 전자칠판, 유연제품 및 전도성이 필요한 기타 시장에 광범위하게 적용이 가능하여 산업상 이용가능성이 매우 크다.

1: 투명전극필름
10: 필름 원단
20: 하이브리드 코팅층
30: 탑코팅(Top Coating)층
40: 보호층

Claims

필름 원단(10)을 준비하는 단계(S10)와,
상기 필름 원단(10)의 접촉각을 측정한 후 필요시 프라이머 처리하여 표면에너지를 조정을 통해 접촉각을 조정하는 단계(S20)와,
표면에너지 조정과정을 마친 필름 원단(10)의 상부(101)를 나노실버(Nano Silver)와 실버 나노와이어(Silver Nanowire)의 하이브리드 코팅액으로 코팅하여 하이브리드 코팅층(20)을 형성하는 단계(S30)와,
상기 하이브리드 코팅층(20)의 상부(201)에 탑코팅(Top Coating)층(30)을 형성하는 단계(S40)와,
상기 탑코팅(Top Coating)층(30)의 상부(301)를 보호필름으로 라미네이팅하여 보호층(40)을 형성하는 단계(S50)를 거쳐 이루어지는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
필름 원단(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 혼합물(PET/PC) 중 선택되는 어느 1로 이루어진 원단임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 2에 있어서,
폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 혼합물(PET/PC)은,
폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)의 수분을 제거하기 위하여 진공건조기에서 85~95 ℃로 20~30 시간 건조하고,
상기 건조한 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 10~90 wt%와, 건조한 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 10~90 wt%를 압출기에 넣고 가공온도를 300~320 ℃로 하여 용융압출하여 제조된 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
필름 원단(10)의 접촉각은 탈이온수로 측정시 40 ~ 65°를 유지하는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
프라이머 처리는 필름 원단(10)의 접촉각이 40 ~ 65°의 범위를 벗어날 때 행해지는 것으로써,
알리파틱 우레탄 헥사아크릴레이트 올리고머(Aliphatic urethane hexaacrylate oligomer) 또는 폴리에틸렌 글리콜 600 디아크릴레이트(Polyethylene glycol 600 diacrylate) 중 선택되는 어느 1종의 성분 90~98wt%와,
메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 2~10wt%의 혼합으로 조성되는 100wt%의 제1혼합물(a) 8~20wt%;
하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone) 40~60wt%와, 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK) 40~60wt%의 혼합으로 조성되는 100wt%의 제2혼합물(b) 2~10wt%;
메틸이소부틸케톤(Methyl Isobuthyl Ketone, MIBK)의 용매(c) 73~86wt%;의 혼합(a+b+c)으로 조성된 프라이머 조성물로 도포 후 UV 경화처리하여 건조 후 두께가 0.2~1.0 마이크론을 이루도록 하는 것임을 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
하이브리드 코팅액은 유기용매에 나노실버 입자 1~99 wt%와, 실버 나노와이어(Silver Nanowire) 1~99 wt%를 분산시켜 조성한 하이브리드 분산액 44~65 wt%와,
멜라닌 크로스링커(cross-linker)와 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)의 혼합물로 조성된 부착력증강제 0.1~5 wt%와,
실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종인 첨가제 0.1~5 wt%와,
폴리에테르 실록산(polyethersiloxane)의 수분산액 34~55 wt%의 혼합으로 조성된 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 6에 있어서,
나노실버(Nano Silver)는 10 nm ~ 80 nm의 평균입자 사이즈를 갖는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 6에 있어서,
나노실버 입자와 실버 나노와이어는 하이브리드 코팅액 내 차지하는 함량비가 0.1~2.5 wt%임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
탑코팅(Top Coating)층(30)은 1 ~ 2 마이크론의 두께를 유지하는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1에 있어서,
보호필름은 점착제가 코팅되어 있는 CPP필름 또는 PET필름 중 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조되어 20 Ω/sq 이하의 전도성을 유지하면서 87 % 이상의 광특성을 갖는 것임을 특징으로 하는 나노실버와 실버 나노와이어의 하이브리드를 이용한 투명전극필름.