KR20230071968A - Thermoformable transparent electrode film - Google Patents

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KR20230071968A
KR20230071968A KR1020210158155A KR20210158155A KR20230071968A KR 20230071968 A KR20230071968 A KR 20230071968A KR 1020210158155 A KR1020210158155 A KR 1020210158155A KR 20210158155 A KR20210158155 A KR 20210158155A KR 20230071968 A KR20230071968 A KR 20230071968A
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electrode film
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transparent conductive
transparent
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엄상용
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대상에스티 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a transparent electrode film which can be thermoformed. The transparent electrode film which can be thermoformed of the present invention comprises: a thermoformable base layer; a transparent conductive layer, as the transparent conductive layer formed on the thermoformable base layer, including a plurality of conductive nanowires; and a protective layer formed on the transparent conductive layer. Provided is the transparent electrode film which can be thermoformed, with a sheet resistance of equal to or less than 30 Ω/sq.

Description

열성형이 가능한 투명전극필름{THERMOFORMABLE TRANSPARENT ELECTRODE FILM}Transparent electrode film that can be thermoformed {THERMOFORMABLE TRANSPARENT ELECTRODE FILM}

본 발명은 투명전극필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열성형이 가능한 투명전극필름에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode film, and more particularly, to a transparent electrode film capable of being thermoformed.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다. Here, background art related to the present invention is provided, and they do not necessarily mean prior art.

스마트폰(smart phone), 자동차 네비게이션, 게임기 등의 디스플레이에서 터치입력장치로 투명전극필름이 사용되고 있다. 종래 기술에서는, 유리 기재나 수지 기재에 ITO와 같은 투명 도전층을 형성한 투명전극필름이 사용되었다. 그런데 최근에 디스플레이의 형상이 평판 형상에서 3차원 형상으로 복잡해지고 있다. 3차원 형상의 투명전극필름을 형성하는 방법으로는 열성형 등의 방법으로 기재를 먼저 성형한 후 3차원 형상으로 열성형된 기재에 투명 도전층을 형성하는 방법이 행해지고 있다. 그렇지만, 3차원 형상으로 복잡하게 성형된 기재에 투명 도전층을 형성하는 것은 기술적으로 난이도가 높다. 예를 들어 3차원 형상의 기재 표면에 투명 도전층이 밀착되어 일체화된 형태로 적용하기가 매우 어려운 문제가 있었다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 플렉시블 투명전극필름은 일시적으로 휘어지거나 굽히는 정도이지만 열성형이 가능한 투명전극필름은 영구적으로 휘어지거나 굽히는 것으로 플렉시블 투명전극필름과 열성형이 가능한 투명전극필름은 기술적으로 차이가 있다. A transparent electrode film is used as a touch input device in displays such as smart phones, car navigation devices, and game consoles. In the prior art, a transparent electrode film in which a transparent conductive layer such as ITO is formed on a glass substrate or a resin substrate has been used. However, recently, the shape of the display has become more complicated from a flat panel shape to a three-dimensional shape. As a method of forming a three-dimensional transparent electrode film, a method of first forming a substrate by a method such as thermoforming and then forming a transparent conductive layer on the substrate thermoformed into a three-dimensional shape is being performed. However, forming a transparent conductive layer on a substrate complexly molded into a three-dimensional shape is technically difficult. For example, there is a problem in that it is very difficult to apply the transparent conductive layer in an integrated form by adhering to the surface of a three-dimensional substrate. In addition, the flexible transparent electrode film, which has been actively researched recently, is bent or bent temporarily, but the transparent electrode film that can be thermoformed is permanently bent or bent. There is a technical difference between the flexible transparent electrode film and the transparent electrode film that can be thermoformed. there is.

도 1은 대한민국 등록특허공보 제1024463호에 기재된 열성형이 가능한 투명전극필름의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호 및 명칭의 일부를 변경하였다.1 is a view showing an example of a transparent electrode film that can be thermoformed described in Korean Patent Registration No. 1024463. For convenience of explanation, some of the drawing symbols and names have been changed.

열성형이 가능한 투명전극필름(10)은 기재층(11), 투명 도전층(12) 및 보호층(13)을 포함하고 있다. 투명 도전층(12)은 가시광선이 투과할 수 있는 두께의 금속층이다. 열성형이 가능한 투명전극필름(10)이 열성형을 통해 3차원의 복잡한 형상을 가질 수 있다. 그러나 도 1에 기재된 열성형이 가능한 투명전극필름(10)은 금속으로된 투명 도전층(12) 형성을 위해 증착 등의 공정이 필요해 롤투롤(roll to roll) 공정으로 제조하기 어려우며 더 나아가 가시광선이 투과되기 위해 금속으로 된 투명 도전층(12)의 두께가 50nm 이하로 얇아 열성형 공정 중 일부 금속이 녹아 투명 도전층(12)의 두께가 변동되거나 투명 도전층(12)의 연신율이 높아지는 경우 전기적 연결이 끓어질 수 있는 문제가 있다. The thermoformable transparent electrode film 10 includes a base layer 11, a transparent conductive layer 12, and a protective layer 13. The transparent conductive layer 12 is a metal layer having a thickness through which visible light can pass. The transparent electrode film 10 capable of being thermoformed may have a three-dimensional complex shape through thermoforming. However, the thermoformable transparent electrode film 10 described in FIG. 1 requires a process such as deposition to form the transparent conductive layer 12 made of metal, making it difficult to manufacture in a roll-to-roll process. When the thickness of the transparent conductive layer 12 made of metal for transmission is as thin as 50 nm or less and some metal melts during the thermoforming process, the thickness of the transparent conductive layer 12 fluctuates or the elongation of the transparent conductive layer 12 increases. There is a problem with the electrical connection being able to boil.

본 발명은 롤투롤 공정으로 연속 제조가 가능하며 투명 도전층의 연신율이 30% 이상인 경우에도 안정적인 전기적 연결로 면저항이 30 Ω/sq 이내인 열성형이 가능한 투명전극필름을 제공하고자 한다.The present invention is intended to provide a transparent electrode film that can be continuously manufactured in a roll-to-roll process and can be thermoformed with a sheet resistance of less than 30 Ω/sq through stable electrical connection even when the elongation of the transparent conductive layer is 30% or more.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described at the end of 'Specific Contents for Carrying Out the Invention'.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다.A general summary of the present invention is provided herein, which should not be construed as limiting the scope of the present invention.

본 발명에 따른 일 태양에 의하면, 열성형이 가능한 투명전극필름에 있어서,열성형이 가능한 기재층; 기재층 위에 형성된 투명 도전층;으로서, 복수의 도전성 나노와이어를 포함하는 투명 도전층; 및 투명 도전층 위에 형성된 보호층;을 포함하는 열성형이 가능한 투명전극필름이 제공된다.According to one aspect according to the present invention, in a transparent electrode film capable of being thermoformed, A substrate layer capable of being thermoformed; A transparent conductive layer formed on the substrate layer; a transparent conductive layer including a plurality of conductive nanowires; And a protective layer formed on the transparent conductive layer; there is provided a transparent electrode film capable of thermoforming including.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described at the end of 'Specific Contents for Implementation of the Invention'.

도 1은 대한민국 등록특허공보 제21024463호에 기재된 열성형이 가능한 투명전극필름의 일 예를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 열성형이 가능한 투명전극필름의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 열성형이 가능한 투명전극필름의 다른 일 예를 보여주는 도면.
1 is a view showing an example of a transparent electrode film that can be thermoformed described in Korean Patent Registration No. 21024463;
2 is a view showing an example of a transparent electrode film capable of being thermoformed according to the present invention;
3 is a view showing another example of a transparent electrode film capable of being thermoformed according to the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다. 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다. 또한 도면에서는 설명을 위해 실제 제품보다 크기가 과대하게 도시되었을 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, direction indications such as up/down, up/down, etc. in this specification are based on drawings. Also, in the drawings, the size may be larger than the actual product for explanation.

도 2는 본 발명에 따른 열성형이 가능한 투명전극필름의 일 예를 보여주는 도면이다.2 is a view showing an example of a transparent electrode film capable of being thermoformed according to the present invention.

열성형이 가능한 투명전극필름(100)은 열성형이 가능한 기재층(110), 기재층(110) 위에 형성된 투명 도전층(120) 및 투명 도전층(120) 위에 형성된 보호층(130)을 포함할 수 있다.The thermoformable transparent electrode film 100 includes a base layer 110 capable of being thermoformed, a transparent conductive layer 120 formed on the base layer 110, and a protective layer 130 formed on the transparent conductive layer 120. can do.

열성형이 가능한 기재층(110)은 열가소성(thermoplastic) 고분자 물질일 수 있다. 예를 들어 열가소성(thermoplastic) 고분자 물질은 폴리카보네이트(polycarbonate,PC),폴리에틸렌(polyethylene,PE),폴리프로필렌(polypropylene,PP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르술폰(polyether sulfon, PES), 및 이들이 복수 개로 구성된 공중합체 물질 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 또한 열성형이 가능한 기재층(110)은 평판 형상을 사용하는데, 곡면이나 3차원 구조의 디자인 제품에 투명 도전층을 형성하는 종래 기술에 비해 평판 형상의 기재층(110)과 투명 도전층(120)이 평판 형상으로 결합된 상태에서 열성형을 통해 3차원 형상의 제품을 제작하므로 제조공정이 용이한 장점이 있다. 기재층(110)의 두께는 500㎛ 내지 800㎛ 일 수 있다.The thermoformable substrate layer 110 may be a thermoplastic polymer material. For example, thermoplastic polymer materials include polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacrylate, polyarylate (PAR), poly It may be any one selected from ether sulfone (polyether sulfon, PES), and a copolymer material composed of a plurality of these, but is not necessarily limited thereto. In addition, the substrate layer 110 that can be thermoformed uses a flat plate shape. Compared to the prior art of forming a transparent conductive layer on a curved surface or a three-dimensional structure design product, the flat substrate layer 110 and the transparent conductive layer 120 ) has the advantage of facilitating the manufacturing process because a three-dimensional product is manufactured through thermoforming in a flat state. The thickness of the substrate layer 110 may be 500 μm to 800 μm.

투명 도전층(120)은 복수의 도전성 나노와이어(121)를 포함하는 것이 바람직하다. 복수의 도전성 나노와이어(121)는 고분자 바인더(122)에 의해 결합되어 있다. 예를 들어 고분자 바인더(122)에는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스가 사용될 수 있다. 복수의 도전성 나노와이어(121)는 형상이 침상 또는 사상(絲狀)이며, 직경이 나노미터 사이즈인 도전성 물질로서, 직선형태이거나 또는 곡선 형태일 수 있다. 도전성 나노와이어(121)로 구성된 투명 도전층(120)을 사용하면, 내굴곡성이 우수한 투명전극필름(100)을 얻을 수 있다. 또한 도전성 나노와이어(121)로 구성된 투명 도전층(120)을 사용하면, 도전성 나노와이어(121)끼리 그물 구조를 형성함으로써, 소량의 도전성 나노와이어(121)를 사용하여도 양호한 전기 전도 경로를 형성하여 전기 저항이 작은 투명전극필름(100)을 얻을 수 있다. 또한 도전성 나노와이어(121)가 그물 구조를 형성함으로 인하여 그물 사이에 개구부를 형성함으로써 광 투과율이 높은 투명전극필름(100)을 얻을 수 있다. 또한 도전성 나노와이어(121)의 소재는 예를 들어, 금속, 도전성 고분자 및 이의 복합소재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 금속은 은, 구리, 알루미늄, 금, 팔라듐, 백금, 니켈, 로듐, 루테늄, 텅스텐, 아연, 은-금 합금, 구리-니켈 합금, 은-팔라듐 합금 및 은-금-팔라듐 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 바람직한 것은 은으로 형성된 은 나노와이어다. 도 1에 기재된 투명전극필름(10)과 본 발명에 따른 투명전극필름(100)은 평판 형상의 투명전극필름으로부터 고온(예 160℃ 내지 180℃)의 열성형 공정을 통해 복잡한 3차원 형상의 투명전극필름을 종래 기술보다 용이하게 얻을 수 있다. 그러나 도 1에 기재된 투명전극필름(10)의 전체가 금속으로 된 투명 도전층(12)과 다르게 본 발명의 투명전극필름(100)은 도전성을 위해 직경이 20㎚ 이하이고 길이가 20㎛ 이상으로 직경 대비 길이가 긴 도전성 나노와이어(121)을 포함하고 있으며 직경 대비 길이가 긴 도전성 나노와이어(121)는 열손상에 약하기 때문에 고온의 열성형 공정에서의 열손상을 줄이기 위해 도전성 나노와이어(121)의 표면은 내열성 소재로 코팅(coating)되는 것이 바람직하다. 예를 들어 내열성 소재인 무기물로 도전성 나노와이어(121)의 표면이 코팅될 수 있다. 또한 평판 형상의 투명전극필름을 고온(예 160℃ 내지 180℃)의 열성형 공정을 통해 복합하고 다양한 3차원 형상의 투명전극필름을 얻기 위해 투명 도전층(120)의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상 필요하지만 투명 도전층(120)의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우에도 투명 도전층(120)의 면저항은 1Ω/sq 내지 30Ω/sq 인 것이 바람직하다. 더 나아가 연신 전후 투명 도전층(120)의 면저항 변화율은 20% 이내이어야 안정적인 투명 도전층(120)의 기능을 수행할 수 있어 바람직하다. 투명 도전층(120)이 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 고연신에도 투명 도전층(120)의 면저항이 1Ω/sq 내지 30Ω/sq를 유지하기 위해서 가늘고 긴 도전성 나노와이어(121)가 고연신에 의해 파손되는 것을 억제하기 위한 완충제(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 완충제의 윤활 및 도전성 나노와이어(121) 보호 효과로 인해 투명 도전층(120)이 변형, 확장 및 연신에도 도전성 나노와이어(121)가 파손되는 것을 방지하여 열성형에 의한 연신 전후에도 투명 도전층(120)의 면저항이 1Ω/sq 내지 30Ω/sq이 유지 되도록 할 수 있다. 연신율은 연신을 통해 늘어난 투명 도전층(120)의 길이 및 넓이 비율이다. 즉 1축 연신율은 하기 수학식 1에 따라 계산하며 2축 연신율은 수학식 2에 따라 계산할 수 있다.The transparent conductive layer 120 preferably includes a plurality of conductive nanowires 121 . A plurality of conductive nanowires 121 are coupled by a polymer binder 122 . For example, hydroxypropyl methylcellulose may be used as the polymer binder 122 . The plurality of conductive nanowires 121 are needle-like or filiform, conductive materials having a nanometer size in diameter, and may be straight or curved. When the transparent conductive layer 120 composed of the conductive nanowires 121 is used, the transparent electrode film 100 having excellent bending resistance can be obtained. In addition, when the transparent conductive layer 120 composed of the conductive nanowires 121 is used, a network structure is formed between the conductive nanowires 121, thereby forming a good electrical conduction path even with a small amount of the conductive nanowires 121. Thus, the transparent electrode film 100 having low electrical resistance can be obtained. In addition, since the conductive nanowires 121 form a net structure, openings are formed between the nets, thereby obtaining the transparent electrode film 100 having high light transmittance. Also, the material of the conductive nanowires 121 may include, for example, at least one selected from the group consisting of metals, conductive polymers, and composite materials thereof. Here, the metal is a group consisting of silver, copper, aluminum, gold, palladium, platinum, nickel, rhodium, ruthenium, tungsten, zinc, silver-gold alloy, copper-nickel alloy, silver-palladium alloy and silver-gold-palladium alloy It may include at least one selected from. Preferred are silver nanowires formed of silver. The transparent electrode film 10 described in FIG. 1 and the transparent electrode film 100 according to the present invention are transparent in a complex three-dimensional shape through a high-temperature (eg, 160 ° C. to 180 ° C.) thermoforming process from a flat transparent electrode film. An electrode film can be obtained more easily than in the prior art. However, unlike the transparent conductive layer 12 in which the entirety of the transparent electrode film 10 described in FIG. 1 is made of metal, the transparent electrode film 100 of the present invention has a diameter of 20 nm or less and a length of 20 μm or more for conductivity. It includes a conductive nanowire 121 having a long length compared to the diameter, and since the conductive nanowire 121 having a long length compared to the diameter is weak against thermal damage, the conductive nanowire 121 is used to reduce thermal damage in a high-temperature thermoforming process. The surface of is preferably coated with a heat-resistant material. For example, the surface of the conductive nanowires 121 may be coated with an inorganic material that is a heat-resistant material. In addition, the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer 120 is increased in order to compound the flat transparent electrode film through a high-temperature (eg, 160° C. to 180° C.) thermoforming process and obtain various three-dimensional transparent electrode films. 30% or more is required, but even when the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer 120 is 30% or more, the sheet resistance of the transparent conductive layer 120 is preferably 1 Ω/sq to 30 Ω/sq. Furthermore, it is preferable that the sheet resistance change rate of the transparent conductive layer 120 before and after stretching should be within 20% to perform the function of the transparent conductive layer 120 stably. In order to maintain the sheet resistance of the transparent conductive layer 120 from 1 Ω/sq to 30 Ω/sq even when the transparent conductive layer 120 has a high elongation of 30% or more in uniaxial and biaxial elongation, the thin and long conductive nanowire 121 is highly It is preferable to include a buffer (not shown) for suppressing damage caused by stretching. Due to the lubricating effect of the buffer and the protective effect of the conductive nanowires 121, the transparent conductive layer 120 prevents the conductive nanowires 121 from being damaged even when the transparent conductive layer 120 is deformed, expanded, and stretched, so that the transparent conductive layer ( 120) can be maintained at 1 Ω/sq to 30 Ω/sq. The elongation rate is the ratio of the length and width of the transparent conductive layer 120 stretched through stretching. That is, the uniaxial elongation rate can be calculated according to Equation 1 below, and the biaxial elongation rate can be calculated according to Equation 2 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

1축 및 2축 연신율을 계산하기 위한 투명 도전층(120)의 크기는 가로, 세로 각각 10cm 기준이며, 연신기에 적합하도록 크기 변동 가능하다. 연신되어 증가한 투명 도전층(120)의 면저항 변화율은 수학식 3에 따라 계산할 수 있다.The size of the transparent conductive layer 120 for calculating the uniaxial and biaxial elongation is based on 10 cm in width and length, respectively, and can be changed in size to suit the stretching machine. The rate of change in sheet resistance of the stretched transparent conductive layer 120 may be calculated according to Equation 3.

Figure pat00003
Figure pat00003

면저항 변화율을 계산하기 위한 투명 도전층(120)의 크기는 가로, 세로 각각 10cm 기준이며, 연신기에 적합하도록 크기 변동 가능하다. 또한 연신된 투명 도전층(120)과 연신되지 않은 투명 도전층(120)의 면저항은 4 point probe로 상온에서 측정한다. 또한 열성형에 의해 투명 도전층(120)의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우에도 연신 전후에 투명 도전층(120)의 투과도 변화율이 1% 이내인 것이 바람직하다. 연신된 투명 도전층(120), 연신되지 않은 투명 도전층(120)의 투과도는 ASTM D1003 방법으로 측정한다.The size of the transparent conductive layer 120 for calculating the sheet resistance change rate is based on 10 cm in width and length, respectively, and can be changed in size to suit the stretching machine. In addition, the sheet resistance of the stretched transparent conductive layer 120 and the unstretched transparent conductive layer 120 is measured at room temperature using a 4-point probe. In addition, even when the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer 120 by thermoforming is 30% or more, it is preferable that the transmittance change rate of the transparent conductive layer 120 before and after stretching is within 1%. The transmittance of the stretched transparent conductive layer 120 and the unstretched transparent conductive layer 120 is measured according to the ASTM D1003 method.

보호층(130)은 투명 도전층(120)의 보호 및 산화 방지 역할을 수행한다. 보호층(130)은 경화형 수지로 형성될 수 있다. 더 나아가 보호층(130)은 도전성 고분자를 포함할 수 있다. 보호층(130)이 도전성 고분자를 포함함으로써 열성형이 가능한 투명전극필름(100)의 면 저항 균일도를 향상시키는 한편 외부 충격(굽힘 등)에 의한 투명 도전층(120)의 전기적 단락을 보상할 수 있다. 또한, 보호층(130) 내 도전성 고분자를 포함함으로써 투명 도전층(120)에 포함된 은 나노와이어와 같은 도전성 소재의 함량을 줄일 수 있으며, 이를 통해 은 나노와이어에 의해 유발되는 시인성 저하 가능성을 줄이는 것 또한 가능하다. 보호층(130)에 포함되는 도전성 고분자로는 폴리페닐렌, 폴리플루오렌, 폴리피렌, 폴리아줄렌, 폴리나프탈렌, 폴리카바졸, 폴리인돌, 폴리아제핀, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(p페닐렌설파이드), 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 이들의 유도체 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 여기서, 도전성 고분자의 임의의 조합이란 상술한 도전성 고분자 중 적어도 2종 이상이 조합된 형태를 의미하며, 대표적으로 폴리-3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜-폴리스타이렌설포네이트(PEDOTPSS) 또는 폴리아닐린-캄포설폰산(PANI-CSA) 등이 있다.The protective layer 130 serves to protect the transparent conductive layer 120 and prevent oxidation. The protective layer 130 may be formed of a curable resin. Furthermore, the protective layer 130 may include a conductive polymer. Since the protective layer 130 contains a conductive polymer, the sheet resistance uniformity of the transparent electrode film 100 that can be thermoformed can be improved, while electrical short circuit of the transparent conductive layer 120 due to external impact (bending, etc.) can be compensated for. there is. In addition, by including a conductive polymer in the protective layer 130, the content of conductive materials such as silver nanowires included in the transparent conductive layer 120 can be reduced, thereby reducing the possibility of visibility degradation caused by the silver nanowires. that is also possible Conductive polymers included in the protective layer 130 include polyphenylene, polyfluorene, polypyrene, polyazulene, polynaphthalene, polycarbazole, polyindole, polyazepine, polyaniline, polythiophene, and poly(3,4). -Ethylenedioxythiophene), poly(p-phenylene sulfide), polyacetylene, poly(p-phenylenevinylene), and any one selected from derivatives thereof or any combination thereof may be used. Here, the arbitrary combination of conductive polymers means a form in which at least two or more of the aforementioned conductive polymers are combined, typically poly-3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate (PEDOTPSS) or polyaniline-camphor. and sulfonic acid (PANI-CSA).

기재층(110) 위에 형성된 투명 도전층(120)은 투명 도전층(120)을 형성하는 액상의 물질을 코팅하여 형성할 수 있으며 보호층(130)은 코팅 후 고상이 된 투명 도전층(120) 위에 코팅하거나 점착제를 통해 부착될 수 있어 모든 과정이 롤투롤 공정으로 진행될 수 있다. 롤투롤 공정에 의한 투명전극필름의 제조와 관련된 선행특허로는 대한민국 등록특허공보 제2168956호, 대한민국 공개특허공보 제2018-0026007호, 대한민국 공개특허공보 제2018-01390976호 및 대한민국 공개특허공보 제2012-0034284호 등에 다수 기재되어 있다. The transparent conductive layer 120 formed on the base layer 110 may be formed by coating a liquid material forming the transparent conductive layer 120, and the protective layer 130 may be formed by coating the transparent conductive layer 120 in a solid state after coating. It can be coated on top or attached through an adhesive, so the whole process can be carried out in a roll-to-roll process. Prior patents related to the production of transparent electrode films by the roll-to-roll process include Korean Patent Registration No. 2168956, Korean Patent Publication No. 2018-0026007, Korean Patent Publication No. 2018-01390976, and Korean Patent Publication No. 2012 -0034284 and many others.

도 3은 본 발명에 따른 열성형이 가능한 투명전극필름의 다른 일 예를 보여주는 도면이다.3 is a view showing another example of a transparent electrode film capable of being thermoformed according to the present invention.

투명 도전층(120)은 금속산화물(123) 및 환원제(124)를 포함할 수 있다. 설명을 위해 투명 도전층(120)의 일부을 확대하여 도시하였다. 금속산화물(123) 및 환원제(124)는 액상의 투명 도전층(120)을 코팅하여 형성한 경우에 금속산화물(123)과 환원제(124)가 도 3(a)와 같이 용해상태로 분산되어 있을 수 있다. 이후 건조에 의해 3(b) 및 3(c)와 같이 금속산화물 입자와 환원제가 도전성 나노와이어(121)의 표면에 부착된 상태가 될 수 있다. 이후 고온의 열성형 공정에 의해 투명전극필름이 평판 형상에서 3차원 형상으로 변형될 때 금속산화물환원에 의해 도 3(d)와 같이 도전성 나노와이어(121)가 서로 접합될 수 있다. 도 2에서 설명한 것처럼 완충제 및 내열 코팅을 통해 나노와이어의 파손이 억제되더라도 연신율이 높아지는 경우 전류 경로증가, 네트워크 연결 감소, 도전성 나노와이어 입자의 밀도 감소로 면저항이 증가될 수 있다. 그러나 도 3(d)와 같이 복수의 도전성 나노와이어(121)가 서로 접합됨으로써 연신에 따른 면저항 증가를 줄여줄 수 있다. 즉 금속산화물(123) 및 환원제 (124)의 조합을 통해 열성형 공정온도에 맞추어 도전성 나노와이어(121) 사이에 접합 반응을 개시하여 고연신으로 인한 면저항 증가를 줄여줄 수 있다. 투명 도전층(120)이 금속산화물(123) 및 환원제(124)를 포함하는 것을 제외하고 도 3에 기재된 투명전극필름은 도 2에 기재된 투명전극필름(100)과 실질적으로 동일하다. The transparent conductive layer 120 may include a metal oxide 123 and a reducing agent 124 . For explanation, a portion of the transparent conductive layer 120 is shown enlarged. When the metal oxide 123 and the reducing agent 124 are formed by coating the liquid transparent conductive layer 120, the metal oxide 123 and the reducing agent 124 may be dispersed in a dissolved state as shown in FIG. can Then, by drying, the metal oxide particles and the reducing agent may be attached to the surface of the conductive nanowire 121 as shown in 3(b) and 3(c). Subsequently, when the transparent electrode film is transformed from a flat plate shape to a three-dimensional shape by a high-temperature thermoforming process, the conductive nanowires 121 may be bonded to each other as shown in FIG. 3(d) by metal oxide reduction. As described in FIG. 2, even if breakage of the nanowires is suppressed through the buffer and heat-resistant coating, when the elongation rate increases, sheet resistance may increase due to an increase in current path, a decrease in network connection, and a decrease in the density of conductive nanowire particles. However, as shown in FIG. 3(d), since the plurality of conductive nanowires 121 are bonded to each other, the increase in sheet resistance due to stretching can be reduced. That is, the combination of the metal oxide 123 and the reducing agent 124 initiates a bonding reaction between the conductive nanowires 121 according to the thermoforming process temperature, thereby reducing the increase in sheet resistance due to high elongation. The transparent electrode film illustrated in FIG. 3 is substantially the same as the transparent electrode film 100 illustrated in FIG. 2 except that the transparent conductive layer 120 includes the metal oxide 123 and the reducing agent 124 .

이하 본 발명의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described.

(1) 열성형이 가능한 투명전극필름에 있어서, 열성형이 가능한 기재층; 열성형이 가능한 기재층 위에 형성된 투명 도전층;으로서, 복수의 도전성 나노와이어를 포함하는 투명 도전층; 및 투명 도전층 위에 형성된 보호층;을 포함하는 열성형이 가능한 투명전극필름.(1) In a transparent electrode film capable of being thermoformed, a substrate layer capable of being thermoformed; A transparent conductive layer formed on a substrate layer capable of being thermoformed; As, a transparent conductive layer including a plurality of conductive nanowires; and a protective layer formed on the transparent conductive layer.

(2) 투명 도전층은 도전성 나노와이어의 연신에 의한 파손을 방지하는 완충제를 포함하는 열성형이 가능한 투명전극필름.(2) The transparent conductive layer is a thermoformable transparent electrode film containing a buffer that prevents damage caused by stretching of the conductive nanowires.

(3) 투명 도전층은 금속산화물 및 환원제를 포함하며, 열성형시 금속산화물 및 환원제에 의해 복수의 도전성 나노와이어 중 적어도 일부가 서로 접합되는 열성형이 가능한 투명전극필름.(3) The transparent conductive layer includes a metal oxide and a reducing agent, and during thermoforming, at least some of the plurality of conductive nanowires are bonded to each other by the metal oxide and the reducing agent.

(4) 도전성 나노와이어의 표면이 내열성 물질로 코팅이 된 열성형이 가능한 투명전극필름.(4) A thermoformable transparent electrode film in which the surface of the conductive nanowires is coated with a heat-resistant material.

(5) 내열성 물질은 무기물인 열성형이 가능한 투명전극필름.(5) A transparent electrode film that can be thermoformed as the heat-resistant material is an inorganic material.

(6) 열성형이 가능한 기재는 열가소성 고분자 물질인 열성형이 가능한 투명전극필름.(6) A transparent electrode film capable of being thermoformed, in which the thermoformable base material is a thermoplastic polymer material.

(7) 열가소성 고분자 물질은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(polyethylene,PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르술폰(polyether sulfon, PES) 및 이들이 복수 개로 구성된 공중합체 물질 중에서 선택된 어느 하나인 열성형이 가능한 투명전극필름.(7) Thermoplastic polymer materials include polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacrylate, polyarylate (PAR), and polyethersulfone ( A thermoformable transparent electrode film that is any one selected from polyether sulfon (PES) and copolymer materials composed of a plurality of them.

(8) 열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 면저항이 1Ω/sq 내지 30Ω/sq 인 열성형이 가능한 투명전극필름.(8) When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, the sheet resistance of the transparent conductive layer is 1 Ω/sq to 30 Ω/sq. A transparent electrode film that can be thermoformed.

(9) 열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 면저항 변화율이 20% 이내인 열성형이 가능한 투명전극필름.(9) When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, the sheet resistance change rate of the transparent conductive layer is within 20% of the thermoformable transparent electrode film.

(10) 열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 투과도 변화율이 1% 이내인 열성형이 가능한 투명전극필름.(10) When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, a transparent electrode film capable of being thermoformed wherein the transmittance change rate of the transparent conductive layer is within 1%.

본 발명에 의하면, 열성형이 가능하며 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우에도 면저항이 1Ω/sq 내지 30Ω/sq 인 투명전극필름을 얻을 수 있다.According to the present invention, thermoforming is possible, and a transparent electrode film having a sheet resistance of 1 Ω/sq to 30 Ω/sq can be obtained even when the uniaxial and biaxial elongation is 30% or more.

본 발명에 의하면, 열성형이 가능하며 롤투롤 공정으로 제조가능한 투명전극필름을 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a transparent electrode film that can be thermoformed and manufactured through a roll-to-roll process.

투명전극필름 : 10, 100
기재층 : 11, 110
투명 도전층 : 12, 120
보호층 : 13, 130
Transparent electrode film: 10, 100
Base layer: 11, 110
Transparent conductive layer: 12, 120
Protective layer: 13, 130

Claims (10)

열성형이 가능한 투명전극필름에 있어서,
열성형이 가능한 기재층;
열성형이 가능한 기재층 위에 형성된 투명 도전층;으로서, 복수의 도전성 나노와이어를 포함하는 투명 도전층; 및
투명 도전층 위에 형성된 보호층;을 포함하는 열성형이 가능한 투명전극필름.
In the transparent electrode film that can be thermoformed,
A substrate layer capable of being thermoformed;
A transparent conductive layer formed on a substrate layer capable of being thermoformed; As, a transparent conductive layer including a plurality of conductive nanowires; and
A thermoformable transparent electrode film comprising a protective layer formed on the transparent conductive layer.
제1항에 있어서,
투명 도전층은 도전성 나노와이어의 연신에 의한 파손을 방지하는 완충제를 포함하는 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 1,
The transparent conductive layer is a thermoformable transparent electrode film containing a buffer that prevents damage caused by stretching of the conductive nanowires.
제2항에 있어서,
투명 도전층은 금속산화물 및 환원제를 포함하며,
열성형시 금속산화물 및 환원제에 의해 복수의 도전성 나노와이어 중 적어도 일부가 서로 접합되는 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 2,
The transparent conductive layer includes a metal oxide and a reducing agent,
A thermoformable transparent electrode film in which at least some of the plurality of conductive nanowires are bonded to each other by a metal oxide and a reducing agent during thermoforming.
제2항에 있어서,
도전성 나노와이어의 표면이 내열성 물질로 코팅이 된 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 2,
A thermoformable transparent electrode film in which the surface of conductive nanowires is coated with a heat-resistant material.
제4항에 있어서,
내열성 물질은 무기물인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 4,
The heat-resistant material is an inorganic material and is a transparent electrode film that can be thermoformed.
제1항에 있어서,
열성형이 가능한 기재는 열가소성 고분자 물질인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 1,
A substrate capable of being thermoformed is a thermoplastic polymer material, which is a transparent electrode film that can be thermoformed.
제6항에 있어서,
열가소성 고분자 물질은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(polyethylene,PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르술폰(polyether sulfon, PES) 및 이들이 복수 개로 구성된 공중합체 물질 중에서 선택된 어느 하나인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 6,
Thermoplastic polymer materials include polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacrylate, polyarylate (PAR), polyether sulfone, PES) and a thermoformable transparent electrode film that is any one selected from copolymer materials composed of a plurality of them.
제1항에 있어서,
열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 면저항이 1Ω/sq 내지 30Ω/sq 인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 1,
When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, the sheet resistance of the transparent conductive layer is 1 Ω / sq to 30 Ω / sq. A transparent electrode film that can be thermoformed.
제1항에 있어서,
열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 면저항 변화율이 20% 이내인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 1,
When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, the sheet resistance change rate of the transparent conductive layer is within 20% of the thermoformable transparent electrode film.
제1항에 있어서,
열성형에 의해 투명 도전층의 1축 및 2축 연신율이 30% 이상인 경우, 투명 도전층의 투과도 변화율이 1% 이내인 열성형이 가능한 투명전극필름.
According to claim 1,
When the uniaxial and biaxial elongation of the transparent conductive layer is 30% or more by thermoforming, the transmittance change rate of the transparent conductive layer is within 1% of the thermoformable transparent electrode film.
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