KR100992154B1 - Transparent Conductive Thin Film Using Carbon Nano Tube and Method for Preparation thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 투명 전도성 박막 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 투명 전도성 박막은 기판; 상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층; 상기 접착층 상에 분체 도포법으로 형성된 탄소나노튜브층 및/또는 탄소나노튜브 간의 공극을 메우기 위한 고분자 전도성층을 포함하며, 상기 탄소나노튜브층은 공기압 및/또는 전기장에 의한 분체 도포법으로 형성된다. 고상의 탄소나노튜브를 기판에 직접 도포함으로써 고전도도 뿐만 아니라, 낮은 면저항 및 높은 투명도를 갖는 투명 전도막을 얻을 수 있다.The present invention relates to a transparent conductive thin film using carbon nanotubes and a method for manufacturing the same, the transparent conductive thin film according to the present invention includes a substrate; An adhesive layer for attachment of carbon nanotubes formed on the substrate; A carbon nanotube layer formed on the adhesive layer by a powder coating method and / or a polymer conductive layer for filling the voids between the carbon nanotubes, the carbon nanotube layer is formed by a powder coating method by air pressure and / or electric field. . By directly applying the solid carbon nanotubes to the substrate, it is possible to obtain a transparent conductive film having not only high conductivity but also low sheet resistance and high transparency.
탄소나노튜브, 분체 도포법 Carbon nanotube, powder coating method
Description
본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 투명 전도성 박막 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분체 도포법을 이용해 고상의 탄소나노튜브를 기판에 직접 도포함으로써 형성되는 고전도도 뿐만 아니라 낮은 면저항 및 높은 투명도를 갖는 투명 전도막 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a transparent conductive thin film using carbon nanotubes and a method for manufacturing the same, and more particularly, low sheet resistance and high conductivity as well as high conductivity formed by directly applying solid carbon nanotubes to a substrate using a powder coating method. The present invention relates to a transparent conductive film having transparency and a method of manufacturing the same.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장 동력 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[사업고유번호: 2008-S-016-01, 연구사업명: 15인치급 다이나믹 면 백 라이트].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT growth engine business of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Telecommunications Research and Development [Project No. 2008-S-016-01, Research Project Name: 15-inch Dynamic Cotton Backlight].
고전도성의 유연성을 갖는 투명 전도성 박막은 응용 범위가 상당히 포괄적이며, 고품위 플라스틱 복합소재, 차세대의 플렉시블 디스플레이, 각종 백라이트용 투명전극, 터치패널, 디지털 페이퍼, 고품위 전자파차폐/흡수제, 면상발열체, LED, 군수 및 우주 항공산업 용 초고강도/초경량의 전도성 섬유, 대전방지, 모바일 전자정보 시스템, 유기 태양전지, 착용가능한(wearable) PC, 차세대 인텔리전트 스마트 윈도우 등의 신규 제품에서 요구하는 물성을 부합시킬 수 있는 유일한 신소재로서 응용시장의 시장규모는 매우 크기 때문에 그의 제조 및 형성 기술이 산업적 및 학문적으로 지대한 관심을 받고 있다. The transparent conductive thin film with high conductivity has a very comprehensive application range, and is a high-quality plastic composite material, next generation flexible display, transparent electrode for various backlights, touch panel, digital paper, high-quality electromagnetic shielding / absorber, planar heating element, LED, Ultra-strong / lightweight conductive fibers for the military and aerospace industries, antistatic, mobile electronic information systems, organic solar cells, wearable PCs, next-generation intelligent smart windows, and more As the only new material, the market size of the application market is very large, and its manufacturing and forming technology has received great attention industrially and academically.
현재 FPD(Flat Panel Display) 산업의 투명 전도성 막으로는 스퍼터링(sputtering) 방법으로 형성된 ITO (Indium Tin Oxide)와 IZO (Indium Zinc Oxide) (대한민국 공개특허 제2003-0003276호, 제2001-0020856호, 미국 특허 제6,322,860호 참조)가 많이 사용되고 있으나, ITO 및 IZO 박막은 고가의 장비를 이용해 진공 상태에서 이루어지기 때문에 공정이 까다롭고, 저항을 낮추기 위하여 200℃ 이상의 높은 온도에서 열처리가 필요할 뿐 아니라 기계적 물성에 유연성을 부여하기는 어렵다는 단점을 갖는다.As transparent conductive films in the flat panel display (FPD) industry, ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide) formed by sputtering methods (Korean Patent Nos. 2003-0003276, 2001-0020856, U.S. Patent No. 6,322,860) is widely used, but the ITO and IZO thin films are expensive because they are made in a vacuum using expensive equipment, and are difficult to process. It is difficult to give flexibility to the disadvantage.
현재, 국내외에서 투명 전극을 제조하는 방법으로서는 상기한 방법 외에 인듐, 틴, 아연, 티타늄, 세슘 등 다양한 금속 산화물을 이용한 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 마그네톤 스퍼터링법 (Magneton Sputtering), 반응성 증발 증착법(Reactive Evaporation)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. At present, as a method for manufacturing a transparent electrode at home and abroad, in addition to the above-described method, chemical vapor deposition using various metal oxides such as indium, tin, zinc, titanium, and cesium, magnetic sputtering, magnetic sputtering, and reactive evaporation deposition Research on reactive evaporation is being actively conducted.
이에 비해 전도성 유기/고분자를 전극으로 응용하는 경우 기존의 진공 장비를 이용하지 않고 박막 형성이 가능해 저 공정 비용과 작업성을 높일 수 있다는 장점이 있어서 산업적으로 많은 주목을 받고 있다. 그러나 폴리아닐린, PEDOT-PSS (trade name, Baytron P; BAYEL사)와 같은 상업화된 전도성 고분자조차 용매, 온 도, 박막 두께 등을 최적화시켜도 1kΩ/sq 이하의 면저항을 얻기 어려운 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 전기적 특성이 우수한 탄소나노튜브를 전도성 고분자 및 금속 나노입자와 혼합해 전도성 박막을 형성하는 연구가 많이 수행되고 있다(대한민국 공개특허 제2005-0001589호, 제2005-0080960호, 제2007-0055258호 참조). On the other hand, when the conductive organic / polymer is applied as an electrode, it is possible to form a thin film without using a conventional vacuum equipment, which has received much attention in the industry because it can increase the low process cost and workability. However, even commercialized conductive polymers such as polyaniline and PEDOT-PSS (trade name, Baytron P; BAYEL Co., Ltd.) have a problem that it is difficult to obtain sheet resistance of 1 kΩ / sq or less even when optimizing the solvent, temperature, and thin film thickness. In order to solve this problem, many studies have been conducted to form conductive thin films by mixing carbon nanotubes having excellent electrical characteristics with conductive polymers and metal nanoparticles (Korean Patent Nos. 2005-0001589 and 2005-0080960). , 2007-0055258).
그러나, 이 경우에는 탄소나노튜브가 강한 반데르발스힘(Van der Waals force)에 의해 전도성 고분자 매트릭스 내에서 심하게 응집하기 때문에 균일성, 재현성 확보가 어렵고, 소량의 탄소나노튜브만 전도성 고분자에 혼입해도 광학적 특성이 급속히 나빠지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 용액 상에 분산된 탄소 나노 튜브(CNT)을 먼저 코팅해 CNT 박막을 형성한 후 CNT 박막 상에 전도성 또는 투명 고분자를 적층하고, 다시 고분자 층상에 CNT을 코팅/건조하는 과정을 반복해 다층 CNT 박막을 형성하는 방법(대한민국 공개특허 제2008-0001333호)도 제안되었으나, 공정이 복잡하고, CNT층의 균일성, 재현성 확보가 어렵고 전도도를 높이기 어렵다는 문제점이 있다. However, in this case, since the carbon nanotubes are strongly aggregated in the conductive polymer matrix by the strong van der Waals force, it is difficult to secure uniformity and reproducibility, and even if only a small amount of carbon nanotubes are incorporated into the conductive polymer, There is a disadvantage that the optical characteristics are rapidly deteriorated. To solve this problem, carbon nanotubes (CNT) dispersed in a solution are first coated to form a CNT thin film, and then a conductive or transparent polymer is laminated on the CNT thin film, and the CNT coating / drying process is repeated on the polymer layer. Although a method for forming a multilayer CNT thin film (Korean Patent Publication No. 2008-0001333) has also been proposed, there are problems in that the process is complicated, it is difficult to secure uniformity and reproducibility of the CNT layer, and it is difficult to increase the conductivity.
따라서 CNT을 이용하더라도 낮은 면저항, 투명도, 균일도, 재현성을 갖는 새로운 투명 도전막 형성 방법이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a new method for forming a transparent conductive film having low sheet resistance, transparency, uniformity and reproducibility even with CNTs.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 탄소나노튜브를 화학적 수단을 이용하지 않고 기판 상에 도포하여 제작함으로써 낮은 면저항과 투명도를 갖는 투명 전도성 박막을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to provide a transparent conductive thin film having low sheet resistance and transparency by applying carbon nanotubes onto a substrate without using chemical means.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 탄소나노튜브를 화학적 수단을 이용하지 않고 기판 상에 도포하는 투명 전도성 박막의 제조방법을 제공하는 것이다. Another technical problem of the present invention is to provide a method for manufacturing a transparent conductive thin film which is coated on a substrate without using a carbon nanotube chemical means.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층; 및 상기 접착층 상에 분체 도포법으로 형성된 탄소나노튜브층을 포함하는 투명 전도성 박막을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is a substrate; An adhesive layer for attachment of carbon nanotubes formed on the substrate; And it provides a transparent conductive thin film comprising a carbon nanotube layer formed by a powder coating method on the adhesive layer.
본 발명에 따른 투명 전도성 박막은 상기 탄소나노튜브층 상에 탄소나노튜브 간의 공극을 채워주기 위한 전도성 고분자층을 더 포함하는 것이 바람직하다.The transparent conductive thin film according to the present invention preferably further comprises a conductive polymer layer for filling the voids between the carbon nanotubes on the carbon nanotube layer.
본 발명에 따른 투명 전도성 박막에서, 기판으로는 유리, 금속 호일, 실리콘 웨이퍼 또는 플라스틱 기판인 것이 바람직하며, 탄소나노튜브로는 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 카본 블랙 및 흑연으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하고, 전도성 고분자로는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.In the transparent conductive thin film according to the present invention, the substrate is preferably a glass, a metal foil, a silicon wafer or a plastic substrate, and the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon black. And at least one selected from the group consisting of graphite, and at least one selected from the group consisting of polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polythiophene, and derivatives thereof as the conductive polymer.
또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층을 형성하는 단계; 및 상기 접착층 상에 분체 도포법을 통해 탄소나노튜브층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 전도성 박막의 제조방법을 제공한다.In order to solve another technical problem, the present invention comprises the steps of forming an adhesive layer for adhesion of carbon nanotubes on a substrate; And it provides a method for producing a transparent conductive thin film comprising forming a carbon nanotube layer on the adhesive layer through a powder coating method.
또한, 본 발명은 이형지 상에 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층을 형성하는 단계; 상기 접착층 상에 분체 도포법을 통해 탄소나노튜브층을 형성하는 단계; 및 접착층 이면에 부착된 이형지를 박리하여 이를 기판에 부착하는 단계를 포함하는 투명 전도성 박막의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of forming an adhesive layer for adhesion of carbon nanotubes on a release paper; Forming a carbon nanotube layer on the adhesive layer through a powder coating method; And it provides a method for producing a transparent conductive thin film comprising the step of peeling off the release paper attached to the back of the adhesive layer to a substrate.
본 발명에 따른 투명 전도성 박막의 제조방법은 상기 탄소나노튜브층 상에 전도성 고분자를 코팅하여 전도성 고분자층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method for manufacturing a transparent conductive thin film according to the present invention preferably further comprises forming a conductive polymer layer by coating the conductive polymer on the carbon nanotube layer.
본 발명에 따른 투명 전도성 박막의 제조방법에 사용된 분체 도포법은 기판을 접지시키는 단계; 탄소나노튜브 분체가 분출되는 분사 노즐에 고전압을 인가하는 단계; 및 분사 노즐로부터 분출된 음이온으로 대전된 탄소나노튜브를 접지된 기판에 부착시키는 단계를 포함하거나, 또는 공기압으로 분사노즐을 통해 탄소나노튜브 분체를 분출시켜 접착층이 형성된 기판에 부착시키는 단계를 포함한다.Powder coating method used in the method for producing a transparent conductive thin film according to the present invention comprises the steps of: grounding the substrate; Applying a high voltage to a spray nozzle from which carbon nanotube powder is ejected; And attaching the carbon nanotubes charged with the anion ejected from the spray nozzle to the grounded substrate, or ejecting the carbon nanotube powder through the spray nozzle with air pressure and attaching the carbon nanotube powder to the substrate on which the adhesive layer is formed. .
본 발명에 따른 투명 전도막은 탄소나노튜브를 화학적 수단을 이용하지 않고 분체 상태 그대로 기판 상에 직접 도포함으로써 전기 전도도를 획기적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 낮은 면저항과 투명도를 갖는다.The transparent conductive film according to the present invention can not only significantly increase the electrical conductivity by applying carbon nanotubes directly on the substrate as it is without using chemical means, and also has low sheet resistance and transparency.
또한, 탄소나노튜브를 분체 상태로 직접 기판 상에 도포하여 박막을 제조함으로써 크기에 제한이 없이 대면적의 유연한 투명 전도성 박막을 제조할 수 있다.In addition, by directly coating the carbon nanotubes on the substrate in a powder state to prepare a thin film can be produced a flexible transparent conductive thin film of a large area without limiting the size.
이하, 본 발명은 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 박막의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 박막의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a transparent conductive thin film according to another embodiment of the present invention.
도 1에 따르면, 본 발명의 투명 전도성 박막은 기판(10); 상기 기판(10) 상에 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층(20); 및 상기 접착층(20) 상에 분체 도포법으로 형성된 탄소나노튜브층(30)을 포함하며, 도 2에 따르면, 본 발명의 투명 전도성 박막은 기판(10); 상기 기판(10) 상에 탄소나노튜브의 부착을 위한 접착층(20); 상기 접착층(20) 상에 분체 도포법으로 형성된 탄소나노튜브층(30); 및 탄소나노튜브간의 공극을 채워주기 위해 탄소나노튜브층(30) 상에 전도성 고분자층(40)을 포함한다.According to FIG. 1, the transparent conductive thin film of the present invention includes a
상기 기판(10)으로는 유리, 금속 호일, 실리콘 웨이퍼 또는 플라스틱 기판이 바람직하며, 상기 플라스틱 기판으로는 셀룰로스 아세테이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리옥시에틸렌 및 폴 리에틸에틸케톤으로 이루어진 군에서 1종 이상 조합해서 사용될 수 있다.The
상기 기판(10)의 구조로는 사각형, 타원형, 원형, 마름모형, 삼각형, 꼭지점 개수가 4개 이상의 다각형으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.The structure of the
또한, 상기 기판(10)에는 선공정막이 형성되어 있을 수 있으며, 또한 기판(10)은 다른 구조물로 대체될 수 있다.In addition, a pre-processing film may be formed on the
상기 접착층(20)은 이 분야의 일반적인 접착제 물질로 도포 및 건조하여 형성될 수 있으며, 예를 들면, 접착성을 갖는 성분, 구체적으로 실리콘 또는 아크릴 등의 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접착층(20)의 두께는 0.5 내지 50㎛의 범위 내인 것이 바람직하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.The
또한 상기 접착층(20)은 접착층(20)의 도포 영역을 구분시켜 탄소나노튜브를 별도의 후 공정없이 패턴화할 수 있다.In addition, the
상기 접착층(20) 대신 기판(10)의 표면 처리를 통해 접착성을 부여할 수도 있다. 예를 들면, 기판(10)의 표면 처리 방법으로는 플라스마 처리 또는 표면 세정 처리 등이 있다.Instead of the
상기 탄소나노튜브층(30)은 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 카본 블랙 및 흑연으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 탄소나노튜브층(30)은 탄소나노튜브를 고형 상태로 이용하여 분체 도포법을 통해 형성되는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브층(30)의 두께는 적용분야에 따라 달라질 수 있지만, 바람직하게는 100 내지 10000 Å의 범위 내에서 형성되는 것이다.The
상기 분체 도포법은 접착층이 형성된 기판을 접지시키는 단계; 탄소나노튜브 분체가 분출되는 분사 노즐에 고전압을 인가하는 단계; 및 분사 노즐로부터 분출된 음이온으로 대전된 탄소나노튜브를 접지된 기판에 부착시키거나, 또는 공기압으로 분사노즐을 통해 탄소나노튜브 분체를 분출시켜 접착층이 형성된 기판에 부착시킨다.The powder coating method may include: grounding a substrate on which an adhesive layer is formed; Applying a high voltage to a spray nozzle from which carbon nanotube powder is ejected; And attaching the carbon nanotubes charged with the anion ejected from the spray nozzle to the grounded substrate, or ejecting the carbon nanotube powder through the spray nozzle with air pressure to attach the substrate to the adhesive layer.
구체적으로 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 분체 도포 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 3에 따르면, 분체 도포 장치(100)는 탄소나노튜브 분체를 담는 호파통(110), 호파통(110)으로부터 탄소나노튜브 분체를 끌어내는 분체 펌프(120), 호파통(110)으로부터 탄소나노튜브 분체를 이송하는 튜브(130), 탄소나노튜브 분체를 분출시키는 스프레이 건(140) 및 탄소나노튜브 분체가 분출되는 분사 노즐(150)을 포함한다. Specifically, this will be described with reference to FIG. 3. 3 is a schematic view schematically showing a powder coating device. According to FIG. 3, the powder coating device 100 includes a
상기 도 3의 분체 도포 장치(100)를 통해 전압이 인가되는 분체 도포법은 탄소나노튜브 분체를 담은 호파통(110)으로부터 분체 펌프(120)를 통해 공기압으로 블로윙된 탄소나노튜브 분체가 튜브(130)를 통해 스프레이 건(140)으로 안정적으로 이송된 후, 스프레이 건(140)으로부터 탄소나노튜브 입자를 분사 노즐(150)을 통해 분출시킨다. 이 경우, 분사 노즐(150)에 전압을 인가하면, 도 4와 같이, 탄소나노튜브가 음이온으로 대전되어 접지해 둔 접착층(20)이 형성된 기판 상에 정전기력에 의해 탄소나노튜브가 부착된다. 이때 부착되는 탄소나노튜브는 같은 전하로 대전되어 있기 때문에 일정 두께 이상에서는 분체끼리 서로 반발하기 때문에 일정 두께 이상은 적층되지 않는다.In the powder coating method in which the voltage is applied through the powder coating apparatus 100 of FIG. 3, the carbon nanotube powder blown by air pressure through the
도 3의 분체 도포 장치(100)를 통해 전압이 인가되지 않는 분체 도포법은 분사 노즐(150)에 전압을 인가하지 않고 공기압으로만 탄소나노튜브 입자를 분출시켜 접착층(20)이 코팅된 기판(10) 상에 탄소나노튜브를 부착시키는 것이다. 이 경우, 탄소나노튜브 사이에 화학적 결합력이 없으므로 부착되는 탄소나노튜브의 두께는 접착층의 접착력에만 의존함으로 일정 두께의 탄소나노튜브층(30)을 얻을 수 있다.In the powder coating method in which no voltage is applied through the powder coating apparatus 100 of FIG. 3, the carbon nanotube particles are ejected only by air pressure without applying a voltage to the
따라서, 탄소나노튜브층(30)은 탄소나노튜브의 분체 도포를 위해 적용된 전기장 또는 공기압을 제어함으로써 탄소나노튜브층(30)의 두께를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 크기 또는 중량을 갖는 탄소나노튜브의 입자를 분리해 내어 일정 크기 및 중량을 갖는 탄소나노튜브만이 도포되도록 조절할 수 있다.Accordingly, the
상기 탄소나노튜브층(30)은 고형 상태의 분체가 직접 기판상에 부착되어 형성되기 때문에 나노입자 사이에 공극이 존재할 수 있다. 따라서, 탄소나노튜브층(30) 상에는 나노입자 사이의 공극을 메워 나노입자의 표면을 평탄화하기 위하여 전도성 고분자층(40)을 형성할 수도 있다.Since the
상기 전도성 고분자층(40)은 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물로 형성될 수 있으며, 이들은 딥코팅, 바코팅, 스핀코팅 뿐만 아니라 기존의 다양한 코팅 방법, 예를 들면, 스프레딩, 프린팅 또는 침지법으로 형성될 수 있다.The
상기 전도성 고분자층(40)은 탄소나노튜브층(30)의 두께를 고려해 최소한으로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 100 내지 10000 Å의 범위 내인 것이다.The
본 발명에 따른 투명 전도막은 기판(10) 상에 순차적으로 접착층(20), 탄소 나노튜브층(30) 및/또는 전도성 고분자층(40)을 형성시켜 제조될 수 있으며, 또는 이형지 상에 접착층(20)을 형성한 후, 분체 도포법을 이용해 탄소나노튜브층(30)을 형성하고, 이어서 전도성 고분자층(40)을 차례로 형성한 후, 접착층(20) 이면에 부착된 이형지를 박리하여 이를 기판(10) 상에 부착하는 방법으로도 제조될 수 있다.The transparent conductive film according to the present invention may be manufactured by sequentially forming the
한편, 탄소나노튜브를 분체 도포법을 통해 투명 전도성 박막을 제조하는 것 뿐만 아니라, 금속 입자, 예를 들면, 금, 은, 백금, ITO, IZO, 크롬, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 아연 및 코발트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 본 발명에 따른 방법을 통해 분체 도포해 이를 전극 또는 배선으로 이용하는 것도 고려될 수 있다.On the other hand, in addition to producing a transparent conductive thin film by powder coating method of carbon nanotubes, as well as metal particles, for example, gold, silver, platinum, ITO, IZO, chromium, copper, aluminum, tungsten, zinc and cobalt It is also conceivable to apply one or more compounds selected from the group consisting of powders via the method according to the invention and use them as electrodes or wirings.
상기와 같은 투명 전도막은 표시장치 분야, 기록 분야, 광 메모리 분야, 자기 메모리 분야, 대전 방지 분야, 전자파 차폐 분야, 광전 변환 소자 분야, 열선 반사분야, 면상 발열체 분야, 전자 부품 및 회로 재료 분야, 전극 분야, 광 투과 필터 분야, 가스 선택 투과성 막 분야, 전기 절연 분야, 고분자 센서 분야, 표면 보호 분야에 적용될 수 있다.Such transparent conductive films include display devices, recording fields, optical memory fields, magnetic memory fields, antistatic fields, electromagnetic shielding fields, photoelectric conversion element fields, heat ray reflection fields, planar heating elements, electronic components and circuit materials, electrodes It can be applied to the field of light transmission filter, the field of gas selective transmission membrane, the field of electrical insulation, the field of polymer sensor, the surface protection field.
실시예Example 1 One
플라스틱 기판 상에, 아크릴을 가지고 도포한 후 건조시켜 접착층을 10 ㎛의 두께로 균일하게 형성하였다. 이어서, 접착층이 형성된 플라스틱 기판을 접지시켰다. 이어서, 도 3에 나타난 바와 같은 분체 도포 장치를 이용하여, 즉, 평균 입경이 15nm인 탄소나노튜브 분체를 호파통(110)에 넣고, 호파통(110)에서 공기압으로 블로윙된 탄소나노튜브 분체를 튜브(120)를 통해 스프레이 건(140)으로 이송한 후, 스프레이 건(140)을 통해 의 전압이 인가된 분사 노즐로부터 탄소나노튜브 분체를 분출시켜 접착층이 형성된 접지된 기판 상에 부착시킴으로써 1000 Å의 두께로 탄소나노튜브층을 형성하였다. 이어서, 탄소나노튜브층 상에 탄소나노튜브 간의 공극을 메우기 위하여 PEDOT:PSS를 분산시킨 분산액을 스핀 코터로 도포하고 건조하여 전도성 고분자층을 1500 Å 로 형성하여 투명 전도막을 제조하였다.On the plastic substrate, it was applied with acrylic and then dried to form an adhesive layer uniformly to a thickness of 10 mu m. Then, the plastic substrate on which the adhesive layer was formed was grounded. Subsequently, using the powder coating apparatus as shown in FIG. 3, that is, the carbon nanotube powder having an average particle diameter of 15 nm was placed in the
상기 투명 전도막은 투과도 81%, 면저항으로 400 Ω/sq을 보였다.The transparent conductive film had a transmittance of 81% and a sheet resistance of 400 mA / sq.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 박막의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 박막의 구조를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a transparent conductive thin film according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 박막의 제조에 사용되는 분체 도포 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram schematically showing a powder coating device used in the production of a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 분체 도포 장치에 전기장이 인가되는 경우 기판 상에 탄소나노튜브(CNT)가 부착되는 것을 도식화한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating carbon nanotubes (CNTs) attached to a substrate when an electric field is applied to the powder coating apparatus of FIG. 3.
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