KR101514325B1 - Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method - Google Patents
Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101514325B1 KR101514325B1 KR1020130152814A KR20130152814A KR101514325B1 KR 101514325 B1 KR101514325 B1 KR 101514325B1 KR 1020130152814 A KR1020130152814 A KR 1020130152814A KR 20130152814 A KR20130152814 A KR 20130152814A KR 101514325 B1 KR101514325 B1 KR 101514325B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- nanomaterial
- polymer fiber
- nanomaterial layer
- layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 33
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 140
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 89
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims abstract description 88
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 68
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 9
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 9
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 6
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 6
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 5
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N diethyl sulfide Chemical compound CCSCC LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 1-chlorobutane Chemical compound CCCCCl VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloropentane Chemical compound CCCCCCl SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSZOAYXJRCEYSX-UHFFFAOYSA-N 1-nitropropane Chemical compound CCC[N+]([O-])=O JSZOAYXJRCEYSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXNDIJDIPNCZQJ-UHFFFAOYSA-N 2,4,4-trimethylpent-1-ene Chemical group CC(=C)CC(C)(C)C FXNDIJDIPNCZQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical compound CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- DEZRYPDIMOWBDS-UHFFFAOYSA-N dcm dichloromethane Chemical compound ClCCl.ClCCl DEZRYPDIMOWBDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQVAKAZDYWTNHO-UHFFFAOYSA-N decane dec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCC.CCCCCCCCC=C UQVAKAZDYWTNHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N isopropyl chloride Chemical compound CC(C)Cl ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
- G06F1/1652—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being flexible, e.g. mimicking a sheet of paper, or rollable
-
- 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
- H01B13/0026—Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 투명 전극에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 방사 방법을 이용한 투명 전극의 제조 방법 및 이를 이용하여 형성한 투명 전극에 관한 것이다.Technical aspects of the present invention relate to a transparent electrode, and more particularly, to a method of manufacturing a transparent electrode using an electrospinning method and a transparent electrode formed using the method.
최근 스마트 전자장치의 발달로 인하여, 기존의 견고한 디스플레이 장치를 대신하는 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 장치 또는 신축성 디스플레이(Stretchable Display) 장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 디스플레이 장치에는 투명성을 가지는 투명 전극이 요구되며, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)가 통상적으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 인듐 주석 산화물은 유연성이나 신축성이 낮아 플렉서블 디스플레이 장치에 적용되기 어렵다.Due to the recent development of smart electronic devices, studies are being made on a flexible display device or a stretchable display device that replaces a conventional solid display device. A transparent electrode having transparency is required for the display device, and indium tin oxide (ITO) has been conventionally used. However, such indium tin oxide is low in flexibility and stretchability, and thus is hardly applicable to a flexible display device.
이러한 인듐 주선 산화물의 한계를 극복하기 위하여, 다른 물질을 포함하는 투명 전극, 예를 들어, 그래핀이나 은 나노 와이어를 이용한 투명 전극이 개발되고 있다. 그러나, 현재까지의 연구 결과는 그래핀이나 은 나노 와이어를 이용한 투명 전극은 공정이 복잡하고, 제품의 신뢰성이 낮고, 가격이 비싼 한계가 있다.In order to overcome the limitations of such indium main line oxides, transparent electrodes using other materials, for example, graphene or silver nanowires, have been developed. However, research results to date show that transparent electrodes using graphene or silver nanowire have complicated processes, low reliability of the products, and high cost.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기 방사 방법을 이용한 투명 전극의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a transparent electrode using an electrospinning method.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기 방사 방법을 이용한 투명 전극의 제조 방법을 이용하여 형성한 투명 전극을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transparent electrode formed by a method of manufacturing a transparent electrode using an electrospinning method.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 전기 방사 방법을 이용한 투명 전극의 제조 방법은, 제1 기판 상에 고분자 화이버를 형성하는 단계; 상기 고분자 화이버 상에 나노 물질을 방사하여, 상기 고분자 화이버의 적어도 일부를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층을 형성하는 단계; 및 상기 고분자 화이버를 제거하여, 상기 나노 물질층으로 구성된 투명 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transparent electrode using an electrospinning method, comprising: forming a polymer fiber on a first substrate; Spinning nanomaterials on the polymeric fibers to form a layer of coated nanomaterials to surround at least a portion of the polymeric fibers; And removing the polymer fiber to form a transparent electrode composed of the nanomaterial layer.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 전기 방사 방법을 이용하여 상기 나노 물질을 상기 고분자 화이버 상에 방사하여 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the nanomaterial layer may be performed by spinning the nanomaterial onto the polymer fiber using an electrospinning method.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 상기 나노 물질을 상기 고분자 화이버 상에 스프레이 형태로 방사하여 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the nanomaterial layer may be performed by spinning the nanomaterial onto the polymer fiber in the form of a spray.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 약 100 V 내지 약 30000 V 의 범위의 전압을 인가하여 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the nanomaterial layer may be performed by applying a voltage in the range of about 100 V to about 30,000 V.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 상기 고분자 화이버가 내측에 위치하고, 상기 나노 물질층은 상기 고분자 화이버의 외측에서 둘러싸면서 위치하는 동축 실린더의 형상을 구현할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the nanomaterial layer may embody the shape of a coaxial cylinder in which the polymer fiber is located on the inner side and the nanomaterial layer is located on the outer side of the polymer fiber .
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 가운데가 빈 중공 형상을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the transparent electrode may have a hollow hollow shape.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 도전성 1차원, 2차원 또는 3차원 네트워크 구조체를 구성하도록 배열될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the transparent electrodes may be arranged to form a conductive one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional network structure formed by overlapping and connecting to each other.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the transparent electrode may have a mesh shape or a web shape.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층은 도전성 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the nanomaterial layer may comprise a conductive material.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층은, 은(Ag), 구리(Cu), 코발트(Co), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 수은(Hg), 란탄족 원소(lanthanide), 및 악티늄족 원소(actinoid), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the nanomaterial layer comprises at least one of Ag, Cu, Co, Sc, Ti, Cr, Mn, (Fe), Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, (Rh), palladium (Pd), cadmium (Cd), hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os), iridium (Ir) (Au), mercury (Hg), lanthanide, actinide, silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), arsenic (As), antimony , Bismuth (Bi), gallium (Ga), and indium (In).
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층은, 나노 입자(nanoparticle), 나노 와이어(nanowire), 나노 튜브(nanotube), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 벨트(nanobelt) 및 나노 링(nanoring)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the nanomaterial layer may be a nanoparticle, a nanowire, a nanotube, a nanorod, a nanowall, a nanobelt, And nanorring. The term " nanorization "
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버를 형성하는 단계는, 전기 방사 방법을 이용하여 상기 제1 기판 상에 고분자 물질을 방사하여 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the polymer fiber may be performed by spinning a polymeric material on the first substrate using an electrospinning method.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버는 상기 제1 기판 상에서 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 1차원, 2차원 또는 3차원 네트워크 구조체를 구성하도록 배열될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymer fibers may be arranged to form a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional network structure formed by overlapping and connecting to one another on the first substrate.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버는 제1 기판(100) 상에서 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymer fibers may be arranged on the
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 폴리아마이드 및 폴리우레탄 공중합체, 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 및 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric fiber is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane, polyether (PMA), polyvinyl acetate (PVAc), polyacrylonitrile (PAN), polypyryl alcohol (PPFA), polystyrene, polyethylene (PE), polyvinyl pyrrolidone (PEO), polypropylene oxide (PPO), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polycaprolactone, polyvinyl fluoride, polyamide and polyurethane copolymers, polyacrylic copolymers, polyvinyl Acetate copolymers, polystyrene copolymers, polyethylene oxide copolymers, polypropylene oxide copolymers, and polyvinylidene fluoride There can be at least includes any one selected from the group consisting of fluoride copolymer.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버를 형성하는 고분자 물질은 상기 나노 물질층을 형성하는 상기 나노 물질에 비하여 높은 점성을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric material forming the polymer fibers may have a higher viscosity than the nanomaterials forming the nanomaterial layer.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버를 형성하는 단계는, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계에 비하여 낮은 전압을 이용하여 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of forming the polymer fiber may be performed using a lower voltage than the step of forming the nanomaterial layer.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 나노 물질층을 어닐링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, after performing the step of forming the nanomaterial layer, annealing the nanomaterial layer may be further included.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 고분자 화이버 및 상기 나노 물질층을 상기 제1 기판으로부터 분리하여 제2 기판에 전사하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, after the step of forming the nanomaterial layer, the step of separating the polymer fiber and the nanomaterial layer from the first substrate and transferring the polymer fiber and the nanomaterial layer to the second substrate .
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 제2 기판은 투명한 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second substrate may comprise a transparent material.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 제2 기판은, 유리, 석영, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second substrate is formed of a material selected from the group consisting of glass, quartz, silicon oxide, aluminum oxide, polyimide, polyethylene naphthalate (PEN), polyethyleneterephthalate Methyl methacrylate (PMMA), and polydimethylsiloxane (PDMS).
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 고분자 화이버를 제거한 후에, 상기 나노 물질층 상에 투명 도전층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the method may further include forming a transparent conductive layer on the nanomaterial layer after removing the polymer fiber.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 투명 도전층은 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the transparent conductive layer may comprise graphene, graphite, or carbon nanotubes.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 프리 스탠딩(free standing) 기판일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first substrate may be a free standing substrate.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 중앙 부분이 뚫려있고, 외각 테두리가 연결된 환형 형상을 가지거나, 중앙 부분이 뚫려있고 외각 테두리가 연결되지 않은 편자(horseshoe) 형상을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first substrate may have a horseshoe shape with a central portion open, an annular shape with an outer rim connected thereto, or a central portion with an opening and an outer rim without an outer rim .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 투명 전극은 상술한 바와 같은 투명 전극의 제조 방법을 이용하여 제조된다.According to an aspect of the present invention, a transparent electrode is manufactured using the transparent electrode manufacturing method.
본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 가운데가 빈 중공 형상을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the transparent electrode may have a hollow hollow shape.
본 발명의 기술적 사상에 따른 전기 방사 방법을 이용한 투명 전극의 제조 방법은, 전기 방사 방법을 이용하여 나노 물질을 고분자 화이버 상에 방사하고, 고분자 화이버를 제거하여 투명 전극을 제공할 수 있다.The method of manufacturing a transparent electrode using an electrospinning method according to the technical idea of the present invention can provide a transparent electrode by spinning a nanomaterial onto a polymer fiber using an electrospinning method and removing a polymer fiber.
본 발명의 기술적 사상에 따른 전기 방사 방법에 의하여 간단하고 경제적인 공정으로 유연성이나 신축성을 가지는 투명 전극을 제공할 수 있으며, 상기 투명 전극을 이용하여 플렉서블 디스플레이 장치 또는 신축성 디스플레이 장치를 용이하게 구현할 수 있다.According to the electrospinning method according to the technical idea of the present invention, a transparent electrode having flexibility or stretchability can be provided by a simple and economical process, and a flexible display device or an elastic display device can be easily realized using the transparent electrode .
본 발명의 기술적 사상에 따른 투명 전극은 플렉서블 디스플레이 장치 또는 신축성 디스플레이 장치에 응용될 수 있다. 예를 들어 상기 투명 전극을 포함하는 디스플레이 장치를 콘택트 렌즈에 부착하여 착용감을 향상시키고 편리하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 투명 전극이 신축성을 제공하는 특징을 이용하여, 디스플레이의 크기를 사용자가 원하는 대로 조절할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 투명 전극이 투명성을 제공하는 특징을 이용하여 투명한 디스플레이를 제공할 수 있다, 이에 따라 신축성이 있고 투명한 터치 스크린 패널을 제공할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 투명 전극은 디스플레이 장치의 휴대성, 심미성, 공간활용성 등을 증가시킬 수 있다.The transparent electrode according to the technical idea of the present invention can be applied to a flexible display device or a flexible display device. For example, a display device including the transparent electrode may be attached to a contact lens to enhance a comfortable feeling and to use it conveniently. Further, by utilizing the feature that the transparent electrode according to the technical idea of the present invention provides elasticity, the size of the display can be adjusted as desired by the user. The transparent electrode according to the technical idea of the present invention can provide a transparent display using a feature that provides transparency, thereby providing a touch screen panel that is flexible and transparent. The transparent electrode according to the technical idea of the present invention can increase the portability, aesthetics, space utilization and the like of the display device.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법을 수행하는 전기 방사 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법을 수행하는 전기 방사 장치에서 방사 용액이 방사되는 형태를 나타내는 도시하는 개략도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법을 제조 공정 단계에 따라 도시하는 개략도들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법에서, 투명 전극의 제조 과정을 도시하는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법에 의하여 형성된 투명 전극을 도시하는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 나노 물질의 방사 시간에 따른 투명도를 나타내는 광학현미경 사진들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 제조된 투명 전극을 나타내는 광학현미경 사진들이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 제조된 투명 전극의 광 파장에 따른 투과도를 도시하는 그래프이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing an electrospinning device for performing a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 and FIG. 4 are schematic views showing a state in which a spinning solution is radiated in an electrospinning apparatus for performing the method of manufacturing the transparent electrode of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 5 to 9 are schematic views illustrating a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention, according to steps of a manufacturing process.
10 and 11 are schematic views illustrating a process of manufacturing a transparent electrode in the method of manufacturing the transparent electrode of FIG. 1, according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic view showing a transparent electrode formed by the method of manufacturing the transparent electrode of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an optical microscope photograph showing transparency of a nanomaterial according to a spinning time according to a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 14 and 15 are optical microscope photographs showing a transparent electrode manufactured by a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention. FIG.
16 is a graph showing transmittance of a transparent electrode according to an optical wavelength according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. The same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a transparent electrode (S100) according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 투명 전극의 제조 방법(S100)은, 제1 기판 상에 고분자 화이버를 형성하는 단계(S110); 상기 고분자 화이버 상에 나노 물질을 방사하여, 상기 고분자 화이버의 적어도 일부를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층을 형성하는 단계(S120); 상기 나노 물질층을 어닐링하는 단계(S130); 상기 고분자 화이버 및 상기 나노 물질층을 상기 제1 기판으로부터 분리하여 제2 기판에 전사하는 단계(S140); 및 상기 고분자 화이버를 유기 용매를 이용하여 제거하여, 상기 나노 물질층으로 구성된 투명 전극을 형성하는 단계(S150);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transparent electrode manufacturing method (S100) includes: forming a polymer fiber on a first substrate (S110); (S120) spinning a nanomaterial onto the polymer fiber to form a coated nanomaterial layer so as to surround at least a part of the polymer fiber; Annealing the nanomaterial layer (S130); Separating the polymer fiber and the nanomaterial layer from the first substrate and transferring the polymer fiber and the nanomaterial layer to a second substrate (S140); And removing the polymer fiber using an organic solvent to form a transparent electrode composed of the nanomaterial layer (S150).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법을 수행하는 전기 방사 장치(1)를 도시하는 개략도이다.2 is a schematic diagram showing an electrospinning device 1 for carrying out a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전기 방사 장치(1)은 방사 용액 탱크(10), 방사 노즐(20), 방사 노즐팁(30), 외부 전원(40), 및 컬렉터 기판(50)을 포함한다.2, the electrospinning device 1 includes a
방사 용액 탱크(10)는 방사 용액(60)을 저장할 수 있다. 방사 용액(60)은 방사(Spinning)를 원하는 물질에 따라 변화할 수 있고, 예를 들어 고분자 물질을 포함하는 고분자 용액이거나 나노 물질을 포함하는 나노 물질 용액일 수 있다. 방사 용액 탱크(10)는 내장된 펌프(미도시)를 이용하여 방사 용액(60)을 가압하여 방사 노즐(20)에 방사 용액(60)을 제공할 수 있다.The
방사 노즐(20)은 방사 용액 탱크(10)로부터 방사 용액(60)을 제공받아 일단부에 위치한 방사 노즐팁(30)을 통하여 방사 용액(60)을 방사할 수 있다.The spinning
방사 노즐팁(30)은 상기 펌프에 의하여 방사 용액(60)이 가압되어 내부의 노즐관을 채운 후에, 외부 전원(40)에 의하여 인가된 전압에 의하여 방사 용액(60)을 방사할 수 있다.The
외부 전원(40)은 방사 노즐(20)에 방사 용액(60)이 방사되도록 전압을 제공할 수 있다. 상기 전압은 방사 용액(60)의 종류 및 방사 양에 따라 변화될 수 있고, 예를 들어 약 100 V 내지 약 30000 V 의 범위일 수 있고, 직류이거나 교류일 수 있다. 상술한 바와 같이, 외부 전원(40)에 의하여 인가된 전압은 방사 노즐팁(30)에 채워진 방사 용액(60)을 방사시킬 수 있다.The
컬렉터 기판(50)은 방사 노즐(20)의 하측에 위치하고, 방사되는 방사 용액(60)을 수용한다. 컬렉터 기판(50)은 접지될 수 있고, 이에 따라 접지 전압, 예를 들어 0V의 전압을 가질 수 있다. 또는, 컬렉터 기판(50)은 방사 노즐(20)과는 반대의 전압을 가질 수 있다. 컬렉터 기판(50)과 방사 노즐(20)의 위치 관계는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컬렉터 기판(50)이 방사 노즐(20)의 상측에 위치하고 방사 노즐(20)에서 방사되는 방사 용액(60)이 상측 방향으로 방사되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 예를 들어, 컬렉터 기판(50)이 방사 노즐(20)에 대하여 수평하게 위치하고 방사 노즐(20)에서 방사되는 방사 용액(60)이 수평 방향으로 방사되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 컬렉터 기판(50)은 방사 노즐(20)과 수평하거나 같은 공간 축 상에 있을 수 있다.The
외부 전원(40)에 의하여 방사 노즐(20) 및 방사 노즐팁(30)이 양의 전압 또는 음의 전압으로 하전되고, 이에 따라 방사 용액(60)도 하전되므로, 접지되거나 반대의 전압을 가지는 컬렉터 기판(50)과 전압 차이가 발생된다. 외부 전원(40)에 의하여 방사 노즐(20) 및 방사 노즐팁(30)에 전압이 인가되면, 방사 노즐팁(30)의 단부에서 방사 용액(60)은 테일러 콘과 같은 원뿔형 형상을 가질 수 있다. 이때, 방사 노즐팁(30)과 방사 용액(60) 사이에는 약 50000 V/m 내지 약 150000 V/m 범위의 전기장이 형성될 수 있다. 상기 전압 차이에 의하여 방사 용액(60)은 컬렉터 기판(50)으로 방사되어 수용될 수 있다. 이러한 방사 원리를 전기수력학적 잉크 방사(electro-hydro dynamic inkjet) 또는 전기방사(electro-spinning)으로 지칭할 수 있다.The
방사 용액(60)의 유량과 방사 노즐팁(30)과 컬렉터 기판(50)의 전압 차이를 제어함에 따라, 방사 용액(60)의 방사에 의하여 컬렉터 기판(50)에 수용되는 화이버의 직경과 길이를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 화이버는 약 50 nm 내지 1 ㎛ 범위의 두께 및 약 수 ㎛ 내지 수백 ㎛ 범위의 길이를 가질 수 있다.By controlling the flow rate of the
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법(S100)을 수행하는 전기 방사 장치에서 방사 용액이 방사되는 형태를 나타내는 도시하는 개략도이다.FIGS. 3 and 4 are schematic views showing a state in which a spinning solution is radiated in an electrospinning apparatus for performing the method of manufacturing a transparent electrode (S100) of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 방사 노즐팁(30)은 방사 용액(60)을 선형 형태로, 예를 들어 와이어 형태 또는 로드 형태로 방사시킬 수 있다. 이러한 방사를 스피닝 모드(Spinning mode)로 지칭할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 4를 참조하면, 방사 노즐팁(30)은 방사 용액(60)을 스프레이 형태로 방사시킬 수 있다. 이러한 방사를 스프레이 모드(Spray mode)로 지칭할 수 있다.Referring to Fig. 4, the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 방사 용액(60)은 용액의 점성, 용액 내의 용질의 무게 비, 용질과 용액의 종류, 및 용질과 용매의 분자량 등과 같은 자신의 물성에 따라 다른 형태로 방사될 수 있다. 또한, 인가되는 전압의 크기에 따라 다른 형태로 방사될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 경우에는, 방사 용액(60)이 상대적으로 높은 점성을 가지거나, 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 경우에 해당될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 경우에는, 방사 용액(60)이 상대적으로 낮은 점성을 가지거나, 상대적으로 높은 전압이 인가되는 경우에 해당될 수 있다.As shown in Figures 3 and 4, the
예를 들어, 방사 용액(60)이 고분자 물질을 포함하는 용액인 경우에는, 방사 용액(60)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 선형 형태로 방사될 수 있다. 예를 들어, 인가되는 전압이 약 2500 V 이하에서는 선형 형태로 방사되고, 약 2500 V 초과에서는 스프레이 형태로 방사될 수 있다.For example, if the
예를 들어, 방사 용액(60)이 나노 물질을 포함하는 용액인 경우에는, 방사 용액(60)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스프레이 형태로 방사될 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 물질이 금속 나노 물질을 포함하는 경우, 상기 금속 나노 물질의 종류 및 인가되는 전압 크기에 무관하게 스프레이 형태로 방사될 수 있다.For example, if the
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법(S100)을 제조 공정 단계에 따라 도시하는 개략도들이다. 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명된 제조 공정 단계들의 순서는 예시적이며, 다른 순서로 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.FIGS. 5 to 9 are schematic views illustrating a method of manufacturing a transparent electrode S100 according to an embodiment of the present invention, according to manufacturing steps. The order of the manufacturing process steps described with reference to Figs. 5 to 9 is illustrative, and the case of being performed in a different order is also included in the technical idea of the present invention.
도 5를 참조하면, 도 1의 상기 제1 기판(100) 상에 고분자 화이버(120)를 형성하는 단계(S110)를 수행한다.Referring to FIG. 5, a step S110 of forming a
상기 단계는 전기 방사 방법(elector-spinning)을 이용하여 제1 기판(100) 상에 고분자 물질(110)을 방사하여 수행될 수 있다.This may be accomplished by spinning the
구체적으로, 제1 기판(100)을 준비한다. 제1 기판(100)은 도 2의 컬렉터 기판(50)이거나 또는 컬렉터 기판(50) 상에 배치된 별개의 기판일 수 있다. 제1 기판(100)은 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속 물질로 구성될 수 있다. 이러한 경우에는, 전기 방사를 수행하는 중에 컬렉터 기판(50)과 동일한 전압 상태를 가질 수 있다. 또한, 제1 기판(100)은 절연성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 유리 또는 폴리머 물질로 구성될 수 있다.Specifically, the
제1 기판(100)은 중앙 부분이 관통되고, 외각 테두리로 구성된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100)은 형성되는 대상체의 하측을 지지하지 않는 프리 스탠딩(free standing) 기판일 수 있다. 구체적으로, 제1 기판(100)은 프리스탠딩 구조의 대상체를 형성할 수 있는 모든 종류의 기판을 포함할 수 있다. 제1 기판(100)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙 부분이 뚫려있고 외각 테두리가 연결된 환형 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 기판(100)은 중앙 부분이 뚫려있고 외각 테두리가 연결되지 않은 편자(horseshoe) 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 기판(100)은 중앙 부분이 뚫려있고, 외각 테두리가 연결된 다각형 형상을 가지거나, 중앙 부분이 뚫려있고, 외각 테두리가 연결되지 않은 다각형 형상을 가질 수 있다.The
그러나, 이러한 제1 기판(100)의 형상은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 기판(100)이 관통된 영역이 없는 평판 형상을 가지는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 예를 들어, 제1 기판(100)이 판형, 드럼형, 평행한 로드들, 교차된 복수의 로드들, 또는 그리드형을 가지는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.However, the shape of the
이어서, 도 2의 전기 방사 장치(1)를 이용한 전기 방사 방법을 이용하여, 방사 노즐팁(30)으로부터 고분자 물질(110)을 방사한다. 상기 전기 방사 방법에 사용되는 전압은 고분자 물질(110)의 종류와 제1 기판(100)의 종류 및 공정 환경 등에 따라 변화될 수 있고, 예를 들어 약 100 V 내지 약 30000 V 의 범위일 수 있다.Then, the
고분자 물질(110)은 도 2를 참조하여 설명한 방사 용액(60)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 고분자 물질(110)은 고분자 물질이 용매에 용해된 고분자 용액일 수 있다. 고분자 물질(110)은 겔(gel) 상태를 가질 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같은 선형 형태로 방사될 수 있다.The
고분자 물질(110)은 제1 기판(100) 상에 안착하여, 고분자 화이버(120)를 형성할 수 있다. 고분자 화이버(120)는 제1 기판(100) 상에서 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 1차원, 2차원 또는 3차원 네트워크 구조체를 구성하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 고분자 화이버(120)는 복수의 선형 형상의 구조들이 평행하게 서로 겹쳐져 연결되어 하나의 선형 형상으로 연결된 1차원 네트워크 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 고분자 화이버(120)는 복수의 선형 형상의 구조들이 소정의 각도를 가지도록 서로 겹쳐져 연결되어 하나의 평면 형상으로 연결된 2차원 네트워크 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 고분자 화이버(120)는 복수의 선형 형상의 구조들이 소정의 각도를 가지도록 서로 겹쳐져 연결되어 하나의 입체 형상으로 연결된 3차원 네트워크 구조체를 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 고분자 화이버(120)는 소정의 패턴을 가지는 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열될 수 있다.The
고분자 물질(110) 및 고분자 물질(110)로부터 형성된 고분자 화이버(120)는 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고분자 물질(110) 및 고분자 화이버(120)는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 및 폴리아마이드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The
또한, 고분자 물질(110) 및 고분자 화이버(120)는 상술한 물질의 공중합체를 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리우레탄 공중합체, 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 및 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
또한, 고분자 물질(110) 및 고분자 화이버(120)는 메탄올, 아세톤, 데트라하이드로퓨란, 톨루엔 또는 디메틸포름아미드 등의 용해성 용매에 상술한 고분자 물질이 용해된 고분자 용액으로 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 고분자 용액은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 하기에 상술한 유기 용매를 사용하여 상기 나노 물질 용액을 형성할 수 있다.The
본 실시예에서는 전기 방사 방법을 이용하여 제1 기판(100) 상에 고분자 화이버(120)를 형성하는 방법을 설명하였으나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 방법을 이용할 수 있다.In this embodiment, a method of forming the
도 6을 참조하면, 도 1의 상기 고분자 화이버(120) 상에 나노 물질(130)을 방사하여, 고분자 화이버(120)의 적어도 일부를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층(140)을 형성하는 단계(S120)를 수행한다.Referring to FIG. 6, a step of spinning
상기 단계는 전기 방사 방법을 이용하여 나노 물질(130)을 고분자 화이버(120) 상에 방사하여 수행될 수 있다.This may be accomplished by spinning the
구체적으로, 도 2의 전기 방사 장치(1)를 이용한 전기 방사 방법을 이용하여 방사 노즐팁(30)으로부터 나노 물질(130)을 방사한다. 상기 전기 방사 방법에 사용되는 전압은 나노 물질(130)의 종류와 제1 기판(100)의 종류 및 공정 환경 등에 따라 변화될 수 있고, 예를 들어 약 100 V 내지 약 30000 V 의 범위일 수 있다.Specifically, the
나노 물질(130)은 도 2를 참조하여 설명한 방사 용액(60)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 나노 물질(130)은 나노 물질이 용매에 용해된 나노 물질 용액일 수 있다. 나노 물질(130)은 졸(gol) 상태를 가질 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같은 스프레이 형태로 방사될 수 있다.The
나노 물질(130)은 제1 기판(100) 상의 고분자 화이버(120) 상에 안착하여, 고분자 화이버(120)의 표면을 코팅하는 나노 물질층(140)을 형성할 수 있다. 나노 물질층(140)은 고분자 화이버(120)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 고분자 화이버(120)가 내측에 위치하고 나노 물질층(140)은 고분자 화이버(120)의 외측에서 둘러싸면서 위치하는 동축 실린더의 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 나노 물질층(140)은 고분자 화이버(120)의 완전히 둘러싸도록 형성되거나(도 10 참조), 하측을 노출하여 둘러싸도록 형성될 수 있다(도 11 참조).The
또한, 나노 물질(130) 및 나노 물질(130)로부터 형성된 나노 물질층(140)은 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속 나노 물질을 포함하거나 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은 은(Ag), 구리(Cu), 코발트(Co), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 수은(Hg), 란탄족 원소(lanthanide), 및 악티늄족 원소(actinoid), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. In addition, the
나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은 다양한 나노 형상을 가지는 물질로 구성될 수 있고, 예를 들어 나노 입자(nanoparticle), 나노 와이어(nanowire), 나노 튜브(nanotube), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 벨트(nanobelt) 및 나노 링(nanoring)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The
나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은, 예를 들어 구리, 은, 금, 구리 산화물, 코발트 등의 나노 입자를 포함할 수 있다. 나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은, 예를 들어 구리 나노 와이어, 은 나노 와이어, 금 나노 와이어, 코발트 나노 와이어 등의 나노 와이어를 포함할 수 있다.The
또한, 나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은 메탄올, 아세톤, 데트라하이드로퓨란, 톨루엔 또는 디메틸포름아미드 등의 용해성 용매에 상술한 나노 물질이 용해된 나노 물질 용액으로 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 나노 물질 용액은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 하기에 상술한 유기 용매를 사용하여 상기 나노 물질 용액을 형성할 수 있다.In addition, the
그러나, 나노 물질(130) 및 나노 물질층(140)은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, the
도 7을 참조하면, 도 1의 나노 물질층(140)을 어닐링하는 단계(S130)를 수행한다. 상기 어닐링은 나노 물질층(140) 내의 나노 물질(130) 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다. 상기 어닐링은 약 80 ℃ 내지 약 500 ℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링은 공기 분위기, 아르곤 가스나 질소 가스를 포함하는 불활성 분위기 또는 수소 가스를 포함하는 환원성 분위기에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링은 선택적이며 생략될 수 있다.Referring to FIG. 7, annealing the
도 8을 참조하면, 도 1의 고분자 화이버(120) 및 나노 물질층(130)을 제1 기판(100)으로부터 분리하여 제2 기판(150)에 전사하는 단계(S140)를 수행한다.Referring to FIG. 8, the
구체적으로, 상기 전사하는 단계는, 예를 들어, 제1 기판(100)의 하측에 제2 기판(150)을 배치시키고, 제2 기판(150)을 들어올려, 제1 기판(100)으로부터 고분자 화이버(120)와 나노 물질층(140)을 분리시키고, 이에 따라 제2 기판(150) 상에 고분자 화이버(120)와 나노 물질층(140)을 배치하는 방식으로 수행될 수 있다.For example, the
또한, 상기 전사하는 단계는, 제1 기판(100)으로부터 고분자 화이버(120)와 나노 물질층(140)을 먼저 분리시키고, 고분자 화이버(120)와 나노 물질층(140)을 제2 기판(150) 상에 안착하는 방식으로 수행될 수 있다.The transferring step may include separating the
또한, 고분자 화이버(120)와 나노 물질층(140)을 제2 기판(150)의 크기에 맞게 절단할 수 있다.In addition, the
제2 기판(150)은 광을 통과시키는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제2 기판(150)은 원하는 파장의 광을 선별적으로 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 제2 기판(150)은, 예를 들어 유리, 석영, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물 또는 폴리머를 포함할 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 또는 폴리디메틸실록산(PDMS) 등을 포함할 수 있다. 제2 기판(150)은 가요성(flexible) 물질로 이루어질 수 있고, 이에 따라 제조된 투명 전극이 플렉서블한 특성을 가질 수 있다. 또한, 제2 기판(150)이 실리콘 웨이퍼와 같은 불투명한 물질을 포함하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.The
도 9를 참조하면, 도 1의 상기 유기 용매를 이용하여 상기 고분자 화이버(120)를 제거하여, 나노 물질층(140)으로 구성된 투명 전극(160)을 형성하는 단계(S150)를 수행한다.Referring to FIG. 9, the
상술한 바와 같이, 고분자 화이버(120)의 외측의 적어도 일부를 둘러싸서 나노 물질층(140)이 형성되므로, 고분자 화이버(120)를 제거하면, 나노 물질층(140)은 내부가 빈 중공(hollow) 형상을 가지게 되고, 이에 따라 나노 물질층(140)으로 구성된 투명 전극(160)도 중공 형상을 가지게 된다. 예를 들어, 투명 전극(160)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 나노 튜브의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 투명 전극(160)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 슬릿 형상의 개구를 가지는 형상을 가질 수 있다. 또한, 투명 전극(160)은 고분자 화이버(120)의 배열을 가질 수 있으며, 예를 들어 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 1차원, 2차원 또는 3차원 도전성 네트워크 구조체를 구성하도록 배열될 수 있다. 이러한, 네트워크 구조에 의하여 투명 전극(160)은 일정 수준 이상의 도전성을 확보할 수 있다. 또한, 예를 들어, 투명 전극(160)은 소정의 패턴을 가지는 형상으로 배열될 수 있고, 예를 들어, 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열될 수 있다.As described above, since the
상기 유기 용매는 고분자 화이버(120)를 용해할 수 있는 모든 종류의 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매는 헥산(hexane)과 같은 알칸족(Alkanes), 톨루엔(toluene)과 같은 방향족(Aromatics), 디에틸 에테르(diethyl ether)와 같은 에테르족(Ethers), 클로로포름(chloroform)과 같은 알킬 할라이드족(Alkyl halides), 에스테르족(Esters), 알데히드족(Aldehydes), 케톤족(Ketones), 아민족(Amines), 알코올족(Alcohols), 아미드족(Amide), 카르복실산족(Carboxylic acids), 및 물 등 다양한 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 용매는, 예를 들어 아세톤(Acetone), 플로로알칸(Fluoroalkanes), 펜탄(Pentanes), 헥산(Hexane), 2,2,4-트리케틸펜탄(2,2,4-Trimethylpentane), 데칸(Decane), 시클로헥산(Cyclohexane), 시클로펜탄(Cyclopentane), 디이소부틸렌(Diisobutylene), 1-펜텐(1-Pentene), 카본디설파이드(Carbon dissulfide), 카본테트라클로라이드(Carbon tetrachloride), 1-클로로부탄(1-Chlorobutane), 1-클로로펜탄(1-Chloropentane), 실렌(Xylene), 디이소프로필 에테르(Diisopropyl ether), 1-클로로프로판(1-Chloropropane), 2-클로로프로판(2-Chloropropane), 톨루엔(Toluene), 틀로로벤젠(Chlorobenzene), 벤젠(Benzene), 브로모에탄(Bromoethane),디에틸 에테르(Diethyl ether), 디에틸 설파이드(Diethyl sulfide), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane), 4-메틸-2-프로파논(4-Methyl-2-propanone), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 1,2-디클로로에탄(1,2-Dichloroethane), 2-부타논(2-Butanone), 1-니트로프로판(1-Nitropropane), 1,4-디옥산(1,4-Dioxane), 에틸 아세테이트(Ethyl actate), 메틸 아세테이트(Methyl acetate), 1-펜타놀(1-Pentanol), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 아닐린(Aniline), 디에틸아민(Diethylamine), 니트로메탄(Nitromethane), 아세토니트릴(Acetonitrile), 피리딘(Pyridine), 2-부톡시에탄올(2-Butoxyethanol), 1-프로판올(1-Propanol), 2-프로판올 2-Propanol), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 및 아세트 산(Acetic Acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The organic solvent may include all kinds of solvents capable of dissolving the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법(S100)에서, 투명 전극(160)의 제조 과정을 도시하는 개략도이다.10 is a schematic view showing a manufacturing process of the
도 10을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 고분자 화이버(120)를 형성한다. Referring to FIG. 10, a
이어서, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 고분자 화이버(120)를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층(140)을 형성한다. 나노 물질층(140)은 상기 나노 물질을 고분자 화이버(120)의 상측에 방사하여 형성되며, 상기 나노 물질은 유동성과 점성을 가지는 물질이므로, 고분자 화이버(120)의 측면과 하측으로 유동할 수 있고, 결과적으로 고분자 화이버(120)를 완전히 둘러싸도록 코팅될 수 있다. 즉, 고분자 화이버(120)가 내측에 위치하고 나노 물질층(140)은 고분자 화이버(120)의 외측에서 완전히 둘러싸면서 위치하는 동축 실린더의 형상을 가질 수 있다.Next, as described with reference to FIG. 6, a
그러나, 이는 예시적이며, 나노 물질층(140)이 고분자 화이버(120)의 상측과 측면을 둘러싸는 반원형의 형상을 가지는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. However, this is exemplary, and the case where the
이어서, 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 고분자 화이버(120)를 제거하여 나노 물질층(140)으로 구성된 투명 전극(160)을 형성한다. 투명 전극(160)은 가운데가 빈 중공 형상을 가질 수 있다.Next, as described with reference to FIG. 9, the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법(S100)에서, 투명 전극(160a)의 제조 과정을 도시하는 개략도이다.11 is a schematic view showing a manufacturing process of the
도 11을 참조하면, 고분자 화이버(120)를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층(141)을 형성한다. 나노 물질층(141)은 상기 나노 물질을 고분자 화이버(120)의 상측에 방사하여 형성되며, 고분자 화이버(120)를 둘러싸도록 코팅될 수 있다. 다만, 나노 물질층(141)은 고분자 화이버(120)의 하측은 둘러싸지 않고 노출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 즉, 고분자 화이버(120)가 내측에 위치하고 나노 물질층(141)은 고분자 화이버(120)의 외측의 일부를 둘러싸면서 위치하는 동축 실린더의 형상을 가질 수 있다. 이어서, 고분자 화이버(120)를 제거하여 나노 물질층(141)으로 구성된 투명 전극(161)을 형성한다. 투명 전극(161)은 가운데가 빈 중공 형상을 가질 수 있고, 하측에 개구가 형성될 수 있다. 투명 전극(161)은 자신의 길이 방향으로 연장된 슬릿(slit)이 형성될 수 있고, 상기 슬릿에 의하여 투명 전극(161)이 휘어질 때 유연성을 더 제공할 수 있다.Referring to FIG. 11, a
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 투명 전극의 제조 방법에 의하여 형성된 투명 전극(160a)을 도시하는 개략도이다.12 is a schematic view showing a
도 12를 참조하면, 도 9의 투명 전극(160)과 비교하여, 투명 전극(160a)은 고분자 화이버(120)가 제거된 나노 물질층(140) 상에 형성된 투명 도전층(170)을 더 포함한다. 즉, 도 1의 단계(S150)의 상기 고분자 화이버를 유기 용매를 이용하여 제거한 후에, 나노 물질층(140) 상에 투명 도전층(170)을 형성하는 단계를 더 수행할 수 있다.12, the
투명 도전층(170)은 투명한 물질을 포함할 수 있고, 또한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이러한 투명 도전층(170)은 투명 전극(160a)의 전기 저항을 감소시킬 수 있고, 더 많은 전류를 더 균일하게 인가하는 전극을 구현할 수 있다. 투명 도전층(170)은 투명 전극(160a)을 덮을 수 있고, 이에 따라 나노 물질층(140)을 외부 공기와 차단시켜 나노 물질층(140)의 산화를 방지할 수 있다. 나노 물질층(140)이 구리 또는 은과 같이 산화가 용이한 금속으로 형성되는 경우에, 투명 도전층(170)이 산화 방지에 효과적일 수 있다.The transparent
투명 도전층(170)은 도전성을 가지는 2차원 나노 물질층을 포함할 수 있다. 상기 2차원 나노 물질층은, 2차원 나노 물질들로 구성될 수 있고, 예를 들어 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소 나노 물질을 포함할 수 있다. 2차원 나노 물질의 의미는 나노 물질이 평면적인 형상을 가짐을 의미하며, 예를 들어 시트(sheet) 등과 같은 형상을 가질 수 있다.The transparent
상기 그래핀은 2차원 형상의 카본 나노 구조체이고, 전하이동도가 약 15,000cm2/Vs로 크고 열전도성이 우수한 것으로 알려져 있다. 또한, 광투과도가 우수한 것으로 알려져 있다. 상기 그래핀층은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀층은 흑연 결정으로부터의 기계적 박리법 또는 정전기적 박리법에 의하여 형성할 수 있다. 또는, 상기 그래핀층은, 실리콘 탄화물의 열분해법, 히드라진(hydrazine, NH2NH2)과 같은 산화제를 용제로 이용한 추출법, 또는 수소 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 이용하는 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)에 의하여 형성할 수 있다. It is known that the graphene is a two-dimensional carbon nanostructure, has a charge mobility of about 15,000 cm 2 / Vs and is excellent in thermal conductivity. It is also known that the light transmittance is excellent. The graphene layer can be formed using various methods. For example, the graphene layer can be formed by a mechanical stripping method or an electrostatic stripping method from graphite crystals. Alternatively, the graphene layer may be formed by a pyrolysis method of silicon carbide, an extraction method using an oxidizing agent such as hydrazine (NH 2 NH 2 ) as a solvent, a chemical vapor deposition method using a reaction gas containing hydrogen and carbon, CVD).
상기 그래핀 층으로 구성된 투명 도전층(170)은 다양한 방법을 이용하여 나노 물질층(140) 상에 전사될 수 있다. 예를 들어 소프트 트랜스퍼 프린팅, PDMS 전사 방법, PMMA 전사방법, 열방출 테이프 전사 방법 또는 롤 전사 방법을 이용할 수 있다.The transparent
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 나노 물질의 방사 시간에 따른 투명도를 나타내는 광학현미경 사진들이다. 도 13에서, (a)는 30초, (b)는 60초, (c)는 90초, (d)는 120초, (e)는 180초, (f)는 480초의 방사 시간에 해당된다.FIG. 13 is an optical microscope photograph showing transparency of a nanomaterial according to a spinning time according to a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention. FIG. 13, (a), (b), and (f) correspond to a spinning time of 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, 120 seconds, .
도 13을 참조하면, 방사 시간이 길어질수록 투과도는 감소되는 반면, 면저항은 감소될 수 있다. 즉, 면저항을 감소시키기 위해서는 투과도의 희생이 요구될 수 있다. 그러므로, 원하는 면저항과 투과도를 동시에 만족하기 위하여 최적의 방사 시간을 확정할 필요가 있다.Referring to Fig. 13, the longer the spinning time, the smaller the transmittance, while the sheet resistance can be reduced. That is, sacrifice of permeability may be required to reduce the sheet resistance. Therefore, it is necessary to determine the optimum spinning time to satisfy the desired sheet resistance and transmittance simultaneously.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 제조된 투명 전극을 나타내는 광학현미경 사진들이다. 도 14은 상대적으로 저 배율의 사진이고, 도 15는 상대적으로 고 배율의 사진이다.FIGS. 14 and 15 are optical microscope photographs showing a transparent electrode manufactured by a method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 14 is a photograph of a relatively low magnification, and FIG. 15 is a photograph of a relatively high magnification.
도 14 및 도 15를 참조하면, 투명 전극이 그물망 형상을 가지도록 배열되어 있다. 고분자 화이버를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층이 중첩되는 영역에서 끊어짐이 없이 서로 융착되어 연결된 형상을 관찰할 수 있다. 따라서, 투명 전극은 연결성이 우수한 그물망 형상을 가지고 있다. 이러한 그물망 형상에 따라, 본 발명에 따른 투명 전극은 유연성과 신축성을 제공할 수 있다.14 and 15, the transparent electrodes are arranged so as to have a mesh shape. It is possible to observe a connected shape by fusing each other without breaking in a region where the nanomaterial layers coated so as to surround the polymer fibers overlap. Therefore, the transparent electrode has a mesh shape excellent in connectivity. According to such a mesh shape, the transparent electrode according to the present invention can provide flexibility and stretchability.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른, 투명 전극의 제조 방법에 의하여 제조된 투명 전극의 광 파장에 따른 투과도를 도시하는 그래프이다.16 is a graph showing transmittance of a transparent electrode according to an optical wavelength according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 유리를 기준으로 비교할 때, 상기 투명 전극은 광의 전체 파장에 대하여 약 90% 이상의 투과도를 나타낸다. 또한, 550 nm의 파장에서는 약 94%의 투과도를 나타낸다. 또한, 상기 투명 전극은 약 1.13 Ω/sq 의 면저항을 가지는 것으로 나타났다.Referring to FIG. 16, when compared with glass, the transparent electrode shows a transmittance of about 90% or more with respect to the total wavelength of light. Further, it shows a transmittance of about 94% at a wavelength of 550 nm. Further, the transparent electrode has a sheet resistance of about 1.13? / Sq.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.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 or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1: 전기 방사 장치, 10: 방사 용액 탱크, 20: 방사 노즐,
30: 방사 노즐팁, 40: 외부 전원, 50: 컬렉터 기판, 60: 방사 용액,
100: 제1 기판, 110: 고분자 물질, 120: 고분자 화이버,
130: 나노 물질, 140, 141: 나노 물질층, 150: 제2 기판,
160, 161, 160a: 투명 전극, 170: 투명 도전층,1: electrospinning device, 10: spinning solution tank, 20: spinning nozzle,
30: spinning nozzle tip, 40: external power source, 50: collector substrate, 60: spinning solution,
100: first substrate, 110: polymer material, 120: polymer fiber,
130: nanomaterial, 140, 141: nanomaterial layer, 150: second substrate,
160, 161, 160a: transparent electrode, 170: transparent conductive layer,
Claims (21)
상기 고분자 화이버 상에 나노 물질을 방사하여, 상기 고분자 화이버의 적어도 일부를 둘러싸도록 코팅된 나노 물질층을 형성하는 단계;
상기 고분자 화이버 및 상기 나노 물질층을 상기 제1기판으로 부터 분리하여 제2 기판에 전사하는 단계; 및
유기 용매를 이용하여 상기 고분자 화이버를 제거하여, 상기 나노 물질층으로 구성된 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 전사하는 단계는,
상기 제1 기판의 하측에 상기 제2 기판을 배치시키는 단계; 및
상기 제2 기판 상에 상기 고분자 화이버와 상기 나노 물질층을 배치하도록, 상기 제2 기판을 들어올려, 제1 기판으로부터 고분자 화이버와 나노 물질층을 분리시키는 단계를 포함하고,
상기 고분자 화이버를 형성하는 고분자 물질은 상기 나노 물질층을 형성하는 상기 나노 물질에 비하여 높은 점성을 가지고,
상기 제1 기판은 프리 스탠딩(free standing) 기판이며,
상기 제1 기판은 중앙 부분이 뚫려있고, 외각 테두리가 연결된 환형 형상을 가지거나, 중앙 부분이 뚫려있고 외각 테두리가 연결되지 않은 편자(horseshoe) 형상을 가지는, 투명 전극의 제조 방법.Spinning a polymeric material onto a first substrate using an electrospinning method to form a polymeric fiber on the first substrate;
Spinning nanomaterials on the polymeric fibers to form a layer of coated nanomaterials to surround at least a portion of the polymeric fibers;
Separating the polymer fiber and the nanomaterial layer from the first substrate and transferring the polymer fiber and the nanomaterial layer to a second substrate; And
Removing the polymer fiber using an organic solvent to form a transparent electrode composed of the nanomaterial layer,
Wherein the transferring step comprises:
Disposing the second substrate on a lower side of the first substrate; And
And lifting the second substrate so as to dispose the polymer fiber and the nanomaterial layer on the second substrate so as to separate the polymer fiber and the nanomaterial layer from the first substrate,
The polymer material forming the polymer fiber has a higher viscosity than the nanomaterial forming the nanomaterial layer,
The first substrate is a free standing substrate,
Wherein the first substrate has a central portion and an annular shape with an outer rim connected thereto, or a horseshoe shape having a central portion opened and an outer rim connected.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 전기 방사 방법을 이용하여 상기 나노 물질을 상기 고분자 화이버 상에 방사하여 수행되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the forming of the nanomaterial layer is performed by spinning the nanomaterial onto the polymer fiber using an electrospinning method.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 상기 나노 물질을 상기 고분자 화이버 상에 스프레이 형태로 방사하여 수행되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the forming of the nanomaterial layer is performed by spinning the nanomaterial onto the polymer fiber in the form of a spray.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 100 V 내지 30000 V 의 범위의 전압을 인가하여 수행되는, 투명 전극의 제조 방법The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the nanomaterial layer is performed by applying a voltage in the range of 100 V to 30000 V,
상기 나노 물질층을 형성하는 단계는, 상기 고분자 화이버가 내측에 위치하고, 상기 나노 물질층은 상기 고분자 화이버의 외측에서 둘러싸면서 위치하는 동축 실린더의 형상을 구현하는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the nanomaterial layer implements the shape of a coaxial cylinder in which the polymer fiber is located on the inner side and the nanomaterial layer is surrounded on the outer side of the polymer fiber.
상기 투명 전극은 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 도전성 1차원, 2차원 또는 3차원 네트워크 구조체를 구성하도록 배열되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrodes are arranged so as to constitute a conductive one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional network structure formed by being overlapped and connected to each other.
상기 투명 전극은 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode has a mesh shape or a web shape.
상기 나노 물질층은 도전성 물질을 포함하는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the nanomaterial layer comprises a conductive material.
상기 고분자 화이버는 상기 제1 기판 상에서 서로 겹쳐져 연결되어 형성된 1차원, 2차원 또는 3차원 네트워크 구조체를 구성하도록 배열되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the polymer fibers are arranged so as to constitute a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional network structure formed by being overlapped and connected to each other on the first substrate.
상기 고분자 화이버는 상기 제1 기판 상에서 그물망(mesh) 형상을 가지거나, 웹(web) 형상을 가지도록 배열되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the polymer fibers are arranged on the first substrate so as to have a mesh shape or a web shape.
상기 고분자 화이버를 형성하는 단계는, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계에 비하여 낮은 전압을 이용하여 수행되는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the polymer fiber is performed using a lower voltage than the step of forming the nanomaterial layer.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계를 수행한 후에,
상기 나노 물질층을 어닐링하는 단계를 더 포함하는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
After performing the step of forming the nanomaterial layer,
Further comprising the step of annealing the nanomaterial layer.
상기 고분자 화이버를 제거한 후에,
상기 나노 물질층 상에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
After removing the polymer fiber,
And forming a transparent conductive layer on the nanomaterial layer.
상기 투명 도전층은 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소나노튜브를 포함하는, 투명 전극의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the transparent conductive layer comprises graphene, graphite, or carbon nanotubes.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130152814A KR101514325B1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method |
| PCT/KR2013/011770 WO2015088085A1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-18 | Method for manufacturing transparent electrode by using electrospinning method and transparent electrode formed by using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130152814A KR101514325B1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101514325B1 true KR101514325B1 (en) | 2015-04-22 |
Family
ID=53053861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130152814A KR101514325B1 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101514325B1 (en) |
| WO (1) | WO2015088085A1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180132246A (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-12 | 한국과학기술원 | A method for manufacturing film having carbon-metal hybrid nano-structure |
| KR20190002195A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-08 | 울산과학기술원 | Manufacturing method of large area transparent electrode and large area transparent electrode manufactured using the method |
| KR101947895B1 (en) | 2017-03-28 | 2019-02-13 | 경희대학교 산학협력단 | Method for manufacturing dry electrode based on elastic nanofiber web |
| KR20190017165A (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-20 | 울산과학기술원 | Method of manufacturing transmittance electrode with high transparent and low resistance and transmittance electrode with high transparent and low resistance manufactured using the method |
| KR102029343B1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-10-07 | 울산과학기술원 | Metal network transparent electrode having enhanced invisibility, method of manufacturing the same |
| KR20200024503A (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-09 | 울산과학기술원 | Transparent gas sensor comprising free-standing nanofibers and fabrication method thereof |
| KR20200024504A (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-09 | 울산과학기술원 | Room temperature operable gas sensor using hollow nanofibers and fabrication method thereof |
| KR20200083290A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 한양대학교 산학협력단 | Manufacturing method for electrode BASED ON THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE |
| KR20210035385A (en) | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 김효성 | method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning and transparent electrode manufactured by the method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100017128A (en) * | 2007-04-20 | 2010-02-16 | 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 | Composite transparent conductors and methods of forming the same |
| KR101002946B1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-12-22 | 한국과학기술연구원 | Electro-chemical Device Including Metal-oxide Layer of Hollow Tube And The Fabrication Method Thereof |
| KR20130044464A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-03 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Preparation method of silver nanofiber and silver nanofiber prepared by the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101032791B1 (en) * | 2009-02-09 | 2011-05-06 | 한국과학기술연구원 | Electrodes comprising electrospun polymer nanofibers-sprayed metal oxide nanocomposite and preparation method thereof, and dye-sensitized solar cells using the same |
| KR20130102667A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-23 | 한국전자통신연구원 | Method of forming metal oxide nanotube and the dye-sensitized solar cell using the metal oxide nanotube |
-
2013
- 2013-12-10 KR KR1020130152814A patent/KR101514325B1/en active IP Right Grant
- 2013-12-18 WO PCT/KR2013/011770 patent/WO2015088085A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100017128A (en) * | 2007-04-20 | 2010-02-16 | 캄브리오스 테크놀로지즈 코포레이션 | Composite transparent conductors and methods of forming the same |
| KR101002946B1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-12-22 | 한국과학기술연구원 | Electro-chemical Device Including Metal-oxide Layer of Hollow Tube And The Fabrication Method Thereof |
| KR20130044464A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-03 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Preparation method of silver nanofiber and silver nanofiber prepared by the same |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101947895B1 (en) | 2017-03-28 | 2019-02-13 | 경희대학교 산학협력단 | Method for manufacturing dry electrode based on elastic nanofiber web |
| KR101954401B1 (en) | 2017-06-02 | 2019-03-05 | 한국과학기술원 | A method for manufacturing film having carbon-metal hybrid nano-structure |
| KR20180132246A (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-12 | 한국과학기술원 | A method for manufacturing film having carbon-metal hybrid nano-structure |
| KR20190002195A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-08 | 울산과학기술원 | Manufacturing method of large area transparent electrode and large area transparent electrode manufactured using the method |
| KR101973859B1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-04-29 | 울산과학기술원 | Manufacturing method of large area transparent electrode and large area transparent electrode manufactured using the method |
| CN109390104B (en) * | 2017-08-10 | 2021-05-28 | 蔚山科学技术院 | Transparent electrode having high transmittance and low resistance characteristics and method for manufacturing same |
| KR20190017165A (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-20 | 울산과학기술원 | Method of manufacturing transmittance electrode with high transparent and low resistance and transmittance electrode with high transparent and low resistance manufactured using the method |
| CN109390104A (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-26 | 蔚山科学技术院 | Transparent electrode and its manufacturing method with high-transmittance and low resistance characteristic |
| KR101955104B1 (en) * | 2017-08-10 | 2019-03-06 | 울산과학기술원 | Method of manufacturing transmittance electrode with high transparent and low resistance and transmittance electrode with high transparent and low resistance manufactured using the method |
| KR102029343B1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-10-07 | 울산과학기술원 | Metal network transparent electrode having enhanced invisibility, method of manufacturing the same |
| KR20200024504A (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-09 | 울산과학기술원 | Room temperature operable gas sensor using hollow nanofibers and fabrication method thereof |
| KR102127428B1 (en) | 2018-08-28 | 2020-06-26 | 울산과학기술원 | Transparent gas sensor comprising free-standing nanofibers and fabrication method thereof |
| KR102126282B1 (en) | 2018-08-28 | 2020-07-08 | 울산과학기술원 | Room temperature operable gas sensor using hollow nanofibers and fabrication method thereof |
| KR20200024503A (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-09 | 울산과학기술원 | Transparent gas sensor comprising free-standing nanofibers and fabrication method thereof |
| KR20200083290A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 한양대학교 산학협력단 | Manufacturing method for electrode BASED ON THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE |
| KR102318110B1 (en) | 2018-12-28 | 2021-10-28 | 한양대학교 산학협력단 | Manufacturing method for electrode BASED ON THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE |
| KR20210035385A (en) | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 김효성 | method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning and transparent electrode manufactured by the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015088085A1 (en) | 2015-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101514325B1 (en) | Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method | |
| KR101513148B1 (en) | Method of manufacturing a transparent electrode using electro spinning method and transparent electrode manufactured by the same | |
| KR101689740B1 (en) | Electro-spinning apparatus using drum collector and method of manufacturing a transparent electrode using the same | |
| CN101567230B (en) | Preparation method of transparent conductive thin film | |
| Fuh et al. | Pattern transfer of aligned metal nano/microwires as flexible transparent electrodes using an electrospun nanofiber template | |
| Cao et al. | Ultra‐robust stretchable electrode for e‐skin: in situ assembly using a nanofiber scaffold and liquid metal to mimic water‐to‐net interaction | |
| CN104011804B (en) | Transparent conductive electrode with fused metal nano wire, their structure design and its manufacturing method | |
| KR101701603B1 (en) | Electro-spinning apparatus and method of manufacturing a transparent electrode using the same | |
| KR102543984B1 (en) | Conductors, making method of the same, and electronic devices including the same | |
| CN109935423B (en) | Flexible transparent conductive film with hierarchical structure and preparation method thereof | |
| KR101676760B1 (en) | Electro-spinning apparatus using electric field and method of manufacturing a transparent electrode using the same | |
| KR100902561B1 (en) | Method for manufacturing transparent electrode | |
| US9496062B2 (en) | Method of making merged junction in metal nanowires | |
| KR101851641B1 (en) | A apparatus for manufacturing the film having nano-structure including nano/micro fiber network formed by electrospinning and a method for manufacturing the film having nano-structure including nano/micro fiber network formed by electrospinning | |
| US20210016349A1 (en) | Scalable electrically conductive nanowires bundle-ring-network for deformable transparent conductor | |
| JP2014511551A (en) | Method for tuning the work function of transparent conductors based on metal nanostructures | |
| KR101675201B1 (en) | Preparing method of transparent electrode having silver nanowires using support | |
| KR101701601B1 (en) | Electro-spinning apparatus using magnetic field and method of manufacturing a transparent electrode using the same | |
| CN107799623A (en) | A kind of ultraviolet light detector fabric and preparation method based on nanometic zinc oxide rod array/nano silver wire/graphene sandwich construction | |
| KR101364531B1 (en) | Transparent electrode having nano material layer and method of manufacturing the same | |
| KR101955104B1 (en) | Method of manufacturing transmittance electrode with high transparent and low resistance and transmittance electrode with high transparent and low resistance manufactured using the method | |
| KR101914382B1 (en) | Method for manufacturing metal nanowire pattern, metal nanowire electrode using the same | |
| KR20160028554A (en) | Nanowire touch sensor and manufacturing method thereof | |
| US9847211B2 (en) | Conductive film and method of making same | |
| KR20160121654A (en) | Electro-spinning apparatus using electric field and method of manufacturing a transparent electrode using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180413 Year of fee payment: 4 |