KR101856214B1 - 전도성 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

전도성 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그래파이트를 이용하여 제조한 그래핀 시트를 구형의 쉘 구조로 포함하는 전도성 필름 및 이를 제조하는 방법에 대한 것으로, 본 발명에 따른 전도성 필름은 제조가 용이하고 저렴하면서도 유연성 및 전도성이 우수한 효과를 제공한다.

Description

전도성 필름 및 그 제조방법{CONDUCTING FILM AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 전도성 필름 및 그 제조방법에 대한 것이다.
최근 투명 전극을 제조하는 방법으로 이차원(two-dimensional) 및/또는 삼차원(three-dimensional)의 콜로이드 결정(colloidal crystal template)를 사용하여 탄소 나노튜브(CNT) 네트워크(network)를 형성하는 방법이 이용되고 있으며, 이는 높은 투과율과 낮은 면저항을 갖도록 하는 기술로서 알려지면서 떠오르는 기술 중 하나로 각광받고 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 실리카 콜로이드 현탁액(colloidal suspension)과 아크방전(arc-discharge)으로 합성된 SWNT(single-wall nanotube)를 폴리치오펜(polythiophene)을 분산시킨 용액에 혼합한다. 이를 PET와 같은 재질의 기판(substrate)에 미세대류조립법을 이용하여 콜로이드/CNT 네트워크를 형성시킨 후에 HF 용액으로 실리카 입자를 제거하여 유연하고 투명한 전극을 만들게 된다.
이와 같이 제조된 투명전극은 90% 이상의 높은 투과율과 약 3 ~ 6kΩ 정도의 낮은 면저항을 갖을 수 있으며, 이와 같은 기술이 가능하였던 이유는 모세관 현상(capillary action)과 CNT의 높은 유연성으로 인하여 대부분의 CNT가 실리카 콜로이드 입자의 주위를 휘면서 안착되기 때문이다. 즉, 상기 미세대류조립법은 고분자 및 실리카 콜로이드 입자가 분산된 용액 속에 용액과 친화성이 있는 상기 PET 재질과 같은 기판을 수직으로 놓아두게 되면, 용액이 기판 표면에서 계면장력에 의해 왜곡이 되고, 이 왜곡된 면에 콜로이드 입자들이 정렬이 되어, 용매가 완전히 증발될 때 결정이 기판 위에 형성되는 원리를 이용한 것이다.
이 방법은 비교적 넓은 면적에 균일한 이차원 및/또는 삼차원 콜로이드 결정을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 입자의 표면을 고루 감싸지 못한다는 단점이 있고, 점접촉(point contact)가 일어나 전도성 향상에 한계가 있으며, 사용 가능한 입자의 크기에 제한이 있고 비교적 많은 시간을 필요로 한다는 점 등으로 인하여 미세대류조립법을 사용하여 상업화하는 것이 매우 어려웠다.
또한, CNT(Carbon NanoTube)의 경우도 SWCNT(single - wall nanotube)만을 선별하여 제조할 경우 제조 단가가 매우 높아지고, MWCNT(Multi - wall nanotube)를 사용할 경우, 전도도가 낮은 단점을 갖고있어 전도성 향상에 한계가 있으므로 가격이 저렴하면서도 유연하고, 우수한 전기 전도도를 갖는 새로운 전기전도성 필름에 대한 연구가 요청되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명에서는 저렴하고 제조가 용이하며, 유연성이 우수하고 전도성이 향상된 전기 전도성 필름을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 전기 전도성 필름을 제조하는 방법을 제공한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구형의 쉘 구조로 이루어진 그래핀(graphene)을 포함하는 전도성 투명필름을 제공한다.
본 발명은 또한, 박리법을 이용하여 그래파이트(graphite)로부터 그래핀(grapheme)을 제조하는 단계;
모노머와 (메타)크릴라토에틸트리에틸암모니움클로라이드 (methacrylatoethyl trimethyl ammonium chloride; MATMAC)를 이용한 고분자 비드를 제조하는 단계;
상기 그래핀과 고분자 비드를 수용액 상에서 혼합하여 전도성 입자를 제조하는 단계;
상기 전도성 입자를 기판 위에 코팅하는 단계;
전도성 입자가 코팅된 기판을 소성하여 전도성 입자 내부의 고분자 비드를 제거하는 단계; 및
상기 기판 위에 PVA(poly vinyl alcohol) 용액을 건조시킨 후, 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 전도성 필름의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 박리법은, 그래파이트(graphite)를 황산(H2SO4)에 첨가하여 층간 반데르발스(Van der waals force) 결합을 약화시킨 후, 과망간산칼륨(KMnO4)과 과산화수소(H2O2)를 이용하여 산화시키고, 음파처리(Ultra sonication)를 통해 그래파이트를 층별로 분리하여 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 제조한 후, 암모니아와 히드라진을 이용하여 그래핀 옥사이드를 환원시켜 그래핀(Graphene)을 제조하는 것임을 특징으로 한다.
또한, 상기 고분자 비드를 제조하는 단계는, 계면활성제, 가교제, 개시제 및 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 모노머는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리알파메틸스티렌 폴리페닐메타크릴레이트, 폴리디페닐메틸메타그릴레이트, 폴리시클로헥실메타그릴레이트, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 계면활성제는 폴리비닐필롤리돈(Polyvinylpyrrolidone; PVP), 폴리비닐아세테이트, 히드록시프로필-셀룰로즈 부틸 아크릴레이트 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가교제는 사용된 단량체와 같은 스티렌계 단량체, 아크릴계 단량체, 메타크릴계 단량체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 개시제 포타슘퍼설페이트, 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트 등의 퍼설페이트계 개시제, 과산화수소, 라우릴퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드계 개시제, 아조비스이소부티로나이트릴(AIBN), 아조비스포름아마이드 등의 아조계 개시제로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 용매는 톨루엔과 이소프로필알콜을 이용하는 것을 특징으로 하며,
상기 기판은 유리 기판, 실리콘 기판, 알루미늄 기판, 실리카 기판, 금 기판, 폴리스티렌 기판, 폴리에스터 기판, 폴리다이메틸실록산(PDMS) 기판 중에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
또한, 상기 그래핀과 고분자 비드를 수용액 상에서 혼합하여 전도성 입자를 제조하는 단계 이 후에, 원심분리를 통하여 입자에 붙지 않고 남아있는 그래핀을 제거하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 전기 전도성 필름 및 그 제조방법은 사용 가능한 입자크기에 제한이 없고, 비교적 빠른 시간에 제조가 가능하면서도, 저렴하고 유연성이 뛰어나며 전기 전도성이 우수한 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 투명전극을 제조하는 방법에 대한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 전도성 필름을 제조하는 방법에 대한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 전도성 필름의 SEM 사진.
본 발명에 따른 전기 전도성 투명 필름은 구형의 쉘 구조로 이루어진 그래핀(graphene)을 포함하는 전도성 필름인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 전도성 필름은 CNT(Carbon Nanotube)에 비해 표면적이 훨씬 큰 전도성 재료인 그래핀을 포함함으로서 우수한 전도성을 갖으며 유연성을 향상시킬 수 있다.
상기 그래핀은 일반적으로 사용되는 그래파이트를 박리법(Exfoliation)으로 제조한 것으로, 우수한 전도성을 발현하도록 하면서 저렴하게 제조할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 박리법(Exfoliation)을 이용한 그래핀 시트 및 이를 포함하는 전도성 입자의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 전도성 입자는 그래핀 시트와 나노 고분자 비드를 각각 제조한 후, 이들을 수용액 상에서 혼합하여 이온성 결합에 의해 제조할 수 있다.
상기 나노 그래핀 시트는, 먼저 그래파이트(101)를 황산(H2SO4)에 첨가(102)하여 그래파이트의 반데르발스 결합을 약화시킨 후, 과망간산칼륨(KMnO4)를 이용하여 산화시키고(103), 과산화수소(H2O2)를 이용하여 그래파이트를 층별로 분리(104)함으로써 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 제조(105)한 후, 암모니아와 히드라진을 이용하여 그래핀 옥사이드를 환원(106)시켜 그래핀을 제조(100)할 수 있다.
이때, 상기 황산(H2SO4)은 그래파이트의 함량에 대해 50 : 1의 중량비율로 첨가하여 나노 그래파이트의 각 원소들 간의 반데르 발스 결합이 약화 되도록 한다. 이러한 그래파이트의 결합력 약화 단계는 약 1 내지 24시간 동안 행하여 상기 그래파이트의 결합력을 충분히 완화시킬 수 있다.
이후, 상기 단계에 의하여 결합력이 약해진 그래파이트에 과망간산칼륨을 충분히 적하하여 산화시킨다. 과망간산칼륨은 그래파이트의 함량에 대해 3배 내지 4배 가량 첨가함이 그래파이트를 완전히 산화시킬 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 박리법(Exfoliation)은 이후, 상기 단계의 결과물에 다시 과산화수소를 적하함으로써 상기 그래파이트가 층별로 분리되어 그래파이트 옥사이드(Graphite Oxide)가 형성되도록 한다. 상기 과산화수소는 그래파이트의 함량에 대해 15:1의 중량비율로 첨가하여 그래파이트 구조 층이 완전히 분리될 수 있도록 할 수 있다.
이 후, 상기 그래파이트 옥사이드를 암모니아와 히드라진이 혼합된 용액에 담가 환원시킴으로써 그래핀 시트를 제조한다.
한편, 상기 고분자 비드는 본 발명의 일 구현예에서 하기와 같은 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
먼저, 상기 고분자 비드를 제조하기 위하여 예를 들면, 톨루엔과 이소프로필알콜(Isopropylalcohol; IPA)로 이루어진 유기 용제에 계면활성제를 넣고 약 7 시간 내지 10시간 동안 반응시켜 용액을 제조한다.
상기 유기 용제는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것이라도 제한 없이 사용할 수 있으며, 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.
유기 용제의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디프로필렌글리콜n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 트리프로필렌글리콜n-부틸에테르, 프로필렌글리콜페닐에테르 등의 알킬렌글리콜알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에틸아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 이들 용제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한 상기 계면활성제는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있으며, 구체적인 예로는 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 계면 활성제의 구체적인 예로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등을 들 수 있으며, 시판되는 상품으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜제조), 폴리플로우(POLYFLOW, 교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP, 토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC, 다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad, 스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahiguard, 아사히 글라스㈜ 제조), 서플론(Surflon, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE, 제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 이용할 수 있다.
이 후, 도전성 재료의 제조에 이용되는 모노머(201) 및 상기 모노머와 반응 가능한 모노머(202)를 가교제 및 개시제와 함께 상기 용액에 함께 투입하여 분산 중합하여 양이온성의 고분자 비드를 제조한다.
이때 상기 모노머의 종류는 특별히 제한하지 않으며, 상기한 바와 같이 종래 도전성 재료에 고분자 수지로 이용되던 물질들의 모노머를 모두 이용하여 제조할 수 있으며, 예를 들면 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리알파메틸스티렌 폴리페닐메타크릴레이트, 폴리디페닐메틸메타그릴레이트, 폴리시클로헥실메타그릴레이트, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 폴리스티렌을 이용할 수 있다.
한편, 상기 모노머와 반응 가능한 모노머(202)로서는 폴리에틸렌글라이콜 메틸 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜메틸이써메타아크릴레이트, 폴리에틸리렌 글라이콜 메타아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜 메타아크릴레이트, 폴리프로필렌 글라이콜 디메타아크릴레이트, 메타아크릴록시에틸트리메틸암모늄클로라이드 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 MATMAC일 수 있다.
이때, 모노머 및 상기 모노머와 반응 가능한 모노머는 중량비가 7 대 1 내지는 10 대 1이 되는 범위 내에서 혼합하고, 톨루엔 및 IPA 용제 하에서 반응시킴으로써 양이온성을 띄는 입자를 만들어 준다.
이때, 상기 고분자 비드는 입자의 크기가 0.01 ~ 10 ㎛일 수 있다.
상기 과정에 의하여 제조된 고분자 비드를 그래핀이 분산된 용매에 첨가한 후 vortex 교반기를 이용하여 100rpm의 교반 속도로 24시간 동안 교반하여 이온 결합에 의해 고분자 비드의 표면에 그래핀 시트가 코팅될 수 있도록 한다.
이때, 상기 그래핀 시트와 고분자 비드는 1 대 7 내지 1 대 15의 함량비로 혼합시키도록 하며, 바람직하게는 1 대 10의 중량비로 혼합되도록 할 수 있다.
상기 그래핀 시트는 음이온성을 띄게 되고, 고분자 비드는 양이온성을 띄므로 상기와 같은 교반 과정에 의하여, 이들은 서로의 극성으로 인하여 상기 나노 그래핀 시트가 상기 고분자 나노 비드의 표면에 이온성 결합을 하여 얇은 층을 형성하게 되는 것이다.
전도성 입자는 표면에 얇게 존재하는 그래핀 시트로 인하여 도전성이 크게 우수하여 전기 전도도가 우수하다.
이와 같은 과정을 진행한 후, 바람직하게는 원심분리를 통하여 상기 고분자 비드 표면에 붙지 않고 남은 그래핀을 제거하는 단계를 더 수행함으로써 전도성 입자를 제공할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통하여 제조된 전도성 입자를 이용하여 이 후, 전도성의 유연한 필름을 제조하도록 한다.
즉, 기판을 핫 플레이트와 같은 열 전달 장치 위에 위치시킨 후, 기판 위에 상기 전도성 입자를 코팅한다.
상기 기판은 유리 기판, 실리콘 기판, 알루미늄 기판, 실리카 기판, 금 기판, 폴리스티렌 기판, 폴리에스터 기판, 폴리다이메틸실록산(PDMS) 기판 중에서 선택된 어느 하나 일 수 있다.
이때 코팅방법은 공지의 다양한 방법을 통하여 수행할 수 있으며, 본 발명의 일 구현예에 따라 스프레이 코팅을 이용할 수 있다.
기판 위에 코팅되는 전도성 입자층의 두께는 3㎛ ~ 10㎛로 하는 것이 바람직하다. 이는 상기 범위 내에서 입자 사이즈를 고려했을 때, 충분히 packing이 잘 일어나며 전기가 흐를 수 있는 path가 만들어지기 때문이다.
스프레이 코팅을 통해 기판 위에 전도성 입자를 코팅한 후에는 소성을 통하여 전도성 입자 내부의 고분자 비드 부분을 제거하는 단계를 수행한다.
이와 같은 방법에 의하여 상기 전도성 입자는 구형의 쉘 구조의 그래핀만 남게 된다.
상기와 같은 구조의 그래핀을 포함함으로써 전도성이 뛰어나며 투명한 특징을 갖는 그래핀에 의하여 본 발명에 따른 필름은 보다 유연하면서도 전도성이 우수한 필름의 제공이 가능하다.
상기 소성을 통한 고분자 비드의 제거 단계 이후에는 기판 위에 PVA 용액을 부어 일정 시간, 바람직하게는 약 1 ~ 5 시간 동안 상온에서 방치한 후, 필름을 제조하고, 이후, 기판과 필름을 떼어냄으로써 유연하고 전도성이 우수한 필름을 제공한다.
이때, 상기 PVA의 양은 전체 필름의 중량을 기준으로 10wt% 내지 30wt% 로 포함될 수 있도록 함이 바람직하다. 10wt% 미만으로 포함되는 경우에는 상기 전도성 필름의 강도 및 유연성에 문제가 있을 수 있으며, 반대로 30wt%를 초과하여 포함되는 경우에는 그래핀의 함량 저하로 도전성이 약화되는 문제가 있을 수 있다.
이하, 본원발명에 따른 도전성 잉크에 대한 바람직한 일 실시예을 기재하여 본원발명에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
실시예
박리법에 의한 그래핀 시트의 제조
그라파이트를 분쇄기로 1시간 내지 90분 분쇄한 후, 황산(H2SO4)과 1:50의 중량비율로 1 내지 24시간 동안 섞어준 후 과망간산칼륨(KMnO4)을 넣어 산화시킨 후 30 내지 120℃에서 증류수를 투입하여 1 내지 24시간 반응시켰다. 그 후 과산화수소(H2O2) 수용액을 투입하여 산화 그라파이트를 수득하고, 염산(HCl)과 증류수로 원심분리를 이용해 세척한 후 1 내지 24시간 초음파 처리하여 분산 시켰다. 이를 30 내지 120℃ 반응조에서 히드라진(N2H2)과 암모니아 (NH3)가 1:7의 중량 비율로 혼합된 용액에 넣어 그라펜으로 환원시켜 그래핀 시트를 준비한다.
고분자 비드의 제조
유기 용제로서 톨루엔과 이소프로필알콜을 1 대 30으로 혼합하고 계면활성제로서 폴리비닐피롤리돈을 2 ~ 5wt% 혼합하여 1 시간 동안 교반함으로써 용액을 제조한다.
이후, 스티렌과 MATMAC을 각각 30wt%, 1wt% 투입하고 가교제로서 DVB 0.2wt%, AIBN 0.5wt%를 상기 용액에 투입하고 분산 중합하여 양이온성을 띄는 고분자 비드를 제조하였다.
전도성 입자의 제조
상기 단계에 의해 제조된 고분자 비드를 그래핀 시트가 분산된 용매에 첨가한 후 vortex 교반기를 이용하여 100rpm의 교반속도로 24시간 동안 적층을 수행하여 전도성 입자를 제조하였다.
이후, 원심 분리기를 통하여 전도성 입자에 붙지 않고 남은 그래핀은 제거하였다.
전도성 필름의 제조
핫 플레이트 위에 유리 기판(10cm X 10cm)을 놓고, 상기 유리 기판 표면에 스프레이 코팅법을 이용하여 전도성 입자를 코팅하였다. 이때 코팅두께는 입자의 사이즈에 따라 3~10㎛가 되도록 하였다.
유리 기판 위에 전도성 입자를 코팅한 후에는 질소 분위기의 챔버에서 500℃의 소성온도로 4시간 동안 소성하는 과정을 통하여 전도성 입자 내부의 고분자 물질을 모두 제거하였다.
소성 과정을 거친 기판 위에 10 wt%로 PVA 용액을 붓고 건조시킨 후에 기판으로부터 분리함으로써 유연하고 전도성이 높은 전도성 필름을 제조하였다.
비교예
도 1의 미세대류조립법을 통하여 CNT 네트워크를 갖는 필름을 제조하였다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 표면의 단면 사진을 촬영하여 도 3에 기재하였다.
또한, 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전도성 필름의 면저항 및 투과율을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
이때, 면 저항은 4 point probe Meter 저항 측정기로 저항값을 측정하였으며, 투과율은(Haze meter)를 이용하여 측정하였다.
항목 실시예 비교예
면저항(Ω/sq) 1,000 1,500
투과율(%) 85 80

Claims (11)

  1. PVA층; 및
    상기 PVA층 상에 구형의 쉘 구조로 이루어진 그래핀(graphene)을 포함하고 3㎛~10㎛의 두께를 갖는 전도성 입자층;을 포함하며,
    상기 구형의 쉘 구조로 이루어진 그래핀의 크기는 0.01㎛ 내지 10㎛이고,
    상기 PVA층의 PVA 양은 전체 필름의 중량을 기준으로 10wt% 내지 30 wt%이고,
    85% 이상의 투과율 및 1000 Ω/sq 이하의 면저항을 가지는, 전도성 투명필름.
  2. 박리법을 이용하여 그래파이트(graphite)로부터 음이온성 그래핀(grapheme)을 제조하는 단계;
    모노머와 (메타)크릴라토에틸트리에틸암모니움클로라이드 (methacrylatoethyl trimethyl ammonium chloride; MATMAC)를 이용하여 양이온성 고분자 비드를 제조하는 단계;
    상기 그래핀과 상기 양이온성 고분자 비드를 수용액 상에서 혼합하여 전도성 입자를 제조하는 단계;
    상기 전도성 입자를 기판 위에 코팅하는 단계;
    상기 전도성 입자가 코팅된 기판을 소성하여 상기 전도성 입자 내부의 상기 양이온성 고분자 비드를 제거하고 쉘 구조의 그래핀을 수득하는 단계;
    상기 기판 위에 PVA(poly vinyl alcohol) 용액을 도포하는 단계; 및
    상기 PVA(poly vinyl alcohol) 용액을 건조하여 형성된 필름을 기판으로부터 분리하는 단계;를 포함하고,
    상기 양이온성 고분자 비드를 제조하는 단계에서, 상기 양이온성 고분자 비드는 0.01㎛ 내지 10㎛의 입자 크기를 가지고,
    상기 전도성 입자를 제조하는 단계에서, 상기 그래핀과 상기 양이온성 고분자 비드는 1:10의 중량비로 혼합되고,
    상기 양이온성 고분자 비드를 제거하고 쉘 구조의 그래핀을 수득하는 단계에서, 상기 그래핀은 0.01㎛ 내지 10㎛ 크기를 가지고,
    상기 PVA(poly vinyl alcohol) 용액을 도포하는 단계에서, 상기 PVA는 상기 형성된 필름의 전체 중량을 기준으로 10 wt% 내지 30 wt%만큼 포함되는, 전도성 투명 필름의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 박리법은, 그래파이트(graphite)를 황산(H2SO4)에 첨가하여 층간 반데르발스(Van der waals force) 결합을 약화시킨 후,
    과망간산칼륨(KMnO4)과 과산화수소(H2O2)를 이용하여 산화시키고,
    음파처리(Ultra sonication)를 통해 그래파이트를 층별로 분리하여 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 제조한 후,
    암모니아와 히드라진을 이용하여 그래핀 옥사이드를 환원시켜 그래핀(Graphene)을 제조하는 것임을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 양이온성 고분자 비드를 제조하는 단계는,
    계면활성제, 가교제, 개시제 및 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 모노머는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리알파메틸스티렌 폴리페닐메타크릴레이트, 폴리디페닐메틸메타그릴레이트, 폴리시클로헥실메타그릴레이트, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 계면활성제는 폴리비닐필롤리돈(Polyvinylpyrrolidone; PVP), 폴리비닐아세테이트, 히드록시프로필-셀룰로즈 부틸 아크릴레이트 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가교제는 사용된 단량체와 같은 스티렌계 단량체, 아크릴계 단량체, 메타크릴계 단량체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 개시제는 포타슘퍼설페이트, 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트 등의 퍼설페이트계 개시제, 과산화수소, 라우릴퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드계 개시제, 아조비스이소부티로나이트릴(AIBN), 아조비스포름아마이드 등의 아조계 개시제로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 용매는 톨루엔과 이소프로필알콜을 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  10. 제 2 항에 있어서
    상기 기판은 유리 기판, 실리콘 기판, 알루미늄 기판, 실리카 기판, 금 기판, 폴리스티렌 기판, 폴리에스터 기판, 폴리다이메틸실록산(PDMS) 기판 중에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 그래핀과 상기 양이온성 고분자 비드를 수용액 상에서 혼합하여 전도성 입자를 제조하는 단계 이 후에, 원심분리를 통하여 입자에 붙지 않고 남아있는 그래핀을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 투명 필름의 제조방법.
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