KR20110128584A - Transparent conductor comprising nanowire and method for preparation thereof - Google Patents

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KR20110128584A
KR20110128584A KR1020100048107A KR20100048107A KR20110128584A KR 20110128584 A KR20110128584 A KR 20110128584A KR 1020100048107 A KR1020100048107 A KR 1020100048107A KR 20100048107 A KR20100048107 A KR 20100048107A KR 20110128584 A KR20110128584 A KR 20110128584A
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지성대
유상현
이남희
이정환
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웅진케미칼 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A transparent conductor and a manufacturing method thereof are provided to enable users to economically obtain the transparent conductor, and to usefully apply the transparent conductor for an electric device. CONSTITUTION: A transparent conductor comprises a substrate(10), and a transparent conductive coating layer(20) containing silver nanowire and a binder resin. The transparent conductive coating layer is located on one side of the substrate. The viscosity of the binder resin is 100-100,000cps at room temperature, and 10-5,000cps at 90-150 deg C.

Description

나노와이어를 포함하는 투명 도전체 및 이의 제조방법{TRANSPARENT CONDUCTOR COMPRISING NANOWIRE AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}Transparent conductor containing nanowires and a method for manufacturing the same {TRANSPARENT CONDUCTOR COMPRISING NANOWIRE AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}

본 발명은 투명 도전체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 나노와이어를 포함함으로써 전기적, 광학적, 기계적 특성 등이 우수한 투명 도전체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent conductor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a transparent conductor and a method for manufacturing the same having excellent electrical, optical and mechanical properties by including nanowires.

투명 도전체는 고투과율 절연 표면 또는 기판 상에 코팅된 얇은 도전막을 말한다. 투명 도전체는 적절한 광학적 투명성을 유지하면서 표면 도전성을 갖도록 제조될 수 있다. 그러한 표면 도전 투명 도전체는 평판 액정 표시 장치(flat liquid crystal display), 터치 패널(touch panel), 전자 발광 장치(electroluminescent device), 박막 광전지(thin film photovoltaic cell) 등에서 투명 전극들로서 널리 사용되고, 대전 방치층 및 전자기파 차폐층으로 널리 사용되고 있다.Transparent conductor refers to a thin conductive film coated on a high transmittance insulating surface or substrate. The transparent conductor can be made to have surface conductivity while maintaining proper optical transparency. Such surface conducting transparent conductors are widely used as transparent electrodes in flat liquid crystal displays, touch panels, electroluminescent devices, thin film photovoltaic cells, etc. It is widely used as a layer and an electromagnetic shielding layer.

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)과 같은 진공 증착 금속 산화물(vacuum deposited metal oxide)은 글래스(glass)와 중합체 막(polymeric film)과 같은 유전체 표면들에 대해 광학적 투명성 및 전기적 도전성을 제공하기 위한 산업 표준 물질이다. 그러나, 금속 산화막은 약하고 휨이나 다른 물리적인 스트레스들에 의해 손상되기 쉽다. 또한, 이들은 높은 도전성 수준들을 달성하기 위해 높은 증착온도 및/또는 높은 어닐링(annealing) 온도를 요한다. 플라스틱 및 유기 기판들, 예를 들어 폴리카보네이트와 같이 습기를 흡착하기 쉬운 기판들에게 급속 산화막의 접착력이 또한 문제될 수 있다. 따라서, 플렉서블(flexible) 기판 상에 금속 산화막을 적용하는 것은 매우 제한된다. 또한, 진공 증착은 비용이 많이 드는 공정이고 특수한 장비를 요구한다. 더구나, 진공 증착 공정은 패턴 및 회로를 형성하는데 있어서 도움이 되지 않으며, 이는 전형적으로 포토리소그래피와 같이 비용이 많이 드는 패터닝 공정들로 귀결된다.Currently, vacuum deposited metal oxides such as indium tin oxide (ITO) provide optical transparency and electrical conductivity to dielectric surfaces such as glass and polymeric films. Industry standard material. However, the metal oxide film is weak and easily damaged by warpage or other physical stresses. In addition, they require high deposition temperatures and / or high annealing temperatures to achieve high conductivity levels. The adhesion of the rapid oxide film can also be a problem for plastic and organic substrates, for example substrates that are susceptible to moisture, such as polycarbonate. Therefore, the application of the metal oxide film on the flexible substrate is very limited. In addition, vacuum deposition is an expensive process and requires special equipment. Moreover, vacuum deposition processes do not help in forming patterns and circuits, which typically results in costly patterning processes such as photolithography.

또한, 도전성 중합체는 광학적으로 투명한 전기적 도전체로서 사용되어 왔다. 그러나, 이들은 일반적으로 금속 산화막에 비해 낮은 전도율 값과 높은 광흡수성을 가지며, 화학적 및 장기적 안정성이 부족하다.In addition, conductive polymers have been used as optically transparent electrical conductors. However, they generally have lower conductivity values and higher light absorption than metal oxide films, and lack chemical and long term stability.

따라서, 저비용, 고처리율 공정으로 제조될 수 있고, 적절한 전기적, 광학적, 기계적 특성 등을 갖는 투명 도전체를 제조하는 연구가 필요하다.Therefore, there is a need for research to manufacture a transparent conductor that can be manufactured in a low cost, high throughput process, and has appropriate electrical, optical, and mechanical properties.

한편, 최근 나노 크기의 입자에 대한 관심이 증대되면서 나노 크기의 금속 물질에 대한 제조 및 응용 분야 연구가 활발히 진행되고 있다. 나노 입자는 같은 화학적 조성을 갖는 벌크상의 재료들과 비교하여 독특한 전기적, 자기적, 광학적, 기계적 성질들을 나타내기 때문에 전자재료, 센서, 흡착제, 크로마토그래피의 충진제, 촉매 담체 등 광범위한 분야에서 응용되고 있다. 특히, 그 중에서도 일차원적 구조(rods, wires, tubes, belts)를 가진 여러 금속 물질들은 나노 크기의 장치를 이루는데 중요한 역할을 할 것이라 기대되고 있다. 이러한 기대는 일차원적 구조를 지닌 물질들이 가지는 특별한 전기적, 기계적 물성에 기인하고, 일반적으로 나노 크기 금속 물질의 물성은 그것들의 크기와 구조에 따라 변화된다. 필요한 물성을 얻기 위한 방법은 나노 크기 물질의 형태를 어떻게 조절하는가에 따라 달라지며, 따라서 형태조절의 중요성이 부각되고 있는 상황이다. 나노와이어는 최근 일차원 구조를 가진 물질 중 그것들의 제조와 특성 평과에 관한 연구들이 활발히 수행되고 있다.Meanwhile, as interest in nano-sized particles has recently increased, research into manufacturing and application fields for nano-sized metal materials has been actively conducted. Nanoparticles have unique electrical, magnetic, optical, and mechanical properties compared to bulk materials with the same chemical composition, so they are used in a wide range of fields such as electronic materials, sensors, adsorbents, chromatography fillers, and catalyst carriers. In particular, many metal materials with one-dimensional structures (rods, wires, tubes, belts) are expected to play an important role in achieving nanoscale devices. This expectation is due to the special electrical and mechanical properties of materials with one-dimensional structures, and in general, the properties of nanoscale metal materials vary with their size and structure. The method of obtaining the required physical properties depends on how the shape of the nano-sized material is controlled, and thus the importance of shape control is emerging. In recent years, nanowires have been actively studied for their production and evaluation of properties among materials having a one-dimensional structure.

은(Ag)은 모든 금속 중에서 가장 높은 전기 및 열전도도를 가지는 특성으로 많은 관심과 연구가 진행되고 있다. 또한, 은은 상업적으로 응용분야가 넓고, 이러한 은의 일차원적 구조로의 변화는 높은 종횡비(aspect ratio)와 잘 정제된 결정면의 조절을 통해 여러 응용분야로의 확대가 기대되고 있는 바이다. 예를 들면, 은과 고분자의 혼합체에서 은 나노와이어가 혼재되었을 때 은 나노 입자가 혼재되어 있을 때보다 현저하게 낮은 전기적 부하가 발생된다.Silver (Ag) has the highest electrical and thermal conductivity among all metals, and much attention and research is being conducted. In addition, silver has a wide range of applications commercially, and the change of silver into one-dimensional structure is expected to be extended to various applications through high aspect ratio and control of well-refined crystal planes. For example, when silver nanowires are mixed in a mixture of silver and a polymer, a significantly lower electrical load is generated than when silver nanoparticles are mixed.

대부분의 연구에서는 반도체로서부터 유전체까지의 쓰임을 위해서 와이어를 제조하고 있다. 이러한 와이어들은 대부분 전기적 또는 전기화학적 방법을 포함한 주형(template)을 이용하여 제조하고 있고, 세공막(macroporous membranes), 메조포러스 물질(mesoporous materials), 탄소 나노튜브(carbon nanotubes), DNA 체인(DNA chain), 블록공중합체(block copolymer) 등이 와이어 성장을 위한 주형으로 이용되고 있다. 그러나, 이러한 주형을 이용한 방법은 최종 결과물인 와이어의 형상을 조절하기는 쉬우나, 주형의 이용은 주형의 제조와 와이어 형성, 주형의 제거 등 다단계 제조공정과 주형 이용의 제한성으로 대량생산에 적합하지 않아 상업적으로 의미 있는 생산성 확보를 위해서는 개선해야 할 과제가 많이 남아있다.Most studies produce wires for use from semiconductors to dielectrics. Most of these wires are manufactured using templates, including electrical or electrochemical methods, and include macroporous membranes, mesoporous materials, carbon nanotubes, and DNA chains. ), Block copolymers (block copolymer), etc. are used as a template for the growth of wire. However, the method using the mold is easy to control the shape of the final result wire, but the use of the mold is not suitable for mass production due to the multi-step manufacturing process such as the manufacture of the mold, the formation of the wire, and the removal of the mold. There are many challenges to improving to gain commercially meaningful productivity.

본 발명은, 저비용, 고처리율 공정으로 제조될 수 있고, 전기적, 광학적, 기계적 특성 등이 우수하고 부착력이 우수한 투명 도전체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention, which can be produced in a low cost, high throughput process, is to provide a transparent conductor excellent in electrical, optical, mechanical properties and the like and excellent adhesion, and a method of manufacturing the same.

이에, 본 발명은Thus, the present invention

1) 기판, 및 2) 상기 기판의 어느 한 면에 구비되고, 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하는 투명전도성 코팅막을 포함하고,1) a substrate, and 2) a transparent conductive coating film provided on either side of the substrate, the transparent conductive film containing silver nanowires and a binder resin,

상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 것을 특징으로 하는 투명 도전체를 제공한다.The binder resin has a viscosity of 100 ~ 100,000cps at room temperature, and provides a transparent conductor, characterized in that 10 ~ 5,000cps at a temperature of 90 ~ 150 ℃.

또한, 본 발명은In addition,

1) 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하고, 상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 투명전도성 조성물을 준비하는 단계,1) preparing a transparent conductive composition comprising silver nanowires and a binder resin, the viscosity of the binder resin is 100 ~ 100,000cps at room temperature, 10 ~ 5,000cps at a temperature of 90 ~ 150 ℃,

2) 기판 상에 상기 투명전도성 조성물을 코팅하여 투명전도성 코팅막을 형성하는 단계, 및2) coating the transparent conductive composition on a substrate to form a transparent conductive coating film, and

3) 상기 투명전도성 코팅막을 어닐링(annealing)하는 단계3) annealing the transparent conductive coating film

를 포함하는 투명 도전체의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a transparent conductor comprising a.

또한, 본 발명은 상기 투명 도전체를 포함하는 전자 소자를 제공한다.In addition, the present invention provides an electronic device comprising the transparent conductor.

본 발명에 따른 투명 도전체는, 저비용, 고처리율 공정으로 제조할 수 있고, 전기적, 광학적, 기계적 특성 등이 우수할 뿐만 아니라 부착력이 우수하여 전자 소자 등에 유용하게 적용할 수 있다.The transparent conductor according to the present invention can be manufactured in a low cost, high throughput process, and excellent in electrical, optical, mechanical properties, and the like, and can be usefully applied to electronic devices and the like.

도 1은 본 발명에 따른 투명 도전체의 일구체예를 개략적으로 나타낸 도이다.
<도면의 주요부호의 설명>
10: 기판
20: 투명전도성 코팅막1 is a view schematically showing an embodiment of a transparent conductor according to the present invention.
<Description of Major Symbols in Drawing>
10: Substrate
20: transparent conductive coating film

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 투명 도전체의 일구체예는 1) 기판, 및 2) 상기 기판의 어느 한 면에 구비되고, 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하는 투명전도성 코팅막을 포함하고, 상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 것을 특징으로 한다.One embodiment of the transparent conductor according to the present invention comprises 1) a substrate, and 2) a transparent conductive coating film provided on either side of the substrate, comprising a silver nanowire and a binder resin, the viscosity of the binder resin Is 100 to 100,000cps at room temperature, and 10 to 5,000cps at a temperature of 90 ~ 150 ℃.

본 발명에 따른 투명 도전체에 있어서, 상기 1) 기판은 당 기술분야에 알려진 유리판, 플라스틱 필름 등을 이용할 수 있다.In the transparent conductor according to the present invention, the substrate 1 may be a glass plate, a plastic film, or the like known in the art.

본 발명에 따른 투명 도전체에 있어서, 상기 2) 투명전도성 코팅막의 은 나노와이어는 a) 금속 나노시드(nano seed)를 제조한 후, 정제하는 단계, 및 b) 상기 금속 나노시드와 폴리올 공정(polyol process)을 이용하여 은 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함하는 방법으로부터 제조될 수 있다.In the transparent conductor according to the present invention, the 2) silver nanowires of the transparent conductive coating film is a) preparing a metal nano seed (nano seed), then purifying, and b) the metal nano seed and polyol process ( It can be prepared from a method comprising the step of growing silver nanowires using a polyol process).

종래에는 금속 나노시드의 형성공정과 상기 금속 나노시드를 이용한 나노와이어의 제조공정을 하나의 반응기에서 연속적으로 수행하는 방법으로서 나노와이어를 제조하였다. 그러나, 이러한 방법은 금속 나노시드의 형성속도가 일정하지 않아서 금속 나노시드의 생성속도 및 크기의 균일도가 떨어지게 되고, 이에 따라 생성되는 나노와이어의 길이 및 두께 또한 균일하게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.Conventionally, a nanowire was manufactured as a method of continuously forming a metal nanoseed and a process of manufacturing a nanowire using the metal nanoseed in one reactor. However, this method has a problem that the formation rate of the metal nanoseed is not constant, thereby decreasing the uniformity of the generation rate and size of the metal nanoseed, and thus the length and thickness of the nanowires produced are not uniformly formed.

한편, 본 발명에 따른 은 나노와이어는 별도로 금속 나노시드를 제조 및 정제함으로써 금속 나노시드의 생성속도 및 크기의 균일도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 최종적으로 제조되는 은 나노와이어의 길이, 두께 등의 균일도 또한 향상시킬 수 있는 특징이 있다.On the other hand, the silver nanowires according to the present invention can improve the uniformity of the production rate and size of the metal nanoseeds by separately preparing and purifying the metal nanoseeds, and thus the length, thickness, etc. of the finally prepared silver nanowires There is also a feature that can improve the uniformity.

상기 a) 단계의 금속 나노시드는 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 팔라듐, 이리듐 등을 1종 이상 포함할 수 있다.The metal nanoseed in step a) may include at least one of gold, platinum, silver, copper, nickel, iron, aluminum, palladium, iridium, and the like.

상기 a) 단계의 금속 나노시드는 당 기술분야에 알려져 있는 결정핵생성(nucleation) 공정에 의하여 제조 및 정제될 수 있다. 보다 구체적으로 금속 나노시드는 금속염의 환원과정을 통하여 제조될 수 있고, 제조되는 금속 나노시드는 필터, 원심분리 등을 통하여 정제될 수 있다.The metal nanoseed of step a) may be prepared and purified by a nucleation process known in the art. More specifically, the metal nanoseed may be prepared through a reduction process of the metal salt, and the metal nanoseed may be purified through a filter, centrifugation, or the like.

상기 b) 단계의 은 나노와이어의 성장은 상기 금속 나노시드와 폴리올 공정을 이용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 폴리올 공정에서 금속염의 환원을 통한 나노 크기 입자의 형성은 다음과 같은 과정을 거치게 된다. 최초의 단계로 전구체 물질인 금속염이 액상 폴리올에서 용해되고, 용해된 염이 폴리올에 의해 환원되며, 용액으로부터 금속 입자의 핵생성과 성장과정을 통하여 나노 크기 입자들이 생성되게 된다. 상기 폴리올 공정의 대표적인 환원 반응식은 하기와 같다.The growth of the silver nanowires in step b) may be performed using the metal nanosides and the polyol process. In general, the formation of nano-sized particles through the reduction of metal salts in the polyol process is as follows. In the first step, the metal salt, the precursor material, is dissolved in the liquid polyol, the dissolved salt is reduced by the polyol, and nano-size particles are produced through nucleation and growth of the metal particles from the solution. Representative reduction scheme of the polyol process is as follows.

2(CH2OH-CH2OH) → 2CH3CHO + 2H2O2 (CH 2 OH-CH 2 OH) → 2CH 3 CHO + 2H 2 O

2CH3CHO + 금속염 → 2M + 2H+ + CH3-CO-CO-CH3 2CH 3 CHO + metal salt → 2M + 2H + + CH 3 -CO-CO-CH 3

상기 반응식은, 에틸렌글리골의 탈수소화 반응으로 우선 아세트알데하이드가 생성되고, 아세트알데하이드의 산화반응을 거쳐서 금속염을 치환하는 환원반응을 거쳐 디아세틸로 형성되는 과정을 나타낸 것이다.The above reaction scheme shows a process in which acetaldehyde is first generated by dehydrogenation of ethylene glycol, and then formed into diacetyl through a reduction reaction of substituting a metal salt through oxidation of acetaldehyde.

본 발명에 있어서, 상기 b) 단계의 폴리올 공정은 은을 포함하는 화합물과 폴리올을 이용하고, 은의 환원공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 은을 포함하는 화합물의 구체적인 예로는 질산은, 은 실리케이트 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 폴리올의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 2-에톡시에탄올 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the polyol process of step b) may be carried out by using a compound and a polyol containing silver, by a reduction process of silver. Specific examples of the compound containing silver include silver nitrate, but are not limited thereto. In addition, specific examples of the polyol may include ethylene glycol, diethylene glycol, 2-ethoxyethanol, and the like, but are not limited thereto.

상기 b) 단계에서, 은 나노와이어의 성장시 캡핑제(capping agent)를 추가로 투입할 수 있다. 상기 캡핑제는 분산 안정화 및 캡핑(capping) 효과를 나타낼 수 있는 물질로서, 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone, PVP), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리(메타)아크릴산(poly(meth)acrylic acid) 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 캡핑제에 의하여 폴리올 공정으로부터 생성되는 나노 입자들이 뭉치지 않고 안정하게 존재하게 되며, 환원공정을 촉지하는 역할 또한 하게 된다.In step b), a capping agent may be further added during the growth of the silver nanowires. The capping agent is a material that may exhibit dispersion stabilization and capping effects, and may include polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol, and poly (meth) acrylic acid. acid), but is not limited thereto. By the capping agent, the nanoparticles generated from the polyol process do not aggregate and stably exist, and also serve to promote the reduction process.

본 발명에 있어서, 상기 은 나노와이어는 선형(linear) 은 나노와이어, 브랜치드(branched) 은 나노와이어 등을 이용할 수 있다.In the present invention, the silver nanowires may use linear silver nanowires, branched silver nanowires, or the like.

본 발명에 따른 투명 전도체에 있어서, 상기 바인더 수지는 은 나노와이어와 기판 간의 부착력을 향상시키고, 와이어 간 접촉면에서의 계면저항을 낮추어줄 수 있다.In the transparent conductor according to the present invention, the binder resin may improve the adhesion between the silver nanowires and the substrate and lower the interface resistance at the contact surface between the wires.

종래의 투명전도성 코팅막의 제조시 사용되는 바인더 수지는 나노와이어 간의 계면저항을 심화시키게 되어, 투명전도성 코팅믹으로서의 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다. 특히, 은 나노와이어와 일반적인 고분자 간에는 표면에너지 차이가 매우 커서 기본적으로 계면이 불안정하게 되는 특성, 즉 은 나노와이어와 고분자가 쉽게 서로 혼합되지 않고, 분리되려는 경향을 보이게 된다. 또한, 상기 고분자의 대부분은 점도가 매우 높기 때문에 물리적으로 은 나오와이어와 고분자를 섞어놓은 경우에는 분리가 되지 않게 된다.The binder resin used in the manufacture of the conventional transparent conductive coating film has a problem in that the interface resistance between the nanowires is deepened and thus does not serve as a transparent conductive coating mix. In particular, the surface energy difference between the silver nanowire and the general polymer is very large, so that the interface is basically unstable, that is, the silver nanowire and the polymer do not easily mix with each other, and tend to be separated. In addition, since most of the polymers are very high in viscosity, they are not separated when the silver nanowire and the polymer are physically mixed.

그러나, 본 발명에 따른 투명전도성 코팅막은, 투명전도성 코팅막의 형성시에는 바인더 수지의 점도에 의하여 은 나노와이어와 바인더 수지 간의 계면이 유지되고, 투명전도성 코팅막의 형성 후에는 어닐링 공정을 통하여 바인더 수지의 점도가 낮아지면서 은 나노와이어와 바인더 수지 간의 계면 안정성이 낮아지게 되고, 이에 따라 은 나노와이어 간의 접촉 및 융착이 가능하게 된다. 따라서, 최종적인 은 나노와이어를 포함하는 투명전도성 코팅막의 전도도를 향상시킬 수 있다.However, in the transparent conductive coating film according to the present invention, the interface between the silver nanowires and the binder resin is maintained by the viscosity of the binder resin when the transparent conductive coating film is formed, and after the transparent conductive coating film is formed, the binder resin is subjected to annealing process. As the viscosity is lowered, the interfacial stability between the silver nanowires and the binder resin is lowered, thereby making contact and fusion between the silver nanowires possible. Therefore, it is possible to improve the conductivity of the transparent conductive coating film containing the final silver nanowires.

상기 바인더 수지는 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리실란, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 불소중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리노보넨, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 에폭시 수지 등을 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The binder resin is polyurethane, polyacrylic acid, polyacrylate, polysilane, polyester, polyvinyl chloride, polystyrene, polyolefin, fluoropolymer, polyamide, polyimide, polynorbornene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer And may include one or more epoxy resins, but is not limited thereto.

특히, 상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이고, 어닐링 온도인 90 ~ 150℃에서 10 ~ 5,000cps 인 것을 특징으로 한다.In particular, the viscosity of the binder resin is 100 ~ 100,000cps at room temperature, characterized in that the annealing temperature is 10 ~ 5,000cps at 90 ~ 150 ℃.

또한, 본 발명에 따른 투명 도전체의 제조방법은 1) 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하고, 상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 투명전도성 조성물을 준비하는 단계, 2) 기판 상에 상기 투명전도성 조성물을 코팅하여 투명전도성 코팅막을 형성하는 단계, 및 3) 상기 투명전도성 코팅막을 어닐링(annealing)하는 단계를 포함한다.In addition, the method for manufacturing a transparent conductor according to the present invention includes 1) silver nanowires and a binder resin, the viscosity of the binder resin is 100 ~ 100,000cps at room temperature, 10 ~ 5,000cps at a temperature of 90 ~ 150 ℃ Preparing a phosphorus transparent conductive composition, 2) coating the transparent conductive composition on a substrate to form a transparent conductive coating film, and 3) annealing the transparent conductive coating film.

본 발명에 따른 투명 도전체의 제조방법에 있어서, 상기 기판, 은 나노와이어, 바인더 수지 등에 대한 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the method for manufacturing a transparent conductor according to the present invention, since the details of the substrate, the silver nanowires, the binder resin, and the like are the same as described above, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 투명 도전체의 제조방법에 있어서, 상기 3) 단계의 어닐링의 온도는 90 ~ 150℃인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 어닐링의 온도가 150℃를 초과하는 경우에는 미량의 산소가 존재하는 경우에도 쉽게 산화할 수 있고, 와이어의 형태를 완전히 잃어버리고 응집이 될 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 90℃ 미만인 경우에는 어닐링 효과가 미미하여 바람직하지 않다.In the method of manufacturing a transparent conductor according to the present invention, the temperature of the annealing in step 3) is preferably 90 to 150 ° C., but is not limited thereto. If the temperature of the annealing exceeds 150 ℃ can be easily oxidized even when a small amount of oxygen is present, there may be a problem that can lose the form of the wire completely and become agglomerated, if less than 90 ℃ The effect is negligible and undesirable.

전술한 바와 같이, 상기 투명전도성 코팅막의 형성시에는 바인더 수지의 점도에 의하여 은 나노와이어와 바인더 수지 간의 계면이 유지되고, 투명전도성 코팅막의 형성 후에는 어닐링 공정을 통하여 바인더 수지의 점도가 낮아지면서 은 나노와이어와 바인더 수지 간의 계면 안정성이 낮아지게 되고, 이에 따라 은 나노와이어 간의 접촉 및 융착이 가능하게 된다. 따라서, 최종적인 은 나노와이어를 포함하는 투명전도성 코팅막의 전도도를 향상시킬 수 있다.As described above, when the transparent conductive coating film is formed, the interface between the silver nanowires and the binder resin is maintained by the viscosity of the binder resin, and after formation of the transparent conductive coating film, the viscosity of the binder resin is lowered through an annealing process. The interfacial stability between the nanowires and the binder resin is lowered, thereby enabling contact and fusion between the silver nanowires. Therefore, it is possible to improve the conductivity of the transparent conductive coating film containing the final silver nanowires.

본 발명에 따른 투명 도전체는, 저비용, 고처리율 공정으로 제조할 수 있고, 전기적, 광학적, 기계적 특성 등이 우수할 뿐만 아니라 부착력이 우수하여 전자 소자 등에 유용하게 적용할 수 있다.The transparent conductor according to the present invention can be manufactured in a low cost, high throughput process, and excellent in electrical, optical, mechanical properties, and the like, and can be usefully applied to electronic devices and the like.

상기 전자 소자로는 평판 액정 표시 장치(flat liquid crystal display), 터치 패널(touch panel), 전자 발광 장치(electroluminescent device), 박막 광전지(thin film photovoltaic cell) 등을 들 수 있다.The electronic device may be a flat liquid crystal display, a touch panel, an electroluminescent device, a thin film photovoltaic cell, or the like.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

<< 실시예Example >>

<< 실시예Example 1> 투명  1> transparent 도전체의Conductor 제조 Produce

1) 은 1) silver 나노와이어의Nanowire 제조 Produce

교반되는 반응 베셀 내에서, 160℃로 유지된 100ml의 에틸렌글리콜(EG) 용액에 10ml의 질산은(silver nitrate) 함유 에틸렌글리콜 용액(질산은의 농도: 1.5 × 10-4 mol/L)을 일정한 유량으로 10초 동안 투입하였다. 그 후에, 5분 동안 160℃로 유지시키면서 은 이온을 환원시킴으로써 은 나노시드를 제조하였다.In a stirred reaction vessel, 10 ml of silver nitrate-containing ethylene glycol solution (concentration of silver nitrate: 1.5 × 10 −4 mol / L) was added to 100 ml of ethylene glycol (EG) solution maintained at 160 ° C. at a constant flow rate. It was injected for 10 seconds. Thereafter, silver nanoseeds were prepared by reducing silver ions while maintaining at 160 ° C. for 5 minutes.

상기 은 나노시드에 100ml의 질산은(silver nitrate) 함유 에틸렌글리콜 용액(질산은의 농도: 1.0 × 10-1 mol/L) 및 100ml의 PVP(polyvinyl pyrrolidone) 함유 에틸렌글리콜 용액(PVP의 농도: 5.0 × 10-1 mol/L)을 일정한 유량으로 120분 동안 투입하였다. 그 후에, 5시간 동안 160℃로 유지시키면서 은 이온을 환원시킴으로써 브랜치드 은 나노와이어를 제조하였다. 반응이 완료된 후 온도를 상온으로 낮추고, 아세톤 및 에탄올을 이용하여 제조되는 은 나노와이어를 세척하였다.100 ml of silver nitrate-containing ethylene glycol solution (silver nitrate concentration: 1.0 × 10 −1 mol / L) and 100 ml of polyvinyl pyrrolidone (PVP) -containing ethylene glycol solution (PVP concentration: 5.0 × 10) -1 mol / L) was added at a constant flow rate for 120 minutes. Thereafter, branched silver nanowires were prepared by reducing silver ions while maintaining at 160 ° C. for 5 hours. After the reaction was completed, the temperature was lowered to room temperature, and silver nanowires prepared using acetone and ethanol were washed.

2) 투명 2) transparent 도전체의Conductor 제조 Produce

상기 1)에서 제조한 은 나노와이어 및 바인더 수지를 혼합하여 코팅용 조성물을 제조한 후, 상기 코팅용 조성물을 기판 상에 코팅함으로써 투명전도성 코팅막을 형성하였다. 그 후에, 120℃에서 1시간 동안 상기 투명전도성 코팅막을 어닐링(annealing)하여 최종적으로 투명 도전체를 제조하였다.After preparing the coating composition by mixing the silver nanowires and the binder resin prepared in 1), by coating the coating composition on a substrate to form a transparent conductive coating film. Thereafter, the transparent conductive coating film was annealed at 120 ° C. for 1 hour to finally prepare a transparent conductor.

Claims (9)

1) 기판, 및 2) 상기 기판의 어느 한 면에 구비되고, 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하는 투명전도성 코팅막을 포함하고,
상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 것을 특징으로 하는 투명 도전체.1) a substrate, and 2) a transparent conductive coating film provided on either side of the substrate, the transparent conductive film containing silver nanowires and a binder resin,
The binder resin has a viscosity of 100 to 100,000 cps at room temperature, and a transparent conductor, which is 10 to 5,000 cps at a temperature of 90 to 150 ° C. 제1항에 있어서,
상기 2) 투명전도성 코팅막의 은 나노와이어는 a) 금속 나노시드(nano seed)를 제조한 후, 정제하는 단계, 및 b) 상기 금속 나노시드와 폴리올 공정(polyol process)을 이용하여 은 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함하는 방법으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 투명 도전체.The method of claim 1,
2) The silver nanowires of the transparent conductive coating film are a) preparing a metal nanoseed (nano seed), and then refining, and b) silver nanowires using the metal nanoseed and a polyol process (polyol process). A transparent conductor produced from the method comprising the step of growing. 제2항에 있어서,
상기 a) 단계의 금속 나노시드는 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 팔라듐 및 이리듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전체.The method of claim 2,
The metal nanoseed of step a) comprises at least one member selected from the group consisting of gold, platinum, silver, copper, nickel, iron, aluminum, palladium and iridium. 제2항에 있어서,
상기 b) 단계의 폴리올 공정은 질산은 및 은 실리케이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물과 폴리올을 이용하고, 은의 환원공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 투명 도전체.The method of claim 2,
The polyol process of step b) using a polyol and at least one compound selected from the group consisting of silver nitrate and silver silicates, characterized in that the transparent conductor is carried out by a reduction process of silver. 제2항에 있어서,
상기 b) 단계의 수행시 캡핑제(capping agent)를 추가로 투입하는 것을 특징으로 하는 투명 도전체.The method of claim 2,
Transparent conductor, characterized in that further adding a capping agent (capping agent) when performing step b). 제1항에 있어서,
상기 바인더 수지는 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리실란, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 불소중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리노보넨, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전체.The method of claim 1,
The binder resin is polyurethane, polyacrylic acid, polyacrylate, polysilane, polyester, polyvinyl chloride, polystyrene, polyolefin, fluoropolymer, polyamide, polyimide, polynorbornene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer And at least one member selected from the group consisting of epoxy resins. 1) 은 나노와이어 및 바인더 수지를 포함하고, 상기 바인더 수지의 점도는 상온에서 100 ~ 100,000cps 이며, 90 ~ 150℃의 온도에서 10 ~ 5,000cps 인 투명전도성 조성물을 준비하는 단계,
2) 기판 상에 상기 투명전도성 조성물을 코팅하여 투명전도성 코팅막을 형성하는 단계, 및
3) 상기 투명전도성 코팅막을 어닐링(annealing)하는 단계
를 포함하는 투명 도전체의 제조방법.1) preparing a transparent conductive composition comprising silver nanowires and a binder resin, the viscosity of the binder resin is 100 ~ 100,000cps at room temperature, 10 ~ 5,000cps at a temperature of 90 ~ 150 ℃,
2) coating the transparent conductive composition on a substrate to form a transparent conductive coating film, and
3) annealing the transparent conductive coating film
Method for producing a transparent conductor comprising a. 제7항에 있어서,
상기 3) 단계의 어닐링의 온도는 90 ~ 150℃인 것을 특징으로 하는 투명 도전체의 제조방법.The method of claim 7, wherein
Method for producing a transparent conductor, characterized in that the temperature of the annealing of step 3) is 90 ~ 150 ℃. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 투명 도전체를 포함하는 전자 소자.An electronic device comprising the transparent conductor of any one of claims 1 to 6.
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