WO2015156562A1 - 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2015156562A1
WO2015156562A1 PCT/KR2015/003440 KR2015003440W WO2015156562A1 WO 2015156562 A1 WO2015156562 A1 WO 2015156562A1 KR 2015003440 W KR2015003440 W KR 2015003440W WO 2015156562 A1 WO2015156562 A1 WO 2015156562A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
diisocyanate
work function
transparent conductive
conductive film
carbon
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/003440
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
한중탁
이건웅
백강준
우종석
정승열
정희진
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to JP2016523263A priority Critical patent/JP6407269B2/ja
Publication of WO2015156562A1 publication Critical patent/WO2015156562A1/ko
Priority to US15/070,607 priority patent/US10100209B2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/06Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158Carbon nanotubes
    • C01B32/168After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158Carbon nanotubes
    • C01B32/168After-treatment
    • C01B32/174Derivatisation; Solubilisation; Dispersion in solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/194After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/044Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/04Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/10Transparent films; Clear coatings; Transparent materials

Definitions

  • the present invention relates to a carbon nanomaterial and a metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function controlled, and a method of manufacturing the same. More specifically, an isocyanate compound, a pyritic compound, By mixing and reacting the midine-based compound to form a carbon nanomaterial having a work function controlled and dispersed without a dispersant, to form a one-component coating solution by complexing the metal nanowires with excellent conductivity such as silver nanowires, copper nanowires, By using this to form a film formed with a network of metal nanowires and carbon nanomaterials, carbon nanomaterials with controlled work functions to secure electrical stability through work function matching of metal nanowires and solve optical problems such as haze Metal nanowire hybrid transparent conductive film and manufacturing method thereof Will.
  • the transparent conductive film is used in a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD) device, a light emitting diode device (LED), an organic electroluminescent device (OLEL), a touch panel or a solar cell, and a transparent heater.
  • PDP plasma display panel
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • OLED organic electroluminescent device
  • touch panel or a solar cell
  • transparent heater a transparent heater.
  • the transparent conductive film has high conductivity (for example, sheet resistance of 1 ⁇ 10 3 ⁇ / sq or less) and high transmittance in the visible region, various light-receiving elements other than solar cells, liquid crystal display devices, plasma display panels, smart windows, and the like
  • a transparent electromagnetic shielding body such as an antistatic film and an electromagnetic shielding film used in automobile window glass or building window glass, and a transparent heating element such as a heat ray reflecting film and a freezing showcase.
  • tin oxide (SnO 2 ) film doped with antimony or fluorine, zinc oxide (ZnO) film doped with aluminum or potassium, indium oxide (In 2 O 3 ) doped with tin, etc. are widely used. have.
  • an indium oxide film doped with tin that is, an In 2 O 3 -Sn-based film
  • ITO indium tin oxide
  • the physical properties are excellent and the experience of process input to date has many advantages.
  • indium oxide (In 2 O 3 ) is produced as a by-product from zinc (Zn) mines, so supply and demand is unstable.
  • the ITO membrane has a disadvantage in that it cannot be used in a flexible material such as a polymer substrate because it is inflexible, and there is a problem in that the production cost increases because it can be manufactured under a high temperature and high pressure environment.
  • the conductive polymer may be coated on the upper surface of the polymer substrate in order to obtain a flexible display.
  • a film has a problem in that electrical conductivity is poor or not transparent when exposed to an external environment, and thus its use is limited.
  • the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the work function by reacting by mixing the isocyanate compound, pyrimidine-based compound to a conductive carbon nano material such as carbon nanotube, graphene Formed carbon nanomaterials controlled and dispersed without a dispersant, and complexed metal nanowires with excellent conductivity such as silver nanowires and copper nanowires to form a one-component coating solution, and a network of metal nanowires and carbon nanomaterials using
  • a carbon nanomaterial and a metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function controlled to secure electrical stability through work function matching of metal nanowires and solved optical problems such as haze and a method of manufacturing the same are provided. It aims to do it.
  • the first step of modifying the surface of the carbon nano material to introduce a functional group to the conductive carbon nano material A second step of forming a dispersion of the carbon nano material having reduced work function by reacting the isocyanate compound and the pyrimidine compound by mixing the carbon nano material functionalized in the first step; A third step of forming a one-component coating solution by combining the dispersion of the carbon nanomaterial and the metal nanowires having the reduced work function in the second step; The fourth step of forming a film by coating the coating liquid formed in the third step to form a film; and a method of manufacturing a carbon nanomaterial and a metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function comprising a technical gist.
  • the present invention forms a dispersion of carbon nanomaterials having a reduced work function by reacting an isocyanate compound and a pyrimidine compound by mixing a carbon nano material into which a functional group is introduced by acid treatment and reacting the metal nanowires in the dispersion.
  • the carbon nanomaterial and the metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function controlled by applying a one-component coating liquid formed by complexing the same to a substrate are also technically essential.
  • the carbon nanomaterial is preferably at least one of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, graphene.
  • the metal nanowires are preferably at least one of silver nanowires and copper nanowires.
  • the isocyanate compound is ethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,12-dodecane diisocyanate, cyclobutane-1,3-diisocyanate, Cyclohexane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane, 2,4 Hexahydrotoluene diisocyanate, 2,6-hexahydrotoluene diisocyanate, hexahydro-1,3-phenylene diisocyanate, hexahydro-1,4-phenylene diisocyanate, perhydro-2,4'- Diphenylmethane diisocyanate, perhydro-4,4'-diphenylmethane diiso
  • the pyrimidine compound is 2-amino-6-methyl-1H-pyrido [2,3-d] pyrimidin-4-one, 2-amino-6-bromopyrido [2,3-d] pyridine- 4 (3H) -one, 2-amino-4-hydroxy-5-pyrimidinecarbonic acid ethyl ester, 2-amino-6-ethyl-4-hydroxypyrimidine, 2-amino-4-hydroxy It is preferred to include one or more selected from the group consisting of -6-methyl pyrimidine, 2-amino-5,6-dimethyl-4-hydroxypyrimidine.
  • the work function of the carbon nano material is preferably reduced by 0.1 eV or more.
  • a carbon nano material having a large difference in work function from a metal nano wire is used to provide a transparent conductive film. Even if a voltage is applied, current flows to the metal nanowire contacts to the metal nanowire and carbon nanomaterial contacts to induce current to not only secure electrical stability of the transparent conductive film, but also provide optically low haze and mechanically stable carbon nanomaterials. It can be used to produce a transparent conductive film that can reduce the haze of the metal nanowire network and improve mechanical stability.
  • the carbon nanomaterial dispersed in the work function is controlled without dispersing agent by reacting by mixing isocyanate compound and pyrimidine compound with conductive carbon nanomaterials such as carbon nanotubes and graphene.
  • Work function matching has the effect of ensuring electrical stability and solving optical problems such as haze.
  • FIG. 1 is a view showing a UV photoelectron spectroscopy spectrum and the work function measured thereby to determine the work function of the conductor used in the manufacture of a transparent conductive film according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a scanning electron microscope image of a silver nanowire / carbon nanotube hybrid transparent conductive film according to the content of a single-wall carbon nanotube according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a temperature distribution image taken by an infrared camera and a temperature change according to applying a voltage to the silver nanowire transparent conductive film (a) of the comparative example and the silver nanowire / carbon nanotube hybrid transparent conductive film (b) of the embodiment of the present invention. Is a degree that represents,
  • Figure 5 is a schematic diagram of the band structure formed when bonding the silver nanowires and carbon nanotubes showing the difference in the work function with silver nanowires when the work function of the present invention is reduced (Fig. 5 (a)) and the silver nanowires and carbon nanotubes A schematic diagram showing that the electric flow path is changed by decreasing the junction resistance of Fig. 5 (b).
  • FIG. 1 is a view showing a UV photoelectron spectroscopy spectrum and the work function measured thereby to determine the work function of the conductor used in the manufacture of a transparent conductive film according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an embodiment of the present invention
  • a scanning electron microscope image of a silver nanowire / carbon nanotube hybrid transparent conductive film according to the content of a single-walled carbon nanotube according to an example is shown.
  • FIG. 3 is a silver nanowire transparent conductive film (a) of a comparative example and an embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a schematic diagram showing a scanning electron microscope image of a band structure formed when the silver nanowires and carbon nanotubes are bonded to each other. ) And a schematic diagram showing that the electric flow path is changed by the decrease in the bonding resistance of the silver nanowire and the carbon nanotube (FIG. 5B).
  • the method for producing a carbon nanomaterial and a metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function controlled includes a first step of greatly modifying the surface of the carbon nanomaterial; A second step of forming a dispersion of carbon nanomaterials having a reduced work function; A third step of forming a one-component coating solution by complexing the dispersion of carbon nanomaterials and the metal nanowires; The fourth step of forming a film by applying a coating solution to the substrate.
  • An embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a transparent conductive film hybridized with carbon nanotubes and metal nanowires using a coating solution in which a work function controlled single-wall carbon nanotubes and metal nanowires are mixed.
  • the work function of the carbon nanotubes was lowered by introducing a functional group containing a large amount of nitrogen elements.
  • the first step will be described.
  • the diluted solution is removed from the acid solution remaining in the carbon nanotubes by filtration paper 4 times or more, and then dried to prepare a single-walled carbon nanotubes into which the functional group carboxyl group (-COOH) is introduced.
  • the second step is performed, and the single-walled carbon nanotubes into which the carboxyl group (-COOH) is introduced are dispersed in N / methyl pyrollidone solvent at 100 / L and isocyanate (diisocyanate). Toluene diisocyanate as a compound is mixed and reacted by stirring at 100 ° C. for 12 hours to introduce an isocyanate group.
  • 2-amino-4-hydroxy-6-methyl pyrimidine was mixed with the carbon nanotube into which the isocyanate group was introduced and stirred at 100 ° C. for 20 hours.
  • 2-ureido-4 [H] pyrimidinone (2-ureido-4 [1H]) containing a large number of nitrogen elements that can reduce the work function by injecting electrons into carbon nanotubes by proceeding the conjugation reaction.
  • pyrimidinone was introduced. This is due to the fact that the nitrogen is abundantly contained in the case of the nitrogen element.
  • the carbon nanotubes before the treatment are the carbon nanotubes of the comparative example which did not pass through the first step and did not undergo the second step, and the nitrogen-containing carbon nanotubes had the work function through the first step and the second step. It shows lowered carbon nanotubes.
  • the work function of the nitrogen-containing carbon nanotubes of the present invention shows a value of 4.3 eV by decreasing the work function 0.4 eV than the untreated single-walled carbon nanotubes, the first step and the first It can be seen that the work function of the carbon nanotubes is close to the work function of the silver nanowires by passing through the second step.
  • the work function of the single-walled carbon nanotubes is reduced by reacting the isocyanate-based compound and the pyrimidine-based compound by reacting the single-walled carbon nanotubes into which the functional group is introduced in the embodiment of the present invention.
  • the third step is performed, the prepared work function controlled single-walled carbon nanotubes are dispersed in N-methylpyrrolidone solvent without other additives, and then added by content to the silver nanowire dispersion dispersed in distilled water.
  • the coating liquid in which the content of single-walled carbon nanotubes was easily adjusted could be prepared.
  • the prepared coating solution was applied to a polymer substrate which is a substrate using a spray coater to form a transparent conductive film which is a transparent conductive film.
  • the substrate may be used in various ways, such as glass, quartz, silicon wafer, plastic.
  • Application to the substrate is spraying, dipping, spin coating, screen printing, inkjet printing, pad printing, knife coating, kiss coating, gravure coating, slit It can be selected from the coatings.
  • Figure 2 shows a scanning electron microscope image of the surface of the transparent conductive film according to the content of single-wall carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a temperature distribution image taken by an infrared camera and a temperature change according to applying a voltage to the silver nanowire transparent conductive film (a) of the comparative example and the silver nanowire / carbon nanotube hybrid transparent conductive film (b) of the embodiment of the present invention. It is a figure which shows.
  • FIG. 3 when a transparent conductive film is formed only of silver nanowires (FIG. 3A), hot spots are formed even at a low voltage of 9V, thereby melting the silver nanowires.
  • the conductive film mixed with the carbon nanotubes whose work function is controlled as shown in FIG.
  • the work function of carbon nanotubes is reduced by reacting a carbon nanotube with an isocyanate compound and a pyrimidine compound. Close to the work function, the flow of electricity does not flow to the silver nanowire junction as shown in Fig. 5 (b), the electricity flows to the silver nanowire and the carbon nanotube junction to minimize the local heating at the junction, the silver nanowire is electrically Maintain a stable state.
  • the work function of the carbon nano material is controlled so that the work function difference is not large. Even if a voltage is applied to the transparent conductive film, the current flows through the metal nanowire contact to the metal nanowire and the carbon nanomaterial contact to induce a current flow to secure the electrical stability of the transparent conductive film, and also has a low haze optically.
  • a mechanically stable carbon nanomaterial it is possible to manufacture a transparent conductive film capable of reducing the haze of the metal nanowire network and improving mechanical stability.
  • the present invention relates to a carbon nanomaterial and a metal nanowire hybrid transparent conductive film having a work function controlled, and a method of manufacturing the same. More specifically, an isocyanate compound, a pyritic compound, By mixing and reacting the midine-based compound to form a carbon nanomaterial having a work function controlled and dispersed without a dispersant, to form a one-component coating solution by complexing the metal nanowires with excellent conductivity such as silver nanowires, copper nanowires, By using this to form a film formed with a network of metal nanowires and carbon nanomaterials, carbon nanomaterials with controlled work functions to secure electrical stability through work function matching of metal nanowires and solve optical problems such as haze Metal nanowire hybrid transparent conductive film and its manufacturing field Available.

Abstract

전도성 탄소나노소재에 기능기를 도입하기 위해 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 제1단계와, 상기 제1단계에서 기능화된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키는 제2단계와, 상기 제2단계에서 일함수가 감소된 탄소나노소재의 분산액과 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성시키는 제3단계와, 상기 제3단계에서 형성된 코팅액을 기판에 도포하여 필름을 형성시키는 제4단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.

Description

일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법
본 발명은 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 전도성 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물, 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 제어되고 분산제 없이 분산된 탄소나노소재를 형성하고, 이에 은나노와이어, 구리나노와이어 등 전도성이 우수한 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성하고, 이를 이용하여 금속나노와이어와 탄소나노소재의 네트워크가 형성된 필름을 형성시킴으로써, 금속나노와이어의 일함수 매칭을 통해 전기적 안정성을 확보하고 헤이즈와 같은 광학적 문제점이 해결된 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 투명전도성 필름은 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD) 소자, 발광다이오드소자(LED), 유기전자발광소자(OLEL), 터치패널 또는 태양전지, 투명히터 등에 사용된다.
이러한 투명전도성 필름은 높은 도전성(예를 들면, 1x103Ω/sq 이하의 면저항)과 가시영역에서 높은 투과율을 가지기 때문에 태양전지, 액정표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 스마트윈도우 그 이외의 각종 수광소자와 발광소자의 전극으로 이용되는 것 이외에 자동차 창유리나 건축물의 창유리 등에 쓰이는 대전 방지막, 전자파 차폐막 등의 투명전자파 차폐체 및 열선 반사막, 냉동쇼케이스 등의 투명 발열체로 사용되고 있다.
투명전도성 필름으로는 안티몬이나 불소가 도핑된 산화주석(SnO2)막 알루미늄이나 칼륨이 도핑된 산화아연(ZnO)막, 주석이 도핑된 산화인듐(In2O3)막 등이 광범위하게 이용되고 있다.
특히 주석이 도핑된 산화 인듐막, 즉 In2O3-Sn계의 막은 ITO(Indium tin oxide)막이라고 불리워지고, 저 저항의 막을 쉽게 얻을 수 있기 때문에 많이 이용되고 있다. ITO의 경우 제반 물성이 우수하고 현재까지 공정 투입의 경험이 많은 장점을 가지고 있지만, 산화인듐(In2O3)은 아연(Zn) 광산 등에서 부산물로 생산되기 때문에 수급이 불안정한 문제점이 있다. 또한, ITO막은 유연성이 없기 때문에 폴리머기질 등의 플렉시블한 재질에는 사용하지 못하는 단점이 있으며, 고온, 고압 환경하에서 제조가 가능하므로 생산단가가 높아지는 문제점이 있다.
또한, 플렉시블한 디스플레이 등을 얻기 위해 전도성고분자를 이용하여 폴리머기질 상면에 코팅시킬 수도 있으나, 이러한 필름은 외부환경에 노출 시 전기전도도가 떨어지거나 투명하지 않은 문제점이 있어, 그 용도가 제한적이게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 여러 종류의 기질 상면에 1차원구조인 탄소나노튜브나 금속나노와이어를 코팅하거나 2차원구조인 그래핀을 화학기상증착법에 의해 합성 후 기재에 전사하는 기술이 널리 연구되고 있다. 상기 탄소나노튜브는 네트워크 형태로 투명전도막이 형성될 경우 접합저항이 매우 높아 면저항을 극단적으로 낮추기 힘들고 반도체성 탄소나노튜브를 함유하고 있을 경우 외부환경에 민감하게 반응하는 단점이 있다.
금속나노와이어의 경우 나노와이어 자체의 저항이 매우 낮아 네트워크를 형성하여 투명전도막을 형성하더라도 탄소나노튜브에 비해 면저항이 현저히 낮아지는 장점을 지니고 있다. 그러나, 금속나노와이어의 직경이 작아지고 네트워크에서 접점에서 발생하는 저항이 높을 경우 전기적인 영향에 의해 접점이 녹아서 끊어지게 되는 단점을 지니고 헤이즈 및 빛의 반사에 의한 디스플레이 응용시 문제점이 발생하고 있다. 또한 다층구조로 제조되는 광전자소자에 응용될 경우 상하부 물질과의 접촉문제 및 일함수 매칭 문제를 해결해야 우수한 특성을 보이게 된다.
따라서, 금속나노와이어의 디스플레이, 터치패널, 각종 광소자, 투명히터 등의 응용을 위해 전기적, 광학적, 기계적 안정성이 확보된 금속나노와이어 기반 투명 전도성 필름들을 제공하기 위하여, 일함수 매칭 문제가 해결되고 분산제 없이도 분산성이 양호한 일액형의 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 전도성 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물, 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 제어되고 분산제 없이 분산된 탄소나노소재를 형성하고, 이에 은나노와이어, 구리나노와이어 등 전도성이 우수한 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성하고, 이를 이용하여 금속나노와이어와 탄소나노소재의 네트워크가 형성된 필름을 형성시킴으로써, 금속나노와이어의 일함수 매칭을 통해 전기적 안정성을 확보하고 헤이즈와 같은 광학적 문제점이 해결된 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전도성 탄소나노소재에 기능기를 도입하기 위해 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 제1단계와; 상기 제1단계에서 기능화된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키는 제2단계와; 상기 제2단계에서 일함수가 감소된 탄소나노소재의 분산액과 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성시키는 제3단계와; 상기 제3단계에서 형성된 코팅액을 기판에 도포하여 필름을 형성시키는 제4단계;를 포함하여 구성되는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법을 기술적 요지로 한다.
그리고 본 발명은 산처리에 의해 기능기가 도입된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키고, 상기 분산액에 금속나노와이어를 복합화시켜 형성시킨 일액형 코팅액을 기판에 도포하여 형성되는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름을 또한 기술적 요지로 한다.
상기 탄소나노소재는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 그래핀 중 하나 이상이 되는 것이 바람직하다.
상기 금속나노와이어는 은 나노와이어, 구리나노와이어 중 하나 이상이 되는 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트계 화합물은, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메 틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드 로-1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤 디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI), 2,2’-메틸렌디페닐디이소시아네이트, 5,7-디이소시아나토나프탈렌-1,4-디온, 이소포론 디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시-4,4’-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시벤지딘-4,4’-디이소시아네이트, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(프로필렌 글리콜), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(에틸렌 글리콜), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 디페닐메탄 트리이소시아네이트, 부탄-1,2,2’-트리이소시아네이트, 트리메틸올프로판토일렌 디디소시아네이트 트리머, 2,4,4’-디페닐 에테르 트리이소시아네이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이소시아누레이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이미노옥사디아진, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 되는 것이 바람직하다.
상기 피리미딘계 화합물은 2-아미노-6-메틸-1H-피리도[2,3-d]피리미딘-4-온, 2-아미노-6-브로모피리도[2,3-d]피리딘-4(3H)-온, 2-아미노-4-히드록시-5-피리미딘카로보닉 산 에틸 에스테르, 2-아미노-6-에틸-4-히드록시피리미딘, 2-아미노-4-히드록시-6-메틸 피리미딘, 2-아미노-5,6-디메틸-4-이드록시피리미딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄소나노소재의 일함수는 0.1 eV 이상 감소되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어가 혼합된 네트워크 구조를 지니는 투명 전도성 필름을 제조함에 있어, 금속나노와이어와 일함수 차이가 크지 않은 탄소나노소재를 사용함으로써 투명전도성 필름에 전압을 인가하더라도 금속나노와이어 접점으로의 전류 흐름을 금속나노와이어와 탄소나노소재 접점으로 전류가 흐르도록 유도하여 투명전도막의 전기적 안정성을 확보할뿐만 아니라 광학적으로 헤이즈가 적고 기계적으로 안정한 탄소나노소재를 사용하여 금속나노와이어 네트워크의 헤이즈를 줄이고 기계적 안정성을 향상시킬 수 있는 투명전도성 필름을 제조할 수 있다는 이점이 있다.
상기의 구성에 의한 본 발명은, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 전도성 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물, 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 제어되고 분산제 없이 분산된 탄소나노소재를 형성하고, 이에 은나노와이어, 구리나노와이어 등 전도성이 우수한 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성하고, 이를 이용하여 금속나노와이어와 탄소나노소재의 네트워크가 형성된 필름을 형성시킴으로써, 금속나노와이어의 일함수 매칭을 통해 전기적 안정성을 확보하고 헤이즈와 같은 광학적 문제점이 해결된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조에 사용된 전도체의 일함수를 확인하고자 측정된 UV광전자분광 스펙트럼과 이에 의해 측정된 일함수를 나타낸 도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브의 함량에 따른 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도이고,
도 3은 비교예의 은나노와이어 투명전도성 필름(a)과 본 발명의 실시예의 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름(b)에 전압을 인가함에 따른 온도변화와 적외선 카메라로 촬영된 온도분포 이미지를 나타내는 도이고,
도 4는 비교예의 은나노와이어 투명전도성 필름(a)과 본 발명의 실시예의 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름(b)에 10 voltage 전압 인가 후 투명전도막 표면의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도이고,
도 5는 본 발명의 일함수가 작아질 경우 은나노와이어와의 일함수 차이가 줄어듬을 보여주는 은나노와이어와 탄소나노튜브 접합시 형성되는 밴드 구조 모식도 (도5(a))와 은나노와이어와 탄소나노튜브의 접합저항 감소에 의해 전기흐름경로가 변화되는 것을 보여주는 모식도 (도5(b)를 나타내는 도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조에 사용된 전도체의 일함수를 확인하고자 측정된 UV광전자분광 스펙트럼과 이에 의해 측정된 일함수를 나타낸 도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브의 함량에 따른 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도이고, 도 3은 비교예의 은나노와이어 투명전도성 필름(a)과 본 발명의 실시예의 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름(b)에 전압을 인가함에 따른 온도변화와 적외선 카메라로 촬영된 온도분포 이미지를 나타내는 도이고, 도 4는 비교예의 은나노와이어 투명전도성 필름(a)과 본 발명의 실시예의 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름(b)에 10 voltage 전압 인가 후 투명전도막 표면의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도이고, 도는 본 발명의 일함수가 작아질 경우 은나노와이어와의 일함수 차이가 줄어듬을 보여주는 은나노와이어와 탄소나노튜브 접합시 형성되는 밴드 구조 모식도 (도5(a))와 은나노와이어와 탄소나노튜브의 접합저항 감소에 의해 전기흐름경로가 변화되는 것을 보여주는 모식도 (도5(b)를 나타내는 도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름의 제조방법은 크게 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 제1단계와; 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키는 제2단계와; 탄소나노소재의 분산액과 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성시키는 제3단계와; 코팅액을 기판에 도포하여 필름을 형성시키는 제4단계;로 구성된다.
본 발명의 실시예는 일함수가 제어된 단일벽 탄소나노튜브와 금속나노와이어어가 혼합된 코팅액을 이용해 탄소나노튜브와 금속나노와이어가 하이브리드된 투명전도성 필름을 제조하는 방법에 관한 것으로, 탄소나노튜브의 일함수를 낮추기 위해 본 실시예에서는 질소원소가 다량 함유된 관능기를 도입하는 방법으로 탄소나노튜브의 일함수를 낮추었다.
상기 제1단계에 대해 설명한다
먼저 10g 단일 탄소나노튜브를 200㎖ 황산:질산 혼합액(7:3 부피비)에 혼합하여 80℃로 가열하여 24시간 동안 교반 한 후 상온으로 냉각시킨다.
그런 다음 800㎖ 증류수로 희석시킨다.
희석된 용액을 여과종이를 이용하여 탄소나노튜브에 남아 있는 산 용액을 4회 이상의 여과를 통하여 제거한 후, 건조시키면 기능기인 카르복실기(-COOH)가 도입된 단일벽 탄소나노튜브가 제조된다.
다음은 제2단계가 진행되는바, 상기 카르복실기(-COOH)가 도입된 단일벽 탄소나노튜브를 N-메틸피롤리돈(N-methyl pyrollidone)용매에 100/L로 분산시킨 후 이소시아네이트(diisocyanate) 화합물인 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate)를 혼합하여 100℃에서 12시간 동안 교반하는 방식으로 반응시켜 이소시아네이트(isocyanate) 기를 도입시킨다.
그런 다음, 상기 이소시아네이트기가 도입된 탄소나노튜브에 2-아미노-4-히드록시-6-메틸 피리미딘(amino-4-hydroxy-6-methyl-pyrimidine)를 혼합하고 100℃에서 20시간 동안 교반 하여 접합 반응을 진행하는 방식으로 탄소나노튜브에 전자를 주입시켜 일함수를 감소시킬 수 있는 다수의 질소원소를 함유하는 2-우레이도-4[H]피리미디논(2-ureido-4[1H]pyrimidinone)를 도입하였다. 이는 질소원소인 경우 전자가 풍부하게 포함되어 있음에 착안한 것이다.
상기에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브의 일함수를 UV광전자 분광기 (Ultraviolet photoelectron spectroscopy)를 이용하여 일함수를 측정한 결과를 도1에 나타내었다.
도1에서 처리전 탄소나노튜브는 상기 제1단계를 거치고 상기 제2단계를 거치지 않은 비교예의 탄소나노튜브이고, 질소함유-탄소나노튜브는 상기 제1단계 및 상기 제2단계를 거쳐 일함수가 낮아진 탄소나노튜브을 나타낸다. 도1에서와 같이, 본 발명의 질소함유-탄소나노튜브의 일함수는 처리하지 않은 단일벽 탄소나노튜브보다 일함수가 0.4 eV 감소하여 4.3 eV의 값을 나타낸바, 상기 제1단계 및 상기 제2단계를 거침에 의해 탄소나노튜브의 일함수가 은나노와이어의 일함수에 거의 근접함을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서 기능기가 도입된 단일벽 탄소나노튜브에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 단일벽 탄소나노튜브의 일함수가 감소함을 알 수 있다.
다음은 제3단계가 진행되는바, 제조된 일함수가 제어된 단일벽 탄소나노튜브를 N-메틸피롤리돈 용매에 기타 첨가제 없이 분산시킨 후, 증류수에 분산된 은나노와이어 분산액에 함량별로 첨가하여 간단한 교반에 의해 손쉽게 단일벽 탄소나노튜브의 함량이 조절된 코팅액을 제조할 수 있었다.
상기 제조된 코팅액은 스프레이 코터를 이용해 기판인 폴리머 기판에 도포하여 투명전도성 막인 투명전도성 필름을 형성시켰다.
여기서 상기 기판은 유리, 수정, 실리콘웨이퍼, 플라스틱 등 다양하게 사용될 수 있다.
그리고 기판에의 도포는 스프레이(spray), 디핑(dipping), 스핀코팅(spin coating), 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 패드 프린팅, 나이프 코팅, 키스 코팅, 그라비아 코팅, 슬릿코팅 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브 함량에 따른 투명전도성막 표면의 주사전자현미경 이미지를 나타내고 있다.
도2의 (a)는 탄소나노튜브가 포함되지 않은 경우이고, (b)는 중량비로 은나노와이어;탄소나노튜브=97;3인 경우이고, (c)는 중량비로 은나노와이어;탄소나노튜브=93;7인 경우이고, (d)는 중량비로 은나노와이어;탄소나노튜브=80;20인 경우로써, (b) 내지 (d)에 나타난 바와 같이, 은나노와이어와 탄소나노튜브는 상호 간에 네트워크가 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 3은 비교예의 은나노와이어 투명전도성 필름(a)과 본 발명의 실시예의 은나노와이어/탄소나노튜브 하이브리드 투명전도성 필름(b)에 전압을 인가함에 따른 온도변화와 적외선 카메라로 촬영된 온도분포 이미지를 나타내는 도이다.
도3에서, 은나노와이어만으로 투명전도성막이 형성된 경우 (도3(a)) 9V의 낮은 전압에서도 핫스팟 (hot spot)이 형성되어 은나노와이어가 녹아버리는 현상이 발생하였다. 이에 반해 일함수가 제어된 탄소나노튜브와 혼합된 전도성막의 경우 도3(b)에서와 같이 15V 이상의 전압을 가하더라도 안정적으로 가열됨을 알 수 있었다.
이는 도4에 재차 확인할 수 있는바, 주사전자현미경을 통해 전압인가후 표면을 관찰해본 결과 일함수가 조절된 단일벽 탄소나노튜브가 포함되지 않은 투명전도성막의 경우(a) 은나노와이어의 접합부분에서 고온가열에 의해 와이어가 끊어져 있었다. 그러나, 본 발명의 실시예의 단일벽 탄소나노튜브를 포함하는 투명전도성막(b)의 경우 은나노와이어의 손상 없이 안정된 막을 형성함을 확인하였다.
이를 도5를 참조하여 설명하면 도5(a)에서와 같이, 탄소나노튜브에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 탄소나노튜브의 일함수가 감소하게 되어 은 나노와이어의 일함수에 근접하게 되어, 전기의 흐름이 도5(b)에서와 같이 은나노와이어 접합부로 흐르지 않고 은나노와이어와 탄소나노튜브 접합부로 전기가 흐르게 되어 접합부에서 국부가열이 최소화 됨에 따라 은나노와이어가 전기적으로 안정한 상태를 유지한다.
이상에서와 같이, 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어가 혼합된 네트워크 구조를 지니는 투명 전도성 필름을 제조함에 있어, 금속나노와이어와 일함수 차이가 크지 않도록 탄소나노소재의 일함수를 제어하여 사용함으로써 투명전도성 필름에 전압을 인가하더라도 금속나노와이어 접점으로의 전류 흐름을 금속나노와이어와 탄소나노소재 접점으로 전류가 흐르도록 유도하여 투명전도막의 전기적 안정성을 확보할 뿐만 아니라 광학적으로 헤이즈가 적고 기계적으로 안정한 탄소나노소재를 사용하여 금속나노와이어 네트워크의 헤이즈를 줄이고 기계적 안정성을 향상시킬 수 있는 투명전도성 필름을 제조할 수 있다.
본 발명은 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 전도성 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물, 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 제어되고 분산제 없이 분산된 탄소나노소재를 형성하고, 이에 은나노와이어, 구리나노와이어 등 전도성이 우수한 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성하고, 이를 이용하여 금속나노와이어와 탄소나노소재의 네트워크가 형성된 필름을 형성시킴으로써, 금속나노와이어의 일함수 매칭을 통해 전기적 안정성을 확보하고 헤이즈와 같은 광학적 문제점이 해결된 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조 분야에 이용가능하다.

Claims (12)

  1. 전도성 탄소나노소재에 기능기를 도입하기 위해 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 제1단계와;
    상기 제1단계에서 기능화된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키는 제2단계와;
    상기 제2단계에서 일함수가 감소된 탄소나노소재의 분산액과 금속나노와이어를 복합화시켜 일액형 코팅액을 형성시키는 제3단계와;
    상기 제3단계에서 형성된 코팅액을 기판에 도포하여 필름을 형성시키는 제4단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노소재는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 그래핀 중 하나 이상이 됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속나노와이어는 은 나노와이어, 구리나노와이어 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 화합물은, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메 틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드 로-1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤 디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI), 2,2’-메틸렌디페닐디이소시아네이트, 5,7-디이소시아나토나프탈렌-1,4-디온, 이소포론 디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시-4,4’-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시벤지딘-4,4’-디이소시아네이트, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(프로필렌 글리콜), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(에틸렌 글리콜), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 디페닐메탄 트리이소시아네이트, 부탄-1,2,2’-트리이소시아네이트, 트리메틸올프로판토일렌 디디소시아네이트 트리머, 2,4,4’-디페닐 에테르 트리이소시아네이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이소시아누레이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이미노옥사디아진, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함함을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 2-아미노-6-메틸-1H-피리도[2,3-d]피리미딘-4-온, 2-아미노-6-브로모피리도[2,3-d]피리딘-4(3H)-온, 2-아미노-4-히드록시-5-피리미딘카로보닉 산 에틸 에스테르, 2-아미노-6-에틸-4-히드록시피리미딘, 2-아미노-4-히드록시-6-메틸 피리미딘, 2-아미노-5,6-디메틸-4-이드록시피리미딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함함을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노소재의 일함수는 0.1 eV 이상 감소됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 제조방법.
  7. 산처리에 의해 기능기가 도입된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 일함수가 감소한 탄소나노소재의 분산액을 형성시키고, 상기 분산액에 금속나노와이어를 복합화시켜 형성시킨 일액형 코팅액을 기판에 도포하여 형성됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 탄소나노소재는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 그래핀 중 하나 이상이 됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
  9. 제7항에 있어서, 상기 금속나노와이어는 은 나노와이어, 구리나노와이어 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
  10. 제7항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 화합물은, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메 틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드 로-1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤 디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI), 2,2’-메틸렌디페닐디이소시아네이트, 5,7-디이소시아나토나프탈렌-1,4-디온, 이소포론 디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시-4,4’-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3’-디메톡시벤지딘-4,4’-디이소시아네이트, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(프로필렌 글리콜), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(에틸렌 글리콜), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 디페닐메탄 트리이소시아네이트, 부탄-1,2,2’-트리이소시아네이트, 트리메틸올프로판토일렌 디디소시아네이트 트리머, 2,4,4’-디페닐 에테르 트리이소시아네이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이소시아누레이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이미노옥사디아진, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함함을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
  11. 제7항에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 2-아미노-6-메틸-1H-피리도[2,3-d]피리미딘-4-온, 2-아미노-6-브로모피리도[2,3-d]피리딘-4(3H)-온, 2-아미노-4-히드록시-5-피리미딘카로보닉 산 에틸 에스테르, 2-아미노-6-에틸-4-히드록시피리미딘, 2-아미노-4-히드록시-6-메틸 피리미딘, 2-아미노-5,6-디메틸-4-이드록시피리미딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함함을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
  12. 제7항에 있어서, 상기 탄소나노소재의 일함수는 0.1 eV 이상 감소됨을 특징으로 하는 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름.
PCT/KR2015/003440 2014-04-07 2015-04-07 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법 WO2015156562A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016523263A JP6407269B2 (ja) 2014-04-07 2015-04-07 仕事関数が制御された炭素ナノ素材と金属ナノワイヤーハイブリッド透明伝導性フィルム及びその製造方法
US15/070,607 US10100209B2 (en) 2014-04-07 2016-03-15 Work function-controlled carbon nanomaterial and metal nanowire hybrid transparent conductive film and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140041369A KR101606532B1 (ko) 2014-04-07 2014-04-07 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법
KR10-2014-0041369 2014-04-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/070,607 Continuation US10100209B2 (en) 2014-04-07 2016-03-15 Work function-controlled carbon nanomaterial and metal nanowire hybrid transparent conductive film and method for manufacturing same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015156562A1 true WO2015156562A1 (ko) 2015-10-15

Family

ID=54288080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/003440 WO2015156562A1 (ko) 2014-04-07 2015-04-07 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10100209B2 (ko)
JP (1) JP6407269B2 (ko)
KR (1) KR101606532B1 (ko)
WO (1) WO2015156562A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105242440A (zh) * 2015-11-09 2016-01-13 深圳市华星光电技术有限公司 Pdlc薄膜的制备方法
US10184059B2 (en) * 2014-10-02 2019-01-22 Korea Electrotechnology Research Institute Nanometal-nanocarbon hybrid material and method of manufacturing the same
US20190094005A1 (en) * 2016-06-01 2019-03-28 Korea Electrotechnology Research Institute Conductive fiber comprising metal nanobelt and carbon nanomaterial composite, method for producing conductive fiber, fibrous strain sensor, and method for producing fibrous strain sensor
CN109825863A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 烟台恒诺新材料有限公司 一种碳纳米管导电浆在黑孔化直接电镀中的应用
CN111446306A (zh) * 2019-01-17 2020-07-24 中国科学院金属研究所 一种调控透明导电膜功函数的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060885A1 (en) * 2014-10-13 2016-04-21 Bio-Rad Laboratories, Inc. Heated image sensor window
KR101828578B1 (ko) * 2016-06-21 2018-03-29 광주과학기술원 금속 나노와이어와 금속입자가 용접된 금속복합구조체의 제조방법
KR101982000B1 (ko) * 2017-06-21 2019-05-24 경북대학교 산학협력단 계면활성제를 포함하지 않는 수분산성 탄소나노튜브, 그 제조방법 및 이를 이용한 플렉시블 면상발열체
KR102584925B1 (ko) * 2018-08-28 2023-10-04 주식회사 엘지화학 구형의 질화알루미늄의 제조방법
CN111446366B (zh) * 2019-01-17 2021-09-24 中国科学院金属研究所 凝胶型聚合物电解质修饰石墨烯、碳纳米管或其复合透明导电膜的方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130114982A (ko) * 2012-04-10 2013-10-21 한국전기연구원 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재 및 그 제조방법
KR20130131636A (ko) * 2012-05-24 2013-12-04 전자부품연구원 일액형의 탄소나노튜브 및 은나노와이어 분산액 및 그를 이용한 전도성 코팅 기판의 제조 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5221088B2 (ja) * 2007-09-12 2013-06-26 株式会社クラレ 透明導電膜およびその製造方法
JP5443877B2 (ja) * 2009-07-27 2014-03-19 パナソニック株式会社 透明導電膜付き基材及び透明導電膜付き基材の製造方法
US20120196053A1 (en) * 2011-01-28 2012-08-02 Coull Richard Methods for creating an electrically conductive transparent structure
KR101410854B1 (ko) 2013-04-01 2014-06-23 한국전기연구원 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재와 금속나노소재를 하이브리드하여 형성된 고전도성 소재 및 그 제조방법
KR102190460B1 (ko) * 2014-10-02 2020-12-11 한국전기연구원 나노금속과 탄소나노소재의 복합체 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130114982A (ko) * 2012-04-10 2013-10-21 한국전기연구원 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재 및 그 제조방법
KR20130131636A (ko) * 2012-05-24 2013-12-04 전자부품연구원 일액형의 탄소나노튜브 및 은나노와이어 분산액 및 그를 이용한 전도성 코팅 기판의 제조 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BO-TAU LIU ET AL.: "Graphene/silver nanowire sandwich structures for transparent conductive films", CARBON, vol. 63, July 2013 (2013-07-01), pages 390 - 396, XP055230202, ISSN: 0008-6223 *
HSI-WEN TIEN ET AL.: "Using self-assembly to prepare a graphene-silver nanowire hybrid film that is transparent and electrically conductive", CARBON, vol. 58, March 2013 (2013-03-01), pages 198 - 207, XP055230203, ISSN: 0008-6223 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10184059B2 (en) * 2014-10-02 2019-01-22 Korea Electrotechnology Research Institute Nanometal-nanocarbon hybrid material and method of manufacturing the same
CN105242440A (zh) * 2015-11-09 2016-01-13 深圳市华星光电技术有限公司 Pdlc薄膜的制备方法
US20190094005A1 (en) * 2016-06-01 2019-03-28 Korea Electrotechnology Research Institute Conductive fiber comprising metal nanobelt and carbon nanomaterial composite, method for producing conductive fiber, fibrous strain sensor, and method for producing fibrous strain sensor
US11137242B2 (en) * 2016-06-01 2021-10-05 Korea Electrotechnology Research Institute Conductive fiber comprising metal nanobelt and carbon nanomaterial composite, method for producing conductive fiber, fibrous strain sensor, and method for producing fibrous strain sensor
CN111446306A (zh) * 2019-01-17 2020-07-24 中国科学院金属研究所 一种调控透明导电膜功函数的方法
CN109825863A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 烟台恒诺新材料有限公司 一种碳纳米管导电浆在黑孔化直接电镀中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101606532B1 (ko) 2016-03-25
US10100209B2 (en) 2018-10-16
JP6407269B2 (ja) 2018-10-17
JP2017501861A (ja) 2017-01-19
KR20150116295A (ko) 2015-10-15
US20160222227A1 (en) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015156562A1 (ko) 일함수가 제어된 탄소나노소재와 금속나노와이어 하이브리드 투명전도성 필름 및 그 제조방법
CN101971345B (zh) 纳米结构薄膜lcd设备
US8637122B2 (en) Method of manufacturing transparent conductive film containing carbon nanotubes and binder, and transparent conductive film manufactured thereby
JP4400018B2 (ja) 電気泳動表示装置
CN102282017B (zh) 使用导电聚合物的组合物的层和结构
WO2013094824A1 (ko) 메탈나노와이어 및 탄소나노튜브를 포함하는 적층형 투명전극
US20100263908A1 (en) Method for fabrication of conductive film using conductive frame and conductive film
US20120145431A1 (en) Carbon nanotube conductive film and method for manufacturing same
KR20120006458A (ko) 전도성 도료 조성물 및 이를 이용한 전도막의 제조방법
WO2012044068A2 (en) Manufacturing method of electrode substrate
KR20190115639A (ko) 투명 발열필름 및 이의 제조방법
US9947430B2 (en) Transparent conductive film comprising silver nanowires
US9607726B2 (en) Composition comprising silver nanowires
WO2013154224A1 (ko) 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재 및 그 제조방법
WO2019132243A1 (ko) 투명전극 제조방법
WO2010090422A1 (en) Antifouling and antistatic polyester film
CN108089366A (zh) 一种彩膜基板及其制备方法
US8287774B2 (en) Electrochromic pani films and process thereof
WO2018114570A1 (en) Electrode assembly
WO2014088186A1 (ko) 투명전극용 조성물 및 이 조성물로 형성된 투명전극
KR101583852B1 (ko) 전극기판 및 이의 제조방법
WO2010151013A2 (ko) 탄소나노튜브 도전막 및 이의 제조 방법
KR20190109855A (ko) 그래핀-금속 나노와이어 하이브리드 잉크 조성물, 이로부터 제조된 투명 전극, 및 상기 투명 전극을 포함하는 디바이스
KR20140145300A (ko) 고내구성 투명전도성 코팅액 조성물, 그 제조방법 및 상기 조성물을 이용하여 제조된 투명전도성 필름
WO2018114631A1 (en) Uv-resistant electrode assembly

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15776683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016523263

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15776683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1