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KR101310864B1 - Transparent conductive film and method for fabricating the same - Google Patents

Transparent conductive film and method for fabricating the same Download PDF

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Publication number
KR101310864B1
KR101310864B1 KR1020120091821A KR20120091821A KR101310864B1 KR 101310864 B1 KR101310864 B1 KR 101310864B1 KR 1020120091821 A KR1020120091821 A KR 1020120091821A KR 20120091821 A KR20120091821 A KR 20120091821A KR 101310864 B1 KR101310864 B1 KR 101310864B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating layer
metal nanowires
metal
transparent substrate
nanowires
Prior art date
Application number
KR1020120091821A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이용훈
송갑득
하승호
Original Assignee
(주)이엔에이치
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 (주)이엔에이치 filed Critical (주)이엔에이치
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Abstract

PURPOSE: A metal nanowire transparent conductive film and a manufacturing method thereof are provided to increase visibility by partially etching a double coated layer including multiple metal nanowires which are formed on a transparent substrate through wet etching. CONSTITUTION: A first coating layer (200) including multiple metal nanowires (250) is formed on a transparent substrate (100). A second coating layer (300) is formed in order to cover the metal nanowires protruded on the surface of the first coating layer. A predetermined mask for pattern formation is formed in the top of the second coating layer. The metal nanowire positioned in the etched pattern region through the wet etching is removed. The first coating layer is partially etched.

Description

메탈 나노와이어 투명 도전성 필름 및 그 제조방법{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Metal nanowire transparent conductive film and its manufacturing method {TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 메탈 나노와이어 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식 식각(Wet Etching)을 통해 투명 기판 상에 형성된 복수의 메탈 나노와이어들(Metal Nanowires)을 구비하는 이중 코팅층을 부분 식각함으로써, 시인성이 우수하며 제조원가를 효과적으로 절감할 수 있도록 한 메탈 나노와이어 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal nanowire film and a method for manufacturing the same, and more particularly, partially etching a double coating layer having a plurality of metal nanowires formed on a transparent substrate through wet etching. The present invention relates to a metal nanowire film and a method of manufacturing the same, which are excellent in visibility and can effectively reduce manufacturing costs.

일반적으로, 투명 도전성 필름(Transparent Conductive Film, TCF)은 예컨대, 평판 액정 표시장치들(Flat Liquid Crystal Displays), 터치스크린(Touch Screen) 등에서 널리 사용되고 있으며, 최근 ITO(Indium tin oxide) 필름을 대체할 수 있는 투명전극소재로 개발하고 있다.In general, a transparent conductive film (TCF) is widely used in, for example, flat liquid crystal displays, touch screens, and the like, and recently replaces indium tin oxide (ITO) films. To develop transparent electrode materials.

그리고, ITO 필름은 필요한 광특성 대비 저저항을 구현하기 힘들어 대형화면 사이즈의 터치스크린 적용에 힘들다. 이에 비해, 투명 도전성 필름의 경우, 대형화면 15" 이상의 정전용량 터치스크린에서 필요한 100 옴(ohm) 이하의 면저항 구현이 용이하며, 향후 ITO 필름을 대체할 소재로 각광 받고 있다.In addition, ITO film is difficult to implement a low resistance compared to the required optical properties, it is difficult to apply a large screen size touch screen. In contrast, in the case of a transparent conductive film, it is easy to implement sheet resistance of 100 ohm or less required for a capacitive touch screen having a large screen of 15 "or more, and it has been spotlighted as a material to replace ITO film in the future.

도 1은 종래의 투명 도전성 필름을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining a conventional transparent conductive film.

도 1을 참조하면, 종래의 투명 도전성 필름은, 투명 기판(10) 상에 복수의 메탈 나노와이어들(25)이 포함된 용액이 1차 코팅되어 제1 코팅층(20)을 형성한 후, 제1 코팅층(20)의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들(25)을 잠기게 2차 오버 코팅(Over Coating)되어 제2 코팅층(30)을 형성하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, in the conventional transparent conductive film, a solution including a plurality of metal nanowires 25 is first coated on the transparent substrate 10 to form a first coating layer 20, and then The second overcoat is formed to lock the metal nanowires 25 protruding from the surface of the first coating layer 20 to form the second coating layer 30.

이때, 투명 기판(10) 상에 형성되는 이중 코팅층 즉, 제1 코팅층(20) 및 제2 코팅층(30)의 두께는 보통 수십∼수백나노가 형성되며, 메탈 나노와이어(25)의 밀도, 오버랩(Overlap)되는 제1 코팅층(20)의 겹침정도에 따라 면저항이 결정된다.At this time, the thickness of the double coating layer formed on the transparent substrate 10, that is, the first coating layer 20 and the second coating layer 30 is usually several tens to several hundred nanometers, the density, overlap of the metal nanowires (25) The sheet resistance is determined according to the degree of overlap of the first coating layer 20 to be overlapped.

또한, 메탈 나노와이어(25)가 존재하지 않는 개구부분의 면적과 코팅액의 특성에 따라 투과율이 결정되며, 메탈 나노와이어(25)의 밀집도에 따라 면저항과 광특성이 결정된다.In addition, the transmittance is determined according to the area of the opening portion in which the metal nanowires 25 do not exist and the characteristics of the coating liquid, and the sheet resistance and the optical properties are determined according to the density of the metal nanowires 25.

한편, 종래에는 정전용량 터치스크린의 전극 패턴 형성 시 레이저 에칭(Laser Etching)을 수행하는데, 이러한 레이저 에칭으로 진행할 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 이중 코팅층 즉, 제1 및 제2 코팅층(20 및 30)이 전체 식각되기 때문에 정전용량 터치스크린에서 요구되는 시인성 확보가 힘들다.Meanwhile, conventionally, laser etching is performed when forming an electrode pattern of a capacitive touch screen. When the laser etching is performed, as shown in FIG. 1, the double coating layer, that is, the first and second coating layers 20 and Since 30) is etched entirely, it is difficult to secure the visibility required in the capacitive touch screen.

즉, 정전용량 터치스크린의 경우, 전극의 패터닝 방법에 따라 시인성 차이가 나는데, 패턴이 남아있는 부분의 반사율(R1)과 패턴이 남아있지 않는 부분의 반사율(R2)이 차이가 나면서 전체적으로 광특성의 차이가 발생하는 문제점이 있다.
In other words, in the case of the capacitive touch screen, the visibility is different according to the patterning method of the electrode. There is a problem that a difference occurs.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 습식 식각(Wet Etching)을 통해 투명 기판 상에 형성된 복수의 메탈 나노와이어들(Metal Nanowires)을 구비하는 이중 코팅층을 부분 식각함으로써, 시인성이 우수하며 제조원가를 효과적으로 절감할 수 있도록 한 투명 도전성 필름 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to partially etch a double coating layer having a plurality of metal nanowires formed on a transparent substrate through wet etching. The present invention provides a transparent conductive film and a method of manufacturing the same, which are excellent in visibility and can effectively reduce manufacturing costs.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 투명 기판; 상기 투명 기판의 상부에 형성되며, 복수의 메탈 나노와이어들을 포함하는 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)되어 형성되는 제2 코팅층을 포함하되, 상기 제2 코팅층의 상부에 형성된 소정의 패턴 형성용 마스크와 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위에 메탈 나노와이어가 제거됨과 아울러 상기 제1 코팅층의 소정두께(도 2의 D2)가 남아있도록 부분 식각된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈 나노와이어 필름을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention, a transparent substrate; A first coating layer formed on the transparent substrate and including a plurality of metal nanowires; And a second coating layer formed by over-coating to cover the metal nanowires protruding from the surface of the first coating layer as a whole, wherein a predetermined pattern forming mask and wet etching are formed on the second coating layer. (Wet Etching) to provide a metal nanowire film, characterized in that the metal nanowires are removed in the pattern portion etched and a portion etched structure so that the predetermined thickness (D2 of FIG. 2) of the first coating layer remains. It is.

상기 소정 두께(도 2의 D2)의 조절은 본 발명의 특징적 구성 중 하나이다. 소정 두께로 잔류하는 제1 코팅층의 두께는 시인성에 중요한 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 바람직하게는, 소정 두께(도 2의 D2)는 전체 두께 D1 과 대비하여 1/5 이상 4/5 이하로 구현하는 것이 바람직하다. 이 경우, 잔류한 두께에는 제1코팅층과 제2 코팅층이 모두 존재하여 잔류할 수 있는 경우도 가능하지만 바람직하게는 제1 코팅층만 잔류한다. 한편, 절연성을 위해 잔류한 코팅층에는 메탈 나노와이어가 존재하지 않도록 식각되는 것이 바람직함은 물론이다.The adjustment of the predetermined thickness (D2 in FIG. 2) is one of the characteristic configurations of the present invention. This is because the thickness of the first coating layer remaining at a predetermined thickness has an important effect on visibility. Therefore, preferably, the predetermined thickness (D2 of FIG. 2) is preferably implemented to 1/5 or more and 4/5 or less as compared to the overall thickness D1. In this case, although both the first coating layer and the second coating layer may exist and remain in the remaining thickness, preferably only the first coating layer remains. On the other hand, it is preferable that the metal nanowires are etched so that the coating layer remaining for insulation does not exist.

상술한 범위와 같이 D2를 (1/5)D1 이상 (4/5)D1 이하로 하는 경우, 메탈 나노와이어들은 모두 제거하는 것은 물론이다. 이는 메탈 나노와이어들이 잔류하는 경우는 절연성에 문제가 될 수 있기 때문이다. 따라서, 필요에 따라서는 제1 코팅층에 있는 메탈 나노와이어들만 식각하는 방식(제1 코팅층은 일부 잔류시키면서)을 사용하면 D2의 두께를 조절하는 것이 더욱 용이할 수 있다.When D2 is set to (1/5) D1 or more and (4/5) D1 or less as in the above-described range, of course, all the metal nanowires are removed. This is because when the metal nanowires remain, there may be a problem in insulation. Therefore, if necessary, using a method of etching only the metal nanowires in the first coating layer (with some remaining first coating layer) may be easier to control the thickness of D2.

한편, 상술한 범위의 한정은 일정두께 식각되어 잔류하는 코팅층의 두께(D2)와 식각되지 않은 코팅층 D1 사이의 인덱스 차이에 인한 시인성을 향상하기 위한 방안으로 적절한 두께가 선택된 것이다. 즉, D2를 (1/5)D1 미만으로 구성하는 경우는 코팅층의 두께(D2)와 식각되지 않은 코팅층 D1 사이의 인덱스 차이가 과도하게 발생하여 시인성이 저하되는 문제점이 있고, D2를 (4/5)D1에 초과하도록 구성하는 경우는 전도성에 문제가 발생할 수 있다.
On the other hand, the limitation of the above-described range is a suitable thickness is selected as a method for improving the visibility due to the index difference between the thickness (D2) and the non-etched coating layer D1 of the coating layer remaining by etching a certain thickness. That is, when D2 is less than (1/5) D1, an index difference between the thickness (D2) of the coating layer and the unetched coating layer D1 is excessively generated, and the visibility is deteriorated. 5) If it is configured to exceed D1, there may be a problem in conductivity.

본 발명의 제2 측면은, 투명 기판 상에 복수의 메탈 나노와이어들을 포함하는 제1 코팅층을 형성하는 단계; 상기 제1 코팅층의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)하여 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 코팅층의 상부에 소정의 패턴 형성용 마스크를 형성한 후, 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위에 메탈 나노와이어를 제거함과 아울러 상기 제1 코팅층의 소정두께가 남아있도록 부분 식각하는 단계를 포함하는 메탈 나노와이어 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
A second aspect of the invention, forming a first coating layer comprising a plurality of metal nanowires on a transparent substrate; Forming a second coating layer by over coating the metal nanowires protruding from the surface of the first coating layer as a whole; And forming a predetermined pattern forming mask on the second coating layer, and then removing metal nanowires on the pattern region etched by wet etching, and leaving a predetermined thickness of the first coating layer. It provides a method for producing a metal nanowire film comprising the step of etching.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 메탈 나노와이어 필름 및 그 제조방법에 따르면, 습식 식각(Wet Etching)을 통해 투명 기판 상에 형성된 복수의 메탈 나노와이어들(Metal Nanowires)을 구비하는 이중 코팅층을 부분 식각함으로써, 시인성이 우수하며 제조원가를 효과적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the metal nanowire film of the present invention as described above and a method for manufacturing the same, the partial etching of the double coating layer having a plurality of metal nanowires (Metal Nanowires) formed on the transparent substrate through wet etching (Wet Etching) By doing so, the visibility is excellent and there is an advantage that can effectively reduce the manufacturing cost.

또한, 본 발명에 따르면, 습식 식각을 통해 일부 코팅층이 남아 있도록 부분 식각함으로써, 패턴이 남아있는 부분(식각되지 않은 부분)과 패턴이 남아있지 않는 부분(식각된 부분)의 반사율이 차이가 나지 않아 전체적으로 광특성의 차이가 발생하지 않으며, 종래 이중 코팅층의 하부에 구비된 별도의 인덱스 매칭층(index-matching layer)을 구성하지 않아도 시인성이 우수한 효과를 낼 수 있으며, 이에 따라 메탈 나노와이어 필름의 제조원가를 효과적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, by partially etching so that some coating layer remains through wet etching, the reflectance of the portion where the pattern remains (not etched) and the portion where the pattern does not remain (etched) does not differ. There is no difference in optical properties as a whole, and excellent visibility can be achieved without configuring an index-matching layer provided under the conventional double coating layer, and accordingly manufacturing cost of the metal nanowire film There is an advantage that can be effectively reduced.

도 1은 종래의 투명 도전성 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3의 습식 식각 후 패턴의 실제 현미경 사진을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view for explaining a conventional transparent conductive film.
2 is a cross-sectional view illustrating a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing actual micrographs of the pattern after the wet etching of FIG. 3.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름을 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름은, 크게 투명 기판(100), 복수의 메탈 나노와이어들(250)을 포함하는 제1 코팅층(200) 및 오버 코팅층인 제2 코팅층(300) 등을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 2, the metal nanowire film according to the embodiment of the present invention may be a transparent substrate 100, a first coating layer 200 including a plurality of metal nanowires 250, and an overcoating layer. 2 includes a coating layer 300 and the like.

여기서, 투명 기판(100)은 접촉입력을 인가 받아서 휘어지고, 접촉입력이 해제되면 다시 원위치가 될 수 있도록 탄성을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the transparent substrate 100 is bent by receiving a contact input, it is preferable that the transparent substrate 100 is made of a material having an elastic so that it can be returned to its original position.

또한, 투명 기판(100)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정물체로부터 접촉입력을 인가 받으므로, 터치스크린의 다른 구성을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 큰 물질로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, since the transparent substrate 100 receives a contact input from a user's body or a specific object such as a stylus pen, it is preferable that the transparent substrate 100 is made of a material having high durability to sufficiently protect other components of the touch screen from external force.

또한, 터치스크린의 하부에 설치되는 디스플레이(미도시)로부터의 영상이 사용자에게 깨끗하게 전달될 수 있도록 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 투명 기판(100)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 사이크릭 올레핀 폴리머(COP), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 또는 고리형 올레핀 고분자(COC) 등으로 구성될 수 있다. 이외에도 일반적으로 이용되는 유리(Glass) 또는 강화유리를 활용할 수도 있다. 여기서, 투명이라 함은 100％ 투명함은 물론, 높은 광투과율을 갖는 정도로 투명함을 포괄적으로 의미한다.In addition, it is preferable that the image from the display (not shown) installed in the lower portion of the touch screen is made of a transparent material so that the user can be clearly transmitted. As such a material, the transparent substrate 100 may include, for example, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyimide (PI), cyclic olefin polymer (COP), polymethylmethacrylate (PMMA), Polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES) or cyclic olefin polymer (COC). In addition, glass or tempered glass which is generally used may be used. Here, the term “transparent” means not only 100% transparent but also transparent enough to have a high light transmittance.

또한, 투명 기판(100)의 일면에는 제1 및 제2 코팅층(200 및 300)이 형성되고 타면에는 예를 들어, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescense) 등의 디스플레이(미도시)가 결합될 수 있다. 이때, 투명 기판(100)과 디스플레이(미도시)는 예를 들어, 양면 접착 테이프(DAT) 또는 광학 투명 접착제(OCA)로써 결합될 수 있다.In addition, first and second coating layers 200 and 300 are formed on one surface of the transparent substrate 100, and on the other surface, for example, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an EL ( A display (not shown) such as an electroluminescense may be combined. In this case, the transparent substrate 100 and the display (not shown) may be combined with, for example, a double-sided adhesive tape (DAT) or an optical transparent adhesive (OCA).

제1 코팅층(200)은 투명 기판(100)의 상부에 복수의 메탈 나노와이어들(250)이 포함된 용액이 1차 코팅되어 도전층으로서 형성된다. 이때, 메탈 나노와이어들(250)은 도전 네트워크를 형성한다.The first coating layer 200 is formed as a conductive layer by first coating a solution including a plurality of metal nanowires 250 on the transparent substrate 100. At this time, the metal nanowires 250 form a conductive network.

그리고, 메탈 나노와이어(Metal Nanowire)(250)는 원소 메탈(element metal), 메탈 합금 또는 메탈 혼합물(금속 산화물들을 포함)을 나타낸다. 적어도 하나의 메탈 나노와이어의 단면의 크기는 약 500nm보다 적고, 약 200nm보다 적으며, 더 바람직하게는 약 100nm보다 더 적다. 또한, 메탈 나노와이어들(250)은 10보다 더 큰, 바람직하게는 50보다 더 큰, 그리고 더 바람직하게는 100보다 더 큰 종횡비(길이(length) : 직경(diameter))를 갖는다. 적절한 메탈 나노와이어들(250)은 예컨대, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 니켈(Ni) 혹은 이를 포함하는 합금, 및 금도금된 은(gold-plated silver)을 포함하는 어떤 금속에 기초할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Metal nanowire 250 represents an element metal, a metal alloy, or a metal mixture (including metal oxides). The size of the cross section of the at least one metal nanowire is less than about 500 nm, less than about 200 nm, and more preferably less than about 100 nm. In addition, the metal nanowires 250 have an aspect ratio (length: diameter) of greater than 10, preferably greater than 50, and more preferably greater than 100. Suitable metal nanowires 250 are, for example, silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), molybdenum (Mo), titanium (Ti), nickel (Ni) or alloys containing them. And may be based on any metal, including, but not limited to, gold-plated silver.

이러한 메탈 나노와이어들(250)은 당해 기술분야에서 이미 알려진 방법들에 의해 제조될 수 있다. 특히, 은(Ag) 나노와이어들은 폴리올(polyol)(예를 들어, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)) 및 폴리(비닐 피롤리돈(vinyl pyrrolidone))의 존재하에서 은염(silver salt)(예를 들어, 질산은(silver nitrate))의 액상환원법(solution-phase reduction)을 통해 합성될 수 있다. 균일한 크기의 은 나노와이어들의 대규모 제조는 예를 들면, Xia, Y.외, Chem. Mater.(2002), 14,4736-4745, 및 Xia, Y.외, Nanoletters(2003)3(7), 955-960에서 설명된 방법들에 따라서 제조될 수 있다.Such metal nanowires 250 may be manufactured by methods already known in the art. In particular, silver nanowires are known as silver salts (eg, in the presence of polyols (eg, ethylene glycol) and poly (vinyl pyrrolidone). Silver nitrate may be synthesized through solution-phase reduction. Large-scale production of uniformly sized silver nanowires is described, for example, in Xia, Y. et al., Chem. (2002), 14,4736-4745, and Xia, Y. et al., Nanoletters (2003) 3 (7), 955-960.

한편, 제1 코팅층(200)은 도면에 도시되진 않았지만, 다른 예로서, 매트릭스(Matrix) 내에 매몰된 복수의 나노와이어들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 매트릭스는 내부에 메탈 나노와이어들이 산재되어 있거나 매몰되어 있는 고체 상태 재료(solid-state material)를 나타낸다. 나노와이어들의 일부는 도전 네트워크에 대해 억세스(access)하도록 하기 위해 매트릭스 재료로부터 돌출(protrude)될 수 있다. 상기 매트릭스는 부식 및 마모와 같은 나쁜 환경적 인자들로부터 메탈성 나노와이어들을 보호한다. 특히, 상기 매트릭스는 습기, 극소량의 산(acid), 산소, 황 등과 같은 환경에서 부식 성분들의 투과율을 상당히 낮출 수 있다.Although not illustrated in the drawing, the first coating layer 200 may include a plurality of nanowires embedded in a matrix. In this case, the matrix represents a solid-state material in which metal nanowires are interspersed or embedded. Some of the nanowires may be protruded from the matrix material to allow access to the conductive network. The matrix protects the metallic nanowires from bad environmental factors such as corrosion and abrasion. In particular, the matrix can significantly lower the transmission of corrosive components in environments such as moisture, trace amounts of acid, oxygen, sulfur and the like.

또한, 상기 매트릭스는 도전층 즉, 제1 코팅층(200)에 대해 유리한 물리적 기계적 특성들을 제공한다. 예를 들면, 그것은 기판에 대해 접착력을 제공할 수 있다. 나아가, 금속 산화막들과는 달리, 메탈성 나노와이어들이 매몰된 중합체 매트릭스들 또는 유기 매트릭스들은 강하고(robust) 연성(flexible)이다. 여기서 더 상세히 논의되겠지만, 연성 매트릭스들은 저비용 및 고 처리량 공정에서 투명 도전체들을 제조하는 것을 가능하게 한다.In addition, the matrix provides advantageous physical and mechanical properties for the conductive layer, ie, the first coating layer 200. For example, it can provide adhesion to the substrate. Furthermore, unlike metal oxide films, polymer matrices or organic matrices in which metallic nanowires are embedded are robust and flexible. As will be discussed in more detail herein, flexible matrices make it possible to manufacture transparent conductors in low cost and high throughput processes.

나아가, 도전층의 광학적 특성들은 적절한 매트릭스 재료를 선택함으로써 조절될 수 있다. 예를 들어, 반사 손실(reflection loss) 및 원하지 않은 섬광은 바람직한 굴절률(refractive index), 구성 및 두께를 갖는 매트릭스를 사용함으로써 효과적으로 감소될 수 있다.Furthermore, the optical properties of the conductive layer can be adjusted by selecting the appropriate matrix material. For example, reflection loss and unwanted glare can be effectively reduced by using a matrix having a desirable refractive index, composition and thickness.

전형적으로는, 상기 매트릭스는 광학적으로 투명한 재료이다. 재료는 만약 재료의 광 투과율이 가시 영역(400nm∼700nm) 내에서 적어도 80％라면 "광학적으로 선명(clear)" 또는 "광학적으로 투명(transparent)" 한 것으로 여겨진다. 하지만 명기되지 않더라도, 여기에서 설명되는 투명 도전체 즉, 메탈 나노와이어 필름에서의 모든 층들(투명 기판 및 나노와이어 네트워크층을 포함하여)이 광학적으로 투명한 것이 바람직하다.Typically, the matrix is an optically transparent material. The material is considered to be "optically clear" or "optically transparent" if the light transmittance of the material is at least 80% in the visible region (400 nm to 700 nm). Although not specified, however, it is preferred that all layers (including transparent substrates and nanowire network layers) in the transparent conductors described herein, ie the metal nanowire films, are optically transparent.

또한, 상기 매트릭스의 광학적 투명성은 전형적으로는 굴절률(refractive index; RI), 두께, 두께 전체의 RI의 밀도(consistency), 표면(인터페이스를 포함하여) 반사, 및 헤이즈(haze)(표면 거칠기(roughness) 및/또는 매몰된 입자들에 기인하는 산란 손실(scattering loss)) 등의 다수의 인자들에 의해 결정되나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the optical transparency of the matrix is typically representative of the refractive index (RI), thickness, the consistency of the RI throughout the thickness, surface (including interface) reflection, and haze (surface roughness). ) And / or scattering loss due to buried particles), such as, but not limited to.

제2 코팅층(300)은 제1 코팅층(200)의 표면에 돌출된 금소 나노와이어들(250)을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)되어 보호층(protective layer)으로 형성되어 있다.The second coating layer 300 is over-coated so as to cover the entirety of the nanowires 250 protruding from the surface of the first coating layer 200 to form a protective layer.

이러한 제2 코팅층(300)은 전형적으로 연성이고 연성 기판 또는 투명 기판과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 즉, 제2 코팅층(300)은 예컨대, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 아크릴 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리스틸렌, 트리아세테이트(triacetate; TAC), 폴리비닐 알콜, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐덴(polyvinylidenechloride), 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체들, 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral), 메탈 이온-교차결합 에틸렌-메타크릴산 공중합체들(metal ion-crosslinked ethylene-methacrylic acid copolymers), 폴리우레탄, 셀로판, 폴리올레핀 등을 포함하고, 높은 강도(strength) 때문에 특히, 바람직하게는 PET, PC, PMMA, 또는 TAC이다. 그러나, 이들에 국한되지는 않는다.This second coating layer 300 is typically flexible and may be composed of the same material as the flexible substrate or the transparent substrate. That is, the second coating layer 300 is, for example, polyester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polymethyl methacrylate (PMMA), acrylic resin, polycarbonate; PC), polystyrene, triacetate (TAC), polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidenechloride, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyvinyl butyral, metal ions Cross-linked ethylene-methacrylic acid copolymers, polyurethanes, cellophane, polyolefins and the like, and particularly because of their high strength, preferably PET, PC, PMMA Or TAC. However, it is not limited to these.

특히, 투명 기판(100)의 상부에는 소정의 전극 패턴이 형성되는데, 제2 코팅층(300)의 상부에 형성된 소정의 패턴 형성용 마스크(400, 도 3의 (c) 참조)와 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위(A)에 메탈 나노와이어들(250)이 완전히 제거되어 전기적인 절연상태로 형성됨과 아울러 제1 코팅층(200)의 소정두께(D2)가 남아있도록 부분 식각된 구조로 이루어진다.In particular, a predetermined electrode pattern is formed on the transparent substrate 100, and a predetermined pattern forming mask 400 formed on the second coating layer 300 (see FIG. 3C) and wet etching are formed. The metal nanowires 250 are completely removed from the pattern portion A etched through etching, thereby forming an electrically insulating state and partially etched so that a predetermined thickness D 2 of the first coating layer 200 remains. Made of structure.

상기와 같이, 습식 식각을 통해 일부 코팅층 즉, 제1 코팅층(200)의 일부가 남아 있도록 부분 식각함으로써, 패턴이 남아있는 부분(즉, 식각되지 않은 부분)(B)의 반사율(R3)과 패턴이 남아있지 않는 부분(즉, 식각된 부분)(A)의 반사율(R4)이 차이가 나지 않아 전체적으로 광특성의 차이가 발생하지 않으며, 종래 이중 코팅층의 하부에 구비된 별도의 인덱스 매칭층(index-matching layer)을 구성하지 않아도 시인성이 우수한 효과를 낼 수 있으며, 이에 따라 메탈 나노와이어 필름의 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
As described above, partial etching is performed so that a part of the coating layer, that is, a part of the first coating layer 200 remains through wet etching, thereby reflecting the reflectance R3 and the pattern of the portion (ie, the non-etched portion) B in which the pattern remains. There is no difference in reflectance (R4) of the non-remaining portion (that is, the etched portion) (A) as a whole does not cause a difference in optical properties, a separate index matching layer (index) provided below the conventional double coating layer It is possible to produce an excellent visibility effect without configuring a -matching layer), thereby reducing the manufacturing cost of the metal nanowire film.

이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름의 제조방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 도 3의 습식 식각 후 패턴의 실제 현미경 사진을 나타낸 도면이다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing actual micrographs of the pattern after wet etching of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 나노와이어 필름의 제조방법은, 먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 투명 기판(100)의 상부에 복수의 메탈 나노와이어들(250)을 포함하는 제1 코팅층(200)을 형성한다.3 and 4, a method of manufacturing a metal nanowire film according to an embodiment of the present invention, first, as shown in FIG. 3A, a plurality of upper portions of the transparent substrate 100. The first coating layer 200 including the metal nanowires 250 is formed.

그런 다음, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 코팅층(200)의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들(250)을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)하여 제2 코팅층(300)을 형성한다.Then, as illustrated in FIG. 3B, the second coating layer 300 may be over-coated to cover the metal nanowires 250 protruding from the surface of the first coating layer 200 as a whole. To form.

이후에, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 코팅층(300)의 상부에 소정의 패턴 형성용 마스크(400)를 형성한 후, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위(A)에 메탈 나노와이어들(250)을 완전히 제거하여 전기적인 절연상태로 형성함과 아울러 제1 코팅층(200)의 소정두께(D2)가 남아있도록 부분 식각한다.Thereafter, as shown in (c) of FIG. 3, after forming a predetermined pattern forming mask 400 on the second coating layer 300, as shown in (d) of FIG. The metal nanowires 250 are completely removed from the pattern portion A etched by wet etching to form an electrically insulating state, and a predetermined thickness D 2 of the first coating layer 200 is formed. Partial etch to remain.

이와 같이 식각(Etching)을 효율적으로 하기 위해 최상층의 제2 코팅층(300)을 효과적으로 식각해야 하며, 그 아래의 메탈 나노와이어들(250)을 포함한 제1 코팅층(200)도 부분적으로 식각되어야 한다. 이는 습식 식각시 예컨대, 염산, 질산 등을 효과적으로 조성하여 딥(Dip) 혹은 스프레이(Spray) 식각을 통해 적절히 조절(Conditioning)할 수 있다.
As such, the second coating layer 300 of the uppermost layer needs to be effectively etched in order to efficiently etch, and the first coating layer 200 including the metal nanowires 250 below it must also be partially etched. This may be appropriately controlled through dip or spray etching by effectively forming hydrochloric acid, nitric acid, or the like during wet etching.

전술한 본 발명에 따른 메탈 나노와이어 필름 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Although the preferred embodiments of the metal nanowire film and the method of manufacturing the same according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, but the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings are various. It is possible to carry out modification and this also belongs to the present invention.

100 : 투명 기판,
200 : 제1 코팅층,
250 : 메탈 나노와이어들,
300 : 제2 코팅층,
400 : 패턴 형성용 마스크100: transparent substrate,
200: first coating layer,
250: metal nanowires,
300: second coating layer,
400: pattern forming mask

Claims (4)

투명 기판;
상기 투명 기판의 상부에 형성되며, 복수의 메탈 나노와이어들을 포함하는 제1 코팅층; 및
상기 제1 코팅층의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)되어 형성되는 제2 코팅층을 포함하되,
상기 제2 코팅층의 상부에 형성된 소정의 패턴 형성용 마스크와 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위에 메탈 나노와이어가 제거됨과 아울러 상기 제1 코팅층의 소정두께가 남아있도록 부분 식각된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈 나노와이어 필름.
A transparent substrate;
A first coating layer formed on the transparent substrate and including a plurality of metal nanowires; And
It includes a second coating layer formed by over coating (Over Coating) to cover the metal nanowires protruding from the surface of the first coating layer as a whole,
The metal nanowires are removed from the pattern portion etched through the predetermined pattern forming mask and wet etching formed on the second coating layer and partially etched so that the predetermined thickness of the first coating layer remains. Metal nanowire film, characterized in that made.
제1 항에 있어서,
상기 소정 두께는 제1 코팅층과 제2코팅층의 합인 전체 두께와 대비하여 1/5 이상 4/5 이하로 잔류하도록 구현하는 것을 특징으로 하는 메탈 나노와이어 필름.
The method according to claim 1,
The predetermined thickness is a metal nanowire film, characterized in that implemented to remain 1/5 or more and 4/5 or less compared to the total thickness of the first coating layer and the second coating layer.
투명 기판 상에 복수의 메탈 나노와이어들을 포함하는 제1 코팅층을 형성하는 단계;
상기 제1 코팅층의 표면에 돌출된 메탈 나노와이어들을 전체적으로 덮도록 오버 코팅(Over Coating)하여 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 코팅층의 상부에 소정의 패턴 형성용 마스크를 형성한 후, 습식 식각(Wet Etching)을 통해 식각된 패턴 부위에 메탈 나노와이어를 제거함과 아울러 상기 제1 코팅층의 소정두께가 남아있도록 부분 식각하는 단계를 포함하는 메탈 나노와이어 필름의 제조방법.
Forming a first coating layer including a plurality of metal nanowires on the transparent substrate;
Forming a second coating layer by over coating the metal nanowires protruding from the surface of the first coating layer as a whole; And
After forming a predetermined pattern forming mask on the upper portion of the second coating layer, the metal nanowires are removed on the etched pattern portion through wet etching, and the partial etching is performed so that the predetermined thickness of the first coating layer remains. Method of producing a metal nanowire film comprising the step of.
제3 항에 있어서,
상기 소정 두께는 제1 코팅층과 제2코팅층의 합인 전체 두께와 대비하여 1/5 이상 4/5 이하로 잔류하도록 구현하는 것을 특징으로 하는 메탈 나노와이어 필름의 제조방법.The method of claim 3,
The predetermined thickness is a method of producing a metal nanowire film, characterized in that implemented to remain 1/5 or more and 4/5 or less compared to the total thickness of the first coating layer and the second coating layer.
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