KR20170067002A - 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치 - Google Patents

전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170067002A
KR20170067002A KR1020150173336A KR20150173336A KR20170067002A KR 20170067002 A KR20170067002 A KR 20170067002A KR 1020150173336 A KR1020150173336 A KR 1020150173336A KR 20150173336 A KR20150173336 A KR 20150173336A KR 20170067002 A KR20170067002 A KR 20170067002A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron beam
nanowire network
nanowires
conductive
nanowire
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
KR1020150173336A
Other languages
English (en)
Inventor
박형욱
김지수
송명훈
남윤석
Original Assignee
울산과학기술원
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 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020150173336A priority Critical patent/KR20170067002A/ko
Priority to PCT/KR2016/011628 priority patent/WO2017099345A1/ko
Priority to US15/346,729 priority patent/US10085339B2/en
Publication of KR20170067002A publication Critical patent/KR20170067002A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0026—Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01L31/022425—
    • H01L31/022466—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0242—Shape of an individual particle
    • H05K2201/026—Nanotubes or nanowires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/762—Nanowire or quantum wire, i.e. axially elongated structure having two dimensions of 100 nm or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/81—Of specified metal or metal alloy composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/949—Radiation emitter using nanostructure
    • Y10S977/95—Electromagnetic energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/953—Detector using nanostructure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/953—Detector using nanostructure
    • Y10S977/954—Of radiant energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)

Abstract

본 발명은, 도전성 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사함으로써, 나노 와이어들의 교차점에서 발생되는 저항에 의한 열을 이용하여 교차점만을 접합시킬 수 있으므로, 교차점 이외의 부분까지 가열되는 현상이 방지되어 전기 전도성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 접합 이후에도 은 나노 와이어 네트워크의 투명성을 유지할 수 있으며 시트 저항의 증가 없이 기계적 유연성도 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치{Manufacturing method of electroconductive nanowire network using electron beam, transparent electrode and electronic device using the same}
본 발명은 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 빔을 조사하여 은 나노와이어의 네트워크를 형성할 수 있는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린, 조명 기기, 태양 전지 및 센서 들과 같은 반도체 장치 등에는 투명 전극이 사용되고 있다. 투명 전극으로는 주로 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 많이 사용되고 있다. 그러나, 인듐-주석 산화물은, 인듐이 희소 금속이므로 수급이 불안정하므로 단가가 매우 높은 문제점이 있다.
최근에는 인듐-주석 산화물을 대체하는 투명 전극 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 인듐-주석 산화물을 대체할 수 있는 투명 전극 재료로는 금속계 나노 와이어 등이 제안되고 있으며, 특히, 은 나노 와이어는 전기 전도성과 광투과율이 높아서 터치 패널 등의 다양한 분야에 이용 가능하다.
나노 와이어의 네트워크를 형성하는 방법은, 분산 용액을 스핀 또는 스프레이 코팅하는 방법과, 고온 열처리나 플라즈마 용접하는 방법이 있다.
스핀 또는 스프레이 코팅하는 방법은, 나노 와이어 네트워크의 결합이 약하여 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 고온 열처리 방법은, 금속 나노 와이어들의 표면을 전체적으로 균일하게 가열하기 때문에 교차점 이외에 불필요한 부분까지 가열되어 은 나노 와이어 네트워크의 전기 전도성이 오히려 낮아지는 문제점이 있다.
플라즈마 용접하는 방법은, 결합부를 선택적으로 용접할 수 있는 이점이 있으나, 시트 저항에 매우 큰 문제점이 있다.
한국공개특허 10-2015-0120989
본 발명의 목적은, 나노 와이어의 교차점만을 가열할 수 있는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법은, 도전성 나노 와이어들을 이용하여 나노 와이어 네트워크를 형성하는 단계와; 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점을 접합시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 투명 전극은, 베이스 기재 상에서 도전성 나노 와이어들이 나노 와이어 네트워크를 형성하고, 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점이 접합된다.
본 발명에 따른 전자 장치는, 베이스 기재 상에서 도전성 나노 와이어들이 나노 와이어 네트워크를 형성하고, 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점이 접합된 투명 전극을 포함한다.
본 발명은, 도전성 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사함으로써, 나노 와이어들의 교차점에서 발생되는 저항에 의한 열을 이용하여 교차점만을 접합시킬 수 있으므로, 교차점 이외의 부분까지 가열되는 현상이 방지되어 전기 전도성의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 접합 이후에도 은 나노 와이어 네트워크의 투명성을 유지할 수 있으며 시트 저항의 증가 없이 기계적 유연성도 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 사용된 대형 펄스 전자 빔 조사장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따라 각각 접합된 은 나노 네트워크의 특성을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따른 주기적인 밴딩 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 은 나노 네트워크를 나타낸 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노 와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따른 은나노 네트워크를 비교한 SEM 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 투명 전극을 포함하는 전자 장치는, PET 필름 위에 도전성 나노 와이어 네트워크가 형성되고, 도전성 나노 와이어 네트워크를 이루는 도전성 나노 와이어들의 교차점은 전자빔의 조사에 의해 접합된다.
상기 전자 장치는, 터치 패널, LED, 솔라셀 및 다양한 센서 등을 포함한다.
상기 PET 필름은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 필름이고, 투명하고 신축성을 가진다.
상기 도전성 나노 와이어는, 은 나노 와이어가 사용되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이외에도 다른 도전성 소재가 사용되는 것도 물론 가능하다.
상기와 같이 구성된 투명 전극의 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법이 도시된 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 도전성 나노 와이어들을 스핀 코팅하여 나노 와이어 네트워크를 형성한다.(S1)
상기 도전성 나노 와이어들은, 은 나노 와이어(AgNW)인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 도전성 소재라면 이용 가능하다.
상기 스핀 코팅은, 이소프로필 알코올(IPA) 기반 은 나노 와이어 현탁액을 사용한다. 상기 이소프로필 알코올 기반 은 나노 와이어 현탁액에 포함된 은 나노 와이어는 길이가 약 20 내지 30㎛이고, 직경은 약 30 내지 40nm이다. 상기 이소프로필 알코올은 약 0.5wt%가 포함된다.
상기 은 나노 네트워크는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 필름상에 만들어진다.
상기와 같이 도전성 나노 와이어들을 스핀 코팅하여 나노 와이어 네트워크가 형성되면, 은 나노 와이어들의 교차점이 접합되지 않은 상태이다. 즉, 나노 와이어들간의 교차점은 물리적 접촉만을 하고 있는 상태이다.
이후, 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여, 상기 은 나노 와이어들의 교차점만을 접합시킨다.(S2)
상기 전자빔은, 대형 펄스 전자 빔(Large pulsed electron beam, LPEB)를 사용한다.
상기 전자 빔의 펄스의 파장은 0.1Hz 내지 0.2Hz 범위가 사용된다. 상기 전자빔은, 약 5kV의 가속전압이고 단 펄스로 조사한다. 상기 전자빔의 펄스 파장은 펄스와 펄스의 조사 시간 간격을 5 내지 10초로 조절하여 결정된다.
상기 전자빔의 조사 횟수는 1 내지 3회이다.
상기 전자빔의 가속 전압이 5kV를 초과하거나 조사 횟수가 1 내지 3회 범위를 벗어날 경우 나노 와이어 네트워크의 교차점이 접합되지 않고 기화되는 현상이 발생하며, 과도한 에너지 전달로 인해 금속 거품이 발생하기 때문에 전도성을 잃게 되며, 시트 저항이 크게 증가하여 도전성 네트워크의 기능을 잃게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 사용된 대형 펄스 전자 빔 조사장치의 개략도이다.
도 3을 참조하면, 상기 대형 펄스 전자 빔 장치(10)는, 캐소드(11), 솔레노이드(14) 및 진공관(16)을 포함한다. 도면부호 12는, 캐소드 플라즈마이고, 도면부호 13은 애노드 플라즈마를 나타내며, 도면부호 15는 은 나노 와이어가 스핀 코팅된 시편(Workpiece)를 나타낸다.
상기 전자빔의 조사는 아르곤 가스로 가득찬 진공관(16)에서 행해진다. 상기 캐소드(11)와 애노드사이에서 전자가 가속화되어 시편(15)에 플라즈마를 통해 에너지를 전달한다. 상기 전자빔의 지름은 50mm 내지 80mm 범위로 조사되는 바, 본 실시예에서는 약 60mm로 고정한다. 상기 전자빔은, 약 5kV의 가속전압이고 단 펄스로 조사한다. 상기 전자빔의 가속 전압이 5kV를 초과하면, 표면 질감을 떨어뜨리고, 은 나노 와이어들의 끝단에 금속 거품(Metallic bubbles)를 초래한다.
상기 전자빔을 상기 나노 와이어 네트워크에 조사하면, 상기 은 나노 와이어들의 교차점이 접합된다.
도 2를 참조하면, 상기 전자빔을 상기 나노 와이어 네트워크에 조사하면, 가속화된 전자가 상기 은 나노 와이어를 타고 흐른다. 이 때, 상기 은 나노 와이어들의 교차점에서는 저항이 높아지므로 교차점에서 열이 발생된다. 따라서, 교차점에서 발생된 열에 의해 교차점에서 접합이 이루어진다.
즉, 나노 와이어 네트워크에 상기 대형 펄스 전자빔을 조사하면, 교차점에서만 열이 발생되어 교차점만의 접합이 이루어지므로, 교차점 이외의 부분이 가열되는 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 교차점 이외의 부분을 가열시 전기 전도성이 낮아지는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 전자빔을 조사하는 경우, 기판에 빠른 온도 변화를 가져와서 교차점만을 보다 빠르게 용융시키고 재응고시킬 수 있다. 상기 전자빔을 조사하는 경우, 냉각율이 약 107K/s이상이다. 이러한 최상의 냉각율은 금속을 결정질(crystalline) 구조로 바꿀 수 있으며, 이러한 변화는 경도(Hardness)나 탄성계수(Modulus)를 포함하는 기계적 성질을 바꿀 수 있다. 한편, 종래의 고온의 열처리 방법의 경우, 용융되고 다시 응고되는 전체 과정에 걸쳐서 지속적으로 열전달을 유지해야하기 때문에 시간이 매우 오래 걸리는 문제점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따라 각각 접합된 은 나노 네트워크의 특성을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4a는, 은 나노 네트워크의 접합 방법에 따른 시트 저항을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 열처리나 전자빔의 조사가 이루어지기 전 상태(as-prepared)의 은 나노 와이어들은 서로간의 접촉 저항 때문에 시트 저항이 가장 높게 나타났다.
상기 열처리는 전체 영역에 열을 가하는 종래의 접합 방법이다. 고온의 열처리 이후에는 접합부의 접촉 저항이 줄어들기 때문에 시트 저항이 줄어든다. 고온의 열처리 이후 시트 저항은 약 18.57Ω/sq이다.
한편, 대형 펄스 전자빔의 조사 이후 시트 저항은 약 12.53Ω/sq이다. 따라서, 대형 펄스 전자빔의 조사 이후 시트 저항이 가장 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 4b와 도 4c는 은 나노 네트워크의 접합 방법에 따른 투과도와 헤이즈(Haze)를 나타낸다.
도 4b와 도 4c를 참조하면, 대형 펄스 전자빔의 조사 이후에도 투과도(Transmittance)와 헤이즈(Haze)가 유지되는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따른 주기적인 밴딩 시험 결과를 나타낸 그래프이다. 도 5a는 반복되는 주기적 밴딩에 따른 시트 저항의 상대변화를 추세선(Trend line)으로 나타낸 것이고, 도 5b는 주기적 밴딩에 따른 시트 저항의 상대변화를 나타낸 것이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 열처리나 전자빔의 조사가 이루어지기 전 상태(as-prepared)의 은 나노 와이어들의 시트 저항은 벤딩(bending)을 시작하자마자 초기값보다 35%까지 증가하였고, 반복되는 벤딩 주기에 따라 계속적으로 증가하여, 1000번째 주기 이후에는 초기값보다 약 2.3배의 시트 저항에 이르렀다.
열처리된 은 나노 와이어들은 벤딩 주기가 반복될수록 시트저항이 계속적으로 증가하여 1000번째 주기 이후에는 초기값보다 약 1.9배의 시트 저항에 이르렀다.
대형 펄스 전자빔의 조사가 이루어진 은 나노 와이어 네트워크의 시트 저항은 초기와 비슷한 수준을 유지하다가 1200번째 벤딩 주기후에 약 30%정도의 시트저항의 증가만이 나타났다.
따라서, 대형 펄스 전자빔의 조사를 이용해 접합된 은 나노 와이어 네트워크는, 반복적인 벤딩 시험 이후에도 시트 저항의 변화가 가장 적게 나타나기 때문에, 투명하면서도 신축성 있는 전극으로의 이용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 은 나노 네트워크를 나타낸 SEM 사진이다.
도 6a은 상기 전자빔의 가속 전압이 5kV이하일 때 교차점의 접합 상태를 나타낸 SEM사진이고, 도 6b는 상기 전자빔의 가속 전압이 5kV를 초과할 때 은 나노 와이어들의 끝단에 금속 거품이 나타난 상태를 나타낸 SEM사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 빔을 이용한 도전성 나노 와이어 네트워크의 제조방법과 종래의 제조방법에 따른 은나노 네트워크를 비교한 SEM 사진이다.
도 7a는 열처리에 의해 교차점이 접합된 은 나노 네트워크를 나타내는 SEM 사진이다. 도 7a를 참조하면, 열처리를 하는 경우, 은 나노 네트워크의 전체 영역은 동일한 양의 열을 받기 때문에, 은 나노 와이어들이 교차하지 않거나 은 나노 와이어들의 밀도가 상대적으로 낮은 부분에는 불필요하게 과도한 양의 열이 공급되기 때문에 과도한 열에 의해 증발되는 현상이 발생된다.
도 7b는 전자빔의 조사에 의해 교차점이 접합된 은 나노 네트워크를 나타내는 SEM 사진이다. 도 7b를 참조하면, 전자빔을 조사하는 경우, 은 나노 와이어들은 스스로 열원으로 작용하며, 은 나노 와이어들의 밀도에 따라 접합을 위한 적당한 양의 에너지를 받을 수 있다. 따라서, 은 나노 와이어들의 밀도가 높은 교차점에서는 그 외 영역보다 높은 열이 발생되어 접합이 이루어질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 대형 전자 빔 조사 장치

Claims (16)

  1. 도전성 나노 와이어들을 이용하여 나노 와이어 네트워크를 형성하는 단계와;
    상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점을 접합시키는 단계를 포함하는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자빔은 대형 펄스 전자 빔(Large pulsed electron beam)을 사용하는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 대형 펄스 전자빔의 가속 전압은 5kV이하로 설정하는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 대형 펄스 전자빔의 펄스의 파장은 0.1 Hz 내지 0.2 Hz 범위인 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자빔의 지름은 50 mm 내지 80 mm 범위인 도전성 나노 와이어 네트워크의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어는, 은 나노 와이어를 포함하는 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 나노 와이어 네트워크를 형성하는 단계는,
    이소프로필 알코올(IPA)과 상기 은 나노 와이어가 혼합된 현탁액을 스핀 코팅하여 형성하는 도전성 나노 와이어 네트워크의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 은 나노 와이어의 길이는 20 내지 30㎛이고, 직경은 30 내지 40nm인 도전성 나노 와이어 네트워크의 제조방법.
  9. 베이스 기재 상에서 도전성 나노 와이어들이 나노 와이어 네트워크를 형성하고, 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점이 접합된 투명 전극.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어들은, 대형 펄스 전자 빔(Large pulsed electron beam)을 사용하여 접합된 투명 전극.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어들은, 상기 대형 펄스 전자 빔의 가속 전압이 5kV이하로 조사되어 접합된 투명 전극.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어들은, 상기 대형 펄스 전자빔의 펄스의 파장이 0.1 Hz 내지 0.2 Hz 범위로 조사되어 접합된 투명 전극.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어들은, 상기 대형 펄스 전자빔의 지름이 50 mm 내지 80 mm 범위로 조사되어 접합된 투명 전극.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 도전성 나노 와이어는, 은 나노 와이어를 포함하는 투명 전극.
  15. 베이스 기재 상에서 도전성 나노 와이어들이 나노 와이어 네트워크를 형성하고, 상기 나노 와이어 네트워크에 전자빔을 조사하여 상기 도전성 나노 와이어들의 교차점이 접합된 투명 전극을 포함하는 전자 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 전자 장치는, 터치 패널, LED, 솔라셀 또는 센서를 포함하는 전자 장치.
KR1020150173336A 2015-12-07 2015-12-07 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치 Ceased KR20170067002A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150173336A KR20170067002A (ko) 2015-12-07 2015-12-07 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치
PCT/KR2016/011628 WO2017099345A1 (ko) 2015-12-07 2016-10-17 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치
US15/346,729 US10085339B2 (en) 2015-12-07 2016-11-09 Method of manufacturing electroconductive nanowire network using electron beam, transparent electrode and electronic device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150173336A KR20170067002A (ko) 2015-12-07 2015-12-07 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170067002A true KR20170067002A (ko) 2017-06-15

Family

ID=58799322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150173336A Ceased KR20170067002A (ko) 2015-12-07 2015-12-07 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10085339B2 (ko)
KR (1) KR20170067002A (ko)
WO (1) WO2017099345A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077479A (ko) * 2020-06-19 2020-06-30 한국화학연구원 은 나노선-그래핀 복합 나노박막 및 이의 제조방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110083279A (zh) * 2019-05-07 2019-08-02 业成科技（成都）有限公司 透明导电材料、触控结构及触控装置
CN110844879B (zh) * 2019-11-14 2020-09-22 常州大学 一种非晶纳米线与多孔薄膜的原位可操控键合方法
CN113106430A (zh) * 2021-03-30 2021-07-13 重庆烯宇新材料科技有限公司 一种促进纳米银线结点焊接成连续低阻导电网络的化学方法
CN113707368A (zh) * 2021-09-06 2021-11-26 石家庄铁道大学 一种耐高温透明柔性导电材料及其制备方法
CN115360263B (zh) * 2022-08-19 2025-05-06 陕西科技大学 单晶硅上3C-SiC纳米线功能复合网络薄膜及其制备方法和应用
CN116037915A (zh) * 2022-12-30 2023-05-02 常州大学 一种高能电子束非热诱导PVP@Ag纳米线加工的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541510C2 (de) 1995-11-08 1999-08-12 Karlsruhe Forschzent Gepulste Elektronenstrahlquelle und deren Verwendung
KR101885376B1 (ko) * 2011-02-11 2018-08-06 한국과학기술원 은 나노 와이어를 이용한 투명전극 및 그 제조 방법
JP2013109460A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Shin Etsu Polymer Co Ltd 透明配線シート
US9603242B2 (en) * 2011-12-21 2017-03-21 3M Innovative Properties Company Laser patterning of silver nanowire-based transparent electrically conducting coatings
KR101386362B1 (ko) * 2012-09-27 2014-04-16 한국과학기술원 은 나노와이어 네트워크―그래핀 적층형 투명전극 소재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 투명전극
KR102153428B1 (ko) 2013-02-20 2020-09-08 도오쿄 인스티튜드 오브 테크놀로지 도전성 나노와이어 네트워크 및 이것을 이용한 도전성 기판 및 투명전극, 그리고 그들의 제조 방법
KR101582376B1 (ko) * 2013-06-07 2016-01-04 주식회사 제낙스 전극, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전지
KR101484771B1 (ko) * 2013-07-31 2015-01-22 한국과학기술원 은 나노와이어를 이용한 전극소자 및 그 제조 방법
KR101440396B1 (ko) * 2014-02-20 2014-09-18 주식회사 인포비온 전도성 나노 와이어를 이용한 투명 도전막의 제조 방법
US9808781B2 (en) * 2014-08-08 2017-11-07 The University Of Hong Kong Conductive metal networks including metal nanowires and metal nanoparticles and methods of fabricating the same
JP6379018B2 (ja) * 2014-11-20 2018-08-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置および検査方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077479A (ko) * 2020-06-19 2020-06-30 한국화학연구원 은 나노선-그래핀 복합 나노박막 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20170164467A1 (en) 2017-06-08
US10085339B2 (en) 2018-09-25
WO2017099345A1 (ko) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170067002A (ko) 전자 빔을 이용한 도전성 나노와이어 네트워크의 제조방법, 이를 적용한 투명 전극 및 전자 장치
Jiu et al. Strongly adhesive and flexible transparent silver nanowire conductive films fabricated with a high-intensity pulsed light technique
Chae et al. Double-sided graphene oxide encapsulated silver nanowire transparent electrode with improved chemical and electrical stability
KR101637920B1 (ko) 투명필름히터 및 그의 제조방법
CN109920603B (zh) 一种提高银纳米线透明导电膜导电性的装置及方法
US8932898B2 (en) Deposition and post-processing techniques for transparent conductive films
US20100051101A1 (en) Electrode of flexible dye-sensitized solar cell, manufacturing method thereof and flexible dye-sensitized solar cell
WO2016068602A1 (ko) 투명 전도체 및 이의 제조방법
Wang et al. Customizable stretchable transparent electrodes based on AgNW/CNT hybrids via tailoring sizes of building blocks
Ko et al. Ag nanowires via solution process and localized reduction of Ag ions for next-generation transparent conductive electrodes
KR101484771B1 (ko) 은 나노와이어를 이용한 전극소자 및 그 제조 방법
CN106513959B (zh) 一种银纳米线焊接方法
Li et al. Improving edge quality and optical transmittance of Ag films on glass substrates by selective nanosecond pulsed laser ablation using various scanning methods
WO2011007297A2 (en) Method for producing structured conductive layers
KR101627422B1 (ko) 복합광원을 이용한 금속 나노와이어와 그래핀 옥사이드 기반의 투명전극 및 이의 제조방법
US20170133129A1 (en) Method of using carbon nanotubes to fabricate transparent conductive film
CN105845842A (zh) 导体、电子器件、和制造导体的方法
TWI376827B (en) Radiation emitting device and method of manufacturing radiation emitting device
Jung et al. Microwave welding of silver nanowires for highly transparent conductive electrodes
TW201521263A (zh) 藉由將銀除潤之柵極的製造法
CN116037915A (zh) 一种高能电子束非热诱导PVP@Ag纳米线加工的方法
KR101913335B1 (ko) 네트워크 구조가 강화된 나노 와이어 투명 전극 제조방법 및 이에 의해 제조된 투명 전극 필름
CN103366644A (zh) 白炽光源及白炽光源显示装置的制备方法
Jang et al. Improvement of Contact Resistance Between Each Silver Nanowire and Thermal Stability of Silver Nanowire Transparent Electrodes by Electrodeposition
KR101828578B1 (ko) 금속 나노와이어와 금속입자가 용접된 금속복합구조체의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

AMND Amendment
E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T13-X000 Administrative time limit extension granted

St.27 status event code: U-3-3-T10-T13-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

PE0801 Dismissal of amendment

St.27 status event code: A-2-2-P10-P12-nap-PE0801

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

R18 Changes to party contact information recorded

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-3-3-R10-R18-OTH-X000 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000