발명의명칭:나노와이어투명전극및이의제조� �법 기술분야

[1] 본발명은나노와이어투명전극및이의제조방법 에관한것으로，상세하게， 전도성나노와이어에기반하며，뛰어난상업성 을갖는나노와이어투명전극및 이의제조방법에관한것이다.

배경기술

[2] 나노와이어투명전극은높은광투과율의절연기 재상에코팅된얇은

도전막을의미한다.나노와이어투명전극은적� �한광학적투명성을가지며 표면도전성 (surface conductivity)을갖는다.표면도전성을갖는나노와� ��어투명 전극은평판액정표시장치 (flat liquid crystal displays),터치패널 (touch panel), 전자발광장치 (electroluminescent devices),및태양전지 (photovoltaic cells)등, 투명성과도전성이동시에요구되는분야에서투 명전극으로널리사용되고 있으며，대전방지층 (anti-static layers)이나전자기파차폐층 (electromagnetic wave shielding layers)로도널리사용되고있다.

[3] 인듐주석산화물 (indium tin oxide; ITO)과같은금속산화물은우수한광학적 투명성및전기적도전성을가지나,물리적충격� �의해손상되기쉽고， 물리적인변형이불가한단점과함께,제조시고� �용이소모될뿐만아니라, 고온공정을요구하는한계가있다.

[4] 도전성폴리머의경우，그전기적특성및광학적 특성이떨어질뿐만아니라, 화학적및장기적안정성이떨어지는문제가있다 .

[5] 이에，우수한전기적,광학적특성을가지고，� �기간안정적으로그물성을 유지할수있으며，물리적변형이가능한나노와 이어투명전극에대한요구가 지속적으로증가하고있다.

[6] 이러한요구에따라，대한민국공개특허제 2013-0135186호과같이,절연성 기재상，은나노와이어와같은금속나노와이어 의네트워크가유기매트릭스에 함입되어있는구조의나노와이어투명전극이개 발되고있다.

[7] 그러나，이러한금속나노와이어기반나노와이 어투명전극의경우，

대면적화시균일한전기적특성을얻기어렵고， 연속공정을이용한대량생산에 적합한제조공정이확립되지않아상업화에어려 운한계가있다.

[8]

발명의상세한설명

기술적과제

[9] 본발명은적어도 10cm이상의폭을가지며수내지수십미터에이르� �길이를 갖는초대면적에서도균일한전기적，광학적특 성을가져，상업성이극히 우수한나노와이어투명전극을제공하는것이다 . [1이 본발명은균일하고우수한전기적，광학적특성 을갖는나노와이어투명 전극을극히간단한공정으로신속하게제조할수 있어，상업적제조공정의 구축이가능한나노와이어투명전극의제조방법 을제공하는것이다.

[1 1]

과제해결수단

[12] 본발명에따른나노와이어투명전극은투명절연 성기재및금속나노와이어 네트워크를포함하며，관계식 1및관계식 2를만족한다.

[13] (관계식 1)

[14] R _m < 55 Ω/sq.

[15] 관계식 1에서，！^은폭 10cm및길이 2m크기를갖는나노와이어투명전극의 평균면저항이다.

[16] (관계식 2)

[17] 0.5R _m ≤R _loc (i) < 1.5R _m

[18] 관계식 2에서， R _n ，은폭 10cm및길이 2m크기를갖는나노와이어투명전극의 평균면저항이며， R _loc 는폭 10cm및길이 2m크기를갖는동일한나노와이어 투명전극의평균면저항이며 , R _loc 는폭 10cm및길이 2m크기를갖는동일한 나노와이어투명전극의전영역을 2cmx2cm의면적으로균등분할하여규정된 500개의분할영역중,일분할영역에서의면저항� �의미하며 , R _loc (i)는 500개의 분할영역에순차적으로번호를부여하되, i번에해당하는분할영역의면저항을 의미하고, i는 1 500의자연수이다.

[19] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 에있어，투명절연성기재의 굴절률은 1.45내지 2.00일수있다.

[20] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 은하기관계식 3을더

만족할수있다.

[21] (관계식 3)

[22] (R ₅₍ xrR ₀ )/R ₀ X 100 < 3.0 (%)

[23] 관계식 3에서, R。은나노와이어투명전극의평균면저항이며� � R ₅₀₀₀₀ 。은

5cmx5cm크기의나노와이어투명전극을대상으로 1mm곡률반경하

500,000회의굽힘시험을수행한후의평균면저항� �다.

[24] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 은 90%이상의

광투과율 (Transmittance)및 1.5%이하의헤이즈 (Haze)를가질수있다.

[25] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 에있어,금속나노와이어 네트워크는상기투명절연성기재상금속나노와 이어,유기바인더및상기 유기바인더를용해하는용매를포함하는와이어 분산액을도포한후,하기 제 3스펙트럼의흡광피크중상대적으로가장강도� �큰흡광피크인제 1피크의 중심파장에해당하는광이제거되도록백색광을 필터링하고,필터링된광을 조사하여수득될수있다. [26] 계 1스펙트럼 :상기투명절연성기재의자외선 -가시광흡광스펙트럼

[27] 제 2스펙트럼：상기투명절연성기재상금속나노� �이어,유기바인더및상기 유기바인더를용해하는용매를포함하는와이어 분산액을도포한후,용매가 휘발제거된상태인기준체의자외선-가시광흡� �스펙트럼

[28] 제 3스펙트럼：상기제 2스펙트럼에서제 1스펙트럼을제거하여수득되는

: 3fl E

一— 1 ~ - ᄆ

[29] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 은상술한와이어분산액의 도포및필터링된광을조사하는광소결로수득되 며,하기관계식 4및관계식 5를더만족할수있다.

[30] (관계식 4)

[31] 0.95 < H _TCF /H _REF < 1.05

[32] 관계식 4에서 H _TCT 는나노와이어투명전극의헤이즈 (%)이며 , H _REF 는상기투명 절연성기재에상기와이어분산액이도포되고광 소결되기전상태인기준체의 헤이즈 (%)이다.

[33] (관계식 5)

[34] 0.95 < T _TCF T _REF < 1.05

[35] 관계식 5에서 ^„는나노와이어투명전극의광투과율 (%)이며 , T _REF 는상기 투명절연성기재에상기와이어분산액이도포되 고광소결되기전상태인 기준체의광투과율 (%)이다.

[36] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 에 있어，금속나노와이어 네트워크는둘이상의금속나노와이어가서로교 차하는교차영역을포함하며, 교차영역의높이는하기관계식 6을만족할수있다.

[37] (관계식 6)

[38] 0.5 < hc/(dl + d2) < 0.7

[39] 관계식 6에서 dl은투명절연성기재의표면을기준으로교차영� ��을이루는둘 이상의금속나노와이어중일금속나노와이어의 높이를의미하며 , d2는투명 절연성기재의표면을기준으로동일교차영역을 이루는둘이상의금속 나노와이어중다른일금속나노와이어의높이를 의미하며， he는투명절연성 기재의표면을기준으로한교차영역의높이를의 미한다.

[40] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극에있어，금속나노와이어 네트워크는둘이상의금속나노와이어가서로교 차하는교차영역을포함하며， 교차영역에서상부에위치하는금속나노와이어 는하기관계식 7을만족할수 있다.

[41] (관계식 7)

[42] 0.6do < dnc < ldo

[43] 관계식 7에서 do는교차영역에서상부에위치하는금속나노와� ��어에서， 나노와이어의길이방향으로적어도 lOOrnn이상다른금속나노와이어와 접하지않는지점에서의투명절연성기재의표면 을기준으로한금속 나노와이어의높이이며， dnc는교차영역에서상부에위치하는동일금속 나노와이어에서，교차영역의가장자리에서금 속나노와이어의길이방향으로 연장되는 50nm이내의영역에서，투명절연성기재의표면� �기준으로한금속 나노와이어의높이이다.

[44] 본발명에따른나노와이어투명전극의제조방법 은투명절연성기재의

자외선-가시광흡광스펙트럼인제 1스펙트럼，상기투명절연성기재상표면 플라즈몬이발생하는금속나노와이어，유기바 인더및유기바인더를용해하는 용매를포함하는와이어분산액을도포한후，용 매가휘발제거된상태인 기준체의자외선 -가시광흡광스펙트럼인제 2스펙트럼및제 2스펙트럼에서 제 1스펙트럼을제거하여수득된제 3스펙트럼을기준으로,투명절연성기재상 와이어분산액을도포한후，제 3스펙트럼의흡광피크중상대적으로가장 강도가큰흡광피크인제 1피크의중심파장에해당하는광이제거되도록 백색광을필터링하고，필터링된광을조사하여 광소결하는단계를포함한다.

[45] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극의제조방법에있어，필터링 시,제 3스펙트럼의흡광피크중상대적으로두번째로� �도가큰흡광피크인 제 2피크의중심파장에해당하는광이통과되도록� �터링이수행될수있다.

[46] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 의제조방법에있어，필터링 시,계 2피크의중심파장의 1.3배를초과하는파장의광이제거되도록필터링 이 수행될수있다.

[47] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 의제조방법에있어，

필터링은밴드패스필터링이며，필터링된광의 최소파장은제 1피크의중심 파장과제 2피크의중심파장사이에위치할수있다.

[48] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 의제조방법에있어,

필터링된광의최대파장과최소파장간의차인대 역폭은 150nm이하일수있다.

[49] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극의제조방법에있어，파장을 기준한밴드패스필터의통과대역의최소파장은 380내지 410nm이며,최대 파장은 430nm내지 550nm일수있다.

[5이 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극의제조방법에있어，

필터링된광을이용한광소결시，와이어분산액 이도포된투명절연성기재에 조사되는필터링된광의플루언스 (fluence)는 6내지 10J/cm ² 일수있다.

[51] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극의제조방법에있어,와이어 분산액의도포및광소결은연속공정일수있다.

[52] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 의제조방법은형태로

권취된투명절연성기재를풀어주는언와인딩단 계;풀어진투명절연성기재에 와이어분산액의도포하는도포단계;와이어분� �액이도포된투명절연성 기재에필터링된광을조사하는광소결단계；광 이조사된투명절연성기재를 세척하고다시롤형태로감아주는리와인딩단계 ;를포함할수있다.

[53] 본발명은상술한제조방법으로제조된나노와이 어투명전극을포함한다. 발명의효과

[54] 본발명에따른나노와이어투명전극은, 10cm이상의폭및수 _m 에이르는 길이에이르는초대면적을가짐에도，우수한광 투과율，낮은헤이즈와함께 현저하게낮은면저항과함께초대면적전영역에 서극히균일한면저항을가져 상업성이매우우수한장점이있다.또한,본발명� ��따른나노와이어투명 전극은 1mm에이르는극한의굽힘시험조건에서 500,000회에이르는반복 시험에도면저항감소율이 3.0%이하,구체적으로는 2.0%이하,보다더 구체적으로는 1.5%이하로,반복적변형에도그전기적특성감소� ��현저하게 억제된장점이있다.

[55] 본발명에따른나노와이어투명전극의제조방법 은와이어분산액의도포및 필터링된광의조사라는극히간단한공정을통해 전기적광학적특성이매우 뛰어나고초대면적에서도균일한특상을갖는나 노와이어투명전극을제조할 수있어，롤투롤등연속공정올통해고품질의나 노와이어투명 전극을대량 생산할수있어상업성이극히뛰어난장점이있다 .

도면의간단한설명

[56] 도 1은본발명의일실시예에따라롤투를공정으로� �노와이어투명전극을 제조하는공정을관찰한광학사진이며,

[57] 도 2는본발명의일실시예에따라，투명절연성기� �의자외선 -가시광흡광 스펙트럼인제 1스펙트럼을측정도시한도면이며，

[58] 도 3은본발명의일실시예에따라，와이어분산액� �도포된투명절연성

기재의자외선ᅳ가시광흡광스펙트럼인계 ₂ 스펙트럼을측정도시한도면이며，

[59] 도 4는본발명의일실시예에따라,제 2스펙트럼에서제 1스펙트럼을제거하여 수득된제 3스펙트럼을도시한도면이며，

[60] 도 5는제조된나노와이어투명전극을관찰한주사� �자현미경사진이며， [61] 도 6은제조된나노와이어투명전극의굽힘시험을� �찰한광학사진이다.

[62]

발명의실시를위한형태

[63] 이하첨부한도면들을참조하여본발명에따른나 노와이어투명전극및이의 제조방법을상세히설명한다.다음에소개되는� �면들은당업자에게본발명의 사상이충분히전달될수있도록하기위해예로서 제공되는것이다.따라서，본 발명은이하제시되는도면들에한정되지않고다 른형태로구체화될수도 있으며,이하제시되는도면들은본발명의사상� �명확히하기위해과장되어 도시될수있다.이때,사용되는기술용어및과학� ��어에있어서다른정의가 없다면，이발명이속하는기술분야에서통상의 지식을가진자가통상적으로 이해하고있는의미를가지며,하기의설명및첨� �도면에서본발명의요지를 불필요하게흐릴수있는공지기능및구성에대한 설명은생략한다.

[64] 본출원인은금속나노와이어기반나노와이어투 명전극이상용화되기 위해서는，대면적화및신속하고간단한연속공 정을통한대량생산화가 필수적으로선결되어야함을주목하고,이에대� �연구를지속적으로

수행하였다.

[65] 그결과，금속나노와이어의도포균질성을확보 하기위해서는유기바인더를 함유하는금속나노와이어분산액을사용하여야 하며，금속나노와이어가 도포된투명절연성기재에백색광을조사할때,� �명절연성기재에도포된 상태의금속나노와이어흡광스펙트럼에서흡광 피크중상대적으로가장 강도가큰흡광피크에해당하는파장대역의광이 광소결에오히려악영향을 미침을발견하였다.

[66] 이러한발견에기반하여，연구를보다심화한결 과，투명절연성기재에도포된 상태의금속나노와이어의자외선-가시광 (UV- Vis)흡광스펙트럼에서일특정 피크에해당하는파장의광은제거하되,다른일� �정피크에해당하는파장의 광은통과하도록백색광을필터링하여광을조사 하는경우，현저하게낮은 플루언스로도，나노와이어나투명절연성기재 가손상되지않으면서도， 현저하게낮은면저항을갖는나노와이어투명 전극이제조되며，또한,초 대면적에서도실질적으로거의동일한면저항을 갖는극히균일한특성의 나노와이어투명전극이제조됨을확인하였다.

[67] 또한,일특정피크에해당하는파장의광은제거� �되 ,다른일특정피크에 해당하는파장의광은통과하도록백색광을필터 링함과동시에，열선에가까운 장파장의광들을제거하여，조사되는광의모든 에너지를통과는일특정피크에 해당하는파장대역으로집중시켜광소결을하는 경우,나노와이어의접점에 . 위치하는유기바인더가분해되며극히효과적으 ^광소결됨을발견하였다.즉, 필터링되지않은백색광을조사하는경우광의플 루언스를증가시키는경우 유기바인더의분해전나노와이어나투명기재의 손상이발생하여자외선과 같은유기바인더분해공정이요구된다.그러나,� ��드패스필터를이용하여 투명절연성기재에도포된상태의금속나노와이 어의자외선-가시광 (UV- Vis) 흡광스펙트럼상특정피크에해당하는광의파장 대역으로모든광에너지를 집중시키는경우,현저하게낮은광플루언스에� �도유기바인더가분해되며 유기바인더의분해및광소결이단일한광조사 (필터링된광의조사)에의해 동시발생함을발견하여，본발명을출원하기에 이르렀다.

[68] 알려진바와같이,자외선-가시광흡광스펙트럼� ��자외선-가시광의파장별 흡광도 (absorbance)를의미하는것으로,조사되는광의파� �을 x축으로，투과하는 복사량 (1 에대한조사된복사량 (1 ₀ )의비율 ( 의로그 (log)값인흡광도를 y축으로갖는스펙트럼이다.

[69] 본발명에있어，제 1스펙트럼은나노와이어투명전극제조에사용� �는투명 절연성기재자체의자외선 -가시광흡광스펙트럼이며，게 2스펙트럼은 제 1스펙트럼측정시사용된투명절연성기재와동� �한기재에금속

나노와이어，유기바인더및유기바인더를용해 하는용매를포함하는와이어 분산액을도포한후용매가휘발제거되어수득된 기준체의자외선 -가시광흡광 스펙트럼이다.제 ₃ 스펙트럼은제 2스펙트럼에서게 1스펙트럼을제거하여 산출된것으로，제 2스펙트럼의파장별흡광도값에서제 1스펙트럼의동일 파장에서의흡광도값을뺀흡광도차를 y축의값으로갖는스펙트럼이다.즉, 제 1스펙트럼이 ^= ( _χ )( _χ =자외선-가시광의파장， y,=흡광도 )의함수로

표현되고，제 2스펙트럼이 y ₂ =f ₂ ( _X )(x=자외선-가시광의파장， y ₂ =흡광도)의함수로 표현된다가정할때,제 3스펙트럼은 y^y^y f^x xXx 자외선-가시광의파장， y ₃ =파장별제 1스펙트럼과제 2스펙트럼간의흡광도 로표현될수있다.이때， 거 1 1스펙트럼또는계 2스펙트럼은종래자외선-가시광흡광스펙트럼� ��정시 사용되는상용프로그램등을통해，산란이나노 이즈보정，

평활화 (smoothing)등의데이터처리가수행된것일수있음� ��물론이다.

[70] 또한，일흡광스펙트럼 (제 1스펙트럼，계 2스펙트럼또는제 3스펙트럼)에서

파장에따른흡광도가연속적으로증가하며정점 에이른후다시연속적으로 감소하는 (흡광스펙트럼의 1차미분스펙트럼상연속적으로양의값에서 0을 거쳐음의값으로변화되는)경우일흡광피크로� �식될수있다.흡광피크의 중심에서의파장은피크의정점에해당하는파장 ,즉,흡광스팩트럼의 1차미분 스펙트럼상양의값에서음의값으로변화될때 0인지점의파장을의미할수 있으며，흡광피크의중심에서의파장을중심파 장또는피크파장으로，흡광 피크의중심에서의흡광도값을피크 (의 )강도또는강도로지칭한다.

[71] 상술한바와같이,본발명에따른나노와이어투� �전극의제조방법은투명 절연성기재의자외선-가시광흡광스펙트럼인� � 1스펙트럼,투명절연성기재 상표면플라즈몬이발생하는금속나노와이어， 유기바인더및유기바인더를 용해하는용매를포함하는와이어분산액을도포 한후，용매가휘발제거된 상태인기준체의자외선 -가시광흡광스펙트럼인제 2스펙트럼및

제 2스펙트럼에서계 1스펙트럼을제거하여수득된제 ₃ 스펙트럼을기준으로， 투명절연성기재상와이어분산액을도포한후， 제 3스펙트럼의흡광피크중 상대적으로가장강도 (피크강도)가큰흡광피크인제 1피크의중심파장 (이하， λ f _pcak )에해당하는광이제거되도록백색광을필� �링하고，필터링된광을조사하여 광소결하는단계를포함한다.

[72] 이때,제 1스팩트럼및계 2스펙트럼은흡광스펙트럼에영향을미칠수있� � 모든조건이서로동일한상태에서측정대상물만 이달라진상태로측정된 스펙트럼일수있음은물론이다.게 2스펙트럼에서제 1스펙트럼을제거하여 저 13스펙트럼을수득함에따라,제 3스펙트럼은투명절연성필름상에도포되고 광소결되지않은상태의금속나노와이어들자체 의흡광스펙트럼에상웅할수 있다.

[73] 백색광의필터링시，계 3스펙트럼의흡광피크중상대적으로두번째로

강도 (피크강도)가큰흡광피크인제 2피크의중심파장에해당하는광이 통과되도록필터링이수행되는것이유리하다. [74] 보다구체적으로상술하면，필터링 시제 3스펙트럼에서 300내지 600nm의 파장범위에서상대적으로가장강도 (피크강도)가큰흡광피크의증심파장에 해당하는광은제거됨과동시에, 300내지 600nm의파장범위에서상대적으로 두번째강도 (피크강도)가큰흡광피크의중심파장에해당하� ��광은 통과되도록백색광의필터링이수행될수있다.

[75] 제 1피크의중심파장 (이하， λ _ίρκΛ )에해당하는광은제거되며제 2피크의중심 파장 (이하, _speak )에해당하는광은통과시키는필터링에의� �,금속나노와이어 및투명절연성기재의손상이나변형없이，도포 된상태그대로금속

나노와이어간의접촉 (교차)점이안정적으로용융결착될수있으며，

대면적에서도모든접촉 (교차)점이균일하고동등하게용융결착될수있� ��.

[76] 다양한크기의은나노와이어및다양한종류의투 명절연성기재를대상으로 한선행실험을통해，제 3스펙트럼에서제 1피크와저 12피크가 300내지 600nm, 구체적으로 350내지 450ηπι의파장범위에위치함을확인하였으며， 모든 경우에서제 1피크의중심파장이제 2피크의중심파장보다단파장임올 확인하였다.

[77] 단순액상에분산된은나노와이어의자외선-가� �광흡광스펙트럼의경우 단일한흡광피크를갖는점및은나노와이어가투 명절연성기재에도포됨에 따라기재에의한흡광은제거되었음에도불구하 고제 1피크와제 2피크를 포함하는적어도둘이상의흡광피크가형성되는 점을고려하면，제 1피크와 저 12피크는은나노와이어와절연성투명기재의접� ��및은나노와이어간의 접촉으로부터기인한것으로해석할수있다.이� �한측면에서이러한해석에 한정되는것은아니나，제 3스펙트럼에서의제 1피크와제 2피크는금속 나노와이어간의접점에서발생하는국부표면플 라즈몬공명 (LSPR)과전파형 플라즈몬공명 (PSPR)같은그이외의플라즈몬공명에기인한피크 로해석할수 있으며，금속나노와이어간의접점인핫스팟에 서발생하는국부표면플라즈몬 공명은그매질이공기이며，투명절연성기재와 같이은나노와이어와접촉하는 공기이외의매질의굴절률은공기보다큼에따라 ，전파형플라즈몬공명 (PSPR) 같은국부표면플라즈몬 -공명 (LSPR)이외의플라즈몬공명파장은 LSPR파장 기준청색이동 (blue-shift)할것으로예측가능하다.

[78] 이에，제 2피크는나노와이어간의접점 (적어도공기를사이에둔

나노와이어간의접점)에서흡수되는국부표면� �라즈몬공명에의한광흡수로 해석할수있으며,제 1피크는전파형플라즈몬공명 (PSPR)같은국부표면 플라즈몬공명 (LSPR)이외의플라즈몬공명에의한광흡수로해석 할수있다. 즉，국부표면플라즈몬공명 (LSPR)에의한광흡수 (제 2피크)는나노와이어간의 접점올광소결 (용융결착)시켜역할을수행하나，금속나노와� ��어와공기이외의 매질간의작용에의해발생하는전파형플라즈몬 공명 (PSPR)과같은또다른 형태의플라즈몬공명은오히려균일한광접합을 저해하는요소로작용하여, 이를제거하는것이유리함을지시할수있다. [79] 상술한바와같이，제 1피크의중심파장이제 2피크의중심파장보다단파장일 수있고，유리하게는，낮은플루언스에의해안 정적인광소결이이루어질수 있으며,자외선조사와같은별도의광조사 (필터링된광이외의광조사)를 배제할수있고,기재의손상등을방지하기위해,� ��터링시제 2피크의중심 파장 ( _speak )의 1.3배를초과하는파장의광이제거되도록필터링 이수행될수 있다.

[80] 이러한해석에제한되는것은아니나，필터링시 계 1피크의중심파장이

제거되고동시에제 2피크의중심파장 ( _speak )의 1.3배를초과하는파장의광이 제거되도록백색광을필터링한다함은，광조사 시，국부표면플라즈몬공명 이외의플라즈몬공명발생을원천적으로차단하 는것이며，조사되는광의모든 에너지를대기중노출된상태의금속나노와이어 간접점의국부표면플라즈몬 공명파장대역으로집중시켜광소결을수행함을 의미하는것일수있다.

[81] 선행된실험을통해，필터링되지않은백색광을 조사하는경우광의

플루언스가증가함에따라유기바인더의분해전 나노와이어나투명기재의 손상이발생하여자외선조사에의한유기바인더 선제거공정이요구됨을 확인한바있다.그러나，광을필터링하여국부� �면플라즈몬공명파장 대역으로모든광에너지를집중시키는경우현저 하게낮은광플루언스에서도 나노와이어간접점영역에위치하는유기바인더 가분해되며유기바인더의 분해및광소결이단일한광조사 (밴드패스필터링된광의조사)에의해동시 발생함을확인하였다.

[82] 또한,제 1피크의중심파장 ( _ak )에해당하는광은제거되며제 2피크의중심 파장 _speak )에해당하는광은통과시키며，제 2피크의중심파장 _speak )의 1.3배를 초과하는파장의광이제거되는필터링에의해， 금속나노와이어간의다양한 형태의접점및일정크기분포 (단축직경의크기분포)를갖는금속

나노와이어간의접점에서안정적으로용융결착 이발생할수있다.

[83] 보다유리하고실질적으로，백색광의필터링은 밴드패스필터링일수있으며, 필터링된광의최소파장 (쒀은게 1피크의중심파장 (λ _φΜ 과상기제 2피크의 중심파장 ( _spcak )사이에위치할수있다.

[84] 이를수식으로나타내면， X _fpeak < λ _ωπ < _speak 를만족할수있으며，밴드패스

필터링된광의최대파장을 ^匪로표기할때, _sped . _k < λ^ _χ < 1.3 ^를만족할수 있다.이때，주파수와파장은역수의관계를가� �에따라, > 는백색광을 필터링에사용되는밴드패스필터의저역차단주 파수 ( 에상웅할수있으며， λ f _min 는밴드패스필터의고역차단주파수 (f _H )에상웅할수있고，필터링된광의 파장대역,즉， _imm 내지 ⁾ ^의파장대역은밴드패스필터의대역폭 (B)에 상응할수있다.

[85] 실질적인일예로,밴드패스필터링된광의최소� �장 ( ^)과최대파장 _fmax ) 간의차인대역폭은 150nm이하,좋게는 lOOnm이하，실질적으로는 50nm내지 lOOnm일수있다. [86] 실질적인일예로，밴드패스필터링된광의최소 파장 (λ _Μ „)은 380내지

410nm이며,최대파장 ( _max > 430nm내지 550nm일수있고，보다실질적인예로, 최소파장 (λ _η 390내지 410nm이며,최대파장쑤)은 430내지 520nm일수 있다.

[87] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극의제조방법은

제 3스펙트럼을기반으로,밴드패스필터링에의해� ��속나노와이어간의 교차영역 (접점)에서금속나노와이어를접합시키는작용� ��하는대역의광을 선별하여조사함에따라,조사되는광 (필터링된광)의플루언스가현저히낮아도 안정적인광소결이발생할수있다.

[88] 구체적인일예로，필터링된광을이용한광소결 시,와이어분산액이도포된 투명절연성기재에조사되는필터링된광의플루 언스 (fluence)는 6내지 10J/cm ² 일수있다.필터링된광및이러한낮은플루언스� �광소결시금속나노와이어 및투명절연성기재에미치는악영향 (금속나노와이어의뒤틀림이나변형， 부분적단축직경의감소,기재의손상등)을현저� ��게감소시킬수있다.나아가, 필터링된광을이용한광소결시，단일펄스로광 조사가이루어질수있다.즉， 광소결을위해 1회 (1개의)광필스만이조사될수있다.이는극히낮� �

플루언스로광소결이이루어짐으로써가능한조 건이다.실질적으로 5내지 20msec,보다실질적으로 5내지 15msec의폭을갖는단일펄스로광이조사될수 있다.그러나,이러한단일필스조사에의한광소� ��은필터링된광및낮은 플루언스에의한광소결이라는본발명의기술적 우수함에의해구현가능한 것으로，본발명이단일필스의광조사로한정될 수없음은물론이다.필요시， 상술한플루언스 (총조사된플루언스)를만족하도록다필스로광� ��조사될수 있음은물론이며,다펄스조사시펄스폭및펄스� �간격은각각수십내지수백 fisec수준일수있음은물론이다.

[89] 구체적으로,제 3스펙트럼을기반으로，밴드패스필터링에의� �

금속나노와이어를접합시키는작용을하는대역 의광이선별되어조사됨과 동시에현저하게낮은플루언스로광이조사됨에 따라,기재에도포된상태의 금속나노와이어들이그배열및형상이광조사전 과실질적으로동일하게 유지되며금속나노와이어간의접점에서용융결 착이이루어질수있다.

[9이 본발명의일실시예에따른제조방법에있어，와 이어분산액의도포및

광소결은연속공정일수있다.즉,와이어분산액� ��도포및광소결각각이 연속적으로수행되는연속적제조방법일수있다 .이러한연속적제조방법은 나노와이어투명전극의대량생산을위해필수적 이나，종래에는전기적및 광학적특성,무엇보다전기적특성의균일성이� �보되지않아연속적제조에 어려움이있었다.

[91] 그러나，본발명의일실시예에따른제조방법은 자외선과같은별도의광

조사가불필요하며,상술한바에따라필터링된 (밴드패스필터된)백색광을면 형태로조사하여광소결이수행됨에따라，극히 신속하고간단하며대면적 공정에기반하여연속공정에적합하며,대면적� �서도전기적및광학적특성이 극히균일한나노와이어투명전극이제조될수있 다.그러나，본발명이연속식 공정으로한정될수없음은물론이며，불연속적 공정으로이루어지는배치식 공정이배제되는것은아니다.

[92] 와이어분산액의도포는인쇄를포함할수있으며 ,구체적으로잉크젯프린팅， 미세접촉프린팅，임프린팅,그라비아프린팅� �그라비아 -옵셋프린팅， 플렉소그래피프린팅,오프셋 /리버스오프셋프린팅，술롯다이코팅,바코팅, 블레이드코팅，스프레이코팅，딥코팅，롤코 팅등탄소나노튜브나나노와이어와 같은 1차원나노구조를함유하는분산액의도포에사� �되는것으로알려진 어떠한방법을사용하여도무방하다.다만，연� �식공정인경우，그라비아 프린팅，그라비아 -옵셋프린팅，플렉소그래피프린팅，오프셋 /리버스오프셋 프린팅，슬롯다이코팅，바코팅등연속도포에 보다유리한도포방법을 사용하는것이좋다.

[93] 상술한도포가수행된후와이어분산액내용매 (금속나노와이어이

분산매이자유기바인더를용해하는용매)를휘� �제거하기위한건조단계가더 수행될수있으나，인쇄단계와광소결을위한광 조사단계와시간간격이 도포된용매가휘발제거되기에충분한시간인경 우，별도의건조단계가 수행되지않을수도있다.

[94] 즉,건조단계는공정설계에따라선택적으로수� �될수있으며，건조는상온 휘발건조，열풍내지냉풍건조，가열건조 (열에너지또는적외선에너지등) 또는이들의조합을이용할수있으며,열풍이나� �열건조시기재에악영향을 미치지않으며용매를휘발제거할수있는온도 (일예로， 40내지 80°C)로건조가 수행될수있음은물론이다.또한，밴드패스필� �링된백색광의광조사에의한 소결단계가수행된후，건조단계와유사하게， 필요시물등을이용한세척 단계가더수행될수있음은물론이다.

[95] 본발명의일실시예에따른제조방법은롤투롤연 속공정일수있다.즉，롤 형태로권취된투명절연성기재를풀어주는언와 인딩단계;풀어진투명절연성 기재에와이어분산액을도포하는도포단계;와� �어분산액이도포된투명 절연성기재에필터링된광을조사하는광소결단 계;광이조사된투명절연성 기재를세척하고다시롤형태로감아주는리와인 딩단계;를포함할수있다. 광소결단계가밴드패스필터링된광의단일필스 조사일수있음에따라， 롤투롤연속공정의공정속도 (즉，언와인딩되어도포단계및광소결단계가 수행되고리와인딩되는속도)는 10mm/sec,구체적으로 30mm/sec,보다

구체적으로 50mm/sec이상일수있다.

[96] 상술한제조방법및후술하는나노와이어투명전 극에서，금속나노와이어는 표면플라즈몬이발생하는금속의나노와이어를 의미할수있다.구체적인일 예로,표면플라즈몬을갖는전도성나노와이어� �，금,은,리튬,알루미늄및 이들의합금등에서하나또는둘이상선택되는물 질의나노와이어일수있으나， 본발명이이에한정되는것은아니다.금속나노� �이어의종횡비및단축 직경 (평균)은투명도 (광투과율)저하를최소화하면서도나노와이어� ��이서로 접하여안정적인전류이동경로를제공하는전도 성네트워크형성에유리한 종횡비및단축직경이면무방하다.실질적인일� �로,금속나노와이어의 종횡비는 50내지 20000일수있으며，단축평균직경이 5내지 100 nm일수 있으나,본발명이이에한정되는것은아니다.

[97] 필터링되는대상인백색광은제논램프 (Xenon Lamp)광일수있으나，이에 한정되는것은아니며，제논램프와유사하게종 래백색광의광원으로알려진 어떠한광원을사용하여도무방하다.제논플래� � 램프는실린더형상의밀봉된 석영튜브안에주입된제논가스를포함하는구성 으로이루어진다.이러한제논 가스는입력받은전기에너지로부터광에너지를 출력하여 , 50%가넘는에너지 변환율을갖는다.또한,제논램프는내부양쪽에� ��극및음극형성을위해 텅스텐과같은금속전극이형성된다.이러한구� �으로이루어진램프에 전원부로부터발생된높은전원및전류를인가받 으면,내부에주입된제논 가스가이온화되고,양극과음극사이로스파크� �발생된다.이때，램프 내부에서발생한스파크를통해램프내부에는아 크플라즈마형상이발생하고， 강한세기의광이발생된다.여기서발생된광은 160nm내지 2.5mm사이의 자외선부터적외선까지의넓은파장대역의광스 펙트럼을내장하고있기 때문에제논램프는백색광원의일종으로잘알려 져있다.

[98] 와이어분산액에함유되는유기바인더는분자량 (중량평균분자량)이 5x10 ⁵ 이하，구체적으로는 2xl0 ⁵ 이하인저분자량의천연폴리머또는저분자 량의합성 폴리머일수있다.이때실질적인일예로,유기바� ��더는분자량이 3,000이상일 수있으나，본발명이유기바인더의분자량하한 에의해한정될수없음은 물론이다.

[99] 실질적으로,유기바인더는폴리에틸렌글리콜 (PEG),폴리비닐피를리돈 (PVP), 폴리비닐알콜 (PVA),다당류및다당류유도체에서하나또는둘이 상선택될수 있다.

[10이 보다실질적으로，유기바인더는분자량이 3,000내지 50，000,좋게는 3,000내지 20,000인저분자량의폴리에틸렌글리콜 (PEG),분자량이 3,000내지 60,000인 저분자량의폴리비닐피를리돈 (PVP),분자량이 3,000내지 50,000인저분자량의 폴리비닐알콜 (PVA),분자량이 3,000내지 200,000,좋게는 3,000내지 100,000인 저분자량의다당류및분자량이 3,000내지 200,000,좋게는 3,000내지 100,000인 저분자량의다당류유도체에서하나또는둘이상 선택될수있다.

[101] 저분자량의다당류는글리코겐,아밀로오스，� �밀로펙틴，칼로오스，아가,알긴 알지네이트，펙틴,카라기난，셀를로오스,키� ��，키토산,커드란，덱스트란， 프럭탄 (fructane),콜라겐,젤란검 (gellan gum),검아라빅,전분，잔탄,검 트래거캔스 (gum tragacanth),카라얀 (carayan),카라빈 (carabean),글루코만난또는 이들의조합을포함할수있다.다당류유도체는� �를로스에스테르또는 셀를로스에테르를포함할수있다.

[102] 유기바인더는저분자량의셀를로스에테르일수 있으며，셀롤로스에테르는 카복시 -C1-C3-알킬셀를로스，카복시 -C1-C3-알킬하이드록시 -C1-C3-알킬 셀를로스, C1 -C3-알킬샐를로스, C1-C3-알킬하이드록시 -C1 -C3-알킬샐를로스， 하이드록시 -C1 -C3-알킬셀를로스,흔합된하이드록시 -C1-C3-알킬셀를로스 또는이들의혼합물을포함할수있다.

[103] 일예로，카복시 -C1 -C3-알킬샐를로스는카복시메틸샐를로스등을� �함할수 있고,카복시 -C1-C3-알킬하이드록시 -C1-C3-알킬샐를로스는카복시메틸 하이드록시에틸셀를로스등을포함할수있으마 , C1-C3-알킬셀를로스는 메틸셀롤로스등을포함할수있고， C1 -C3-알킬하이드록시 -C1-C3-알킬 셀를로스는하이드록시에틸메틸샐를로스,하� �드록시프로필메틸샐를로스， 에틸하이드록시에틸셀를로스또는이들의조합 둥을포함할수있고，

하이드록시 -C1-C3-알킬샐를로스는하이드록시에틸셀를로� �,

하이드록시프로필샐를로스또는이들의조합을 포함할수있으며，흔합된 하이드록시 -C1-C3-알킬썰를로스는하이드록시에틸하이드� �시프로필

셀롤로스，또는알콕시하이드록시에틸하이드 록시프로필셀를로스 (상기 알콕시그룹은직쇄또는분지쇄이고 2내지 8개의탄소원자를함유한다)등을 포함할수있다.

[104] 와이어분산액은 0.1내지 5중량 %，좋게는 αι내지 1중량 보다좋게는 0.】 내지 0.7중량 %의유기바인더를함유할수있다.이러한유기바� ��더의함량은 와이어분산액의도포시,금속나노와이어가기� �상균일하고균질하게도포및 고착시킬수있으면서도금속나노와이어사이에 존재하는유기바인더를 최소화할수있는함량이다.

[105] 와이어분산액내금속나노와이어의함량은목적 하는용도에따라적절히 조절될수있다.구체적으로，용매 100중량부를기준으로 0.01내지 70중량부， 보다구체적으로 0.01내지 10중량부，보다더구체적으로 0.05내지 5중량부， 더욱더구체적으로 0.05내지 0.5중량부의금속나노와이어를함유할수 있으나，이에한정되는것은아니며，도포방법 이나용도를고려하여적절히 조절될수있음은물론이다.

[106] 와이어분산액에함유된용매는유기바인더를용 해할수있으며금속

나노와이어의분산매로작용가능하고，용이하 게휘발제거될수있는용매이면 사용가능하다.구체적인일예로，용매는 2-부톡시에틸아세테이트,프로필렌 글리콜모노메틸에테르아세테이트，디에틸렌 글리콜모노에틸에테르 아세테이트，에틸렌글리콜부틸에테르,시클� �핵사논,시클로핵사놀,

2-에톡시에틸아세테이트,에틸렌글리콜디아세 테이트,테르피네올 (terpineol), 이소부틸알코올，물또는이들의혼합용액을들 수있으나,본발명이와이어 분산액에함유된용매의종류에의해한정될수없 음은물론이다.

[107] 투명절연성기재，또는투명절연성기재가투명 절연성베이스필름및투명 절연성코팅층을포함하는적층기재일때，기재 는물성적으로딱딱한 (rigid) 또는플렉시블 (flexible)할수있다.딱딱한투명절연성기재또는� ��명절연성 베이스필름의일예로，유리，폴리카보네이트 ,아크릴폴리에틸렌

테레프탈레이트등을들수있으며，플렉시블한 투명절연성기재，투명절연성 베이스필름또는투명절연성코팅층의일예로,� �리에스테르나프탈레이트및 폴리카보네이트와같은폴리에스테르계;선형� �분지 (brancned),및환형 폴리을레핀과같은폴리올레핀계;폴리염화비� �，폴리염화비닐리덴，폴리비닐 아세탈，폴리스티렌및폴리아크릴과같은폴리 비닐계;셀를로오스

트리아세테이트 (cellulose triacetate)나셀를로오스아세테이트 (cellulose acetate)와 같은셀를로오스에스테르염기계；폴리에테르 설폰과같은폴리설폰계;

폴리이미드계또는실리콘계등을들수있으나,� �에한정되는것은아니다. 다만，금속나노와이어와접하는투명절연성기 재의표면 (코팅층또는투명 절연성기재자체)영역은그굴절률이 1.45내지 2.00일수있다.이러한 굴절률은제 1피크와게 2피크를이격시켜백색광의밴드패스필터링시 제 1피크에속하는광파장대역과제 2피크에속하는파장대역이안정적으로 분리되어필터링될수있다.

[108] 본발명은상술한제조방법으로제조된나노와이 어투명전극을포함한다.

[109] 이하，본발명에따른나노와이어투명전극을상 술한다.나노와이어투명 전극을상술함이있어，금속나노와이어，투명 절연성기재,그제조방법등은 앞서나노와이어투명전극의제조방법에서상술 한바와유사내지동일하다.

[110] 본발명에따른나노와이어투명전극은투명절연 성기재및금속나노와이어 네트워크를포함하며,관계식 1및관계식 2를만족한다.

[111] (관계식 1)

[112] R _m ≤ 55 Ω/sq.

[1 13] 관계식 1에서, ^은폭 10cm및길이 2m크기를갖는나노와이어투명전극의 평균면저항이다.구체적으로，관계식 1은 lOcffl및길이 2m크기를갖는 나노와이어투명전극의전영역을 2cmx2cm의면적으로균등분할하여 500개의 분할영역으로구획하고，각분할영역에서의면 저항을평균한평균면저항일 수있다.

[114] (관계식 2)

[1 15] 0.5R _m < R, _oc (i) < 1.5R _m

[116] 관계식 2에서， R _m 은폭 10cm및길이 2m크기를갖는나노와이어투명전극의 평균면저항이며， R _loc 는폭 10cm및길이 2m크기를갖는동일한나노와이어 투명전극의전영역을 2cmx2 _C m의면적으로균등분할하여규정된 500개의분할 영역중，일분할영역에서의면저항을의미하며 ， R _loc (i)는 500개의분할영역에 순차적으로번호를부여하되， i번에해당하는분할영역의면저항을의미하고, i는 1-500의자연수이다.

[117] 관계식 1에제시된바와같이，본발명에따른나노와이� �투명전극은 55 Q/sq 이하의 R _m ,특징적으로 50 Ω/sq이하의 R _m ,보다특징적으로 45 Ω/sq이하의 R _m , 보다더특징적으로 40 Ω/sq이하의 ^을갖는매우우수한전기적특성 (낮은 면저항)을가질수있다.이와함께，폭 10cm및길이 2m크기를갖는초 대면적에서,모든분할영역에서측정된면저항� � 0.5R _m 내지 1.5R _m 사이값, 특징적으로, 0.6R _m 내지 1.4R _m 사이값，보다특징적으로 0.7R _m 내지 1.3R _m 사이값， 보다더특징적으로 0.8R, _n 내지 1.2R _m 사이값，더욱더특징적으로 0.85R _m 내지 1.15R _m 사이값,더더욱특징적으로 0.95R _m 내지 1 .05R _m 사이값을만족하는,극히 균일한전기적특성을가질수있다.금속나노와� �어기반나노와이어투명 전극에서，이러한초대면적에서관계식 1과같은낮은면저항및관계식 2와 같은극히우수한전기적특성의균일성은일찍이 보고된바없다.

[118] 나노와이어투명전극의제조방법에서상술한바 와같이，투명절연성기재가 단일층인경우，투명절연성기재의굴절률은 1.45내지 2.00일수있으며，투명 절연성기재가투명절연성베이스필름및상기베 이스필름에코팅된투명 절연성코팅층을포함하는경우，투명절연성코 팅층의굴절률은 1.45내지 2.00일수있다.

[119] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극은하기관계식 3을더

만족할수있다.

[120] (관계식 3)

[121] (R ₅₀ oooo- o) Ro X 100 < 3.0 ( )

[122] 관계식 3에서, Ro은나노와이어투명전극의평균면저항이며， R ₅₀₀₀₍₎ 。은

5cmx5cm크기의나노와이어투명전극을대상으로 1mm곡률반경하

500,000회의굽힘시험을수행한후의평균면저항� �다.

[123] 관계식 3을만족하는특성은,나노와이어투명전극에서� ��속나노와이어간의 접점이서로용융결착하여안정적으로일체를이 루며 ,융착과정에서

나노와이어투명전극을가로지르는방향으로연 속적인전류이동경로를 형성하는금속나노와이어네트워크를이루는금 속나노와이어가실질적으로 전혀손상되지않은상태임을의미하는것이다.� �，금속나노와이어네트워크를 이루는금속나노와이어들이금속나노와이어접 점에서의용융결착을위해 수행되는광소결중，뒤를리거나휘어지거나단 축직경이부분적으로변화되지 않고,제조된상태 (as-fabricated)그대로의전기적,물리적특성을유� �하면서 금속나노와이어의접점에서안정적인용융결착 이이루어짐에따라가질수 있는물성이다.

[124] 상세하게,본발명의일실시예에따른나노와이� �투명전극관계식 3으로

규정된면저항변화율 ((R _5000∞ -R ₀ )/R ₀ X 100)이 3.0%이하,보다특징적으로는 2.0% 이하,보다더특징적으로는 1.5%이하일수있다.

[125] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극은 90%이상의

광투과율 (Transmittance)및 1.5%이하의헤이즈 (Haze),보다구체적으로 90% 이상의광투과율및 1.35%이하의헤이즈를가질수있다.이러한광투과 율및 헤이즈또한, 10cm및길이 2m크기를갖는나노와이어투명전극의전영역을 2cmx2cm의면적으로균등분할하여 500개의분할영역으로구획하고，각분할 영역에서의광투과율또는헤이즈를평균한평균 광투과율또는평균헤이즈일 수있다.나아가，이러한광투과율및헤이즈는 10cm및길이 2m크기를갖는 나노와이어투명전극의전영역을 2cmx2cni의면적으로균등분할한 500개의 분할영역각각이모두만족하는광투과율및헤이 즈일수있다.

[126] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 에서,금속나노와이어

네트워크는투명절연성기재상금속나노와이어 ，유기바인더및유기 바인더를용해하는용매를포함하는와이어분산 액을도포한후,하기 게 3스펙트럼의흡광피크중상대적으로가장강도� �큰흡광피크인제 1피크의 중심파장에해당하는광이제거되도록백색광을 필터링하고，필터링된광을 조사하여수득될수있다.

[127] 제 1스펙트럼：상기투명절연성기재의자외선-가� ��광흡광스펙트럼，

[128] 제 2스펙트럼：상기투명절연성기재상금속나노� �이어，유기바인더및상기 유기바인더를용해하는용매를포함하는와이어 분산액을도포한후，용매가 휘발제거된상태인기준체의자외선 -가시광흡광스펙트럼，

[129] 게 3스펙트럼：상기제 2스펙트럼에서제 1스펙트럼을제거하여수득되는

人 3S1ᄐ

ᄆ -

[130] 이때，필터링된광은유리하게밴드패스필터링 이며밴드패스필터링의조건 및광조사조건은앞서나노와이어투명전극의제 조방법에서상술한바와유사 내지동일하며,나노와이어투명전극의제조방� �에서상술한관련내용을모두 포함한디-.

[131] 관계식 3을통해상술한바와같이，종이가접힐때의반� �에상웅하는 1mm에 이르는극한의굽힘테스트조건에서도전기적특 성의저하가거의발생하지 않고，초대면적에서도극히균일한전기적특성 을가지며，현저하게낮은 면저항을갖는특성은투명절연성기재상도포된 금속나노와이어들이광소결 과정에서뒤틀리거나휘어지거나단축직경이부 분적으로변화되지않고， 제조된상태 (as-fabricated)그대로의금속나노와이어들이도포 된상태를그대로 유지하며금속나노와이어의접점에서안정적인 용융결착이이루어짐에따라 가질수있는특성이다.

[132] 제조된상태 (as-fabricated)그대로의금속나노와이어들이도포 된상태를

그대로유지하며광소결되는본발명의일실시예 에따른나노와이어투명 전극의특징은하기관계식 4및관계식 5의파라메타로규정될수있다.

[133] (관계식 4)

[134] 0.95 < H _TCF /H _REF < 1.05

[135] 관계식 4에서， H _TCF 는나노와이어투명전극의헤이즈 ( ^< ¾)이며， H _REF 는상기 투명절연성기재에상기와이어분산액이도포되 고광소결되기전상태인 기준체의헤이즈 (%)이다. [136] (관계식 5)

[137] 0.95 < T _TCF /T _REF < 1.05

[138] 관계식 5에서, T _TCF 는나노와이어투명전극의광투과율(%)이며 ， T _REF 는상기 투명절연성기재에상기와이어분산액이도포되 고광소결되기전상태인 기준체의광투과율 (%)이다.

[139] 관계식 4및관계식 5에서의기준체는，나노와이어투명전극의제� �공정에서 투명절연성기재상금속나노와이어，유기바인 더및유기바인더를용해하는 용매를포함하는와이어분산액이도포된상태， 즉,광소결되기직전의상태를 의미할수있다.

[140] 관계식 4및관계식 5는，광소결전후의헤이즈 ( ^< ¾)및광투과율 (%)이

실질적으로동일함을의미하는것이며,이는,금� ��나노와이어들이광소결 과정에서뒤를리거나휘어지거나단축직경이부 분적으로변화되지않고, 제조된상태그대로의금속나노와이어들이도포 된상태를그대로유지하며 광소결됨을지시하는것이다.

[141] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명전극 에있어,금속나노와이어 네트워크는둘이상의금속나노와이어가서로교 차하는교차영역을포함하며， 교차영역의높이는하기관계식 6을만족할수있다.이때,교차영역은 교차영역을이루는둘이상의금속나노와이어가 용융결착된상태일수있음은 물론이다.즉，교차영역은둘이상의금속나노� �이어가서로교차하며용융 결착된영역일수있다.

[142] (관계식 6)

[143] 0.5 < hc/(dl + d2) < 0.7

[144] 관계식 6에서 dl은투명절연성기재의표면을기준으로교차영� ��을이루는둘 이상의금속나노와이어중일금속나노와이어의 높이를의미하며 , d2는투명 절연성기재의표면을기준으로동일교차영역을 이루는둘이상의금속 나노와이어중다른일금속나노와이어의높이를 의미하며, he는투명절연성 기재의표면을기준으로한교차영역의높이를의 미한다.

[145] 이때， dl및 d2는각각해당금속나노와이어의길이방향으로� ��어도 lOOnm 이상다른금속나노와이어와접하지않는지점에 서투명절연성기재의표면을 기준으로한금속나노와이어의높이 (나노와이어의단축직경,두께)일수 있으며，실험적으로주사전자현미경관찰을통 해측정된높이일수있다.

주사전자현미경에서관찰시편을회전이나틸트 (tilt)시켜관찰하고이러한 각도들을고려하여나노와이어와같은표면구조 물의높이 (두께)를측정하는 것은주지관용의기술이다.

[146] 관계식 6은교차영역에서용융결착된정도를나타내는� �라메타이다.관계식 6에서 hc/(dl + d2)가 0.5미만인경우과도한용융에의해교차영역과연 장되는 금속나노와이어에손상 (두께가얇아지거나뒤를리는등의변형)이발생� ��수 있으며 , 0.7을초과하는경우불완전한용융결착에의해면 저항이증가할 위험이있다.보다특징적으로，본발명의일실� �예에따른나노와이어투명 전극에있어，금속나노와이어네트워크는 hc/(dl + d2)가 0.5내지 0.6을만족할 수있다.

[147] 본발명의일실시예에따른나노와이어투명 전극에있어，금속나노와이어 네트워크는둘이상의금속나노와이어가서로교 차하는교차영역을포함하며 , 교차영역에서상부에위치하는금속나노와이어 는하기관계식 ₇ 을만족할수 있다.이때，금속나노와이어네트워크는관계� � 6과함께，또는관계식 6과 독립적으로，관계식 7을만족할수있다.

[148] (관계식 7)

[149] 0.6do < dnc < ldo

[150] 관계식 7에서 do는교차영역에서상부에위치하는금속나노와� ��어에서, 나노와이어의길이방향으로적어도 lOOnm이상다른금속나노와이어와 접하지않는지점에서의투명절연성기재의표면 을기준으로한금속 나노와이어의높이이며， dnc는교차영역에서상부에위치하는동일금속 나노와이어에서,교차영역의가장자리에서금� �나노와이어의길이방향으로 연장되는 50nm이내의영역 (이하，접점인근영역)에서，투명절연성기재� �� 표면을기준으로한금속나노와이어의높이이다 .이때， do및 dnc는각각투명 절연성기재의표면을기준으로한금속나노와이 어의높이 (나노와이어의단축 직경,두께)일수있으며，주사전자현미경관찰� ��통해측정된높이일수있다. 또한교차영역의가장자리는교차영역에서금속 나노와이어 (교차영역을 이루는둘이상의금속나노와이어중일금속나노 와이어)의길이방향으로 금속나노와이어의상부또는하부에다른금속나 노와이어가위치하는지점과 위치하지않는지점간의경계를의미할수있다.

[151] 관계식 7은관계식 3을통해상술한바와같이 , 1mm에이르는극한의굽힘 테스트조건에서도전기적특성의저하가거의발 생하지않으며낮은면저항을 가질수있는특징적인조건이다.관계식 7과같이 , dnc가 0.6do미만인경우,접점 인근영역에서의금속나노와이어의높이 (두께)가현저하게작아져반복적인 변형시접점인근영역이우선적으로파괴 (피로에의한절단)될수있다.또한， 관계식 7과같이, dnc가 0.6do미만인경우,접점인근영역에서전류이동경 로가 갑자기좁아져저항을증가시킬수있다.보다특� �적으로,본발명의일 실시예에따른나노와이어투명 전극에있어，금속나노와이어네트워크는 dnc가 0.7do내지 ldo,보다더특징적으로 dnc가 0.8do내지 ldo,보다더특징적으로 dnc가 0.85do내지 ldo,더욱더특징적으로 dnc가 0.9do내지 ldo일수있다.

[152] 관계식 1과같은극히낮은면저항을가지면서도관계식 7을동시만족하는 특성은,상술한바와같이필터링된광을현저하� �낮은플루언스로조사하는 상술한제조방법적특징에의해구현될수있는특 성이다.

[153] 본발명은상술한나노와이어투명전극또는상술 한제조방법으로제조된 나노와이어투명전극을포함하는대전방지물， 전자파차폐물，전자파흡수물, 태양전지，연료전지,전기전자소자，전기화� �소자，이차전지，메모리소자, 반도체소자,광전소자，노트북 (노트북부품)，컴퓨터 (컴퓨터부품)，

개인단말기 (개인단말기부품), PDA(PDA부품)， PSP(PSP부품)，게임기 (게임기 부품)，디스플레이장치 (FED;field emission display, BLU;back light unit,

LCD;liquid crystal display, PDP;plasma display panel)발광장치，의료기기， 건축재，벽지，광원부품,터치패널，전광판� �광고판,광학기기또는군수품등을 포함한다.특히,본발명은상술한나노와이어투� ��전극또는상술한

제조방법으로제조된나노와이어투명전극을포 함하는평판액정표시장치 (flat liquid crystal displays),터치패널 (touch panel),전자발광장치 (electroluminescent devices),또는태양전지 (photovoltaic cells)를포함한다.

[154] 도 1은롤투롤공정을이용하여본발명에따른제조� �법으로나노와이어투명 전극을제조하는과정을관찰한광학사진이다.

[155] 상세하게，폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET,굴절률 L55)필름 (폭 1.0cm)을

투명절연성기재로사용하였으며，은나노와이 어 (평균직경 35nm，평균길이 25 βΆ,흡광피크증심파장 =415nm) 0.142중량 %，중량평균분자량이 2xl0 ⁵ (g/mol) 이하인저분자량의하이드록시프로필메틸셀를 로스 (HPMC) 0.138중량 %및 잔량의물을함유하는와이어분산액을사용하였 다.슬롯다이를이용하여 기재에와이어분산액을도포하였다.롤투롤공� �의라인스피드는

40mm/sec였고,슬롯다이코팅두께는 50μπι였으며,토출양은 0.25ml/s였고,다이 갭 (die gap)은 80μπι,다이심 (die shim)은 ΙΟΟμιη였다.

[156] 도 2는투명절연성기재인 PET필름자체의 UV-Vis흡광

스펙트럼 (제 1스펙트럼)이며,도 3은슬롯다이를통해와이어분산액이 PET 필름상도포되고용매가휘발제거된상태 (광소결전상태)인기준체의 UV-Vis 흡광스펙트럼 (제 2스펙트럼)이며 _. ，도 4는도 3의흡광스펙트럼에서도 2의 스팩트럼을제거하여수득된제 3스펙트럼이다.

[157] 도 4에서알수있듯이,상대적으로가장강한피크의� ��심파장은약

373nm이었으며，상대적으로두번째강한피크의� ��심파장은약 420nm이었다. 이를기반으로백색광원으로제논렘프 (350~950nm파장)를사용하고，

400nm에서 500nm까지의파장 (400-500nm)을통과시키는밴드패스필터를 사용하여필터링을하였다.필터링된광이면조� �되도록광원및필터를포함한 광학계를구성하였다.상술한롤투롤공정에서� �롯다이를통한와이어 분산액의도포를제 1스테이지로하고, 8J/cm ² 의플루언스및 10msec의단일펄스 ： 조건으로필터링된광을조사하는광소결을제 2스테이지로하여나노와이어 투명전극을연속적으로제조하였다.

[158] 도 5는제조된나노와이어투명 전극을관찰한주사전자현미경사진이다.도 5에서알수있듯이나노와이어간서로교차하는� �차영역이안정적으로용융 결착된것을알수있으며， PET필름표면을기준으로교차영역의높이가

40.2nm,교차영역을형성하는두나노와이어각각� �높이가 36.2nm및 34.5nm로 hc/(dl + d2)가 0.56임을알수있다.또한，교차영역가장자리에� �� 50nm이내의 영역에서의은나노와이어의높이가나노와이어 의길이방향으로적어도 lOOnm 이상다른금속나노와이어와접하지않는지점에 서의높이와실질적으로 동일함을알수있다.또한도 5에서알수있듯이,광소결에의해교차영역의 가장자리를포함하여실질적으로모든나노와이 어들이필름표면에접하여 위치함을알수있다.이는교차에의해공중에떠� �던나노와이어영역들이 광소결시용융결착되며 PET필름으로내려앉은것을알수있다.

[159] 10cm의폭및 2m의길이로자른나노와이어투명전극을대상으� ��하여，

나노와이어투명전극의전영역을 2 _C mx2cm의면적으로균등분할하여규정된 500개의분할영역각각의면저항을측정하고평균 을취한결과,나노와이어 투명전극의평균면저항은 35.2Q/sq.였으며，분할영역에서측정된모든 면저항이 34.5~36. 2/sq.의범주에속하는것을확인하였다.제조된나 노와이어 투명전극의광투과율은 90.33%였으며,헤이즈는 1.30(%)이었다.면저항과 마찬가지로, 2cmx2cm의면적으로균등분할하여규정된분할영� �각각의 광투과율과헤이즈를측정한결과，모든분할영 역의광투과율은

90.31-90.37%에속했으며,모든분할영역의헤이즈� � 1.27~1.32%에속함을 확인하였다.도 5와동일한조건에서광소결전상태 (기준체)의평균면저항， 투과율및헤이즈를측정한결과,기준체의평균� �저항은 60Q/sq.였고,투과율은 90.34(%)였으며 ,헤이즈는 1.29(%)였다.

[160] 도 6은제조된나노와이어투명전극을 50mmx50mm로잘라두가장자리에

구리테잎을붙여시행한굽힘시험 (in-folding test)을관찰한광학사진이다. lmm의반경으로 500,000회의굽힘시험을수행한결과，관계식 3으로규정된 저항증가율이 1.4%에불과함을확인하였다.

[161] 도 5의샘플과동일하게제조하되,다만，제논램프� ��서발생한백색광을벤드 패스필터가아닌 500nm컷오프되는로패스필터 (low pass filter)로필터링하여， 로패스필터링에의해필터링된광을 8J/cm ² 의플루언스및 10msec의단일펼스 조건으로조사하여광소결을수행하였다.광소� �에의해수득된필름의평균 면저항은 58Q/sq.로유의미한광소결자체가이루어지지않� �을확인하였다. 플루언스를증가시켜， 500nm컷오프되는로패스필터링된광을 28J/cm ² 의 플루언스및 10msec의단일필스조건으로광소결을수행하였을 때에광소결에 의해수득된필름의평균면저항이약 46Q/sq.로광소결이어느정도이루어짐을 확인하였으나， 2 _C mx2cm의면적으로균등분할하여규정된 500개의분할영역 각각의면저항이 39.1~57.3Q/sq.범위로，불완전한소결과함께면저� ��균일도 또한현저하게떨어지는것을확인하였다.

[162] 도 5의샘플과동일하게제조하되 ,다만，제논램프에서발생한백색광을밴드 패스필터가아닌 430nm컷오프되는하이패스필터 (high pass filter)로

필터링하여，하이패스필터링에의해필터링된 광을 8J/cm ² 의플루언스및 10msec의단일펄스조건으로조사하여광소결을수 행하였다.광소결에의해 수득된필름의평균면저항이 500nm컷오프되는로패스필터의결과보다도 증가하며기준체와유사한면저항이얻어짐을확 인하였으며，광소결이 실질적으로발생하지않은것을확인하였다.

[163] 도 5의샘플과동일하게제조하되，다만，제논램� �에서발생한백색광을밴드 패스필터가아닌 400nm컷오프되는로패스필터 (low pass filter)로필터링하여， 로패스필터링에의해필터링된광을 8J/cm ² 의플루언스및 10msec의단일펄스 조건으로조사하여광소결을수행하였다.광소� �에의해수득된필름의평균 면저항이 500nm컷오프되는로패스필터의결과보다도증가� ��며기준체와 ^사한면저항이얻어짐을확인하였다.

[164] 또한，도 5의샘플과동일하게제조하되， 8J/cm ² 의플루언스대신 6J/cm ² 또는 10 J/cm ² 의플루언스로밴드패스필터링된광을조사 하였다.그결과，도 5의 샘플보다약간평균면저항이증가하긴하였으나 ，전기적，광학적및

기계적 (굽힘테스트)으로도 5의샘플과거의유사한물성과균일성을갖는 나노와이어투명전극이제조됨을확인하였다.� �러나 , 6J/cm ² 미만의

플루언스로광조사를하는경우층분한용융결착 이이루어지지않아면저항이 급격히증가 (약 53.2Q/sq.)함을확인하였으며， 12 J/cm ² 의플루언스로밴드패스 필터링된광을조사하는경우투명기재의손상및 금속나노와이어의손상, 특히교차영역과인접한부분에서의금속나노와 이어의두께 (높이)가현저하게 감소함을확인하였으며，특히 1mm반경의굽힘시험시저항증가가 100,000회에 이미 17%에이르러，반복된물리적변형에급격히취약 해짐을확인할수있었다.

[165] 이상과같이본발명에서는특정된사항들과한정 된실시예및도면에의해 설명되었으나이는본발명의보다전반적인이해 를돕기위해서제공된것일 뿐，본발명은상기의실시예에한정되는것은아 니며，본발명이속하는 분야에서통상의지식을가진자라면이러한기재 로부터다양한수정및변형이 가능하다.

[166] 따라서，본발명의사상은설명된실시예에국한 되어정해져서는아니되며， 후술하는특허청구범위뿐아니라이특허청구범 위와균등하거나등가적변형이 있는모든것들은본발명사상의범주에속한다고 할것이다.

[167]