阅读说明：本技术 透明电极制造方法 (Method for manufacturing transparent electrode ) 是由 徐志勋 于 2018-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明将形成在玻璃基板上的银纳米线转印到聚合物及柔性膜来制造透明电极或者透明热线。在用碘混合物加工转印到所述聚合物及所述柔性膜的所述银纳米线的情况下,所述银纳米线表现变色。(The present invention transfers silver nanowires formed on a glass substrate to a polymer or a flexible film to manufacture a transparent electrode or a transparent heat wire. In the case of processing the silver nanowires transferred to the polymer and the flexible film with an iodine mixture, the silver nanowires exhibit discoloration.)

透明电极制造方法

技术领域

本发明涉及包括银纳米线的透明电极或者透明热线的制造方法。

背景技术

通常，电极广泛使用于各种领域。电极的作用在于执行传递能量的作用，向各个电器元件传递电荷驱动各个电器元件。因此，具备稳定性和尽可能低的电阻率是必要的。通常，构成电极的主要材料有银、铜等的金属，在显示屏领域正在大量的使用透明电极(ITO等)。

透明电极通常是具有80％以上的高透明度的电子零部件，广泛利用于电子领域，诸如LCD前面电极、OLED电极等显示屏、触摸屏、太阳能电池、光电子元件等。在这些设备共同地使用铟锡氧化物(indium tin oxi de；以下，称为“ITO”)作为透明电极。ITO电极具有跟多优点，诸如光学透明性、导电性和环境稳定性。

然而，现有的触摸屏面板(Touch Screen Panel；TSP)适用的ITO电极柔性差，很难是用于弯曲或者曲面的柔性显示屏，因此石墨烯(Graphene)、CNT、银纳米线(AgnW)作为可代替ITO膜的新一代的新材料而受到关注。

其中，银纳米线是具有导电性的同时具有高传导性的电极。据此，针对包含银纳米线的透明电极的需求正在渐渐增加。

发明内容

(要解决的问题)

本发明的目的在于提供面电阻低、具有柔韧性以及提高可见度的透明电或者透明热线的制造方法。

(解决问题的手段)

根据本发明的一实施例的透明电极制造方法包括如下的步骤：准备基础基板；形成接触于所述基础基板的一面的银纳米线；以预定的热加热所述基础基板及所述银纳米线；在所述基础基板的所述一面涂敷未固化的聚合物，以覆盖凉下来的所述银纳米线；在所述未固化的聚合物上配置柔性膜；对所述配置的所述柔性膜和所述基础基板之间施加预定的压力；将具有特定波长的光照射于所述柔性膜上，固化所述未固化的聚合物来变换为固化的聚合物；为使所述银纳米线从所述基础基板分离来结合于所述固化的聚合物，分离所述基础基板和所述固化的聚合物，形成包含所述银纳米线、所述固化的聚合物及所述柔性膜的银纳米线组件；将所述银纳米线组件在碘混合物中暴露预定时间，只将所述银纳米线表面的一部分变换为灰色或者黑色；及将曾暴露在所述碘混合物中的所述银纳米线组件退火处理。

在本发明的一实施例中，所述基础基板可以是玻璃基板。

在本发明的一实施例中，所述基础基板可以是石定盘。

在本发明的一实施例中，所述柔性膜可包含PET。

在本发明的一实施例中，所述预定的热可以是摄氏200至300度。

在本发明的一实施例中，所述预定的压力可通过滚轴的滚动施加。所述滚轴的硬度可以是30HB至50HB。

在本发明的一实施例中，所述碘混合物可包含氯化类的混合物。所述碘混合物还可包含钾。

在本发明的一实施例中，变成所述灰色或者黑色的所述银纳米线的所述一部分可以是氯化银。

在本发明的一实施例中，所述退货处理可在摄氏100至150度的温度下进行2至5分钟。

根据本发明的一实施例的透明电极制造方法包括如下的步骤：准备基础基板；形成接触于所述基础基板的一面的银纳米线；以预定的热加热所述基础基板及所述银纳米线；将所述银纳米线组件在碘混合物中暴露预定时间，将所述银纳米线表面的一部分变换为灰色或者黑色；在所述基础基板的所述一面涂敷未固化的聚合物，以覆盖所述变色的所述银纳米线；在所述未固化的聚合物上配置柔性膜；对所述配置的所述柔性膜和所述基础基板之间施加预定的压力；将具有特定波长的光照射于所述柔性膜上，固化所述未固化的聚合物来变换为固化的聚合物；为使所述变色的所述银纳米线从所述基础基板分离来结合于所述固化的聚合物，分离所述基础基板和所述固化的聚合物，形成包含所述变色的所述银纳米线、所述固化的聚合物及所述柔性膜的银纳米线组件；将所述银纳米线组件退火处理。

(发明的效果)

根据本发明的一实施例，可提供在柔性膜上配置银纳米线提高柔韧性的透明电极或者透明热线。

另外，具有底面电阻，因此可提供可实现大面积的透明电极或者透明热线。

另外，减少用肉眼看时像雾一样模糊不清的现象(又称，灰雾现象)，进而可提供提高可见度的透明电极或者透明热线。

另外，根据本发明的一实施例，银纳米线配置成距离柔性膜的表面具有预定深度，可提供提高耐久性的透明电极或者透明热线。

附图说明

图1示例性示出在基础基板配置银纳米线。

图2a及图2b示例性示出对图1的银纳米线施加热。

图3示例性示出在图1的基础基板上涂敷覆盖银纳米线的未固化聚合物。

图4示例性示出在图3的未固化聚合物上配置柔性膜。

图5a示例性示出利用滚轴对图4的组件施加压力。

图5b根据滚轴的硬度比较示出柔性膜的加工质量。

图6示例性示出为了固化未固化聚合物而施加紫外线。

图7示例性示出从基础基板分离银纳米线组件。

图8a示例性示出银纳米线组件。

图8b示例示出沿着图8a的I-I’切割的剖面。

图9示例性示出用包含碘混合物的溶液加工图8a的银纳米线组件。

图10a示例性示出用碘混合物加工的银纳米线组件。

图10b示例性示出沿着图10a的II-II’切割的剖面。

图11是本发明的一实施例的透明电极制造方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

在附图中为了有效说明技术内容，夸张示出构件的比例及尺寸。

对于“包括”等的用语应该理解为，是要指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构件、零部件或者这些组合的存在，并非提前排除一个或者一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构件、零部件或者这些组合的存在或者增加的可能性。

图1至图10b示例性示出本发明的一实施例的透明电极制造方法。图11是本发明的一实施例的透明电极制造方法的流程图。

图1示例示出在基础基板BS配置银纳米线NW。

基础基板BS可以是玻璃基板或者石定盘。玻璃基板和石定盘耐热性强。据此，具有即使在以后的热处理工艺中施加摄氏200度以上的高温的热也不会发生变形的优点。

银纳米线NW直接配置在基础基板BS上。此时，可利用诸如点胶、刮棒涂布、狭缝挤压涂布、涂抹器、旋涂或者喷涂的方式。

根据本发明的一实施例，在使用旋涂机涂敷银纳米线的情况下，将银纳米线墨滴落在玻璃基板之后将旋涂机保持在1000至3000rpm可涂敷银纳米线墨；若超出该条件，则无法将银纳米线NW以均匀的厚度涂敷于基础基板BS。

根据本发明的一实施例，使用刮棒涂布机(bar coater)可涂敷1至100㎝/sec。

根据本发明的一实施例，在使用喷涂机的情况下，可用0.2至0.3的喷嘴尺寸以1至5kgf/cm²压力涂敷在基础基板BS上。

根据本发明的一实施例，在使用涂抹器(applicator)的情况下，将银纳米线墨滴落成一排之后可用1至100㎝/sec进行涂敷。

若无法满足上述的数值范围，则银纳米线NW不能以均匀的厚度涂敷在基础基板BS上。

对于银纳米线NW，可使用直径为1～100nm、长度为2～100μm的尺寸的银纳米线。在直径小于5nm的情况下，由于机械稳定性非常差，很容易断裂，因此存在难以保持稳定的网状的问题；在大于100nm的情况下，可出现透明度(透光率)急剧地降低至70％以下的问题。

另外，在长度小于2μm的情况下，构成网的银纳米线的长度过短，需要大量的银纳米线，而且透明度降低，也可出现因为接触点多导致导电性降低的问题。在长度大于100μm的情况下，可出现很难制造银纳米线的问题和银纳米线过长导致在涂敷时很容易断裂的问题。

图2a及图2b示例性示出对图1的银纳米线NW施加热。

加热可通过熔化(burn-off)、微脉冲光子(micro pulse photonic)、连续光子加热、微波加热或者烘烤加热实现。

参照图2b，第一银纳米线NW1和第二银纳米线NW2的接触部CT因为施加的热增强导电性，可降低银纳米线NW整体的面电阻。更详细地说，第一银纳米线NW1和第二银纳米线NW2的接触部CT并非是单纯的物理性接触，而是发生稍微的熔融，使接触部CT变得柔韧，扩大接触面积，进而可改善整体电阻性。另外，具有张力的银纳米线受热而变得柔韧的同时更加紧贴于基础基板BS，带来提高表面面积的效果，因此也可提高粘合力(附着力)。

对银纳米线NW施加的热大约为摄氏100～300，优选为，也可以是约摄氏200～300度。在温度低于摄氏200度的情况下，无法充分降低银纳米线NW的面电阻；在温度高于摄氏300度的情况下，因为高温的热可损坏基础基板BS或者银纳米线NW的一部分。

只有在基础基板BS是玻璃基板或者石定盘的情况下，才可在摄氏200度以上进行加工，如果基础基板BS是包含聚合物的基板，则在如此高的温度下加工的情况下，可出现热变形。

图3示例性示出在图1的基础基板BS上涂敷覆盖银纳米线NW的未固化聚合物RS-N。

未固化聚合物RS-N为凝胶形态的液态物质，通过刮棒涂敷或者点胶等可薄薄地涂敷约3μm以下。

未固化聚合物RS-N可与特定波长带的光发生反应而被固化，具体地说，可在紫外线(UV)下进行反应而被固化。

未固化聚合物RS-N可选择诸如透光性的光学特征优秀的材料。本发明的一实施例的银纳米线NW是用于制造透明电极的，这是因为只有确保伴随的其他材料必须具有透光性的才可制造出透明的电极。

图4示例性示出在图3的未固化聚合物RS-N上配置柔性膜FM。

柔性膜FM可包含PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)。由于柔性膜FM具有柔韧性，因此有利于将在以后完成的透明电极安装在柔性显示装置，诸如折叠式显示装置、卷轴式显示装置或者双屏显示装置。

图5a示例性示出利用滚轴RL对图4的组件(FM、RS-N、BS)施加压力。图5b根据图5a的滚轴的硬度比较示出柔性膜的加工质量。

为了将曾在基础基板BS上涂敷的银纳米线NW转印到未固化聚合物RS-N及柔性膜FM侧，例如滚轴RL对图4的组件(FM、RS-N、BS)施加压力。

滚轴RL的硬度为30～50HB，优选为可以是约40HB。在滚轴RL的硬度小于30HB的情况下，硬度不足无法转印银纳米线NW；在滚轴RL的硬度大于50HB的情况下，柔性膜FM因为结块或者按压出现褶皱，可降低加工质量。

参照图5b，从滚轴的硬度为80HB时的柔性膜FM的加工质量来看，在表面产生大量的褶皱，无法确保清晰的可见度，因此无法清楚地看到后侧的事物。相反，从滚轴的硬度为40HB的柔性膜FM的加工质量来看，表面光滑确保清晰的可见度，进而可清楚地看到后侧的事物。

用滚轴RL施加压力，使未固化聚合物RS-N的厚度约4～6μm左右。在未固化聚合物RS-N的厚度小于4μm的情况下，因为太薄有损坏银纳米线NW的风险；在大于6μm的情况下，在之后的工艺中因为热应力可产生褶皱。据此，考虑之后连续的工艺未固化聚合物RS-N的厚度优选为约4～6μm左右。

图6示例性示出为了固化未固化聚合物RS-N而施加紫外线。

照射紫外线的光源可以是灯或者LED。

未固化聚合物RS-N反应于紫外线(UV)通过丙烯酸类的聚合反应可在数秒以内固化。但是，并不限于此，未固化聚合物RS-N可通过不是紫外线的其他特定波长带的光固化。

未固化聚合物RS-N被固化变成固化聚合物RS-H，据此曾被未固化聚合物RS-N覆盖的银纳米线NW(参照图3)会固定在固化聚合物RS-H。

图7示例性示出从基础基板BS分离银纳米线组件NWA。

若从基础基板BS一侧末端开始分离固化聚合物RS-H及柔性膜FM，则银纳米线NW从基础基板BS脱落转印到固化聚合物RS-H。

若从基础基板BS将固化聚合物RS-H及柔性膜FM全部分离，则形成包含银纳米线NW、固化聚合物RS-H及柔性膜FM的银纳米线组件N WA。

图8a示例性示出银纳米线组件NWA。图8b示例示出沿着图8a的I-I’切割的剖面。

参照图8b，银纳米线NW以埋没形式的固定在固化聚合物RS-H。这种形式是因为在转印工艺中利用未固化聚合物RS-N(参照图3)覆盖银纳米线NW而形成的。

固化聚合物RS-H的厚度H1与在图5说明的未固化聚合物RS-N的厚度相同，优选厚度为约4～6μm左右。其理由与上述的相同。但是，根据需求，固化聚合物RS-H的厚度H1可以是约4～15μm。

柔性膜FM的厚度H2优选为约50～100μm。这是因为在柔性膜FM的厚度H2大于所述数值范围的情况下柔韧性降低。

图9示例性示出用包含碘混合物的加工溶液PL加工图8a的银纳米线组件NWA。图10a示例性示出用碘混合物加工的银纳米线组件NWA。图10b示例性示出沿着图10a的II-II’切割的剖面。

加工溶液PL包含碘混合物；碘混合物包含氯化类的混合物。

包含氯化类的混合物的碘混合物与银纳米线NW发生反应，据此在银纳米线NW的表面形成氯化银，从而银纳米线NW表面的颜色变为灰色或者黑色。如此，银纳米线NW变色的部分可称为变色部BK。

通过变色部BK，可减少因为光学效果导致银纳米线组件NWA整体显得模糊不清的灰雾(Haze)现象。

在碘混合物中，以质量为基准的氯化类的混合物的优选比例为20～30％。在氯化类的混合物的比例超出所述数值范围的情况下，因为碘混合物在银纳米线组件NWA的表面产生沉淀物，反而促进了灰雾现象。

在将钾以预定的比例混合于碘混合物的情况下，可促使所述的变色反应。此时以碘混合物和钾的以质量为基准的比例可以是1:1至1:5左右。在钾的比例小于所述数值范围的情况下，反应速度的提高非常微小，在大于所述数值范围的情况下可出现增加灰雾现象的问题。

针对完成变色部BK的形成的银纳米线组件NWA可进行退货处理。在用碘混合物加工银纳米线组件NWA的情况下，银纳米线NW的面电阻增加约10％左右，然而通过退火处理可降低被提高的电阻。

退火处理可通过箱式烤箱或者IR烤箱进行。

在本发明的一实施例中，在利用箱式烤箱进行退火处理的情况下，可在约摄氏100～150度下加热约10～60分钟左右。

在本发明的一实施例中，在利用IR烤箱进行退火处理的情况下，可在约摄氏100～150度下加热约1～20分钟左右。

在退火工艺中，在加热温度及加热时间小于所述数值范围的情况下，不会充分降低面电阻；在大于所述数值范围的情况下，反而银纳米线组件NWA可能因为热而受损。

更具体地说，在利用IR烤箱进行退火处理的情况下，根据面电阻增加的程度可调节处理时间。例如，通过碘混合物银纳米线NW的面电阻增加约10％左右的情况下，在摄氏100～150度下加热约2分钟左右；在通过碘混合物银纳米线NW的面电阻增加约20％左右的情况下，可在摄氏100～150度下加热约5分钟左右。

图11是本发明的一实施例的透明电极制造方法的流程图。图11是用流程图简要示出在图1至图10b中说明的工艺。

基础基板准备步骤(S100)及AgNW形成步骤(S110)可对应于图1。

加热及冷却步骤(S120)可对应于图2a及图2b。

未固化聚合物涂敷步骤(S130)可对应于图3。

柔性膜配置步骤(S140)可对应于图4。

压力施加步骤(S150)可对应于图5a及图5b。

UV照射步骤(S160)可对应于图6。

银纳米线组件分离步骤(S170)可对应于图7至图8b。

与碘混合物反应步骤(S180)可对应于图9至图10b。

在本发明的一实施例中，与碘混合物反应步骤(S180)可在加热及冷却步骤(S120)和未固化聚合物涂敷步骤(S130)之间执行。在这一情况下，由于与碘混合物反应的银纳米线NW的面积扩大，具有可见度更好的效果。

退火处理步骤(S190)未单独示出，但是已在上文中说明。

以上参照实施例进行了说明，但是在该技术领域熟练的技术人员可理解为在不超出权利要求范围内记载的本发明的思想及领域的范围内可进行各种修改及更改。另外，在本发明公开的实施例并不是用于限定本发明的技术思想，而是应该解释为权利要求范围及与其同等范围内的所有技术思想全部包括在本发明的权利范围内。

产业上可利用性

包括显示屏领域的各种电子设备相关领域中正在大量使用无法用人的肉眼识别的透明电极。

据此，用于制造面电阻低且可见度高的透明电极的本专利具有高产业可利用性。