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핵심기술
표면저항 400Ω/□이하의 전도성 고분용액 제조기술 및 필름 도포 공정기술
최종목표
표면저항 400Ω/□, 투과율 80%이상을 갖는 전도성 필름 개발
개발내용 및 결과
- 전도성 고분자 용액의 전도성 증대를 위한 산화환원법 제어
- 나노 입자, tube등의 분산성 제어 기술
- 전도성 고분자와 나노물질들의 흡착 및 제어기술
- 필름 도포를 위한 바인더 및 필러 혼합기술
- 표면저항 400Ω/□ 이하, 투과율 80%이상의 플렉서블한 전도성 필름 개발
기술개발배경
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핵심기술
표면저항 400Ω/□이하의 전도성 고분용액 제조기술 및 필름 도포 공정기술
최종목표
표면저항 400Ω/□, 투과율 80%이상을 갖는 전도성 필름 개발
개발내용 및 결과
- 전도성 고분자 용액의 전도성 증대를 위한 산화환원법 제어
- 나노 입자, tube등의 분산성 제어 기술
- 전도성 고분자와 나노물질들의 흡착 및 제어기술
- 필름 도포를 위한 바인더 및 필러 혼합기술
- 표면저항 400Ω/□ 이하, 투과율 80%이상의 플렉서블한 전도성 필름 개발
기술개발배경
- ITO는 거의 모든 평판 디스플레이의 전면전극으로 사용되고 있기는 하지만, 값이 비싼 인듐(In)을 주성분 (약 90~95%)으로 하고 있기 때문에 이를 대체할 만한 투명전극재료에 대한 연구 개발이 절실함
- 이를 대체하기 위한 전도성 고분자, CNT, ZnO무기물계, 그라핀을 이용한 연구들이 활발히 진행되고 있음
- 본 연구에서는 전도성 고분자를 이용하여 저가의 대량생산이 가능한 전도성 투명전극 필름을 개발하고자 함
핵심개발기술의 의의
- 전도성 고분자는 해외 및 국내에서도 많은 연구들이 진행되고 있으나 전도성 고분자의 높은 면저항값과 낮은 내구성으로 인해 산업화 적용에 많은 어려움을 겪고 있는 실정임
- 본 개발의 결과는 나노 tube 및 입자들을 전도성 고분자와 흡착시키고 산화환원법을 통해 전도성 고분자의 표면저항값을 획기적으로 낮추었음
- 또한 전도성 고분자용에 바인더와 필러를 최적화 하여 공정에 적용함으로써 유연한 필름위에 균일한 도포를 실시함으로써 산업화 적용에 크게 이바지 할 것으로 기대됨
적용분야
- 플렉서블 태양전지
- 플렉서블 디스플레이
- 차세대 터치패널
- 기타 전자부품 소재

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 지역산업기술개발사업 보고서 요약서 ... 2
• <연구개발사업 주요 연구성과> ... 7
• 목차 ... 11
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 15
• 1. ITO(Indium Tin Oxide)의 한계 ... 15
• 2. 기존 투명전극의 문제점 ... 18
• 3. ITO 대체 투명도전성 소재 개발 ... 19
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 20
• 1. 전도성 소자 기술 ... 20
• 가. Ag 나노 입자 ... 20
• 나. ITO, 나노입자 ... 22
• 다. 무기 산화물계 ... 23
• 라. 전도성 고분자 ... 25
• 마. CNT(Carbon Nano Tube) ... 28
• 바. 그라핀 ... 30
• 2. 국내 개발상황 ... 31
• 3. 해외 개발상황 ... 31
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 34
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 36
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 36
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 37
• 1. 투과율 85% 이상을 갖는 필름개발 ... 37
• 2. 표면저항이 400Ω 이하의 전도성 필름개발 ... 38
• 3. 10,000회 타격 후 기능을 유지하는 필름 내구성 ... 40
• 4. 막두께 70이하의 후막필름 개발 ... 41
• 5. 200℃ 이상에 내구성을 갖는 필름 개발 ... 42
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 43
• 1. 전도성 고분자의 산화환원 ... 43
• 가. 전도성 고분자의 구조 ... 43
• 나. 전도성 고분자의 제조 ... 44
• 다. 전도성 수용액 합성조건 ... 46
• 2. 전도성 수용액의 전기저항 특성 ... 48
• 3. 전도성 수용액과 나노 물질의 합성 ... 51
• 4. 전도성 물질의 비저항값 비교분석 ... 53
• 5. CNT(Carbon Nanotubes) 나노물질의 혼합 ... 55
• 가. 조성비율 및 혼합 ... 55
• 나. CNT의 물성특성 ... 56
• 다. CNT종류에 따른 비저항값 분석 ... 58
• 라. CNT 분산 및 흡착기술 제어 ... 60
• 1) 볼밀분산 ... 60
• 2) 화학적 흡착 ... 62
• 6. 분산에 따른 도포특성 ... 65
• 7. 전도성 혼합잉크 제조 ... 67
• 8. 인쇄및 코팅기술 개발 ... 69
• 가 실크스크린 인쇄 ... 69
• 나. Dip-coating ... 71
• 9. 전도성 투명필름의 특성 평가 ... 73
• 가. 증점제에 따른 점도변화 특성 ... 73
• 나. 스크린인쇄를 통한 점도 vs. 비저항 특성 ... 75
• 라. dip-coating 법에 의한 비저항 특성 ... 76
• 마. dip-coating 법에 의한 코팅막 두께특성 ... 77
• 10. 첨가제에 따른 전도성 수용액의 전기적 특성 ... 78
• 가. 필러첨가에 따른 비저항값 ... 78
• 나. 고형분 함량에 따른 전기 이동도 특성 ... 79
• 다. 고형분 함량에 따른 캐리어농도 특성 ... 80
• 라. 불순물 첨가에 따른 비저항 특성분석 ... 81
• 마. 습도및 온도에 따른 표면저항 특성 ... 82
• 바. 전류저항 특성 ... 84
• 사. 투과율 특성 ... 85
• 11. 전도성 필름의 내구성 시험 ... 87
• 가. 부착력 시험 ... 87
• 나. 타격시험 ... 89
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 91
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 91
• 1. 투명전극용 잉크 개발 ... 91
• 2. 투명 전극용 필름 공정기술 개발 ... 94
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 96
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 97
• 1. 전도성 고분자 시장현황 ... 97
• 가. 플라스틱 LED 응용 ... 97
• 나. 전도성 고분자 반도체 시장 ... 97
• 다. 전도성 고분자를 이용한 2차전지 시장 ... 98
• 라. 전자차폐제 및 통신기기 응용시장 ... 98
• 마. 기타 산업제품 시장 ... 98
• 2. 사업화 전망 ... 100
• 가. 디스플레이용 전극으로의 가능성 ... 100
• 나. 터치패널용 투명전도 필름 ... 100
• 다. 플라스틱 태양 전지 상용화 ... 101
• 라. 기타 분야 ... 102
• 마. 투명 전도성 소재의 중요성 부각 ... 103
• 3. 결론 및 고찰 ... 104