KR101154871B1 - Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film - Google Patents
Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film Download PDFInfo
- Publication number
- KR101154871B1 KR101154871B1 KR1020100031675A KR20100031675A KR101154871B1 KR 101154871 B1 KR101154871 B1 KR 101154871B1 KR 1020100031675 A KR1020100031675 A KR 1020100031675A KR 20100031675 A KR20100031675 A KR 20100031675A KR 101154871 B1 KR101154871 B1 KR 101154871B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- post
- carbon nanotube
- titanium
- solution
- film
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- 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
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 탄소나노튜브 전도성 박막에 티탄늄 알콕시화물(titanium alkoxide)용액 및 반응개시 용액을 이용하여 후처리 공정을 진행함으로써 탄소나노튜브 전도막의 물성을 크게 개선시키는 방법 및 이 방법으로 인해 형성된 전도성 박막 조성물에 관한 것이다. 이 방법은 다양한 방법으로 형성된 탄소나노튜브 전도성막에 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 후처리 용액과 반응개시 용액을 처리하여, 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)의 분해 및 물리적, 화학적 결합 반응을 통해 탄소나노튜브 전도막의 기계적, 전기적 특성을 효율적으로 향상시키기 때문에 탄소나노튜브가 적용되는 다양한 부품 또는 제품 분야에 활용할 수 있다. The present invention is a method of significantly improving the physical properties of the carbon nanotube conductive film by performing a post-treatment process using a titanium alkoxide solution and a reaction initiation solution to the carbon nanotube conductive thin film and the conductive thin film formed by the method It relates to a composition. In this method, carbon nanotube conductive films formed by various methods are treated with a titanium alkoxide post-treatment solution and a reaction initiation solution, and carbon nanotubes are decomposed and physically and chemically combined with titanium alkoxide. Because it improves the mechanical and electrical properties of the tube conductive film efficiently, it can be used in various parts or product fields to which carbon nanotubes are applied.
Description
본 발명은 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막의 후처리 공정 기술 및 그 조성물, 그리고 이 방법으로 인해 형성된 전도성 박막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판, 기판 위에 형성된 전기 또는 열 전도성 탄소나노튜브 박막의 물리적, 화학적 특성, 전기적 특성을 향상시키기 위해 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)로 구성된 후처리 용액의 분해, 물리 및 화학 결합 반응을 통해 탄소나노튜브-티타늄화합물로 구성된 전도성막을 형성하는 후처리 공정 방법 및 이 방법으로 형성된 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a post-treatment process technology and composition of an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film, and a conductive thin film formed by the method, and more particularly, to a substrate, an electrically or thermally conductive carbon nanotube thin film formed on the substrate. A post-treatment process method of forming a conductive film composed of carbon nanotube-titanium compounds through decomposition of a post-treatment solution composed of titanium alkoxide, physical and chemical bonding reactions to improve physical, chemical and electrical properties; It relates to a composition formed in this way.
탄소나노튜브를 포함하는 전도성 박막은 탄소나노튜브에 친수성 작용기를 치환시키거나 또는 수용액계 계면활성제를 이용하여 수분산 탄소나노튜브 용액을 형성하여 기판에 코팅하거나, 또는 유기 용매를 이용하여 탄소나노튜브를 분산시켜 코팅하는 방법으로 형성된다. The conductive thin film including carbon nanotubes may be coated on a substrate by substituting hydrophilic functional groups on the carbon nanotubes or forming a water-dispersible carbon nanotube solution using an aqueous surfactant, or using carbon nanotubes using an organic solvent. It is formed by a method of dispersing the coating.
상술한 기술들은 비교적 간단한 방법으로 탄소나노튜브 전도성 박막을 얻을 수 있으나 전기전도도가 낮고 내구성이 취약하여 각종 제품에 적용되는데 어려움이 따른다. The above-described techniques can obtain a carbon nanotube conductive thin film by a relatively simple method, but it is difficult to apply to various products due to low electrical conductivity and poor durability.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기존 종래 기술로는, 탄소나노튜브에 기능기를 치환하여 전도성 박막의 물성을 향상시키는 방법, 탄소나노튜브 분산 용액에 접착력 및 내구성을 향상시킬 수 있는 특정 물질을 첨가하는 방법, 기판에 화학 반응 또는 강한 물리적 상호 작용을 유도할 수 있는 물질을 전처리 코팅하는 방법, 탄소나노튜브 필름 형성 후 특정 물질로 탑-코팅(top-coating)하는 방법 등이 있다. 이러한 방법은 그 개개의 방법에 따라 다음과 같은 특징이 있다.Existing prior arts to solve this problem, a method for improving the physical properties of the conductive thin film by replacing a functional group on the carbon nanotubes, a method for adding a specific material to improve the adhesion and durability to the carbon nanotube dispersion solution, Pretreatment coating of a material capable of inducing a chemical reaction or strong physical interaction on the substrate, and a method of top-coating with a specific material after forming a carbon nanotube film. This method has the following characteristics according to its individual method.
탄소나노튜브에 기능기를 치환하는 방법은 탄소나노튜브를 화학적 방법으로 특정 기능기를 치환함으로써 탄소나노튜브 상호간, 기판과 탄소나노튜브 사이에 화학적/물리적 결합을 유도시켜 탄소나노튜브 전도성 박막의 물성을 확보할 수 있다. The method of substituting functional groups on carbon nanotubes secures the properties of carbon nanotube conductive thin films by inducing chemical / physical bonds between carbon nanotubes and between substrates and carbon nanotubes by substituting specific functional groups for carbon nanotubes chemically. can do.
그러나 이 방법은 탄소나노튜브에 기능기를 도입하는 과정에서 탄소나노튜브 자체의 전도도가 감소하는 문제가 발생할 수 있고 탄소나노튜브가 외기에 노출됨으로써 환경 안정성이 여전히 취약한 면이 있다.However, this method may cause a problem of reducing the conductivity of the carbon nanotubes in the process of introducing functional groups into the carbon nanotubes, and the environmental stability is still weak because the carbon nanotubes are exposed to the outside air.
탄소나노튜브 분산 용액에 내구성을 향상시킬 수 있는 특정 화학물질을 첨가하는 경우에는 단일 코팅 공정을 통해 내구성 있는 전도막을 효율적으로 형성시킬 수 있다. 하지만 이 방법은 탄소나노튜브 분산 용액의 분산성 유지가 어려울 수 있고, 첨가제 물질의 박막 잔존으로 인해 전도도 감소, 광투과도 저하, 헤이즈 발생의 문제가 따를 수 있다.In the case of adding specific chemicals to the carbon nanotube dispersion solution to improve the durability, it is possible to efficiently form a durable conductive film through a single coating process. However, this method may be difficult to maintain the dispersibility of the carbon nanotube dispersion solution, and the problem of reduced conductivity, light transmittance and haze generation due to the thin film remaining of the additive material.
기판 표면 처리 및 전처리 코팅 방식은 비교적 우수한 박막 내구성을 나타내면서 고전도 특성을 얻을 수 있지만 탄소나노튜브의 외부 노출로 인해 외부력에 약하고 환경안전성이 취약할 수 있다.Substrate surface treatment and pre-treatment coating method can obtain high conductivity characteristics while showing relatively excellent thin film durability, but due to external exposure of carbon nanotubes may be weak to external forces and weak environmental safety.
탑-코팅하여 전도막의 물성을 확보하는 방법은 이러한 외부력에 의한 성능저하, 환경안정성 확보에 유리한 측면이 있으나, 탑-코팅으로 인해 전도막의 전도도 감소가 있을 수 있다. The method of securing the properties of the conductive film by top-coating is advantageous in terms of performance deterioration and environmental stability due to such external forces, but the conductivity of the conductive film may be reduced due to the top-coating.
탑-코팅 방법으로 탄소나노튜브 전도막의 내구성을 향상시키기 위한 방법은 금속 산화물(metal oxide)을 이용한 탄소나노튜브 내구성 향상 기술이 있다. Metal alkoxide의 졸(sol)을 탄소나노튜브에 코팅하여 건조 및 가열 과정을 통해서 탄소나노튜브-metal oxide 복합체를 형성함으로써 전도막의 내구성을 향상시키는 기술이다. 그러나, 이러한 방법은 박막 균열 발생의 우려가 있고 절연성의 금속산화물이 비교적 두껍게 코팅되어 박막 수직 방향으로의 전기전도도가 취약할 수 있다. The method for improving the durability of the carbon nanotube conductive film by the top-coating method includes a carbon nanotube durability improving technology using a metal oxide. It is a technology to improve the durability of the conductive film by forming a carbon nanotube-metal oxide composite through a drying and heating process by coating a sol (sol) of metal alkoxide on the carbon nanotubes. However, such a method may cause a thin film crack and may be coated with a relatively thick insulating metal oxide, so that electrical conductivity in the vertical direction of the thin film may be weak.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안한 본 발명의 목적은, 탄소나노튜브를 포함하는 전도막에 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 포함하는 후처리 공정 조성 물질을 이용하여, 가열 공정 없는 간단한 후처리 공정을 적용함으로써 전도성 박막의 전기전도도와 내구성을 효율적으로 개선시킬 수 있는 후처리 공정 방법 및 그 조성물을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention in view of the above-described conventional problems is a simple post-treatment step without a heating step by using a post-treatment step composition material including titanium alkoxide in a conductive film including carbon nanotubes. The present invention provides a post-treatment process method and a composition thereof capable of efficiently improving the electrical conductivity and durability of a conductive thin film.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물은, 기판; 상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 전도성막; 및 상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 형성되며 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 포함한다. The composition formed by the electrically thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the object as described above, the substrate; A carbon nanotube conductive film formed on the substrate; And a compound film formed using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film and including a carbon nanotube and a titanium compound.
상기 티타늄 화합물은 티타늄 수산화물을 주성분으로 하여 티타늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The titanium compound is characterized in that it comprises titanium oxide, the main component of the titanium hydroxide.
상기 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)는 티타늄(titanium)-산소원자-유기치환기(R) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The titanium alkoxide (titanium alkoxide) is characterized in that the titanium (oxygen) -oxygen atom-organic substituent (R) structure.
상기 티타늄 알콕시화물은 유기치환기(R)의 형태에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide 중 적어도 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다. The titanium alkoxide is characterized in that at least one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide and titanium pentoxide is selected according to the form of the organic substituent (R).
상기 티타늄 알콕시화물은 상기 반응개시 용액과 접촉하여 분해, 교환, 치환, 또는 축합 반응을 통하여 티타늄 화합물로 석출되는 종류의 것을 선택하는 것이 바람직하다. Preferably, the titanium alkoxide is selected from a kind of precipitated titanium compound through decomposition, exchange, substitution, or condensation reaction in contact with the reaction initiation solution.
상기 반응개시 용액은 물, 산, 염기, 알코올, -OH 작용기를 가지는 고분자 물질 및 -COOH 작용기를 가지는 고분자 물질 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. The reaction initiation solution is characterized in that it comprises any one or more of water, acid, base, alcohol, a polymer material having a -OH functional group and a polymer material having a -COOH functional group.
상기 화합물막은 50 nm 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다. The compound film is characterized in that formed to a thickness of 50 nm or less.
상기 화합물막 상에 고분자 물질을 코팅하여 형성된 고분자막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it further comprises a polymer film formed by coating a polymer material on the compound film.
여기서, 상기 고분자 물질은 -COOH, -OH 기능기를 가지는 물질임을 특징으로 한다. Here, the polymer material is characterized in that the material having a -COOH, -OH functional group.
상기 고분자막 상에 상기 후처리 용액을 코팅하고 반응개시 용액과 접촉시켜 형성된 복합체막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Coating the post-treatment solution on the polymer membrane and characterized in that it further comprises a composite membrane formed in contact with the reaction initiation solution.
상기 기판은 유리, 석영(quartz), 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 투명 및 불투명 플라스틱 기판, 투명 및 불투명 고분자 필름 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다. The substrate is characterized by using any one of glass, quartz, glass wafers, silicon wafers, transparent and opaque plastic substrates, transparent and opaque polymer films.
상기 전도성막은 단일벽 탄소나노튜브, 기능화된 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 기능화된 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 기능화된 다중벽 탄소나노튜브 중 적어도 하나가 사용되는 것을 특징으로 한다. The conductive layer is characterized in that at least one of a single-walled carbon nanotubes, a functionalized single-walled carbon nanotubes, a double-walled carbon nanotubes, a functionalized double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, functionalized multi-walled carbon nanotubes are used It is done.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법은, 기판을 마련하는 과정과, 상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과, 상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정을 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment method may include preparing a substrate and using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate. Forming a conductive film, and forming a compound film including carbon nanotubes and titanium compounds using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film. Include.
상기 티타늄 화합물은 티타늄 수산화물을 주성분으로 하여 티타늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 한다. The titanium compound is characterized in that it comprises titanium oxide, the main component of the titanium hydroxide.
상기 티타늄 알콕시화물은 티타늄(titanium)-산소원자-유기치환기(R) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The titanium alkoxide is characterized in that the titanium (oxygen) -oxygen atom-organic substituent (R) structure.
상기 티타늄 알콕시화물은 유기치환기(R)의 형태에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide 중 적어도 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다. The titanium alkoxide is characterized in that at least one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide and titanium pentoxide is selected according to the form of the organic substituent (R).
상기 티타늄 알콕시화물은 상기 반응개시 용액과 접촉하여 분해, 교환, 치환, 또는 축합 반응을 통하여 티타늄 화합물로 석출되는 종류의 것을 선택하는 것을 특징으로 한다. The titanium alkoxide may be selected from a kind of precipitated titanium compound through decomposition, exchange, substitution, or condensation reaction in contact with the reaction initiation solution.
상기 후처리 용액에서 상기 티타늄 알콕시화물의 농도는 30 wt% 이하인 것을 특징으로 한다. The concentration of the titanium alkoxide in the aftertreatment solution is characterized in that less than 30 wt%.
상기 후처리 용액의 용매는 methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol 등의 알코올 및 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다. The solvent of the aftertreatment solution is characterized in that the alcohol, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and mixtures thereof.
상기 반응개시 용액은 물, 산, 염기, 알코올, -OH 작용기를 가지는 고분자 용액 및 -COOH 작용기를 가지는 고분자 용액 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. The reaction initiation solution is characterized in that it comprises any one or more of water, acid, base, alcohol, a polymer solution having a -OH functional group and a polymer solution having a -COOH functional group.
상기 화합물막을 형성하는 과정은 상기 후처리 용액을 상기 전도성막 상에 코팅한 후, 상기 후처리 용액이 건조되기 전, 상기 반응개시 용액을 접촉시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다. The forming of the compound film may be performed by coating the post-treatment solution on the conductive layer and then contacting the reaction starting solution before the post-treatment solution is dried.
상기 반응개시 요액 접촉방법은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행하는 것을 특징으로 한다. The reaction initiation contact method is a dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, gravure coating, bar coating ( bar coating).
상기 화합물막 상에 고분자 물질을 코팅하여 고분자막을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include forming a polymer film by coating a polymer material on the compound film.
상기 고분자 물질은 -COOH, -OH 기능기를 가지는 물질임을 특징으로 한다. The polymer material is characterized in that the material having a -COOH, -OH functional group.
상기 고분자막 상에 상기 후처리 용액을 코팅하고 반응개시 용액과 접촉시켜 복합체막을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include forming a composite membrane by coating the post-treatment solution on the polymer membrane and contacting the reaction initiation solution.
상기 마련하는 과정 중, 상기 전도성막을 형성하는 과정 전, 상기 기판에 피라나(Piranha) 용액 처리, 산 처리, 염기 처리, 플라즈마 처리, 상압 플라즈마처리, 오존 처리, UV 처리, SAM(self assembled monolayer) 처리, 및 고분자 또는 단분자 코팅 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 표면 처리를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the preparing process, before the process of forming the conductive film, the substrate is treated with Piranha solution, acid treatment, base treatment, plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, ozone treatment, UV treatment, SAM (self assembled monolayer) Treatment, and further comprising the step of performing a surface treatment using at least one of the polymer or monomolecular coating method.
상기 전도성막을 형성하는 과정은 상기 기판 상에 상기 탄소나노튜브 분산 용액을 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅 등의 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 한다. Forming the conductive film may include dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, and rolling the carbon nanotube dispersion solution on the substrate. (roll) coating, characterized in that the coating using any one of the methods such as gravure coating.
본 발명은 기 형성된 전도성 박막에 후처리 공정을 적용하여 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 박막의 전기전도성, 환경안정성을 크게 개선시키는 방법을 제공한다. 이러한 후처리 공정에서 사용되는 물질은 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 물질로써 물, 알코올, 산, 염기 등에 의해 전도성 박막과 후처리 물질간 또는 후처리 물질 상호간에 강한 결합을 형성시킴으로써 전도성 박막의 전기전도성, 환경안정성을 크게 개선시켜, 전도성 박막의 물성을 크게 향상시키는 이점이 있다. 특히, 이 방법은 다양한 방법으로 형성된 전도성 박막에 쉽게 적용할 수 있고, 박막의 물성을 효율적으로 향상시킬 수 있기 때문에 보편적으로 알려진 탄소나노튜브를 포함한 전도막 형성 방법과 함께 결합되어 다양한 제품 분야에 탄소나노튜브를 포함한 전도성 박막이 적용될 수 있게 한다.The present invention provides a method for greatly improving the electrical conductivity and environmental stability of a conductive thin film including carbon nanotubes by applying a post-treatment process to a previously formed conductive thin film. The material used in the post-treatment process is a titanium alkoxide material, which forms a strong bond between the conductive thin film and the post-treatment material or between the post-treatment materials by water, alcohol, acid, and base, and thus the electrical conductivity of the conductive thin film. In addition, there is an advantage of greatly improving the environmental stability and greatly improving the physical properties of the conductive thin film. In particular, this method can be easily applied to conductive thin films formed by various methods, and can effectively improve the physical properties of the thin films. Therefore, this method is combined with conductive film forming methods including carbon nanotubes, which are commonly known. The conductive thin film including nanotubes can be applied.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리에 따른 조성물을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 11은 도 10의 공정 방법으로 형성된 티타늄 화합물을 XPS로 분석한 그래프이다.
도 12는 도 10의 공정 방법으로 형성된 전도성막과 화합물막의 SEM 사진이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 to 3 is a view for explaining a composition according to the post-treatment of the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart for explaining the electrical and thermally conductive carbon nanotube thin film post-processing method according to an embodiment of the present invention.
5 to 9 are views for explaining a method for post-processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph illustrating XPS analysis of a titanium compound formed by the process method of FIG. 10.
12 is a SEM photograph of the conductive film and the compound film formed by the process method of FIG.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to a second embodiment of the present invention. FIG.
14 is a flowchart illustrating a method for processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to a third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리에 따른 조성물에 대해서 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리에 따른 조성물을 설명하기 위한 도면이다. First, the composition according to the post-treatment of the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film according to the embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 is a view for explaining a composition according to the post-treatment of the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리에 따른 조성물은 기판(100) 상에 형성되며, 그 후처리 공정에 따라, 탄소나노튜브 전도성 박막(이하, "전도성막"으로 축약함)(200)이 티타늄(titanium) 화합물과 반응을 통해 탄소나노튜브와 티타늄 화합물의 복합체인 화합물막(이하, "화합물막"으로 축약함)(300)이 만들어진다. 즉, 도시된 바와 같이, 기판(100), 전도성막(200), 화합물막(300)의 구조를 가진게 된다. 한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리에 따른 조성물은 화합물막(300) 상에 형성되는 고분자막(400)을 더 포함할 수 있다. 게다가, 도 3을 참조하면, 고분자막(400) 상에 형성되는 티타늄 화합물막을(500)을 더 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, the composition according to the post-treatment of the electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention is formed on the
기판(100)은 유리, 석영(quartz), 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 투명 및 불투명 플라스틱 기판, 투명 및 불투명 고분자 필름, 금속 중 어느 하나를 사용한다. 이러한 기판(100)에 선택적으로 피라나(Piranha) 용액 처리, 산 처리, 염기 처리, 플라즈마 처리, 상압 플라즈마처리, 오존 처리, UV 처리, SAM(self assembled monolayer) 처리, 및 고분자 또는 단분자 코팅 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 표면 처리를 수행할 수 있다. The
전도성막(200)은 탄소나노튜브 분산 용액을 기판(100) 상에 코팅함으로써 형성된다. The
여기서, 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 기능화된 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 기능화된 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 기능화된 다중벽 탄소나노튜브 중 적어도 어느 한 종류의 탄소나노튜브가 될 수 있다. Here, the carbon nanotubes are at least one of single-walled carbon nanotubes, functionalized single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, functionalized double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, functionalized multi-walled carbon nanotubes Can be carbon nanotubes.
또한, 탄소나노튜브 분산 용액은 수용액계 계면 활성제를 이용하거나, 유기 용매를 이용하여 분산 용액을 생성할 수 있다. 수용액계 계면 활성제를 이용하는 경우, SDBS, SDS, LDS, CTAB, DTAB, PVP, Triton X-series, Brij-series, Tween-series, poly(acrylic acid), polyvinyl alcohol 등의 수용액계 계면 활성제를 이용함이 바람직하다. 또한, 유기 용매를 이용하는 경우, NMP, DMF, DCE, THF 등으로 구성된 유기 용매를 이용함이 바람직하다. 한편, 상술한 수용액계 계면 활성제 또는 유기 용매 외에도 기타 다양한 방법으로 탄소나노튜브 분산 용액을 생성할 수 있다. 상술한 수용액계 계면 활성제 또는 유기 용매 외에도 기타 다양한 방법을 이용하여도 무방하다. In addition, the carbon nanotube dispersion solution may use an aqueous surfactant or may generate a dispersion solution using an organic solvent. When using an aqueous surfactant, using an aqueous surfactant such as SDBS, SDS, LDS, CTAB, DTAB, PVP, Triton X-series, Brij-series, Tween-series, poly (acrylic acid), polyvinyl alcohol, etc. desirable. In addition, when using an organic solvent, it is preferable to use the organic solvent comprised from NMP, DMF, DCE, THF, etc. On the other hand, in addition to the above-described aqueous surfactant or organic solvent can be produced carbon nanotube dispersion solution by various other methods. In addition to the above-described aqueous surfactant or organic solvent, various other methods may be used.
코팅은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅 등의 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 수행함이 바람직하다. The coating may be any one of a method such as dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, and gravure coating. Is preferably used.
화합물막(300)은 전도성막(200)에 후처리 용액을 코팅한 후, 후처리 용액이 건조되기 전, 반응개시용액과 접촉시켜 형성된다. 이러한 화합물막(300)은 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하며, 여기서, 티타늄 화합물은 주로 티타늄(titanium) 수산화물로 구성되어 있고 일부 티타늄(titanium) 산화물이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 티타늄(titanium) 화합물의 박막인 화합물막(300)은 50 nm 이하의 두께로 형성하며, 탄소나노튜브 박막의 전기전도도, 환경안정성을 향상시키는 결과를 보인다. The
후처리 용액은 적어도 한 종류의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 물질이 포함될 수 있다. 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)은 티타늄(titanium)-산소원자-유기치환체(R)의 구조를 가진다. 또한, 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)은 알콕사이드(alkoxide) 작용기 종류에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, 및 titanium pentoxide 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 특히, 티타늄 알콕시화물은 물, 산, 염기, 알코올, -OH 또는 -COOH 작용기를 가지는 반응개시 용액에 의해 분해 및 치환, 교환, 축합, 중합 반응이 일어나는 종류의 티타늄 알콕시화물을 선택한다. The aftertreatment solution may comprise at least one type of titanium alkoxide material. Titanium alkoxide has a structure of titanium (oxygen atom) -organic substituent (R). In addition, the titanium alkoxide may be selected from at least one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, and titanium pentoxide, depending on the type of alkoxide functional group. In particular, titanium alkoxide selects a kind of titanium alkoxide which undergoes decomposition and substitution, exchange, condensation, and polymerization reaction by the reaction initiation solution having water, acid, base, alcohol, -OH or -COOH functional group.
상술한 후처리 용액을 이용하여 후처리 공정을 수행하면, 티타늄 알콕시화물 상호간, 또는 티타늄 알콕시화물과 탄소나노튜브 간의 물리적, 화학적 반응에 따라, 탄소나노튜브와 티탄늄 화합물로 구성된 화합물막(300)이 형성된다. When the post-treatment process is performed using the above-described post-treatment solution, the
상기 후처리 용액에서 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 용액은 30 wt.% 이하의 농도로 조성함이 바람직하다. 게다가, 후처리 용액의 용매는 methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol 등의 알코올 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 이러한 용매는 티타늄 알콕시화물의 반응이 일어나지 않거나 아주 느린 반응이 일어나는 종류의 것을 선택함이 바람직하다. The titanium alkoxide solution in the post-treatment solution is preferably formulated at a concentration of 30 wt.% Or less. In addition, as a solvent of the aftertreatment solution, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and mixtures thereof may be used. Such solvents are preferably selected from those which do not react with titanium alkoxides or where very slow reactions occur.
후처리 용액에서는 어떤 종류의 산도 포함되지 않으며, 주요 구성물질인 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)의 반응이 일어나지 않아 티타늄산화물 졸이 형성되지 않는다. 다만, 공기 중 또는 용매 내에 불순물로 존재하는 미량의 수분에 의해 아주 느린 반응이 진행될 수 있지만 후처리 공정에 영향을 미치지 않는 수준이다. The post-treatment solution does not contain any acid and does not react with titanium alkoxide, which is a major constituent, so that no titanium oxide sol is formed. However, a very slow reaction may proceed by a small amount of moisture present in the air or as an impurity in the solvent, but the level does not affect the post-treatment process.
상기 후처리 용액의 코팅은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 이루어진다. Coating of the aftertreatment solution may include dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, gravure coating, and bar coating ( bar coating).
반응개시 용액은 물, 알코올, 산, 염기, -OH 및 -COOH 작용기를 가지는 고분자 용액 중 적어도 하나를 포함하며, 이러한 반응개시 용액을 코팅된 후처리 용액이 건조되기 전에 접촉시킨다. 즉, 후처리 용액 코팅 후, 반응개시용액을 다시 접촉시키는 경우, 후처리 용액에 포함된 티탄늄 알콕시화물(titanium oxide)이 반응개시 용액 물질과 반응한다. 이에 따라, 탄소나노튜브 박막인 전도성막(200) 상에 티타늄 화합물이 고정되어 탄소나노튜브와 티타늄의 화합물 복합체인 화합물막(300)이 형성된다. 이때, 반응개시용액의 접촉 방법은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 및 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 할 수 있다. The reaction initiation solution includes at least one of a polymer solution having water, alcohol, acid, base, -OH and -COOH functional groups, and the reaction initiation solution is contacted before the coated aftertreatment solution is dried. That is, after the post-treatment solution coating, when the reaction starter solution is contacted again, titanium alkoxide (titanium oxide) contained in the post-treatment solution reacts with the reaction starter solution material. Accordingly, the titanium compound is fixed on the
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 전기, 열 전도성 박막 후처리 공정 조성물은 티타늄 알콕시화물(titanium oxide)로 구성되어 있으며, 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 박막에 후처리 공정 조성물로 후처리 공정을 진행함으로써 전도성 박막의 물성을 향상시킬 수 있다. In order to achieve the above object, the electrically and thermally conductive thin film post-treatment composition is composed of titanium alkoxide (titanium oxide), and the post-treatment process is performed on the conductive thin film including carbon nanotubes as a post-treatment process composition. By doing so, the physical properties of the conductive thin film can be improved.
한편, 도 2를 참조하면, 상술한 화합물막(300) 상에 고분자막(400)을 더 포함하여 형성할 수 있다. 고분자막(400)은 고분자 물질을 화합물막(300) 상에 코팅함으로써 형성한다. 특히, 고분자 물질로 -COOH, -OH 기능기를 가지는 고분자 물질을 적용하면 후처리 공정 과정에서 형성된 티타늄 수산화물이 고분자의 -COOH, -OH와 반응하여 "-tianium-산소원자-고분자"의 결합을 형성시켜 전도막의 내구성을 한층 강화시킬 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 2, the
또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 티타늄 알콕시화물(titanium oxide) 용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정과 고분자 코팅 공정을 반복함으로써 탄소나노튜브 박막의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 화합물막(300) 상에 고분자 물질을 추가로 코팅하여 고분자막(400)을 형성하거나, 또는, 탄소나노튜브-티타늄 화합물 박막인 화합물막(300) 상에 고분자 물질 코팅하여 고분자막(400)을 형성한 후, 알콕시화물(titanium oxide) 용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정을 추가로 진행하여 복합체막(500)을 추가로 더 형성할 수 있다. In addition, referring to Figure 3, according to an embodiment of the present invention, by repeating the after-treatment process and the polymer coating process of the titanium alkoxide (titanium oxide) solution and the reaction initiation solution can significantly improve the durability of the carbon nanotube thin film have. That is, as described above, the polymer film is further coated on the
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기로 한다. Next, a method of post-processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 9 are electrically and thermally conductive carbon nanotube thin films according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the post-processing process method.
도 4를 참조하면, S401 단계에서 기판(100)을 마련한다. 이를 도 5에 도시하였다. 기판(100)은 유리, 석영(quartz), 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 투명 및 불투명 플라스틱 기판, 투명 및 불투명 고분자 필름, 및 금속 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 그런 다음, S403 단계에서 선택적으로 기판(100)에 표면 처리를 수행한다. 피라나(Piranha) 용액 처리, 산 처리, 염기 처리, 플라즈마 처리, 상압 플라즈마처리, 오존 처리, UV 처리, SAM(self assembled monolayer) 처리, 및 고분자 또는 단분자 코팅 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 표면 처리를 수행할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
그런 다음, S405 단계에서 기판(100) 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 탄소나노튜브를 포함하는 전도성막(200)을 형성한다. 기판(100) 상에 전도성막(200)이 형성된 모습을 도 6에 도시하였다. Then, using the carbon nanotube dispersion solution on the
여기서, 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 기능화된 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 기능화된 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 기능화된 다중벽 탄소나노튜브 중 적어도 어느 한 종류의 탄소나노튜브가 될 수 있다. Here, the carbon nanotubes are at least one of single-walled carbon nanotubes, functionalized single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, functionalized double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, functionalized multi-walled carbon nanotubes Can be carbon nanotubes.
탄소나노튜브 분산 용액은 수용액계 계면 활성제를 이용하거나, 유기 용매를 이용하여 분산 용액을 생성할 수 있다. 수용액계 계면 활성제를 이용하는 경우, SDBS, SDS, LDS, CTAB, DTAB, PVP, Triton X-series, Brij-series, Tween-series, poly(acrylic acid), polyvinyl alcohol 등의 수용액계 계면 활성제를 이용함이 바람직하다. 또한, 유기 용매를 이용하는 경우, NMP, DMF, DCE, THF 등으로 구성된 유기 용매를 이용함이 바람직하다. 한편, 상술한 수용액계 계면 활성제 또는 유기 용매 외에도 기타 다양한 방법으로 탄소나노튜브 분산 용액을 생성할 수 있다. 이와 같이, 탄소나노튜브 분산 용액을 생성한 후, 분산 용액을 기판(100) 상면에 코팅시킴으로써 전도성막(200)을 형성한다. 이때, 이러한 코팅은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅 등의 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 수행함이 바람직하다. The carbon nanotube dispersion solution may use an aqueous surfactant or may generate a dispersion solution using an organic solvent. When using an aqueous surfactant, using an aqueous surfactant such as SDBS, SDS, LDS, CTAB, DTAB, PVP, Triton X-series, Brij-series, Tween-series, poly (acrylic acid), polyvinyl alcohol, etc. desirable. In addition, when using an organic solvent, it is preferable to use the organic solvent comprised from NMP, DMF, DCE, THF, etc. On the other hand, in addition to the above-described aqueous surfactant or organic solvent can be produced carbon nanotube dispersion solution by various other methods. As described above, after the carbon nanotube dispersion solution is generated, the
이어서, S407 단계에서 전도성막(200)을 물로 세척 공정을 진행함으로써 분산제를 제거한다. 그런 다음, S409 단계에서 공정 결과물을 건조한다. Subsequently, in step S407, the
다음으로, S411 단계에서 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 전도성막(200) 상에 탄소나노튜브와 티타늄(titanium)의 화합물로 이루어진 화합물막(300)을 형성한다. 도 7은 화합물막(300)이 형성된 모습을 보인다. Next, in step S411 by using a post-treatment solution and the reaction starting solution to form a
후처리 용액을 구성하는 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)은 티타늄(titanium)-산소원자-유기치환체(R)의 구조를 가진다. 또한, 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)은 알콕사이드(alkoxide) 작용기 종류에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, 및 titanium pentoxide 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 특히, 티타늄 알콕시화물은 물, 산, 염기, 알코올과 접촉하여 -OH 또는 -COOH 작용기에 의해 분해 및 치환, 교환, 축합, 중합 반응이 일어나는 종류의 티타늄 알콕시화물 선택한다. Titanium alkoxide constituting the aftertreatment solution has a structure of titanium (oxygen) -oxygen atom-organic substituent (R). In addition, the titanium alkoxide may be selected from at least one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, and titanium pentoxide, depending on the type of alkoxide functional group. In particular, titanium alkoxides are selected from titanium alkoxides of the kind in which decomposition and substitution, exchange, condensation, and polymerization reactions occur by contact with water, acid, base, and alcohol by -OH or -COOH functional groups.
상술한 후처리 용액을 이용하여 후처리 공정을 수행하면, 티타늄 알콕시화물 상호간, 또는 티타늄 알콜시화물과 탄소나노튜브 간의 물리적, 화학적 반응에 따라, 탄소나노튜브와 티탄늄 화합물로 구성된 화합물막(300)이 형성된다. When the post-treatment process is performed using the above-described post-treatment solution, a
상기 후처리 용액에서 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 용액은 30 wt.% 이하의 농도로 조성함이 바람직하다. 또한, 후처리 용액은 적어도 한 종류의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 물질이 포함될 수 있다. 게다가, 후처리 용액의 용매는 methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol 등의 알코올 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. The titanium alkoxide solution in the post-treatment solution is preferably formulated at a concentration of 30 wt.% Or less. The aftertreatment solution may also include at least one kind of titanium alkoxide material. In addition, as a solvent of the aftertreatment solution, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and mixtures thereof may be used.
후처리 용액에서는 어떤 종류의 산도 포함되지 않으며, 이에 따라, 주요 구성물질인 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)의 반응이 일어나지 않는다. 다만, 공기 중의 수분에 의해 아주 느린 반응이 진행될 수 있지만 후처리 공정에 영향을 미치지 않는 수준이다. The post-treatment solution does not contain any type of acid, so that the reaction of titanium alkoxide, which is a major component, does not occur. However, although the reaction may be very slow due to moisture in the air, it does not affect the post-treatment process.
상기 후처리 용액을 전도성막(200) 상에 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 코팅한다. The aftertreatment solution is dip coated, spray coated, spin coated, solution casting, dropping, roll coating, and gravure onto the
이와 같이, 전도성막(200) 상에 후처리 용액을 코팅한 후, 그 코팅한 후처리 용액이 건조되기 전에 후처리 용액에 포함된 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 물질과 반응할 수 있는 물, 알코올, 산, 염기, -OH 및 -COOH 작용기 중 적어도 하나를 가지는 고분자 용액 등의 반응개시 용액과 접촉시켜 전도성막(200) 상에 화합물막(300)을 형성한다. 즉, 후처리 용액 코팅 후, 반응개시 용액을 다시 코팅하는 경우, 탄소나노튜브 박막인 전도성막(200) 상에 티타늄 화합물이 고정되어 탄소나노튜브와 티타늄의 화합물 복합체인 화합물막(300)이 형성된다. 이때, 반응개시 용액의 접촉 방법은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 및 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 할 수 있다. As described above, after the aftertreatment solution is coated on the
화합물막(300)을 형성한 후, S413 단계에서 화합물막이 형성된 기판 결과물을 세척하고, S415 단계에서 이를 건조한다. After the
상술한 방법으로 형성된 화합물막(300)은 티타늄(titanium) 수산화물을 주성분으로 일부 티타늄 산화물이 포함될 수 있다. 또한, 화합물막(300)은 50 nm 이하의 두께로 형성된다. 이러한 화합물막(300)은 탄소나노튜브 박막의 전기전도도, 환경안정성을 향상시키는 결과를 보인다. The
한편, S417 단계에서 화합물막(300) 상에 고분자 물질을 추가로 코팅하여 고분자막(400)을 형성한다. 여기서, 고분자 물질로 -COOH, -OH 기능기를 가지는 고분자 물질을 적용하면 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정 과정에서 형성된 티타늄 수산화물이 고분자의 -COOH, -OH와 반응하여 "-tianium-산소원자-고분자"의 결합을 형성시켜 전도막의 내구성을 한층 강화시킬 수 있다. 이를 도 8에 도시하였다. Meanwhile, in operation S417, a polymer material is further coated on the
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정과 고분자 코팅 공정을 반복함으로써 탄소나노튜브 박막의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 화합물막(300) 상에 고분자 물질을 추가로 코팅하여 고분자막(400)을 형성하거나, 또는, 앞서 설명한 바와 같이 S417 단계에서와 같이 탄소나노튜브-titanium 화합물 박막인 화합물막(300) 상에 고분자 물질 코팅하여, 고분자막(400)을 형성한 후 S419 단계에서 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide) 용액 및 반응개시 용액을 이용한 후처리 공정을 추가로 진행하여 복합체막(500)을 형성함으로써 그 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 도 9는 복합체막(500)이 형성된 모습을 보인다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, the durability of the carbon nanotube thin film can be significantly improved by repeating the aftertreatment process and the polymer coating process of the titanium alkoxide solution and the reaction initiation solution. That is, as described above, the
다음으로, 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해서 설명하고, 이에 따른 본 발명에 따른 효과에 대해서 설명하기로 한다.
Next, specific embodiments of the present invention will be described, and thus the effects of the present invention will be described.
제1 실시예First embodiment
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically thermally conductive carbon nanotube thin film according to a first embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 7 및 도 10을 참조하면, S1001 단계에서 도 5에 도시된 바와 같이, 소다석회 글라스(sodalime glass) 기판(100)을 마련한다. 그런 다음, S1003 단계에서 기판(100) 상에 분산 용액을 이용하여 탄소나노튜브를 포함하는 전도성막(200)을 형성한다. 이를 도 6에 도시하였다. 5 to 7 and 10, as shown in FIG. 5 in step S1001, a soda
여기서, 분산 용액은 물에 단일벽 탄소나노튜브와 SDBS(sodium dodecylbenzenesulfonate) 분산제를 첨가하고 초음파 분산기(ultrasonicator)를 이용하여 생성한다. 또한, 전도성막(200)은 분산 용액을 이용하여 스프레이(spray) 코팅 장치로 기판 면을 코팅함으로써 생성된다. 그런 다음, S1005 단계에서 물로 세척공정을 진행함으로써 분산제를 제거하고, S1007 단계에서 60분 간 상온에서 건조한 후, 탄소나노튜브 전도성막(200)의 측정한 면저항은 620 Ω/sq의 값을 가진다. Here, the dispersion solution is produced by adding a single-walled carbon nanotube and a sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) dispersant to water and using an ultrasonic disperser. In addition, the
이어서, S1009 단계에서 탄소나노튜브 전도막의 후처리 공정을 진행하여 탄소나노튜브-티타늄 화합물의 화합물막(300)을 형성한다. 이를 도 7에 도시하였다. 후처리 용액으로 0.5 wt% titanium ethoxide의 ethanol 용액을 이용하였고 탄소나노튜브가 코팅된 기판을 후처리 용액에 딥(dip) 코팅하는 방법으로 코팅한 후, 건조 되기 전 곧바로 물에 딥핑(dipping) 하여 탄소나노튜브-티타늄 복합체 박막인 화합물막(300)을 형성하였다. 그리고 S1011 단계에서 물로 충분히 세척하고, S1013 단계에서 60분 동안 상온에서 건조한 후, 면저항을 측정하여 490Ω/sq 의 면저항 값을 얻을 수 있었다.Subsequently, in step S1009, a carbon nanotube conductive film is subjected to a post-treatment process to form a
상술한 방법으로 형성된 탄소나노튜브-티타늄 화합물을 포함하는 전도성막(200)의 내화학성 평가를 위해, 시편을 아세톤(acetone), 톨루엔(tolune), 이소프로필알콜(isopropylalcohol), 메탄올(methanol), 1-메틸 피롤리돈(1-methyl prrolidone)에 10분 동안 담군 후, 물로 세척하고 60분간 건조하여 전도성막(200)의 면저항 변화를 측정하여 다음의 <표 1>과 같은 결과를 얻었다. For the chemical resistance evaluation of the
내화학성 평가
Chemical resistance evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
또한, 환경안정성 평가를 위해서, 상대습도 90도, 온도 60℃에서 240시간 동안 보관하면서 면저항 변화를 측정하였고, "3M magic tape"를 이용하여 90° 박리 강도 테스트(90°peel test)를 진행하여 다음의 <표 2>와 같은 결과를 얻었다.In addition, to evaluate the environmental stability, the change in sheet resistance was measured for 240 hours at a relative humidity of 90 ° and a temperature of 60 ° C., and 90 ° using “3M magic tape”. Peel strength test (90 ° Peel test) was carried out to obtain the results as shown in Table 2 below.
환경안정성 평가
Environmental stability evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
resistance
(240hr at 60℃) Heat / humidity
resistance
(240hr at 60 ℃)
664
664
1368
1368
556
556
654
654
( 3M magic tape,
Cat. 122A)90 ° Peel test
(3M magic tape,
Cat. 122A)
655
655
2014
2014
513
513
582
582
제1 실시 예에 따른 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 따른 결과를 도 11 및 도 12를 확인할 수 있다. 여기서 도 11은 도 10의 공정 방법으로 형성된 티타늄 화합물을 XPS로 분석한 그래프이다. 도 12는 도 10의 공정 방법으로 형성된 전도성막과 화합물막의 SEM 사진이다.11 and 12 show the results of the post-treatment method of the electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film according to the first embodiment. FIG. 11 is a graph in which the titanium compound formed by the process method of FIG. 10 is analyzed by XPS. 12 is a SEM photograph of the conductive film and the compound film formed by the process method of FIG.
후처리 공정결과 형성된 티타늄 화합물(300)의 조성을 분석하기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 이용하여 광전자의 결합에너지를 분석하였으며, 분석 결과는 도 11에 도시되어 있다. Ti2p peak와 O1s peak를 이용해서 화합물 조성상태를 확인할 수 있었다. 도 11에서 볼 수 있듯이 티타늄 화합물의 Ti2p peak의 결합에너지는 548 eV 값을 가지서 Ti4+의 존재를 확인할 수 있고, O1s peak (528~534 eV)로부터 티타늄화합물의 종류를 확인할 수 있다. 모든 티타늄화합물에서의 O1s 결합에너지는 크게 3가지 정도로 구분되며 TiO2에서 529.43 eV, Ti2O3에서 530.60eV, Ti-OH에서 531.95 eV peak이 나타나며, 이외에 흡착된 물에 의한 peak(534 eV)와 잔류하는 알콕시기에 의한 peak(C-O, 532.8eV ), 유리기판의 SiO2에 의한 peak(533 eV)이 있다[reference, Thin solod films, 379, (2000), 7-14]. 기존의 또 다른 연구에서는 산소를 포함한 티타늄 화합물의 O1s는 -OH에 포함된 산소의 경우 528~532 eV 범위에서 peak이 나타고 -OH를 포함하지 않는 티타늄산화물의 lattice 산소의 경우에는 526~530 eV 범위에서 peak이 나타나는 결과를 보고했다[reference, Applied surface science 246 (2005) 239-249]In order to analyze the composition of the
도 11에 도시된 바와 같이, XPS 분석에서 보이듯이 O1s의 결합에너지가 532eV에서 최대값을 형성하고 있으며, peak 분포로 부터 화합물막(300)을 구성하는 주요 성분이 티타늄수산화물 형태라는 것을 알 수 있으며 그 외에 티타늄산화물 및 산소를 포함한 잔류 유기물이 존재하는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 11, as shown in the XPS analysis, the binding energy of O1s forms the maximum value at 532 eV, and it can be seen that the main component constituting the
XPS peak의 초기 peak와 에칭을 진행함에 따라 나타나는 peak의 변화를 살펴보면 에칭이 진행됨에 따라 티타늄 화합물의 Ti2p3/2 peak와 O1s peak 사라지고 기판 유리의 SiO2의 O1s peak 증가하는 것을 볼수 있는데, 이것으로써 화합물층(300)의 티타늄화합물은 초박막의 상태로 전도막상의 탄소나노튜브에 코팅되어 있음을 알 수 있다. 일반적으로 무기막의 경우 Ar sputtering에 의해 1분 동안에 수 nm 정도 에칭되기 때문에 본 발명의 의한 전도막의 두께는 10nm 이하로 볼 수 있다. 이것은 도 12에 도시된 바와 같이, 전도성막(200)과 화합물막(300)의 SEM 사진의 비교에서도 확인할 수 있는데, 후처리공정에 의해 형성된 티타늄 화합물막은 SEM 이미지로도 확인하기 어려울 정도로 초박막인 상태인 것을 보여주고 있다.
The initial peak of the XPS peak and the change in the peak appearing as the etching proceeds, and as the etching progresses, the Ti2p3 / 2 peak and the O1s peak of the titanium compound disappear and the O1s peak of the SiO 2 of the substrate glass increases. It can be seen that the titanium compound of (300) is coated on the carbon nanotubes on the conductive film in an ultrathin film state. In general, since the inorganic film is etched by several nm for 1 minute by Ar sputtering, the thickness of the conductive film according to the present invention can be viewed as 10 nm or less. This can be confirmed in the comparison of SEM images of the
제2 실시예Second Embodiment
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 13 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically thermally conductive carbon nanotube thin film according to a second embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 8 및 도 13을 참조하면, S1101 단계에서 PET 기판(100)을 마련한다. 이를 도 5에 도시하였다. 그런 다음, S1103 단계에서 기판(100) 상에 분산 용액을 이용하여 탄소나노튜브를 포함하는 전도성막(200)을 형성한다. 도 6은 기판(100) 상에 전도성막(200)이 형성된 모습을 보인다. 5 to 8 and 13, the
여기서, 탄소나노튜브 분산 용액은 물에 단일벽 탄소나노튜브와 SDBS(sodium dodecylbenzenesulfonate) 분산제를 첨가하고 초음파 분산기(ultrasonicator)를 이용하여 생성한다. 또한, 전도성막(200)은 분산 용액을 이용하여 스프레이(spray) 코팅 장치로 기판(100) 상면을 코팅함으로써 생성한다. Here, the carbon nanotube dispersion solution is produced by adding a single-walled carbon nanotube and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) dispersant to water and using an ultrasonic disperser. In addition, the
그런 다음, S1105 단계에서 물로 세척하여 분산제를 제거한 후, S1107 단계에서 60분 간 상온에서 건조한다. 건조 후, 측정한 탄소나노튜브 전도성막(200)의 면저항은 640 Ω/sq 값을 가진다. Then, after removing the dispersant by washing with water in step S1105, and dried at room temperature for 60 minutes in step S1107. After drying, the sheet resistance of the measured carbon nanotube
이어서, S1109 단계에서 탄소나노튜브 전도막의 후처리 공정을 진행하여 탄소나노튜브-titanium 화합물의 박막인 화합물막(300)을 형성한다. 도 7은 전도성막(200) 상에 초박막의 화합물막(300)이 형성된 모습을 보인다. 후처리 용액으로 0.5 wt% titanium ethoxide의 ethanol 용액을 이용하였고 탄소나노튜브가 코팅된 기판을 후처리 용액에 딥(dip) 코팅하는 방법으로 코팅한 후, 건조되기 전, 곧바로 물에 딥핑(dipping) 하여 탄소나노튜브-titanium 복합체 박막을 형성하였다. 그리고 S1111 단계에서 물로 충분히 세척하고, S1113 단계에서 60분 동안 상온에서 건조한다. Subsequently, a post-treatment process of the carbon nanotube conductive film is performed in step S1109 to form the
그런 다음, S1115 단계에서 화합물막(300) 상에 layer-by-layer deposition 방법으로 초박막의 고분자막(400)을 형성한다. 도 8은 화합물막(300) 상에 고분자막(400)이 형성된 모습을 보인다. 고분자막(400)의 형성을 위하여, 화합물막(300) 상에 0.5 wt% polyacrylic acid 수용액을 3분 동안 딥 코팅(dip coating)하여 고분자막(400)을 형성한다. 그런 다음, S1117 단계에서 물로 세척한 후, S1119 단계에서 3시간 동안 건조한다. 이러한 방법으로 완성된 탄소나노튜브를 포함하는 복합체 박막의 면저항을 측정하여 515Ω/sq 값을 얻을 수 있다. Then, in step S1115 to form an
상술한 방법으로 형성된 탄소나노튜브-titanium 화합물을 포함하는 전도성막(200)의 내화학성 평가를 위해, 시편을 아세톤(acetone), 톨루엔(tolune), 이소프로필알콜(isopropylalcohol), 메탄올(methanol), 1-메틸 피롤리돈(1-methyl prrolidone)에 10분 동안 담군다. 물로 세척하고 60분간 건조하여 전도성막(200)의 면저항 변화를 측정하여 다음의 <표 3>과 같은 결과를 얻었다. In order to evaluate the chemical resistance of the
내화학성 평가
Chemical resistance evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
또한, 환경안정성 평가를 위해서, 상대습도 90도, 온도 60℃에서 240시간 동안 보관하면서 면저항 변화를 측정하였고, "3M magic tape"를 이용하여 90°박리 강도 테스트(90°peel test)를 진행하여 다음의 <표 4>와 같은 결과를 얻었다. In addition, to evaluate the environmental stability, the change in sheet resistance was measured for 240 hours at a relative humidity of 90 ° and a temperature of 60 ° C., and a 90 ° peel test was conducted using a “3M magic tape”. The following results were obtained as shown in Table 4.
환경안정성 평가
Environmental stability evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
resistance
(240hr at 60℃) Heat / humidity
resistance
(240hr at 60 ℃)
672
672
1122
1122
534
534
631
631
( 3M magic tape,
Cat. 122A)90 ° Peel test
(3M magic tape,
Cat. 122A)
634
634
1902
1902
557
557
559
559
제3 실시예Third embodiment
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating a method of post-processing an electrically thermally conductive carbon nanotube thin film according to a third embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 9 및 도 14를 참조하면, S1201 단계에서 도 5에 도시된 바와 같이, PET 기판(100)을 마련한다. 5 to 9 and 14, as shown in FIG. 5 at step S1201, a
다음으로, S1203 단계에서 기판(100) 상에 분산 용액을 이용하여 탄소나노튜브를 포함하는 전도성막(200)을 형성한다. 도 6은 기판(100) 상에 전도성막(200)이 형성된 모습을 보인다. 여기서, 분산용액은 물에 단일벽 탄소나노튜브와 SDBS(sodium dodecylbenzenesulfonate) 분산제를 첨가하고 초음파 분산기(ultrasonicator)를 이용하여 생성한다. 또한, 전도성막(200)은 분산 용액을 이용하여 스프레이(spray) 코팅 장치로 기판(100) 상면을 코팅함으로써 생성한다. 그런 다음, S1205 단계에서 물로 세척공정을 진행함으로써 분산제를 제거한 후, S1207 단계에서 60분 간 상온에서 건조한다. 건조 후, 측정한 탄소나노튜브 전도성막(200)의 면저항은 610 Ω/sq의 값을 가진다. Next, in step S1203 to form a
이어서, S1209 단계에서 탄소나노튜브 전도막의 후처리 공정을 진행하여 탄소나노튜브-티타늄 화합물의 화합물막(300)을 형성한다. 도 7은 전도성막(200) 상에 화합물막(300)이 형성된 모습을 보인다. 후처리 용액으로 0.5 wt% titanium ethoxide의 ethanol 용액을 이용하였고 탄소나노튜브가 코팅된 기판을 후처리 용액에 딥(dip) 코팅하는 방법으로 코팅한 후, 건조되기 전, 곧바로 물에 딥핑(dipping) 하여 탄소나노튜브-티타늄 복합체 박막인 화합물막(300)을 형성한다. 그리고 S1211 단계에서 물로 충분히 세척하고, S1213 단계에서 60분 동안 상온에서 건조한다. Subsequently, in step S1209, the carbon nanotube conductive film is subjected to a post-treatment process to form a
다음으로, S1215 단계에서 복합체 박막인 화합물막(300) 상에 layer-by-layer deposition 방법으로 초박막의 고분자막(400)을 형성한다. 즉, 화합물막(300) 상에 0.5 wt% polyacrylic acid 수용액을 3분 동안 딥 코팅(dip coating)하여, 고분자막(400)을 형성한다. 도 8은 화합물막(300) 상에 고분자막(400)이 형성된 모습을 보인다. 이어서, S1217 단계에서 물로 세척한 후, S1219 단계에서 30 분 동안 건조한다. Next, an
그리고 S1221 단계에서 고분자막(400) 상에 복합체막(500)을 형성한다. 도 9는 고분자막(400) 상에 형성된 복합체막(500)을 보인다. In operation S1221, the
복합체막(500)을 형성하기 위하여, 고분자막(400)이 형성된 기판 결과물을 0.5 wt% titanium ethoxide의 ethanol 용액에 20초 동안 담구고, 물에 딥핑(dipping)하여 세척함으로써 탄소나노튜브-고분자-titanium 복합체로 이루어진 복합체막(500)을 형성한다. 그런 다음, S1223 단계에서 1시간 동안 건조시킨다. In order to form the
이와 같이, 완성된 탄소나노튜브를 포함하는 복합체 박막의 면저항은 494Ω/sq의 값을 가진다. As such, the sheet resistance of the composite thin film including the completed carbon nanotubes has a value of 494 mA / sq.
상술한 방법으로 형성된 탄소나노튜브-titanium 화합물을 포함하는 전도성막(200)의 내화학성 평가를 위해, 시편을 아세톤(acetone), 톨루엔(tolune), 이소프로필알콜(isopropylalcohol), 메탄올(methanol), 1-메틸 피롤리돈(1-methyl prrolidone)에 10분 동안 담군다. 그런 다음, 물로 세척하고 60분간 건조하여 전도성막(200)의 면저항 변화를 측정하여 다음의 <표 5>와 같은 결과를 얻었다. In order to evaluate the chemical resistance of the
내화학성 평가
Chemical resistance evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
또한, 환경안정성 평가를 위해서, 상대습도 90도, 온도 60℃에서 240시간 동안 보관하면서 면저항 변화를 측정하였고, "3M magic tape"를 이용하여 90°박리 강도 테스트(90°peel test)를 진행하여 다음의 <표 6>과 같은 결과를 얻었다.In addition, to evaluate the environmental stability, the change in sheet resistance was measured for 240 hours at a relative humidity of 90 ° and a temperature of 60 ° C., and a 90 ° peel test was conducted using a “3M magic tape”. The following results were obtained as shown in Table 6.
환경안정성 평가
Environmental stability evaluation
(Ω/aq)Initial sheet resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
(Ω/aq)Initial surface resistance
(Ω / aq)
(Ω/sq)Surface resistance after test
(Ω / sq)
resistance
(240hr at 60℃) Heat / humidity
resistance
(240hr at 60 ℃)
675
675
1204
1204
538
538
579
579
( 3M magic tape,
Cat. 122A)90 ° Peel test
(3M magic tape,
Cat. 122A)
639
639
1785
1785
555
555
551
551
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 후처리 용액은 어떤 종류의 산도 포함되지 않아서 용액상에서 titanium alkoxide의 sol이 형성되지 않고, 10 wt% 미만의 titanium alkoxide가 알코올 등의 용매에 녹아있는 상태로 유지된다. 특히, 본 발명은 titanium alkoxide가 포함된 후처리 용액이 코팅된 후, titanium alkoxide와 반응할 수 있는 물, 산, 염기, 알코올, -OH 또는 -COOH 작용기를 가지는 고분자 용액 등의 반응개시 용액을 기 형성된 titanium alkoxide 코팅막에 접촉시킨다. 이러한 방법은 탄소나노튜브 박막 상에서 titanium alkoxide가 순간적으로 반응하게 하여 티타늄 수산화물을 포함한 전도성 복합체 박막을 형성하게 한다. 이러한 본 발명은 titanium ethoxide를 이용하여 탄소나노튜브-티타늄 화합물 복합체인 화합물막(300)을 형성하는 경우, 전기전도도가 증가하여 후처리공정 전과 비교할 때, 면저항 값이 20% 정도 감소하는 특성을 보였다. The aftertreatment solution according to the embodiment of the present invention as described above does not contain any kind of acid so that the sol of titanium alkoxide is not formed in the solution, and less than 10 wt% of titanium alkoxide is dissolved in a solvent such as alcohol. maintain. In particular, the present invention is coated with a post-treatment solution containing titanium alkoxide, the reaction initiation solution, such as water, acid, base, alcohol, polymer solution having a -OH or -COOH functional group that can react with titanium alkoxide Contact with the formed titanium alkoxide coating film. This method allows the titanium alkoxide to react instantaneously on the carbon nanotube thin film to form a conductive composite thin film containing titanium hydroxide. When the
상기 후처리 공정을 통해 형성된 조성물은 추가적인 공정에 의해 특성이 더욱 향상될 수 있다. Titanium alkoxide 후처리 공정을 통해 화합물막(300) 상에 고분자막(400)을 형성함으로써 추가적인 내구성 향상을 기대할 수 있다. The composition formed through the post-treatment process may be further improved in properties by an additional process. Further increase in durability may be expected by forming the
고분자 코팅막을 형성하는 방법은 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 바코팅(bar coating)의 방법이 적용가능하다. 적용되는 고분자는 다양한 상용 고분자가 모두 적용될 수 있으며, 특히 탄소나노튜브-티타늄 화합물 박막에 존재하는 티타늄 수산화물의 -OH 작용기와 수소결합 또는 화학결합을 통해 layer-by-layer 박막 성장이 가능한 고분자, 즉 -OH 또는 -COOH 작용기를 가지는 고분자를 dip-coating 방법으로 코팅한 후 복합체 박막을 고분자의 용매로 세척함으로써 두께가 균일하면서 얇은 고분자 초박막을 화합물막(300) 위에 형성할 수 있다. The method of forming the polymer coating film may include dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, gravure coating, and bar coating ( bar coating) is applicable. A variety of commercially available polymers can be applied, and in particular, a polymer capable of growing a layer-by-layer thin film through hydrogen bonding or chemical bonding with -OH functional groups of titanium hydroxide present in a carbon nanotube-titanium compound thin film, namely After coating a polymer having a -OH or -COOH functional group by a dip-coating method, the composite thin film may be washed with a solvent of the polymer to form a thin and ultra thin polymer ultrathin film on the
또한 이렇게 형성된 탄소나노튜브-티타늄 화합물-고분자로 이루어진 조성물의 고분자막(400) 상에 다시 titanium alkoxide용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정을 수행하면, 이를 통해 추가적인 내구성 향상을 기대할 수 있다. 앞서 기술한 후처리 공정에 의한 고분자막(400) 상에 추가적인 티타늄 화합물 형성과 함께 후처리 용액 코팅 과정에서 고분자 박막에 존재하는 -OH, -COOH와 후처리 용액의 titanium alkoxide이 서로 반응하여 "titanium-산소원자-고분자"결합을 형성함으로써 고분자를 가교 결합되기 때문이다. 이러한 titanim alkoxide용액 및 반응개시 용액의 후처리 공정 및 고분자 코팅 공정을 반복적 수행하면 내구성이 향상된 조성물을 형성할 수 있다. In addition, when performing the post-treatment process of the titanium alkoxide solution and the reaction starting solution again on the
상술한 바와 같은 본 발명의 방법에 의해 형성된 전도막은 물성이 향상된 고품위의 것이며, 우수한 내구성 및 높은 전도성에 의하여 투명전극, 면발열체, 정전기방제 및 흡수제, 전자파차폐 필름, 방열 소재 등 다양한 부분에 적용 될 수 있다.The conductive film formed by the method of the present invention as described above is of high quality with improved physical properties, and can be applied to various parts such as transparent electrodes, surface heating elements, electrostatic control and absorbents, electromagnetic shielding films, and heat radiation materials by excellent durability and high conductivity. Can be.
상기 기술한 바와 같이 본 발명의 내용을 기술했으나 본 발명의 범위를 상기 내용에 한정하는 것만은 아니다. 본 발명은 전처리 방법, 탄소나노튜브 종류, 탄소나노튜브 코팅방법에 따라 다양하게 형성된 전도막에 모두 적용될 수 있으며, 위 기술한 종류의 titanium alkoxide 물질 이외에도 용액공정 방법으로 탄소나노튜브 전도막에 코팅되어, 그 후 연속적으로 접촉되는 물, 알코올, 산, 염기, -OH 또는 -COOH를 가지는 고분자 용액 등의 반응개시 용액에 의해 수초 이내에 반응이 일어나 탄소나노튜브-titanium 화합물 복합체가 형성되는 titanium alkoxide 물질이 포함된다. Although the content of the present invention has been described as described above, the scope of the present invention is not limited to the above content. The present invention can be applied to all conductive films formed according to various pretreatment methods, carbon nanotube types, and carbon nanotube coating methods. In addition to the titanium alkoxide materials described above, the present invention is coated on the carbon nanotube conductive films by a solution process method. Titanium alkoxide material is then reacted within seconds by the reaction initiation solution such as water, alcohol, acid, base, polymer solution having -OH or -COOH, which is continuously contacted, to form a carbon nanotube-titanium compound complex. Included.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구 범위 뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.
100 : 기판
200 : 전도성막
300 : 화합물막
400 : 고분자막
500 : 복합체막100: substrate
200: conductive film
300 compound film
400: polymer membrane
500: composite membrane
Claims (27)
기판;
상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 전도성막; 및
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 형성되며 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하고 0 초과 50 nm 이하의 두께로 형성되는 화합물막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. In the composition formed by the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
Board;
A carbon nanotube conductive film formed on the substrate; And
Compound formed on the conductive film by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution containing at least one titanium alkoxide (titanium alkoxide), including carbon nanotubes and titanium compounds, formed to a thickness of more than 0 and 50 nm or less A composition formed by an electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method comprising a film.
티타늄 수산화물과 티타늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 1, wherein the titanium compound
A composition formed by an electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method comprising titanium hydroxide and titanium oxide.
티타늄(titanium)-산소원자-유기치환기(R) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 1, wherein the titanium alkoxide is
A composition formed by a post-treatment method of an electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film, characterized in that the titanium (oxygen) -oxygen atom-organic substituent (R) structure.
유기치환기(R)의 형태에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide 중 적어도 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 1, wherein the titanium alkoxide is
According to the form of the organic substituent (R), at least one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide is selected. Formed by the composition.
기판;
상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 전도성막; 및
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 형성되며 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 포함하고,
상기 티타늄 알콕시화물은
상기 반응개시 용액과 접촉하여 분해, 교환, 치환, 또는 축합 반응을 통하여 티타늄 화합물로 석출되는 종류의 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. In the composition formed by the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
Board;
A carbon nanotube conductive film formed on the substrate; And
It is formed using a post-treatment solution and a reaction initiation solution containing at least one titanium alkoxide (titanium alkoxide) on the conductive film and comprises a compound film containing a carbon nanotube and a titanium compound,
The titanium alkoxide is
A composition formed by the method of post-treatment of an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film, characterized in that for selecting a kind of precipitated as a titanium compound through decomposition, exchange, substitution, or condensation reaction in contact with the reaction starting solution.
물, 산, 염기, 알코올, -OH 작용기를 가지는 고분자 용액 및 -COOH 작용기를 가지는 고분자 용액 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 1, wherein the reaction starting solution
A composition formed by an electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process comprising at least one of water, an acid, a base, an alcohol, a polymer solution having a -OH functional group, and a polymer solution having a -COOH functional group.
기판;
상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 전도성막;
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 형성되며 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막; 및
상기 화합물막 상에 고분자 물질을 코팅하여 형성된 고분자막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. In the composition formed by the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
Board;
A carbon nanotube conductive film formed on the substrate;
A compound film formed using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film and including a carbon nanotube and a titanium compound; And
A composition formed by a post-treatment method of an electrically and thermally conductive carbon nanotube thin film, comprising a polymer film formed by coating a polymer material on the compound film.
상기 고분자 물질은 -COOH, -OH 기능기를 가지는 물질임을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 8,
The polymer material is a composition formed by a post-treatment method of an electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film, characterized in that the material having a -COOH, -OH functional group.
상기 고분자막 상에 상기 후처리 용액 및 반응개시 용액의 접촉을 통해 형성된 복합체막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 8,
The composite film formed by the post-treatment method of the electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film, characterized in that it further comprises a composite film formed on the polymer film through the contact of the post-treatment solution and the reaction starting solution.
유리, 석영(quartz), 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 투명 및 불투명 플라스틱 기판, 투명 및 불투명 고분자 필름 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. The method of claim 1, wherein the substrate
A composition formed by an electrically thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process using any one of glass, quartz, glass wafers, silicon wafers, transparent and opaque plastic substrates, and transparent and opaque polymer films.
기판;
상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 전도성막; 및
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 형성되며 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 포함하고,
상기 전도성막은
단일벽 탄소나노튜브, 기능화된 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 기능화된 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 기능화된 다중벽 탄소나노튜브 중 적어도 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법에 의해 형성된 조성물. In the composition formed by the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
Board;
A carbon nanotube conductive film formed on the substrate; And
It is formed using a post-treatment solution and a reaction initiation solution containing at least one titanium alkoxide (titanium alkoxide) on the conductive film and comprises a compound film containing a carbon nanotube and a titanium compound,
The conductive film is
At least one of single-walled carbon nanotubes, functionalized single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, functionalized double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, and functionalized multi-walled carbon nanotubes is used. A composition formed by a thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 0 초과 50 nm 이하의 두께로 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
A process of forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound to a thickness of greater than 0 and 50 nm or less using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film. Electrical, thermally conductive carbon nanotubes thin film post-treatment process method comprising a.
티타늄 수산화물과 티타늄 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 13, wherein the titanium compound
An electrically conductive thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process comprising titanium hydroxide and titanium oxide.
티타늄(titanium)-산소원자-유기치환기(R) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 13, wherein the titanium alkoxide is
Titanium (oxygen) -oxygen atom-organic substituent (R) structure, characterized in that the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method.
유기치환기(R)의 형태에 따라 titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide 중 적어도 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 13, wherein the titanium alkoxide is
According to the form of the organic substituent (R), at least any one of titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, titanium isopropoxide, titanium butoxide, titanium pentoxide is selected.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정을 포함하고,
상기 티타늄 알콕시화물은
상기 반응개시 용액과 접촉하여 분해, 교환, 치환, 또는 축합 반응을 통하여 티타늄 화합물로 석출되는 종류의 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
Forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film;
The titanium alkoxide is
Electrical and thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process characterized in that the contact with the reaction initiation solution to select a kind of precipitated as a titanium compound through decomposition, exchange, substitution, or condensation reaction.
상기 후처리 용액에서 상기 티타늄 알콕시화물의 농도는 0 wt% 초과 30 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 13,
The concentration of the titanium alkoxide in the after-treatment solution is greater than 0 wt% 30 wt% or less, characterized in that the post-treatment process of the carbon nanotube thin film.
methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol 등의 알코올 및 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 13, wherein the solvent of the aftertreatment solution is
Electrothermal thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process characterized in that the alcohol, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and mixtures thereof.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정을 포함하고,
상기 반응개시 용액은
물, 산, 염기, 알코올, -OH 작용기를 가지는 고분자 용액 및 -COOH 작용기를 가지는 고분자 용액 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
Forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film;
The reaction starting solution
An electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process comprising at least one of water, an acid, a base, an alcohol, a polymer solution having a -OH functional group, and a polymer solution having a -COOH functional group.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정을 포함하고,
상기 화합물막을 형성하는 과정은
상기 후처리 용액을 상기 전도성막 상에 코팅한 후, 상기 후처리 용액이 건조되기 전, 상기 반응개시 용액을 접촉시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
Forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film;
The process of forming the compound film
After the post-treatment solution is coated on the conductive film, before the post-treatment solution is dried, by contacting the reaction starting solution, the electrothermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method.
딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅, 바코팅(bar coating) 중 어느 하나의 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 21, wherein the contact is
Any one of dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, gravure coating, bar coating Electrical, thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process characterized in that carried out by the method.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정과,
상기 화합물막 상에 고분자 물질을 코팅하여 고분자막을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
Forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film;
Post-treatment method of the electrically, thermally conductive carbon nanotube thin film comprising the step of forming a polymer film by coating a polymer material on the compound film.
상기 고분자 물질은 -COOH, -OH 기능기를 가지는 물질임을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 23, wherein
The polymer material is -COOH, -OH conductive, characterized in that the material having a functional group carbon nanotube thin film post-treatment process.
상기 고분자막 상에 상기 후처리 용액의 코팅 및 반응개시 용액의 접촉을 통해 복합체막을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The method of claim 23, wherein
The method of claim 1, further comprising forming a composite film by coating the post-treatment solution on the polymer membrane and contacting the reaction initiation solution.
기판을 마련하는 과정과,
상기 기판 상에 탄소나노튜브 분산 용액을 이용하여 전도성막을 형성하는 과정과,
상기 전도성막 상에 적어도 하나의 티타늄 알콕시화물(titanium alkoxide)을 포함하는 후처리 용액 및 반응개시 용액을 이용하여 탄소나노튜브와 티타늄 화합물을 포함하는 화합물막을 형성하는 과정을 포함하고,
상기 마련하는 과정 중, 상기 전도성막을 형성하는 과정 전,
상기 기판에 피라나(Piranha) 용액 처리, 산 처리, 염기 처리, 플라즈마 처리, 상압 플라즈마처리, 오존 처리, UV 처리, SAM(self assembled monolayer) 처리, 및 고분자 또는 단분자 코팅 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 표면 처리를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. In the thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method,
The process of preparing a substrate,
Forming a conductive film using a carbon nanotube dispersion solution on the substrate;
Forming a compound film including carbon nanotubes and a titanium compound by using a post-treatment solution and a reaction initiation solution including at least one titanium alkoxide on the conductive film;
Before the process of forming the conductive film,
Piranha solution treatment, acid treatment, base treatment, plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, ozone treatment, UV treatment, SAM (self assembled monolayer) treatment, and polymer or monomolecular coating method on the substrate The electrothermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method further comprising the step of performing a surface treatment using.
상기 기판 상에 상기 탄소나노튜브 분산 용액을 딥(dip) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 솔루션 캐스팅(solution casting), 도롭핑(dropping), 롤(roll) 코팅, 그라비아 코팅 등의 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 전기 열 전도성 탄소나노튜브 박막 후처리 공정 방법. The process of claim 13, wherein the forming of the conductive film is performed.
Dip coating, spray coating, spin coating, solution casting, dropping, roll coating, gravure coating of the carbon nanotube dispersion solution on the substrate Electrothermal thermally conductive carbon nanotube thin film post-treatment process method characterized in that the coating by using any one of the methods.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100031675A KR101154871B1 (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100031675A KR101154871B1 (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110112527A KR20110112527A (en) | 2011-10-13 |
KR101154871B1 true KR101154871B1 (en) | 2012-06-18 |
Family
ID=45028162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100031675A KR101154871B1 (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101154871B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114635106B (en) * | 2020-12-15 | 2023-12-26 | 安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司 | Method for preparing transparent electric heating device by adopting metal-nano carbon conductive film |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006063440A (en) * | 2004-07-29 | 2006-03-09 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Method for producing titanium oxide thin film |
KR20080085368A (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-24 | 한국전자통신연구원 | Method of fabrication for carbon nanotubes uniformly coated with titanium dioxide |
-
2010
- 2010-04-07 KR KR1020100031675A patent/KR101154871B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006063440A (en) * | 2004-07-29 | 2006-03-09 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Method for producing titanium oxide thin film |
KR20080085368A (en) * | 2007-03-19 | 2008-09-24 | 한국전자통신연구원 | Method of fabrication for carbon nanotubes uniformly coated with titanium dioxide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110112527A (en) | 2011-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shen et al. | Study on a hydrophobic nano-TiO2 coating and its properties for corrosion protection of metals | |
Yin et al. | A flexible electromagnetic interference shielding fabric prepared by construction of PANI/MXene conductive network via layer‐by‐layer assembly | |
TWI535800B (en) | Large-area transparent conductive coatings including alloyed carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same | |
US20110039124A1 (en) | Conductive composite and method for producing the same | |
KR101404098B1 (en) | Metal nanowire-organic composite, film including the same, and preparation method thereof | |
WO2008130365A2 (en) | Transparent thin polythiophene films having improved conduction through use of nanomaterials | |
US9247650B2 (en) | Method for making conductive wires | |
KR20130097631A (en) | Method of transferring graphene | |
CN109205595B (en) | High-conductivity flexible graphene tube and preparation method thereof | |
US20100272957A1 (en) | Inorganic--organic hybrid-film-coated stainless-steel foil | |
US8309226B2 (en) | Electrically conductive transparent coatings comprising organized assemblies of carbon and non-carbon compounds | |
JP6842235B2 (en) | Method of forming a collector electrode protective film for dye-sensitive solar cells | |
CN107245297A (en) | A kind of preparation method that graphene oxide anticorrosive property diaphragm is prepared in metal surface | |
Maino et al. | Electrochemically assisted deposition of transparent, mechanically robust TiO 2 films for advanced applications | |
CN117954230B (en) | Preparation method and application of medium-high pressure composite formed foil | |
KR101154871B1 (en) | Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film | |
KR20110023650A (en) | Post treatment processing method and its formulation of polymer solution for electric and thermal conductive thin film | |
Roux et al. | Surface‐initiated polymerization from poly (ethylene terephthalate) | |
TW201044463A (en) | Transparent conductive film encapsulating mesh-like structure formed from metal microparticles, substrate on which transparent conductive film is laminated, and method for producing the same | |
JP2018517238A (en) | Patterned transparent conductive film and method for producing such patterned transparent conductive film | |
CN115985580B (en) | Silver nanowire transparent conductive film and preparation method and application thereof | |
Nakashima et al. | Polyelectrolyte and carbon nanotube multilayers made from ionic liquid solutions | |
KR101172688B1 (en) | Method for manufacturing carbon nanotube thin film by substrate pretreatment using polyelectrolyte and the carbon nanotube thin film | |
KR101154867B1 (en) | Post treatment technology and its formulation for electric thermal conductive carbon nanotube thin film | |
JP2017221941A (en) | Coating method of apparatus and apparatus obtained from the result |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150109 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |