KR101274125B1 - Forming method of graphene pattern layer, fabrication method of structure having graphene pattern layer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휘어지기 쉬운 투명 전도성 패턴 층을 저항체 등의 전기소자로 사용하기 위해는 기판 등에 형성하는 방법과 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a flexible conductive conductive layer that is easy to bend as an electric element such as a resistor, and a method for manufacturing a structure including the transparent conductive pattern layer.
플렉시블 디스플레이 등 구부러지는 전자 부품, 또는 곡면 위에 부착 가능한 전자 부품 등 유연한 전자 제품에 대한 요구가 커지고 있다. There is a growing demand for flexible electronic products, such as flexible electronic components that can be bent on flexible displays, or electronic components that can be attached on curved surfaces.
유연한 전자 제품은 유연한 기판에 유연한 전기 소자를 형성하는 방법으로 제작할 수 있다.Flexible electronics can be fabricated by forming flexible electrical components on flexible substrates.
현재 유연한 전자제품을 구현하기 위한 유연한 기판으로 플렉시블 글라스(Flexible Glass), 메탈 포일(Metal Foil), 폴리머 필름(Polymer Film) 등이 연구되고 있다.Currently, flexible glass, metal foil, and polymer film have been studied as flexible substrates for implementing flexible electronic products.
플렉시블 글라스는 유리를 특성의 변화 없이 박형화해 유연성을 갖게 하는 것이다. 플렉시블 글라스는 제조비용이 저렴하고 투명하며, 표면 평탄도가 양호한 장점이 있으나, 충격에 약하고 연속공정에 적용하기 어려운 단점이 있다. Flexible glass is to thin the glass without changing its properties to give flexibility. Flexible glass has the advantages of low manufacturing cost and transparency, good surface flatness, but has a disadvantage of weak to impact and difficult to apply to a continuous process.
메탈 포일은 내충격성 확보에 유리하면서 유리에 가까운 물성을 확보할 수 있다. 그러나 표면이 거칠고 접착력이 떨어지며, 전기적 절연성을 위한 절연체 코팅 과정이 필요하다. The metal foil is advantageous in securing impact resistance and can secure properties close to glass. However, the surface is rough, the adhesion is poor, and an insulator coating process is required for electrical insulation.
폴리머 필름은 무게가 가볍고, 가공이 용이하여 유연한 전자 제품 구현을 위해 가장 많이 연구되고 있다.Polymer films have been researched the most to realize flexible electronic products due to their light weight and easy processing.
유연한 전자 제품을 구현하기 위해서는 기판은 물론이고, 기판에 형성되는 전극, 저항체 등의 전기소자 또한 유연한 성질이 있어야 한다. 전기소자는 플렉시블 디스플레이를 휘거나 접었을 때에도 손상되지 않도록 기계적 특성이 우수해야 하며, 열적 특성 및 전기적 특성도 우수해야 한다.In order to realize a flexible electronic product, not only a substrate but also an electric element such as an electrode and a resistor formed on the substrate must have a flexible property. The electrical device must have excellent mechanical properties, thermal and electrical properties, so as not to be damaged even when the flexible display is bent or folded.
이러한 전기소자를 제조하기 위한 소재로서 탄소나노튜브, 그래핀, 나노와이어 등에 대한 관심이 커지고 있다. 탄소나노튜브나 그래핀 층을 전기소자로 활용하기 위해서는 패터닝이 필요하며, 패터닝 방법으로는 종래의 포토 리소그래피 공정이 사용되고 있다. As materials for manufacturing such electric devices, interest in carbon nanotubes, graphene, nanowires, and the like, has increased. Patterning is required to utilize a carbon nanotube or graphene layer as an electric device, and a conventional photolithography process is used as a patterning method.
본 발명은 전기소자 등으로 사용되는 투명 전도성 패턴 층을 형성할 수 있는 매우 간단하며, 전혀 새로운 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 투명 전도성 패턴 층을 포함하는 구조체를 제조할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a very simple and completely new method for forming a transparent conductive pattern layer for use in electric devices and the like. It is also an object of the present invention to provide a new method for producing a structure comprising a transparent conductive pattern layer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예 따른 투명 전도성 패턴 층의 형성방법은 투명 전도성 물질 용액을 여과막으로 필터링하여 투명 전도성 막을 제조하는 단계와, 상기 투명 전도성 막이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와, 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계와, 상기 에칭액에 떠 있는 상기 투명 전도성 막을 상기 마스크가 부착된 기판으로 들어올려 상기 기판 위에 상기 투명 전도성 패턴 층을 전사하는 단계와, 상기 기판에서 상기 마스크를 분리하는 단계를 포함한다. Method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is to prepare a transparent conductive membrane by filtering a transparent conductive material solution with a filtration membrane, and the filtration membrane is collected in the filtration membrane Removing the filtration film by inserting it into a container containing an etching solution that is selectively etched, preparing a mask having a pattern formed thereon, and attaching the mask on the substrate; and attaching the transparent conductive film floating in the etching solution to the substrate having the mask. Lifting and transferring the transparent conductive pattern layer onto the substrate, and separating the mask from the substrate.
상기 투명 전도성 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 나노와이어 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The transparent conductive material may include at least one of carbon nanotubes, graphene, and nanowires.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 투명 전도성 물질을 여과막으로 필터링하여 투명전도성 막을 제조하는 단계와, 상기 투명 전도성 막이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와, 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계와, 상기 에칭액에 떠 있는 상기 투명 전도성 막을 상기 마스크가 부착된 기판으로 들어올려 상기 기판 위에 상기 투명 전도성 패턴 층을 전사하는 단계와, 상기 기판에서 상기 마스크를 분리하는 단계와, 상기 기판 및 투명 전도성 패턴 층 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 상기 투명 전도성 패턴 층을 포함하는 폴리머 층을 형성하는 단계와, 상기 투명 전도성 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 층을 상기 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, the step of preparing a transparent conductive membrane by filtering a transparent conductive material with a filtration membrane, and the filtration membrane by putting the filtration membrane in which the transparent conductive membrane is collected into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration membrane Removing the; forming a mask having a pattern formed thereon; attaching the mask on a substrate; and transferring the transparent conductive pattern layer on the substrate by lifting the transparent conductive film floating in the etching solution onto the substrate to which the mask is attached. Separating the mask from the substrate, applying and curing a polymer solution on the substrate and the transparent conductive pattern layer to form a polymer layer including the transparent conductive pattern layer, and the transparent conductive pattern layer Separating the polymer layer having from the substrate Provided is a method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer comprising the step.
투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법은 베이스 기판 위에 몰드를 형성하는 단계와, 상기 몰드가 형성된 상기 베이스 기판 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 폴리머 구조체를 형성하는 단계와, 상기 폴리머 구조체를 상기 베이스 기판 및 상기 몰드로부터 분리하는 단계와, 상기 폴리머 구조체를 상기 투명 전도성 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 층에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer includes forming a mold on a base substrate, applying a polymer solution on the base substrate on which the mold is formed, and curing the polymer structure to form a polymer structure, and Separating the base substrate and the mold, and attaching the polymer structure to the polymer layer having the transparent conductive pattern layer.
본 발명에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법은, 폴리머의 분해 및 녹는 온도 미만에서 수행된다. 따라서 투명한 폴리머 구조체에도 적용할 수 있다. 본 발명에 의한 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법을 폴리머 구조체에 적용할 경우 제조된 구조체는 주요 구성 요소인 폴리머 층 및 투명 전도성 물질 층이 모두 유연성이 있어, 곡면에 부착할 수 있으며, 구부러지는 제품에도 적용될 수 있다. The method of forming the transparent conductive pattern layer according to the present invention is carried out below the decomposition and melting temperature of the polymer. Therefore, the present invention can also be applied to transparent polymer structures. When the method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer according to the present invention is applied to a polymer structure, the manufactured structure has both a polymer layer and a transparent conductive material layer, which are major components, and thus can be attached to a curved surface. It can also be applied to bent products.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 진공 여과법으로 투명 전도성 막을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 여과막 위에 투명 전도성 막이 형성된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 여과막을 제거하는 단계를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 기판에 마스크가 부착된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 마스크가 부탁된 기판으로 투명 전도성 막을 들어올리는 과정을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 기판 위에 투명 전도성 막을 적층한 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법 중에 기판 위에서 마스크를 분리한 상태를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조 방법 중에 기판 위에 폴리머 층을 형성한 상태를 나타낸 것이다.
도 9 내지 11은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조 방법 중에 폴리머 구조체를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조 방법 중에 폴리머 층과 폴리머 구조체를 결합하는 과정을 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조 방법 중에 기판에서 폴리머 층을 분리하는 과정을 나타낸 것이다.1 illustrates a process of manufacturing a transparent conductive film by vacuum filtration in a method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a state in which a transparent conductive film is formed on the filtration membrane during the method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the step of removing the filtration membrane during the method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a state in which a mask is attached to a substrate in a method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a process of lifting a transparent conductive film onto a substrate on which a mask is applied in a method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a state in which a transparent conductive film is laminated on a substrate in the method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a state in which a mask is separated from a substrate in a method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates a state in which a polymer layer is formed on a substrate in a method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
9 to 11 illustrate a process of manufacturing a polymer structure in a method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates a process of bonding a polymer layer and a polymer structure in a method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 illustrates a process of separating a polymer layer from a substrate in a method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법에 대하여 설명한다. 도면에서 구성요소의 크기와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.Hereinafter, a method of forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the size and shape of the components, etc. may be exaggerated or simplified to aid in understanding the invention.
본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층의 형성방법은 투명 전도성 막을 제조하는 단계와 여과막을 제거하는 단계와 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계와 에칭액에 떠 있는 투명 전도성 막을 마스크가 부착된 기판으로 들어올려 기판 위에 투명 전도성 패턴 층을 전사하는 단계와 기판에서 마스크를 분리하는 단계를 포함한다. The method for forming a transparent conductive pattern layer according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a transparent conductive film, removing the filtration film, manufacturing a patterned mask and attaching it on a substrate, and masking the transparent conductive film floating in the etching solution. Lifting the transparent conductive pattern layer over the substrate by lifting it onto the substrate to which the substrate is attached; and separating the mask from the substrate.
우선, 투명 전도성 막을 제조하는 단계를 설명한다. 투명 전도성 막으로는 그래핀 막, 탄소나노튜브 막, 나노와이어 막 등을 사용할 수 있다. 이하에서는 투명 전도성 막으로서 그래핀 막을 예로 들어 설명한다. First, the steps for producing a transparent conductive film will be described. As the transparent conductive film, a graphene film, a carbon nanotube film, a nanowire film, or the like may be used. Hereinafter, a graphene film will be described as an example of a transparent conductive film.
먼저, 그래핀 플레이크가 분산된 그래핀 용액을 제조한다. 그래핀 용액은 보통 화학적 박리 방법으로 제조된다. 그래핀 용액을 제조하는 방법은 상기 선행기술문헌에 개시된 방법을 이용하는 것이 그래핀에 잔존산소가 존재하지 않는다는 점에서 일반적인 화학적 박리 방법에 비해 유리하다. First, a graphene solution in which graphene flakes are dispersed is prepared. Graphene solutions are usually prepared by chemical exfoliation methods. The method for preparing the graphene solution is advantageous to the method disclosed in the prior art document in that there is no residual oxygen in the graphene, compared to the general chemical exfoliation method.
다음, 진공 여과법으로 투명 전도성 막을 형성한다. 먼저, 그래핀 용액을 메탄올과 희석한 후 초음파를 가해서 고르게 분산시킨다. 그리고 도 1에 도시된 것과 같이, 그래핀 용액(23)을 걸러낼 수 있는 여과막(43)을 흡입 부재(44)의 위에 올려놓고, 여과막(43) 위에 투명 전도성 막(24)의 형상에 대응하는 틀(45)을 올려놓는다. 그리고 틀(45)에 그래핀 용액(23)을 부으면서 흡입 부재(44)에 연결되어 있는 진공 펌프(46)를 작동시킨다. 이때, 분산 용액은 여과막(43)을 통과하여 흡입 부재(44)의 하부로 배출되고, 그래핀는 여과막(43)에 포집된다. 여과막(43)으로는 0.02㎛ 기공 크기를 가지는 양극 산화 알루미늄(anodic aluminum oxide, AAO) 박막을 사용할 수 있다. Next, a transparent conductive film is formed by vacuum filtration. First, the graphene solution is diluted with methanol and then dispersed evenly by applying ultrasonic waves. As shown in FIG. 1, the
이렇게 여과막(43) 위에 포집되어 있는 그래핀 플레이크를 건조시키면, 도 2에 도시된 것과 같이, 여과막(43)의 위에 투명 전도성 막(24)이 형성된다. 이때, 투명 전도성 막(24)의 두께는 그래핀 용액의 양, 그래핀의 밀도, 여과막(43)의 공동도 등에 따라 변화한다. When the graphene flakes collected on the
다음, 여과막을 제거하는 단계에 대해서 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 여과막(43)을 녹일 수 있는 에칭액(48)이 담긴 용기(47)에 투명 전도성 막(24)이 형성된 여과막(43)을 담그면, 여과막(43)은 녹고 투명 전도성 막(24)만 에칭액(48) 위에 뜬다. 여과막(43)으로 AAO를 사용한 경우에는 에칭액(48)으로 수산화 나트륨 용액을 사용한다. Next, the step of removing the filtration membrane will be described. As shown in FIG. 3, when the
다음으로, 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계를 설명한다. 우선, 기판(21)을 RCA 세척하여 오염물질인 금속 잔류물, 유기물을 제거한다. 기판(21)으로는 실리콘, 유리, 석영 등 단단한 재질 또는 투명한 고분자 물질 등이 이용될 수 있다. Next, a step of manufacturing a mask on which a pattern is formed and attaching it on a substrate is described. First, the
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(21)에 필요한 패턴이 형성된 마스크(22)를 부착한다. 마스크는 투명 전도성 막 중에서 원하는 부분만 기판에 전사하기 위한 것이다. 마스크(22)의 패턴부분은 투명 전도성 막이 통과할 수 있도록 개방되어 있으며, 나머지 부분은 투명 전도성 막이 통과할 수 없다. 마스크(22)는 고분자 필름으로 제작된다. Next, as shown in FIG. 4, the
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 에칭액(48) 위에 떠있는 투명 전도성 막(24)을 마스크(22)가 부착된 기판(21)을 이용하여 들어올린다. 이때, 투명 전도성 막(24)의 일부는 마스크(22)의 패턴을 통해서 기판(21) 위에 전사되며, 나머지 부분은 마스크(22)에 부착된다. 이어서, 증류수로 세척하여 에칭액을 제거한 후 대류 오븐에서 65℃ 이상의 온도로 30분 정도 열처리를 하여 기판에 투명 전도성 막(24)을 결합시킨다. Next, as shown in FIG. 5, the transparent
도 6은 투명 전도성 막(24)이 마스크(22)와 기판(21) 위에 부착되어 있는 상태를 나타낸 것이다. 6 illustrates a state in which the transparent
마지막으로, 마스크(22)를 기판(21)에서 분리하면, 마스크(22) 위에 부착된 그래핀 층은 마스크(22)와 함께 제거되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 전도성 패턴 층(25)이 형성된 기판(21)을 얻을 수 있다. Finally, when the
투명 전도성 패턴 층(25)은 투명한 전기 히터로 사용할 수 있다. 따라서 자동차용 유리, 선글라스용 유리, 욕실 거울용 유리 등을 기판으로 사용하여, 그 위에 투명 전도성 패턴 층을 형성하면, 성에 제거 등의 용도로 활용이 가능하다. The transparent conductive pattern layer 25 can be used as a transparent electric heater. Therefore, by using a glass for automobile, glass for sunglasses, glass for bathroom mirrors, etc. as a substrate, and forming a transparent conductive pattern layer thereon, it can be utilized for the purpose of defrosting.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 의한 투명 전도성 패턴 층이 전사된 투명 구조체의 제조방법에 대해서 설명한다. 투명 전도성 패턴 층이 전사된 기판을 얻는 단계까지는 상술한 단계들과 동일하므로 설명을 생략한다. Hereinafter, a method of manufacturing a transparent structure in which a transparent conductive pattern layer is transferred according to an embodiment of the present invention. Since the step of obtaining the substrate on which the transparent conductive pattern layer is transferred is the same as the above-described steps, description thereof is omitted.
투명 전도성 패턴 층(25)을 기판 위에 형성하고 나면, 도 8에 도시된 것과 같이, 액상의 폴리머 용액을 기판과 투명 전도성 패턴 층 위에 회전 도포한 후 경화시켜 투명 전도성 패턴 층(25)을 내장하는 폴리머 층(26)을 제조한다. 이때, 사용될 수 있는 폴리머로는 PDMS, 폴리이미드, UV 경화성 폴리머, PMMA 등 통상적으로 사용하는 액상이 가능한 다양한 폴리머가 사용할 수 있다. 폴리머가 적절한 두께로 도포되고 나면, 대류 오븐 등의 방법으로 이를 경화시킴으로써 화학 및 열에 안정한 폴리머 층(26)을 만들 수 있다.After the transparent conductive pattern layer 25 is formed on the substrate, as shown in FIG. 8, the liquid polymer solution is spun onto the substrate and the transparent conductive pattern layer, and then cured to embed the transparent conductive pattern layer 25.
이렇게 제조된 폴리머 층(26)은 압력, 음압, 열, 전기 등에 반응하여 움직이는 구조체로 작동한다. 폴리머 층(26)의 두께는 회전 속도와 도포 시간을 통하여 조절할 수 있다.The
폴리머 층(26)의 제조에 있어서, 폴리머 용액을 도포하는 방법은 회전 도포법 이외의 폴리머 용액을 적절한 두께로 도포할 수 있는 다양한 방법이 이용될 수 있다.In the production of the
도 9 내지 11은 상기와 같이 제조된 폴리머 층(26)을 지지하기 위한 두꺼운 폴리머 구조체(31)를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.9 to 11 illustrate a process of manufacturing a
먼저, 도 9에 도시된 것과 같이, 폴리머 구조체(31)의 역상을 갖는 몰드(29)를 베이스 기판(28) 위에 형성한다. 여기에서, 몰드(29)는 포토레지스트(PR)가 이용될 수 있고, 사진식각 공정을 통해 베이스 기판(28) 위에 형성될 수 있다. 본 발명에 있어서, 몰드(29)는 포토레지스트 이외의 다양한 재질로, 사진식각 공정 이외의 방법으로 베이스 기판(28) 위에 적층될 수 있다.First, as shown in FIG. 9, a
몰드(29)가 베이스 기판(28)에 형성되고 나면, 도 10에 도시된 것과 같이, 베이스 기판(28) 위에 폴리머 용액을 도포한 후 이를 경화시킨다. 이후, 도 11에 도시된 것과 같이, 베이스 기판(28) 위에 제조된 폴리머 구조체(31)를 베이스 기판(28)으로부터 분리시킴으로써 이를 유연한 폴리머 구조체(31)로 사용할 수 있다. After the
도 12에 도시된 것과 같이, 폴리머 구조체(31)는 먼저 만들어진 폴리머 층(26)에 일체로 결합된다. 폴리머 층(26)과 폴리머 구조체(31)의 결합은 열접합, 플라즈마 표면처리 등 다양한 접합방법이 이용될 수 있다.As shown in FIG. 12, the
폴리머 구조체(31)가 폴리머 층(26)에 일체로 접합되어 폴리머 층(26)의 일면에 폴리머 구조체(32)가 형성되면, 도 13에 도시된 것과 같이, 폴리머 층(26)과 투명 전도성 패턴 층(25)을 기판(21)으로부터 떼어내어 투명 전도성 패턴 층(25)이 포함된 구조체를 제조할 수 있다. When the
기판(21)과 폴리머 층(26) 및 투명 전도성 패턴 층(25)의 결합력을 약화시키기 위해서 투명 전도성 패턴 층(25)을 기판(21) 위에 전사하기 전에 미리 기판(21) 위에 중간층을 형성할 수도 있다. 중간층은 폴리머 층(26)이 형성되고 나면 제거될 부분으로, 기판(21)과의 결합력이 약한 것이 바람직하다. 또한, 중간층은 기판(21)과의 결합력이 폴리머 층(26)과의 결합력에 비하여 약하고, 폴리머 층(26) 형성 시 손상을 받지 않으며, 폴리머 층(26) 형성 후에는 폴리머 층(26)을 손상시키지 않고 선택적으로 용이하게 제거될 수 있는 것이 좋다.In order to weaken the bonding force between the
이러한 조건에 적합한 중간층으로 다양한 재질의 박막이 이용될 수 있다. 중간층으로 금(Au)과 같은 금속 박막을 예로 들 수 있다. 금속 박막은 기판과 결합력이 약하고, 그래핀과 폴리머 재료의 성장 및 식각 등 제조공정 중에 손상을 받지 않으며, 식각 용액에 의해 폴리머를 손상시키지 않고 제거될 수 있다. 금속 박막은 전자빔 방식이나 스퍼터 방식 등으로 기판(21)에 증착될 수 있다.Thin films of various materials may be used as intermediate layers suitable for such conditions. An example of the intermediate layer is a thin metal film such as gold (Au). The metal thin film has a weak bonding force with the substrate, is not damaged during the manufacturing process such as the growth and etching of graphene and the polymer material, and can be removed without damaging the polymer by the etching solution. The metal thin film may be deposited on the
중간층은 기판(21)과의 결합력이 약하므로, 물리적인 힘을 가하거나 기판(21)과 중간층 사이의 결합력을 약화시킬 수 있는 분리액을 이용함으로써 기판(21)으로부터 쉽게 분리할 수 있다. 또는, 중간층을 식각하여 기판(21)으로부터 분리할 수 있다.Since the intermediate layer has a weak bonding force with the
이후, 중간층을 폴리머 층(26)으로부터 분리하면 투명 전도성 패턴 층(25)이 포함된 구조체를 만들 수 있다. 중간층(22)은 물리적인 힘을 가하여 폴리머 층(26)으로부터 분리하거나, 식각 공정을 통해 폴리머 층(26)에서 깨끗이 제거할 수 있다. Thereafter, the intermediate layer may be separated from the
이상에서 설명한 본 발명은 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.The present invention described above is not limited to the configuration and operation as shown and described. That is, the present invention is capable of various changes and modifications within the spirit and scope of the appended claims.
21 : 기판 22 : 마스크
23 : 그래핀 용액 24 : 투명 전도성 막
25 : 투명 전도성 패턴 층 26 : 폴리머 층
28 : 베이스 기판 29 : 몰드
31, 32 : 폴리머 구조체 21: substrate 22: mask
23: graphene solution 24: transparent conductive film
25 transparent
28
31, 32: polymer structure
Claims (10)
b) 상기 투명 전도성 막이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와,
c) 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계와,
d) 상기 에칭액에 떠 있는 상기 투명 전도성 막을 상기 마스크가 부착된 기판으로 들어올려 상기 기판 위에 상기 투명 전도성 패턴 층을 전사하는 단계와,
e) 상기 기판에서 상기 마스크를 분리하는 단계를 포함하는 투명 전도성 패턴 층의 형성방법.a) filtering the transparent conductive material solution with a filtration membrane to produce a transparent conductive membrane;
b) removing the filtration membrane by injecting the filtration membrane collected with the transparent conductive membrane into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration membrane;
c) fabricating and attaching a mask having a pattern formed thereon, and
d) lifting the transparent conductive film suspended in the etching solution onto the mask-attached substrate to transfer the transparent conductive pattern layer on the substrate;
e) separating the mask from the substrate.
상기a) 단계는,
투명 전도성 물질 용액 중에서 투명 전도성 물질을 여과막과 진공펌프를 이용하여 상기 여과막 위에 포집하여 상기 투명 전도성 막을 형성하는 단계인 투명 전도성 패턴 층의 형성방법.The method of claim 1,
Step a),
Forming a transparent conductive pattern layer by collecting a transparent conductive material in a transparent conductive material solution on the filtration membrane by using a filtration membrane and a vacuum pump.
상기 투명 전도성 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 나노와이어 중에서 적어도 하나를 포함하는 투명 전도성 패턴 층의 형성방법.The method of claim 1,
The transparent conductive material is a method of forming a transparent conductive pattern layer comprising at least one of carbon nanotubes, graphene, nanowires.
b) 상기 투명 전도성 막이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와,
c) 패턴이 형성된 마스크를 제작하여 기판 위에 부착하는 단계와,
d) 상기 에칭액에 떠 있는 상기 투명 전도성 막을 상기 마스크가 부착된 기판으로 들어올려 상기 기판 위에 상기 투명 전도성 패턴 층을 전사하는 단계와,
e) 상기 기판에서 상기 마스크를 분리하는 단계와,
f) 상기 기판 및 투명 전도성 패턴 층 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 상기 투명 전도성 패턴 층을 포함하는 폴리머 층을 형성하는 단계와,
g) 상기 투명 전도성 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 층을 상기 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.a) filtering the transparent conductive material with a filtration membrane to produce a transparent conductive membrane;
b) removing the filtration membrane by injecting the filtration membrane collected with the transparent conductive membrane into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration membrane;
c) fabricating and attaching a mask having a pattern formed thereon, and
d) lifting the transparent conductive film suspended in the etching solution onto the mask-attached substrate to transfer the transparent conductive pattern layer on the substrate;
e) separating the mask from the substrate;
f) applying a polymer solution on the substrate and the transparent conductive pattern layer and then curing to form a polymer layer comprising the transparent conductive pattern layer;
g) separating the polymer layer having the transparent conductive pattern layer from the substrate.
상기a) 단계는,
투명 전도성 물질 용액 중에서 투명 전도성 물질을 여과막과 진공펌프를 이용하여 상기 여과막 위에 포집하여 상기 투명 전도성 막을 형성하는 단계인 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.5. The method of claim 4,
Step a),
A method of manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer, which is a step of collecting the transparent conductive material in the transparent conductive material solution on the filtration membrane using a filtration membrane and a vacuum pump to form the transparent conductive membrane.
상기 투명 전도성 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 나노와이어 중에서 적어도 하나를 포함하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.5. The method of claim 4,
The transparent conductive material is a method for manufacturing a structure including a transparent conductive pattern layer comprising at least one of carbon nanotubes, graphene, nanowires.
상기 기판 위에 상기 기판과의 결합력에 비해서 상기 투명 전도성 패턴 층 및 상기 폴리머 층과의 결합력이 더 큰 중간층을 형성하는 단계를 더 포함하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.5. The method of claim 4,
And forming an intermediate layer having a higher bonding strength with the transparent conductive pattern layer and the polymer layer than the bonding force with the substrate on the substrate.
상기 중간층은 금속층인 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The intermediate layer is a method of manufacturing a structure containing a transparent conductive pattern layer is a metal layer.
h) 베이스 기판 위에 몰드를 형성하는 단계와,
i) 상기 몰드가 형성된 상기 베이스 기판 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 폴리머 구조체를 형성하는 단계와,
j) 상기 폴리머 구조체를 상기 베이스 기판 및 상기 몰드로부터 분리하는 단계와,
k) 상기 폴리머 구조체를 상기 투명 전도성 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 층에 부착하는 단계를 더 포함하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.5. The method of claim 4,
h) forming a mold on the base substrate,
i) applying a polymer solution on the base substrate on which the mold is formed and then curing to form a polymer structure;
j) separating the polymer structure from the base substrate and the mold;
k) A method of manufacturing a structure comprising a transparent conductive pattern layer, further comprising attaching the polymer structure to the polymer layer having the transparent conductive pattern layer.
상기 k) 단계는 상기 폴리머 구조체를 상기 투명 전도성 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 층에 가열 접착하는 투명 전도성 패턴 층이 포함된 구조체의 제조방법.10. The method of claim 9,
K) the method of manufacturing a structure comprising a transparent conductive pattern layer for heat-bonding the polymer structure to the polymer layer having the transparent conductive pattern layer.
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|---|---|---|---|
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