KR101494672B1 - 열전달 매체 및 이를 이용한 열 전달 방법 - Google Patents

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Abstract

열 전달 매체 및 이를 이용한 열 전달 방법이 개시된다. 열 전달 매체는, 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노입자 함유 막을 포함한다. 나노 입자는 입사되는 광을 흡수하여 열을 생성하며, 이 열은 가열될 대상체로 전달된다. 나노 입자 함유 막은 대상체에 직접 형성될 수 있으며, 열 전달 후 에칭에 의하여 제거될 수 있다. 나노 입자 함유 막은 대상체 상의 중간층에 형성될 수도 있다. 열 전달 매체는 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막이 형성된 투명 기판을 포함할 수 있다. 나노 입자 함유 막은 선택적으로 패턴화하여 배치될 수 있으며, 이에 따라 국부적으로 열을 생성하여 대상체의 선택 부분에 열을 전달할 수 있다.
열전달 매체, 나노 입자, 막, 적외선 열전달, 적외선 투명 필름, 열처리, 소결

Description

열전달 매체 및 이를 이용한 열 전달 방법{Heat transfer medium and heat transfer method using the same}
본 발명은 열전달 매체 및 이를 이용한 열 전달 방법에 관한 것이다.
유리 기판 또는 플라스틱 기판 위에 형성된 막은 열처리에 의해 가교, 정렬(ordering), 소성화 또는 결정화 등이 수행될 수 있다. 그런데, 이 경우 유리 기판 또는 플라스틱 기판과 막과의 열팽창율 차이로 인하여, 유리 기판 또는 플라스틱 기판의 변형이 일어나기 쉽다.
특히, 온 플라스틱(on plastic)과 같은 공정에 있어서 고온 소결을 수행하면 기판의 불균일 수축이 발생하므로, 상기 고온 소결 과정을 플라스틱 기판에 적용하기는 어렵다.
또한, 예를 들어, 광전지(PV cell)에서 사용하는 투명 다공성 전극재료인 이산화 티타늄(TiO2)은 470℃에서 소결하여야 하므로, 플라스틱 물질은 위와 같은 광전지용 기판으로서 사용하기가 어렵다.
대상체인 디바이스에 대한 열전달 매체로서, 복수개의 나노 입자를 위치시켜서 대상체인 디바이스에 열을 전달하는 열전달 매체와 이를 이용한 열전달 방법을 제공하는 것이다.
대상체인 디바이스에 대한 열전달 매체로서, 복수개의 나노 입자를 위치시켜서 대상체인 디바이스에 열을 전달하는 열전달 매체와 이를 이용한 열전달 방법이 제공된다. 더욱이, 상기 방법에 있어서, 적외선을 투과하는 필름에 복수 개의 나노 입자 함유 막을 코팅 형성하고 이를 마스크로서 사용하는 것에 의하여, 대상체인 디바이스의 원하는 위치에 열을 전달하도록 할 수 있다. 이에 따라 디바이스에 있어서 불필요한 열 발생 물질을 남기지 않고 열 전달 효과를 얻는 것이 가능하다.
즉, 복수 개의 나노 입자의 표면 플라즈몬 효과에 의하여 생성되는 열을 이용하는 것에 의하여 서로 접하는 물질 간의 열 팽창 차이에 의한 파손이나 변형을 최소화할 수 있다. 이러한 파손이나 변형 현상의 저감은 플라스틱 디바이스와 관련한 어닐링 또는 소결 과정 등에 있어서 유용하다.
상기 열은 가시 광선 영역 또는 근적외선 영역의 빛을 흡수하는 것에 의하여 전달될 수 있다. 상기 복수 개의 나노 입자는 표면 플라즈몬 레조넌스에 의하여 빛을 흡수하고 열을 생성한다.
나노 입자 함유 막은 대상체에 직접 코팅되어 형성되어도 좋고, 이 경우 나 노 입자 함유 막은 에칭에 의하여 제거될 수 있다. 나노 입자 함유 막은 투명 필름상에 코팅되어 형성될 수도 있는데, 나노 입자 함유 막이 코팅 형성된 투명 필름을 마스크로서 열전달이 필요한 대상체 위에 위치시키고 광에 노출시키면 상기 코팅 형성된 나노 입자 함유 막 아래의 대상체의 특정 위치에 열을 전달할 수 있다. 이와 같은 기술은 플라스틱 디바이스를 제조함에 있어서 유용하다.
구현예로서, 입사되는 광을 흡수하여 대상체에 열을 전달하는 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하는 열 전달 매체가 제공된다.
구현예로서, 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계; 상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 상기 나노 입자에 의하여 상기 나노 입자 함유 막에 입사되는 광이 흡수되고, 이를 통하여 대상체에 열을 전달하는 단계;를 포함하는 열전달 매체를 사용하는 열전달 방법이 제공된다.
여기서, 상기 나노 입자 함유 막은 대상체에 직접 코팅되어 형성되는 것일 수 있고, 또는 중간층에 코팅되어 형성되는 것일 수도 있다. 또한, 나노 입자 함유 막은 투명 필름에 코팅되어 형성될 수 있으며, 나노 입자 함유 막이 코팅 형성된 투명 필름은 대상체 상에 위치하여 마스크로서 사용될 수 있다.
위와 같은 구성을 사용하는 열 전달 과정에 있어서, 나노 입자 함유 막의 배치를 변화시키는 것에 의하여 그 배치에 대응하는 소정 위치에 열전달을 하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 막은 가시 광선 또는 근적외선 영역의 광에 노출될 수 있다.
구현예에 있어서, 상기 투명 필름은 적외선 투명 필름일 수 있다. 상기 나노 입자는 Au, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W, Ni의 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
구현예에 있어서, 나노 입자 함유 막이 대상체에 코팅되어 형성되는 경우, 나노 입자 함유 막은 에칭에 의하여 제거될 수 있다. 또한, 나노 입자 함유 막이 코팅되어 형성된 투명 필름을 마스크로서 열전달이 필요한 대상체 상에 위치시키고 광에 노출시키면 상기 코팅 형성된 나노 입자 함유 막의 아래의 대상체의 특정 위치에 열을 전달할 수 있다.
상기와 같은 열전달 매체는 플라스틱 상의 유기물 등 막에 대하여 어닐링 등을 수행하는 공정에 있어서 사용이 가능하다. 예를 들면, OTFT의 절연체막(200℃ 가교 공정)과 채널 물질인 반도체막(130℃ 재배열 공정)에 적용할 수 있다. 또한, 플라스틱 상의 무기물 막에도 적용할 수 있는데, 예를 들어, 산화아연 박막 트랜지스터(ZnO TFT)의 채널 물질인 ZnO막의 결정화 공정(200℃)과 실리콘 박막 트랜시스터(Si TFT)의 채널 물질인 Si 막의 결정화 공정(350℃)에 적용할 수 있다.
구현예로서, 기판 및 기판상에 형성된 나노 입자 함유 막을 포함하는 열 전달 매체가 제공된다. 여기서, 상기 나노 입자는 입사하는 광을 흡수하여 열을 생성한다. 상기 나노 입자에 있어서 표면 플라즈몬 레조넌스가 발생한다. 상기 광은 가시광선 또는 근적외선 영역의 것일 수 있다. 상기 나노 입자는 Au, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W, Ni의 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
구현예로서, 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키고 열을 생성하는 단계; 및 상기 열을 가열될 대상체에 전달하는 단계;를 포함하는 대상체 가열 방법이 제공된 다. 상기 열은 상기 나노 입자에 있어서의 표면 플라즈몬 레조넌스 효과에 의하여 생성된다. 상기 광은 가시 광선 또는 근적외선 영역의 빛일 수 있다.
위와 같은 열 전달 매체 및 이를 이용한 열전달 방법에 의하면, 대상체의 원하는 위치에서 열을 전달할 수 있으며, 대상체에 불필요한 열 발생 물질을 남기지 않고 열 전달 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 기술들은 플라스틱 디바이스 등의 제조에 있어서 유용하다.
이하, 본 발명의 비제한적이고 예시적인 구현예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 비제한적이고 예시적인 구현예 중의 하나로서, 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체에 있어서, 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고, 상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 열전달 매체가 제공된다.
나노 입자 함유 막이라는 용어는 복수 개의 나노 입자가 막 형상을 가지도록 도포된 것으로서, 복수 개의 나노 입자로 이루어지거나, 복수 개의 나노 입자를 포함하는 막을 의미하는 것이다. 또한, 예를 들어, 고체 막뿐만 아니라, 폴리머 용액 중에 복수 개의 나노 입자가 분산된 용액 상의 것도 포함할 수 있다.
도 1은 적외선 투명 필름에 복수 개의 나노 입자가 코팅되어 형성된 나노 입 자 함유 막을 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 투명 필름(10)과 같은 기판상에 복수 개의 나노 입자를 도포하여 나노 입자 함유 막(11)을 형성한다. 상기 기판은 적외선 투명 필름에 한정되는 것이 아니며, 상기 나노 입자에 의하여 생성되는 열을 전달하는 한 어떤 필름이라도 좋다.
나노 입자 함유 막은 예컨대 금속과 같은 나노 입자를 함유하는 용액을 드롭(drop)하여 코팅함으로써 형성될 수 있는 것이다. 상기 나노 입자를 함유하는 용액에 산제를 사용하는 것이 가능하다. 상기 나노 입자 합성 시 분산제가 이용될 수 있다. 막 형성 시, 용매는 제거될 수 있으며, 막에는 분산제가 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 막을 세척함으로써 분산제를 막으로부터 제거할 수 있다. 나노 입자의 형상에 따라서 나노 입자 합성 시 사용되는 분산제의 양도 다를 수 있다. 나노 입자 함유 막에 있어서 막의 질량을 100이라고 할 때에 나노 입자의 질량은 0.1~100이 유리할 수 있고, 10~100이 더 유리할 수 있으며, 50~100인 것이 보다 유리할 수 있다.
또한, 적외선 투명 필름은 플라스틱 또는 유리를 포함할 수 있고, 또한 가시광선에도 투명할 수 있다. 상기 나노 입자 함유 막은 광전지와 같은 디바이스 제조 시 열전달용 마스크로서의 역할을 할 수 있다.
즉, 나노 입자 함유 막이 코팅된 투명 필름이 가시 광선이나 근적외선 영역과 같은 빛에 노출된 경우, 나노 입자는 빛을 흡수하고, 표면 플라즈몬 레조넌스 효과에 의하여 적외선 영역의 열(IR heat)를 생성할 수 있으며, 이 열은 가열될 대 상체에 전달된다. 금속 표면과 물이나 공기 등과 같은 유전체와의 경계면에 있어서, 이들 간의 전하 밀도 편차에 기인하여 표면 플라즈몬 레조넌스가 발생한다. 적외선 투명 필름(10)상에 형성된 나노 입자 함유 막(11)을 포함하는 열 전달 매체는 플라스틱 또는 유리 기판 등의 소결 공정이나 어닐링 공정, 결정화 공정 등과 같은 열처리에 활용될 수 있다.
나노 입자로는 Au, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W, Ni의 단독 또는 혼합물을 사용하는 것이 유리할 수 있고, Au, W, Ag, Pt의 단독 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 더 유리할 수 있다. 나노 입자의 형상은 특히 한정되지 않지만, 로드(rod) 상, 구상, 필러(pillar)상, 원기둥상, 원추상, 다각추상 등의 형상을 예로 들 수 있다.
나노 입자의 직경은 예컨대 5~50nm인 것이 유리할 수 있고, 10~30nm인 것이 더 유리할 수 있다. 나노 입자의 형상이 구상 이외의 경우에 있어서는 나노 입자의 길이는 직경 대비 1.5~15 배인 것이 유리할 수 있고, 2~10 배인 것이 더 유리할 수 있다.
나노 입자의 입경 측정 방법은 특히 제한되지 않지만, X선, 광산란, SEM 또는 TEM 등의 전자 현미경 등으로 측정할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 실시예에 있어서, 나노 입자의 입경은 Au 나노 입자 함유 수용액을 TEM 그리드 상에 올려놓고 TEM에 의하여 측정하였다.
또한, 나노 입자는 공지의 제조 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, Au 나 노 입자를 제조하는 경우에는 소정 량의 HAuCl4 및 트리소듐사이트레이트 수용액을 준비한 후, 소정량의 NaBH4 용액을 첨가하고 이를 교반하면서 시드를 형성한다. 다음으로서, 소정 량의 HAuCl4 및 분산제를 함유하는 성장 용액과 아스코르빈산 용액을 혼합하고 여기에 상기 시드 용액을 가한 후 Au 나노 입자를 제조할 수 있다. 이때에는 교반을 수행하지 않는다.
나노 입자 합성 시 분산제를 사용할 수 있는데, 해당 분산제로는 공지의 것을 사용할 수 있으며 특히 한정되지 않는다. 일반적으로 분산제는 계면 활성제(surfactant)를 많이 사용하는 것으로서 그 예로는 SDS, NaDDS, TX-100, CTAB 류 등이 있다.
도 2a는 Au 나노 입자 함유 막(Au 나노 입자가 분산되어 있는 수용액을 드롭하여 코팅한 막)의 막 형상을 나타내는 도면이다. 하나의 구현예에 있어서, Au로 이루어지는 나노 입자 함유 막은 적외선 투명 기판상에 형성될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 나노 입자는 일정한 입경을 가지는 것이 가능하다. 이러한 나노 입자의 입경은 열 전달을 조절하도록 변형할 수 있다.
도 2a는 Au 나노 입자를 도시하지만, 해당 나노 입자는 다른 물질, 예컨대, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W, Ni의 단독이나 이들의 혼합물을 사용하여 얻을 수 있음도 물론이다.
하나의 구현예에 있어서, 상기 투명 필름에 코팅 형성된 나노 입자 함유 막은 패턴화 하는 것이 가능하다. 이에 따라 가열되는 대상체의 선택된 위치에만 열 을 전달할 수 있도록 국부적인 열을 생성하여 전달하는 것이 가능하다. 즉, 나노 입자 함유 막은 투명 필름의 전체 표면이나 열전달을 원하는 선택 부위에만 형성될 수 있으며, 이에 의하여 전체 표면 또는 선택 부위에만 열전달을 수행할 수 있다.
도 2b는 도 2a의 Au나노 입자가 분산되어 있는 수용액의 UV-Vis-NIR 흡광도 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 2b를 참조하면, 약 800㎚의 파장에서 흡광도가 최대로 나타남을 알 수 있다. 열전달 매체에 조사되는 광의 파장에 의존하여, 나노 입자의 입경을 조절하는 것에 의하여 열 전달을 제어할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 사용된 Au 나노 입자는 약 10nm 직경에 약 60nm의 길이를 가지는 것으로서, 800nm 파장의 광에서 최대 흡광도를 나타낸다. 그러므로, 800nm 파장의 레이저를 주사하는 것에 의하면, 해당 Au 나노 입자는 광흡수를 하고 이에 의하여 IR 히트를 생성한다.
도 3은 유리 기판에 2W에서 800nm 파장의 레이저를 노출시켰을 때의 시간에 따른 기판 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
즉, 도 3에 도시된 그래프 곡선 (b)는 Au 나노 입자를 함유하는 용액을 드롭하여 유리 기판에 코팅하여, Au 나노 입자를 함유하는 막을 형성한 후, 2W에서 800nm 파장의 레이저에 노출시켰을 때의 기판 온도 프로파일로서, 약 50초 안에 약110℃까지 올라간 것을 알 수 있다. 하지만 곡선 (a)에서 알 수 있듯이, Au 나노 입자 함유 막이 기판에 형성되지 않은 경우에는 기판에 실질적인 온도 증가가 없었다.
도 4는 유리 기판에 12W에서 800nm 파장의 레이저를 노출시켰을 때의 시간에 따른 기판 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
즉, 도 4에 도시된 그래프 곡선 (b)는 Au 나노 입자를 함유하는 용액을 드롭하여 유리 기판에 코팅하여, Au 나노 입자를 함유하는 막을 형성한 후, 12W에서800nm 파장의 레이저에 노출시켰을 때의 기판 온도 프로파일이다. 해당 곡선으로부터 약 4초 안에 약 400℃까지 올라간 것을 알 수 있다. 하지만 곡선 (a)에서 알 수 있듯이, Au 나노 입자 함유 막이 기판에 형성되지 않은 경우에는 기판에 실질적인 온도 증가가 없었다.
따라서, 도 3 및 도 4의 그래프로부터 Au 나노 입자가 입사되는 광을 흡수하고, Au 나노 입자에 있어서의 표면 플라즈몬 효과가 일어남에 따라서, Au 나노 입자와 이를 함유하는 Au 나노 입자 함유 막은 열전달 매체로서 기능을 수행하는 것을 알 수 있다. 또한, 동일한 파장일 경우에 조사되는 레이저의 세기가 2W 에서 12W로 강해질수록 동일한 800nm 파장에 있어서도 보다 빠른 시간 내에 높은 온도 상승이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 전술한 바와 같은 나노 입자 함유 막을 포함하는 열 전달 매체의 하나의 예를 광전지에 응용한 예를 나타내는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광전지에 사용하는 이산화 티타늄(TiO2) 페이스트(53)를 코팅한 플라스틱 기판(52) 상에 복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막(51)이 코팅 형성된 적외선 투명 필름(50)이 마스크로서 위치하고 있다. 적외선 레이저에 노출되면 나노 입자는 플라즈몬 효과의 결과로서 열을 생성하고, 그 열은 투명 기판(50)을 투과하여 하부에 위치한 이산화 티타늄(TiO2) 까지 전달되고 이산화 티타늄(TiO2)을 소결한다. 이에 따라, 광전지에 있어서 사용되는 이산화 티타늄(TiO2) 은 플라스틱 기판(52)의 변형이나 파손 없이 소결되는 것이 가능하다.
도 6은 플라스틱 기판을 가지는 디바이스의 어닐링 공정에 적용되는 열전달 매체를 나타내는 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 선택적으로 위치하는 나노 입자 함유 막(61)이 형성된 투명 필름(60)으로 이루어지는 열전달 매체가 플라스틱 기판(62) 상에 마스크로서 위치하고 있다. 적외선 레이저에 노출되면, 선택적으로 코팅 형성된 나노 입자 함유 막(61)은 표면 플라즈몬 효과를 통하여 열을 생성하고, 이 열은 투명 필름(60)의 아래에 위치한 플라스틱 기판(62) 상에서 물질이 선택적으로 형성된 부분(예를 들어, 유기물 또는 그 외의 물질이 코팅된 열처리를 필요로 하는 부분)(63)에 전달된다. 나노 입자 함유 막이 코팅되지 않은 투명 기판(60)의 나머지 부분에서는 적외선을 투과시키기 때문에 가열되지 않고, 따라서 플라스틱 기판(62)에 열적으로 영향을 주지 않는다.
즉, 이상과 같이, 나노 입자 함유 막은 투명 필름 상에서 패턴화된 형태로 선택적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선과 같은 빛이 조사되면 나노 입자 함유 막이 형성된 패턴 부분은 선택적으로 가열되고, 그 열이 투명 기판을 통과하여 상기 패턴에 대응하는 대상체의 부분에서 선택적으로 열처리를 하게 된다. 상기 패턴이 없는 나머지 부분은 나노 입자의 부존재에 의하여 빛을 투과시키며 가열되지 않는다. 이와 같은 구현예에 있어서, 상기 열처리는 소결, 어닐링, 결정화 공 정 등에 적용될 수 있는 것이다.
하나의 구현예에 있어서, 나노 입자 함유 막은 처리될 대상체 위에 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노 입자 함유 막은 유리 또는 플라스틱 기판 상에 패턴화된 형태로 형성될 수 있다. 형성된 나노 입자 함유 막은 열 전달 후 에칭 공정 등에 의하여 제거될 수 있다.
이하, 나노 입자 및 나노 입자 함유 막의 제조에 관한 비제한적이고 예시적인 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
나노 입자 제조
2.5×10-4 M HAuCl4 및 2.5×10-4M 트리 소듐 시트레이트(tri-sodium citrate)를 함유하는 20ml의 수용액을 원추상 플라스크내에 준비하였다. 다음으로, 0.6ml의 아이스 콜드 0.1M NaBH4 용액을 상기 수용액에 교반하면서 한번에 모두 첨가하였다. 이 용액은 NaBH4를 첨가한 직후 핑크색으로 바뀌면서 입자 형성을 나타내었다. 이 용액 중의 입자들은 제조 후 2~5 시간 내에 시드(seed)로서 사용하였다.
깨끗한 테스트 튜브에서, 2.5×10-4 M HAuCl4 및 0.1 M 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)를 함유하는 10ml의 성장용액(growth solution)을 새로 준비된 0.1M 아스코르빈산(ascorbic acid) 용액 0.05ml과 혼합하였다. 다음으로, 0.025ml의 3.5nm 시드 용액을 가하였다. 교반은 수행하지 않았다. 5~10 분 내에, 용액 색깔이 불그스래한 갈색 빛으로 바뀌었고, Au 나노 입자 로드(rod)가 얻어졌다. 얻어진 수용액에는 Au 나노 입자 로드가 잘 분산되어 있었다. 해당 나노 입자 로드 수용액을 TEM 그리드(grid)에 놓고 TEM에 의하여 직경과 길이를 측정하였다. 나노 입자 로드는 직경이 약 10nm이고, 길이가 약 60nm이었다. 나노 입자 로드의 종횡비(aspect raio)는 분산제인 CTAB의 농도나 숙성 시간(aging time)을 다르게 함으로써 조절할 수 있다.
막 형성 방법
상기 제조된 잘 분산된 Au 나노 입자 로드 수용액을 실온 내지 50℃ 사이의 온도에서 드롭 캐스팅(drop casting)하여 막을 형성하였다. 이때 Au 나노 입자 로드를 함유하는 나노 입자 함유 막의 두께는 500nm이었다(막의 두께는 대략 100nm ~ 수백 마이크로미터에 해당하며, 이 두께는 조절 가능하다).
이상에서 본 발명의 비제한적이고 예시적인 구현예 및 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 첨부 도면이나 상기 설명 내용에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하며, 또한, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 적외선 투명 필름에 코팅되어 형성된 나노 입자 함유 막을 나타내는 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, Au 나노 입자 함유 막의 막 형태를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 Au 나노 입자 함유 수용액의 UV-Vis-NIR 흡광도 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 2W, 800nm 파장의 레이저에 노출된 경우의 기판의 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 12W, 800nm 파장의 레이저에 노출된 경우의 기판의 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 열전달 매체의 광전지에의 응용예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 플라스틱 기판을 가지는 디바이스의 어닐링 공정에 적용되는 열전달 매체를 나타내는 개략도이다.
*도면 부호의 간단한 설명*
10, 50, 60: 투명 필름
11, 51, 61: 나노 입자 함유 막
52, 62: 플라스틱 기판
53: 이산화티탄 페이스트
63: 유기물 또는 그 외의 물질이 코팅된 열처리를 필요로 하는 부분

Claims (25)

  1. 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체로서,
    복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한, 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 것이고, 상기 나노 입자는 표면 플라즈몬 레조넌스에 의해 빛을 흡수하고 열을 발생하는 열전달 매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막은 상기 대상체에 직접 형성되는 열전달 매체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막은 열 전달 후 에칭에 의하여 상기 대상체로부터 제거되는 열전달 매체.
  4. 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체로서,
    복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한, 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 것이고, 상기 나노 입자 함유 막은 상기 대상체 상의 중간층에 형성되는 열전달 매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막은 적외선 투명 필름상에 위치하는 열전달 매체.
  6. 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체로서,
    복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한, 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 것이고, 상기 나노 입자는 Au, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W 및 Ni로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나 또는 이들의 혼합물인 열전달 매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막은 일정 패턴으로 배치되어 상기 패턴에 대응하는 소정 위치에 열을 전달하는 열전달 매체.
  8. 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체로서,
    복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한, 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 것이며, 상기 열전달 매체는 특정 파장에 있어서 최대 흡광도를 나타내도록, 입사하는 광의 파장에 따라 상기 나노 입자의 입경을 조절하는 것에 의하여 상기 열전달을 제어하는 열전달 매체.
  9. 대상체에 열을 전달하는 열전달 매체로서,
    복수 개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 나노 입자 함유 막에 대하여 입사하는 광을 흡수하는 것이며, 또한, 상기 나노 입자 함유 막은 광을 흡수하는 것에 의하여 발생하는 열을 상기 대상체에 전달하는 것이며, 상기 입사하는 광은, 가시 광선 영역 또는 근적외선 영역의 광인 열전달 매체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달 매체는 플라스틱 기판 또는 유리 기판에 도포된 막의 어닐링 공정에 사용되는 것으로서, 상기 막은 플라스틱 기판 또는 유리 기판 상에 위치하는 것인 열전달 매체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판 또는 유리 기판에 도포된 막은 유기물, 금속, 탄소 또는 무기물을 포함하는 열전달 매체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판은 이산화티타늄(TiO2) 페이스트로 코팅된 플라스틱 기판인 열전달 매체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 의한 열 전달 매체를 사용하는 열 전달 방법.
  14. 대상체에 열을 전달하는 방법으로서,
    복수개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계;
    상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 및
    입사된 광을 상기 나노 입자가 흡수하는 것에 의하여 열을 생성하고, 상기 열을 대상체에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 나노 입자는 표면 플라즈몬 레조넌스에 의해 빛을 흡수하고 열을 발생하는 열전달 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막 형성 단계에 있어서, 상기 나노 입자 함유 막을 상기 대상체에 직접 형성하는 열전달 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 열 전달 후 상기 나노 입자 함유 막을 에칭에 의하여 상기 대상체로부터 제거하는 열전달 방법.
  17. 대상체에 열을 전달하는 방법으로서,
    복수개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계;
    상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 및
    입사된 광을 상기 나노 입자가 흡수하는 것에 의하여 열을 생성하고, 상기 열을 대상체에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 나노 입자 함유 막 형성 단계에 있어서, 상기 나노 입자 함유 막을 상기 대상체 상의 중간층에 형성하는 열전달 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막 형성 단계에 있어서, 상기 나노 입자 함유 막을 적외선 투명 필름상에 위치시키는 열전달 방법.
  19. 대상체에 열을 전달하는 방법으로서,
    복수개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계;
    상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 및
    입사된 광을 상기 나노 입자가 흡수하는 것에 의하여 열을 생성하고, 상기 열을 대상체에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 나노 입자로서 Au, Cu, Ag, Ti, Al, Pd, Pt, Rh, Ir, Fe, W 및 Ni로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 하나 또는 이들을 혼합하여 사용하는 열전달 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 입자 함유 막 형성 단계에 있어서, 소정 패턴에 대응하는 소정 위치에 열을 전달하도록 상기 나노 입자 함유 막을 상기 소정 패턴으로 배치하는 열전달 방법.
  21. 대상체에 열을 전달하는 방법으로서,
    복수개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계;
    상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 및
    입사된 광을 상기 나노 입자가 흡수하는 것에 의하여 열을 생성하고, 상기 열을 대상체에 전달하는 단계;를 포함하고, 특정 파장에 있어서 최대 흡광도를 나타내도록, 입사하는 광의 파장에 따라 상기 나노 입자의 입경을 조절하는 것에 의하여 상기 열전달을 제어하는 열전달 방법.
  22. 대상체에 열을 전달하는 방법으로서,
    복수개의 나노 입자를 함유하는 나노 입자 함유 막을 형성하는 단계;
    상기 나노 입자 함유 막을 광에 노출시키는 단계; 및
    입사된 광을 상기 나노 입자가 흡수하는 것에 의하여 열을 생성하고, 상기 열을 대상체에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 입사하는 광은, 가시 광선 영역 또는 근적외선 영역의 광인 열전달 방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 열전달 방법은 플라스틱 기판 또는 유리 기판에 도포된 막의 어닐링 공정에 사용되는 열전달 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판 또는 유리 기판에 도포된 막은 유기물, 금속, 탄소 또는 무기물을 포함하는 열전달 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판은 이산화티타늄(TiO2) 페이스트로 코팅된 플라스틱 기판인 열전달 방법.
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