KR101518675B1 - 미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치 - Google Patents

미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치 Download PDF

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김태환
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

미세 구조체 네트워크 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은, 기판 상에 도전성 구조체들을 갖는 베이스막(base layer)을 형성하는 단계, 상기 베이스막의 제1 지점, 및 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점과 상기 제2 지점이 전기적으로 연결된 제1 네트워크를 형성하는 단계, 및 상기 베이스 막의 제3 지점, 및 상기 제3 지점과 이격된 제4 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점과 상기 제4 지점이 전기적으로 연결된 제2 네트워크를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치 {Method of fabricating nano/micro network, and apparatus for the same}
본 발명은 미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 도전성 구조체들을 갖는 베이스막의 복수의 지점에 전류를 인가하여 네트워크를 형성하는 방법, 및 이를 위한 제조 장치에 관련된 것이다.
마이크로/나노 구조체(micro/nano structure)는 크기가 수 nm에서 수백 nm 로, 나노 스케일에서 물질을 조작 및 제어하기 때문에, 기존 물질과 다른 새로운 물리적/화학적 특성을 기대할 수 있어, 기존 물질의 한계를 극복할 수 있는 차세대 재료로 각광받고 있다.
이러한 마이크로/나노 구조체는 유기발광 소자, 액정 디스플레이, 터치 패널, 또는 태양 전지 등 다양한 분야의 기술들이 사용될 수 있는 기반을 제공하는 핵심 신소재이다.
특히, 은 나노선의 경우, 용액 공정이 가능하여 roll to roll 공정을 이용한 대량 생산에 적합하여, ITO 전극을 대체하기 위한 투명 전극으로 활발히 연구가 진행되고 있다. 은 나노선은 이미 터치 패널의 일부 제품에는 적용되었으며, 플렉서블 태양 전지 및 유기 발광 소자 등의 투명 전극으로 적용하기 위한 기술개발이 진행되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허공개 공보 10-2013-0122429(출원번호 10-2012-0045749)에는 은 나노 와이어와 그라핀을 이용하여 광 투과도가 높고, 유연한 하이브리드 전극 및 이의 제조 방법에 개시되어 있다.
하지만, 은 나노선을 이용한 전극은, 헤이즈로 인한 투과도 감소와 높은 표면 거칠기, 은 나노선 산화로 인한 저항의 안정성 문제, 은 나노선의 네트워킹을 향상시키기 위한 공정개발, 및 은 나노선 전극의 면 저항 불균일성 문제가 제품적용의 가장 큰 문제로 지적되고 있다.
은 나노선의 표면거칠기를 감소하기 위한 방법으로, 전도성 고분자를 충분히 두껍게 코팅하거나 플렉서블 기판에 은 나노선을 주입하는 방식이 제안되었으며. 은 나노선의 보호층으로 전도성 고분자 및 산화물 박막을 첨가하는 구조가 개발되었다. 은 나노선은 합성시에 절연막으로 코팅되어 은 나노선간의 엉김으로 인한 문제를 해결하였으나, 이로 인해, 은 나노선 간의 전류흐름이 방해되어 저항이 증가하는 문제가 발생하였고 이를 해결하기 위해 은 나노선 코팅 후 열처리, 산증기처리, 산화그래핀 처리를 수행하는 방법이 제안되었다. 열처리, 산증기 처리, 산화그래핀 처리 등은 기판 종류나 공정에 따라서 은 나노선 또는 기판이 손상될 가능성이 높은 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 면저항을 실질적으로 균일하게 할 수 있는 미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 저항이 최소화된 미세 구조체 네트워크 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기판의 손상이 최소화된 미세 구조체 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 제공하기 위해 본 발명은 미세 구조체 네트워크 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 미세 구조체 네트워크 제조 방법은, 기판 상에 도전성 구조체들을 갖는 베이스막(base layer)을 형성하는 단계, 상기 베이스막의 제1 지점, 및 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점과 상기 제2 지점이 전기적으로 연결된 제1 네트워크를 형성하는 단계, 및 상기 베이스 막의 제3 지점, 및 상기 제3 지점과 이격된 제4 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점과 상기 제4 지점이 전기적으로 연결된 제2 네트워크를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들은 은 나노 구조체(silver nano structure)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인가되는 전류 및 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류에 의해, 상기 구조체들의 적어도 일부는 서로 접합되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 지점들은 상기 베이스막의 가장자리에 위치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인가되는 전류 및 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류는 서로 다른 전류 경로(current path)를 갖는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인간되는 전류의 경로는 상기 제1 네트워크에 대응되고, 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류의 경로는 상기 제2 네트워크에 대응되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세 구조체 네트워크 제조 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체 네트워크 제조 장치는, 제1 방향으로 연장하고, 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 제2 전극의 일단들을 연결하는 지지 로드(support rod), 상기 제1 방향을 회전축으로 회전하고 상기 지지 로드와 연결된 회전 로드(rotation rod), 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전류를 인가한 후 상기 회전 로드를 회전시키고, 상기 회전 로드를 회전시킨 후 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전류를 인가하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 회전 로드가 회전하더라도, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이의 거리는 일정하게 유지되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 각각, 도전성 구조체들을 갖는 베이스막의 제1 지점 및 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점에 접촉된 상태에서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되고, 상기 회전 로드에 의해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 회전되어, 상기 제1 전극 및 제2 전극이, 각각, 상기 베이스막의 제3 지점 및 상기 제3 지점과 이격된 제4 지점에 접촉된 상태에서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체 네트워크 제조 장치는, 지지 구조체, 상기 지지 구조체의 가장자리에 인접하게 배열된 복수의 전극들, 및 상기 복수의 전극들 중에서 선택된 제1 및 제2 전극들 사이에 전류를 인가하고, 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 전류를 인가한 후, 상기 복수의 전극들 중에서 상기 제1 및 제2 전극들을 제외한 나머지 전극들 중에서 선택된 제3 및 제4 전극들 사이에 전류를 인가하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 전극들을 포함하는 상기 복수의 전극들이 도전성 구조체들을 갖는 베이스막에 접촉된 상태에서, 상기 제1 및 제2 전극들, 및 상기 제3 및 제4 전극들 사이에 전류가 인가되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 지지 구조체는, 제1 변(first side) 내지 제4 변을 포함하고, 상기 복수의 전극들은 상기 제1 내지 제4 변을 따라 각각 배열되고, 상기 제1 내지 제4 변을 따라 배열된 전극들의 각각은, 제1 내지 제4 그룹을 구성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 서로 다른 그룹에 포함되고, 상기 제3 내지 제4 전극은 서로 다른 그룹에 포함되는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판 상에 배치되고 도전성 구조체들을 갖는 베이스 막에, 서로 다른 복수의 전류 경로를 제공하여, 상기 구조체들이 전기적으로 연결된 복수의 네트워크들이 형성될 수 있다. 이로 인해, 기판의 손상을 최소화하고, 상기 베이스막의 저항을 최소화하는 동시에, 실질적으로 균일한 면저항을 갖는 미세 구조체 네트워크 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법에 따라 구조체들의 접점들 사이에 형성된 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 장치를 설명하기 위한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 직접적으로 연결하는 것, 또는 전기적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2 내지 도 4 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 방법에 따라 구조체들의 접점들 사이에 형성된 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 베이스막(110, base layer)이 형성될 수 있다(S110).
상기 기판(100)은 반도체 기판, 플라스틱 기판, 및/또는 유리 기판일 수 있다. 상기 기판(100)은 플렉시블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 유리 기판, polyethylene terephthalate(PET), polyethylene naphthalate(PEN), polycarbonate (PC), polyether sulfone(PES), polyimide(PI), 또는 acrylite 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 베이스막(110)은 복수의 도전성 구조체들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들은, 은 나노 입자, 은 나노 와이어와 같은 은 나노 구조체(silver nano structure)일 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 베이스막(110)의 상기 구조체들은, 은 나노 구조체 외에, 무기 물질(예를 들어, 그래핀 플레이크, 단일벽 CNT, 이중벽 CNT, 다중벽 CNT, C60, C85, C70 등), 금속 나노 입자(예를 들어, Au, Ag, Cu, Ni, Al 등), 반도체 물질(예를 들어, Si, C, GaAs, ZnSe, InP, CdS 등), 전도성 유기물(예를 들어, PEDOT:PSS, PVP 등), 산화물 반도체 물질(SiO2, ZnO, Al2O3, In2O3, SnO2 등), 코어쉘(core/shell) 형태의 반도체 양자점 물질(예를 들어, CdSe/CdSe, CdSe/ZnTe, ZnSe/ZnS, PbS/CdS, ZnS/CdSe, CdS/ZnS 등), 또는 코어쉘(core/shell) 형태의 반도체 나노선 물질(예를 들어, ZnO/ZnS, AlP/AlN, AlN/AlAs 등) 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 기판(100) 상에 상기 구조체들을 갖는 상기 베이스막(110)을 형성하는 단계는, 바 코팅(bar coating), 스프레이 코팅(spray coating), 스핀 코팅(spin coating), 브러쉬 코팅(brush coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 그라비아 코팅(gravure coating) 등의 방법으로 수행될 수 있다.
상기 기판(100) 상에 상기 베이스막(110)이 형성되기 전, 상기 기판(100)의 상부면이 전처리(pretreatment)될 수 있다. 상기 기판(100)이 전처리되어, 상기 기판(100)의 표면 에너지가 감소될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)을 전처리하는 것은, 상기 기판(100)의 상부면에 플라즈마(plasma), UV(ultra violet), 또는 오존(ozone) 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)의 상기 상부면에 산소(O), 아르곤(Ar), 질소(N), 또는 수소(H) 가스를 사용한 플라즈마가 제공될 수 있다.
상기 베이스막(110)의 제1 지점(P1) 및 상기 제1 지점(P1)과 다른 제2 지점(P2)이 선택될 수 있다. 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2)은 상기 베이스막(110) 상의 임의의 지점일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2)은 상기 베이스막(110)의 가장자리(edge)에 인접한 지점일 수 있다.
상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2) 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점(P1)과 상기 제2 지점(P2)이 전기적으로 연결된(electrically connected) 제1 네트워크(121)가 형성될 수 있다(S120). 상기 제1 지점(P1)과 상기 제2 지점(P2)이 전기적으로 연결된 상기 제1 네트워크(121)는, 상기 제1 지점(P1)과 상기 제2 지점(P2) 사이를 흐르는 전류 경로(current path)와 실질적으로(substantially) 대응될 수 있다.
상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2) 사이를 흐르는 전류에 의해 줄열(joule heating)이 발생된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 줄열에 의해 상기 베이스막(110) 내부의 상기 구조체들(115)이 교차되는 접점(115a)에 전류 접합이 형성될 수 있다. 즉, 상기 전류 경로에 인접하게 배치된 상기 구조체들(115)이 교차되는 상기 접점(115a)이 상대적으로 높은 저항을 가지고 있고, 이에 따라, 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2) 사이를 흐르는 전류에 의해 상기 구조체들(115)의 상기 접점(115a)에 줄열이 발생될 수 있다. 상기 줄열로 인해 상기 구조체들(115)을 구성하는 원자들이 이동되어, 서로 이격된 상기 구조체들(115)이 직접적으로 서로 연결되거나, 또는 서로 이격된 상기 구조체들(115) 사이의 간격이 좁아질 수 있다. 이에 따라, 상기 구조체들(115)의 상기 접점(115a)에 저항이 감소될 수 있고, 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2)이 전기적으로 연결된 상기 제1 네트워크(121)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 구조체들(115)이 은 나노 구조체인 경우, 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2) 사이에 흐르는 전류에 의해, 상기 은 나노 구조체들이 교차되는 접점에 줄열이 발생될 수 있다. 상기 줄열에 의해, 은 나노 구조체들을 구성하는 은 원자들이, 상기 은 나노 구조체들을 둘러싼 고분자 물질을 통해 이동되어, 서로 이격된 은 나노 구조체들이 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 네트워크(121)가 형성된 후, 상기 베이스막(110)의 제3 지점(P3) 및 제4 지점(P4)이 선택될 수 있다. 상기 제3 지점(P3) 및 상기 제4 지점(P4)은 상기 제1 지점(P1) 및 상기 제2 지점(P2)과 다른 임의의 지점일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 지점(P3) 및 상기 제4 지점(P4)은 상기 베이스막(110)의 가장자리(edge)에 인접한 지점일 수 있다.
상기 제3 지점(P3) 및 상기 제4 지점(P4) 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점(P3)과 상기 제4 지점(P4)이 전기적으로 연결된(electrically connected) 제2 네트워크(122)가 형성될 수 있다(S130). 상기 제3 지점(P3)과 상기 제4 지점(P4)이 전기적으로 연결된 상기 제2 네트워크(122)는, 상기 제3 지점(P3)과 상기 제4 지점(P4) 사이를 흐르는 전류 경로와 실질적으로 대응될 수 있다. 상기 제3 지점(P3)과 상기 제4 지점(P4) 사이를 흐르는 전류 경로는, 상기 제1 지점(P1)과 사기 제2 지점(P2) 사이를 흐르는 전류 경로 상이할 수 있다.
상기 제3 지점(P3) 및 상기 제4 지점(P4) 사이를 흐르는 전류에 의해 줄열(joule heating)이 발생되고, 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 줄열에 의해, 상기 제3 지점(P3) 및 상기 제4 지점P4) 사이에 흐르는 전류 경로에 인접한 상기 구조체들(115)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2 네트워크들(121, 122)이 형성된 후, 상기 제1 내지 제4 지점들(P1~P4) 외에, 다른 지점들 사이에 전류가 인가되어, 상기 구조체들에 의해 전기적으로 연결된 복수의 네트워크들(120)이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판(100) 상에 도전성 구조체들을 갖는 상기 베이스막(110)을 형성한 후, 상기 베이스막(110)의 임의의 두 지점 사이에 전류를 인가하는 공정이 복수로 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스막(110) 내에 서로 다른 복수의 전류 경로가 제공되고, 상기 서로 다른 복수의 전류 경로에 대응하는 서로 다른 복수의 네트워크들이 형성될 수 있다. 상기 베이스막(110)의 구조체들이 전기적으로 연결된 상기 네트워크가 형성되어 상기 베이스막(110)의 저항이 감소될 수 있다. 또한, 상기 네트워크가 복수로 제공되어 상기 베이스막(110)의 면저항이 실질적으로 균일해질 수 있다.
만약, 상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 상기 네트워크의 형성 공정이 생략되는 경우, 상기 구조체들 사이에 존재하는 고분자/절연물질 등으로 인해, 저항이 증가될 수 있다. 또한, 상기 구조체들을 저항을 감소시키기 위해 열처리 등을 수행하는 경우, 기판이 손상되는 문제점이 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 서로 다른 복수의 전류 경로를 제공하여 상기 구조체들이 전기적으로 연결된 복수의 네트워크가 형성될 수 있다. 이에 따라, 기판의 손상을 최소화하고, 상기 베이스막(110)의 저항을 최소화되는 동시에, 실질적으로 균일한 면저항을 갖는 미세 구조체 네트워크 제조 방법이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 방법에 따라, 미세 구조체 네트워크를 제조하기 위한 제조 장치가 설명된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 구조체 제조 장치는, 지지 구조체(210), 상기 지지 구조체(210)의 가장자리에 인접하게 배치된 복수의 전극들(221, 222, 223, 224), 및 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)을 제어하는 제어부(250)를 포함한다.
상기 지지 구조체(210)는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 기판(100) 및 상기 기판(100) 상에 배치되고 도전성 구조체들을 갖는 베이스 막(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 지지 구조체(210)는 제1 내지 제4 변(side)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지지 구조체(210)의 면적은, 상이 베이스막(110)의 면적과 유사할 수 있다. 상기 지지 구조체(210)는 절연성 물질로 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)은, 상기 지지 구조체(210)의 상기 제1 변을 따라 배열된 제1 그룹(221), 상기 지지 구조체(210)의 상기 제2 변을 따라 배열된 제2 그룹(222), 상기 지지 구초제(210)의 상기 제3 변을 따라 배열된 제3 그룹(223), 및 상기 지지 구조체(210)의 상기 제4 변을 따라 배열된 제4 그룹(224)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)은 상기 지지 구조체(210)의 가장자리에 인접하게 배치되어, 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)은 상기 베이스막(110)의 가장자리에 대응될 수 있다.
도 6에서, 상기 지지 구조체(210)의 각 변들에 4개 또는 5개의 전극들이 배치되는 것으로 도시되었으나, 상기 전극들의 개수는 3개 이하, 또는 6개 이상일 수 있다.
상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)이 상기 베이스막(110)에 접촉된 상태에서, 상기 제어부(250)는, 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224) 중에서 선택된 제1 및 제2 전극들 사이에 전류를 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 전극들은, 서로 다른 그룹에 포함된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극은 상기 제1 그룹(221)에 포함되고, 상기 제2 전극은 상기 제3 그룹(223)에 포함될 수 있다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 인가된 전류에 의해, 상기 제1 전극과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제1 지점과 상기 제2 전극과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제2 지점 사이에 전류가 흐를 수 있다. 상기 제1 지점 및 제2 지점 사이에 흐르는 전류에 의해, 도 1 내지 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점이 전기적으로 연결된 제1 네트워크가 형성될 수 있다.
상기 제1 네트워크가 형성된 후, 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224)이 상기 베이스막(110)에 접촉된 상태에서, 상기 제어부(250)는, 상기 복수의 전극들(221, 222, 223, 224) 중에서 상기 제1 전극 및 제2 전극을 제외한 나머지 전극들 중에서 선택된 제3 및 제4 전극들 사이에 전류를 인가할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 및 제4 전극들은, 서로 다른 그룹에 포함된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 전극은 상기 제2 그룹(222)에 포함되고, 상기 제4 전극은 상기 제4 그룹(224)에 포함될 수 있다. 상기 제3 전극 및 상기 제3 전극 사이에 인가된 전류에 의해, 상기 제3 전극과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제3 지점과 상기 제4 전극과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제4 지점 사이에 전류가 흐를 수 있다. 상기 제3 지점 및 제4 지점 사이에 흐르는 전류에 의해, 도 1 내지 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점 및 상기 제4 지점이 전기적으로 연결된 제2 네트워크가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 네트워크를 형성하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 인가된 전류의 크기 및/또는 전류가 인가되는 시간은, 상기 제2 네트워크를 형성하기 위해 상기 제3 전극 및 제4 전극 사이에 인가된 전류의 크기 및/또는 전류가 인가되는 시간과 실질적으로 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크의 형성 공정을 반복하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 미세 구조체 네트워크 제조 방법이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 장치로 수행될 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크의 제조 장치는, 제1 전극(310), 상기 제1 전극(310)과 이격된 제2 전극(320), 지지 로드(330, support rod), 회전 로드(340, rotation rod), 및 상기 제1 전극(310), 상기 제2 전극(320), 및 상기 회전 로드(340)를 제어하는 제어부(350)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 장치는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 기판(100) 및 상기 기판(100) 상에 배치되고 도전성 구조체들을 갖는 베이스 막(110) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)은 서로 이격되고, 제1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제1 방향은, 상기 베이스막(110)의 상부면에 직각인 방향일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)의 길이는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제1 전극(310)의 일단 및 상기 제2 전극(320)의 일단은, 상기 지지 로드(330)의 양단들에 각각 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)은 상기 지지 로드(330)에 고정될 수 있다.
상기 회전 로드(340)는 상기 지지 로드(230)의 중앙부와 연결되고, 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 회전 로드(340)는 상기 제1 방향을 회전축으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 로드(330)가 상기 회전 로드(340)를 회전축으로 회전하고, 상기 지지 로드(330)의 상기 양단들에 연결된 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)이 회전할 수 있다. 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)은 상기 지지 로드(330)의 상기 양단들에 고정되어, 상기 회전 로드(340)가 회전하더라도 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이의 거리는 일정하게 유지될 수 있다.
상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)의 타단들이 상기 베이스막(110)에 접촉된 상태에서, 상기 제어부(350)는 제1 및 제2 전극들(310, 320) 사이에 전류를 인가할 수 있다. 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이에 인가된 전류에 의해, 상기 제1 전극(310)과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제1 지점과 상기 제2 전극(320)과 접촉된 상기 베이스막(110)의 제2 지점 사이에 전류가 흐를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점은 상기 베이스막(110)의 가장자리에 인접할 수 있다. 상기 제1 지점 및 제2 지점 사이에 흐르는 전류에 의해, 도 1 내지 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점이 전기적으로 연결된 제1 네트워크(361)가 형성될 수 있다.
상기 제1 네트워크(261)가 형성된 후, 상기 제어부(350)는, 상기 회전 로드(340)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)이 상기 베이스막(110)의 제3 지점 및 제4 지점과 각각 접촉될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 회전 로드(340)가 회전하더라도 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이의 거리는 일정하게 유지되어, 상기 제1 지점 및 상기 지점 사이의 거리는, 상기 제3 지점 및 상기 제4 지점 사이의 거리와 실질적으로 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)의 상기 타단들이 상기 베이스막(110)의 상기 제3 지점 및 상기 제4 지점에 접촉된 상태에서, 상기 제어부(350)는, 제1 및 제2 전극들(310, 320) 사이에 전류를 인가할 수 있다. 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이에 인가된 전류에 의해, 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 전류가 흐를 수 있다. 상기 제3 지점 및 제4 지점 사이에 흐르는 전류에 의해, 도 1 내지 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점 및 상기 제4 지점이 전기적으로 연결된 제2 네트워크(362)가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 네트워크(361) 및 제2 네트워크(362)를 형성하기 위해 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이에 인가된 전류의 크기 및/또는 전류가 인가되는 시간은, 실질적으로 서로 동일할 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)에 의해 전류가 인가되는 지점들 사이의 거리가 서로 동일하여, 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)에 의해 전류에 의해 형성되는 복수의 네트워크들의 길이 차이가 최소화될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스막(110)의 면저항의 균일도가 향상될 수 있다.
상기 제1 네트워크(361) 및 상기 제2 네트워크(362)의 형성 공정을 반복하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 미세 구조체 네트워크 제조 방법이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 구조체 네트워크 제조 장치로 수행될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 기판
110: 베이스막
115: 구조체
115a: 접점
121. 122: 제1 및 제2 네트워크
210: 지지 구조체
221, 222, 223, 224: 전극들
250: 제어부
310, 320: 제1 및 제2 전극
230: 지지 로드
240: 회전 로드
250: 제어부
261, 262: 제1 및 제2 네트워크
P1~P4: 제1~4 지점

Claims (13)

  1. 기판 상에 도전성 구조체들을 갖는 베이스막(base layer)을 형성하는 단계;
    상기 베이스막의 제1 지점, 및 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제1 지점과 상기 제2 지점이 전기적으로 연결된 제1 네트워크를 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 막의 제3 지점, 및 상기 제3 지점과 이격된 제4 지점 사이에 전류를 인가하여, 상기 구조체들에 의해 상기 제3 지점과 상기 제4 지점이 전기적으로 연결된 제2 네트워크를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크 중에서 적어도 어느 하나는, 상기 기판의 상부면과 평행한 제1 방향으로 연장하는 제1 부분, 및 상기 기판의 상부면과 평행하고 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장하는 제2 부분을 포함하여, 굴곡된 형태를 갖는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구조체들은 은 나노 구조체(silver nano structure)를 포함하는 미세 구조체 네트워크의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인가되는 전류 및 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류에 의해, 상기 구조체들의 적어도 일부는 서로 접합되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 지점들은 상기 베이스막의 가장자리에 위치하는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인가되는 전류 및 상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류는 서로 다른 전류 경로(current path)를 갖는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 인간되는 전류의 경로는 상기 제1 네트워크에 대응되고,
    상기 제3 지점과 상기 제4 지점 사이에 인가되는 전류의 경로는 상기 제2 네트워크에 대응되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 방법.
  7. 제1 방향으로 연장하고, 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극의 일단들을 연결하는 지지 로드(support rod);
    상기 제1 방향을 회전축으로 회전하고 상기 지지 로드와 연결된 회전 로드(rotation rod); 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전류를 인가한 후 상기 회전 로드를 회전시키고, 상기 회전 로드를 회전시킨 후 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전류를 인가하는 제어부를 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 회전 로드가 회전하더라도, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이의 거리는 일정하게 유지되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 각각, 도전성 구조체들을 갖는 베이스막의 제1 지점 및 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점에 접촉된 상태에서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되고,
    상기 회전 로드에 의해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 회전되어, 상기 제1 전극 및 제2 전극이, 각각, 상기 베이스막의 제3 지점 및 상기 제3 지점과 이격된 제4 지점에 접촉된 상태에서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  10. 지지 구조체;
    상기 지지 구조체의 가장자리에 인접하게 배열된 복수의 전극들; 및
    상기 복수의 전극들 중에서 선택된 제1 및 제2 전극들 사이에 전류를 인가하고, 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 전류를 인가한 후, 상기 복수의 전극들 중에서 상기 제1 및 제2 전극들을 제외한 나머지 전극들 중에서 선택된 제3 및 제4 전극들 사이에 전류를 인가하는 제어부를 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 전극들을 포함하는 상기 복수의 전극들이 도전성 구조체들을 갖는 베이스막에 접촉된 상태에서, 상기 제1 및 제2 전극들, 및 상기 제3 및 제4 전극들 사이에 전류가 인가되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 지지 구조체는, 제1 변(first side) 내지 제4 변을 포함하고,
    상기 복수의 전극들은 상기 제1 내지 제4 변을 따라 각각 배열되고,
    상기 제1 내지 제4 변을 따라 배열된 전극들의 각각은, 제1 내지 제4 그룹을 구성하는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은 서로 다른 그룹에 포함되고,
    상기 제3 내지 제4 전극은 서로 다른 그룹에 포함되는 것을 포함하는 미세 구조체 네트워크 제조 장치.
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