KR101606080B1 - Film capable of self-healing for electrical conductivy using light, fabrication method for the same, and application for the same - Google Patents
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Abstract
기판; 상기 기판 상에 코팅된 광 이동 물질; 및 상기 광 이동 물질 상에 코팅된 전도성 물질을 포함하며, 상기 광 이동 물질은 조사되는 빛에 의하여 이동하는 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름이 제공된다.Board; A light-transfer material coated on the substrate; And a conductive material coated on the photo-transfer material, wherein the photo-transfer material moves by the light to be irradiated.
Description
본 발명은 빛을 이용하여 단락된 전기전도도를 자기회복 하는 필름, 그 제조방법 및 응용에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 자극에 의하여 전기적 단락이 발생한 경우에도, 광학적 방식으로 전기전도도의 회복이 가능하며, 이로써 양한 기판에 적용가능하며 특히 유연한 필름 위에 제작이 가능하기 때문에 입고 접을 수 있는 유연 전기 소자에 적용이 가능한, 빛을 이용하여 단락된 전기전도도를 자기회복 하는 필름, 그 제조방법 및 응용에 관한 것이다. The present invention relates to a film for self-recovering electric conductivity short-circuited by light, a method for producing the same, and an application thereof. More particularly, the present invention relates to a film capable of recovering electric conductivity by an optical method even when an electrical short- The present invention relates to a film which can be applied to a flexible substrate, which can be applied to a flexible substrate and can be produced on a flexible film, .
최근 경량화, 박형화, 고밀도화 및 연성화 (flexible) 특성을 갖는 고사양의 웨어러블 전자 기기 (wearable electrical device)의 개발이 활발해지면서, 전기 회로 (electrical pathway) 에 외부의 자극으로 (구부림 (bending) 이나 늘림 (stretching) 등) 인한 전기 회로 손상이 자주 발생하고 있고 (미세한 전기 회로의 단락 (a short circuit) 등), 이는 전체 전자 기기의 작동을 방해하는 문제점을 야기하고 있다. Recently, development of high-grade wearable electrical devices having light weight, thinness, densification and flexible characteristics has been actively developed and bending or stretching ), And the like (frequent occurrence of electric circuit damage) (such as a short circuit, etc.), which causes a problem that hinders the operation of the entire electronic device.
자연계의 존재하는 다양한 동식물은 외부로부터 강한 자극 (damage)을 받을 때, 자연적으로 본래의 기능을 회복하는 자기 회복력 (self-healing) 이라는 특징을 가지고 있다. 최근 이런 자연계에 존재하는 자기 회복 특성에 영감을 얻어, '단락된 전기 회로 (electrical pathway)를 간단한 자극으로 자기 회복하게 하는 연구 (study of healable electronic conductors)' 가 진행되고 있다. The diverse fauna and flora in nature have the characteristic of being self-healing, restoring natural function naturally when subjected to strong external damage. Recently, a study of healable electronic conductors is underway, inspired by the self-healing nature of this natural world, which allows the electrical pathway to be self-recovered with simple stimuli.
2012년 UIUC의 N.R. Sottos group과 J.S. Moore group이 전도성 금속 액체 (eutectic gallium-indium liquid metal) 을 마이크로 캡슐로 제작한 뒤, 전기 전도성 필름 위에 코팅하여 외부의 자극으로 전기 전도도 단락이 발생하여도 자발적으로 회복됨을 보여주었다. 이 방식은 자발적으로 전기 전도도를 회복한다는 장점이 있지만, 같은 위치에서 다시 손상이 발생하였을 경우 선행된 전도성 금속 액체의 소진으로 인하여 재회복이 힘들다는 단점을 가지고 있다. N.R. Sottos group and J.S. The Moore group was fabricated from microcapsules of eutectic gallium-indium liquid metal and then spontaneously recovered even when electrical conduction short-circuit occurred due to external stimulation by coating on the electroconductive film. This method has the advantage of recovering the electric conductivity spontaneously, but it has a disadvantage that when the damage occurs again at the same position, the recovery of the conductive metal liquid is difficult due to the exhaustion of the preceding conductive metal liquid.
같은 해에 Jilin 대학의 J. Sun group에서 물 (water) 을 이용한 전기 전도성 회복 필름을 소개하였다. 명본 발는 하이드로젤로 이루어진 필름이 물을 머금었을 때 부피팽창이 일어나서 단락된 전기 회로를 다시 연결하는 방식이다. 하지만 전자기기 시스템 내에 물을 넣으면 기기 전체의 단락 (shorting) 이 발생할 수 있으며, 물이 증발하여 기기 전체에 손상을 일으킬 수도 있다. 더불어 건조한 환경에서는 팽윤 (swelling) 된 물이 다시 증발되어 초기 손상된 환경으로 돌아가서 결국 전기 전도성을 잃어버리는 문제가 발생한다. In the same year, Jilin University's J. Sun group introduced an electroconductive recovery film using water. A legged foot is a way of reconnecting a short circuit when a film made of a hydrogel develops a volume expansion when water is wetted. However, placing water in an electronic system can cause short-circuiting of the entire device, and evaporation of water may cause damage to the entire device. In addition, in a dry environment, the swelled water re-evaporates and returns to the initial damaged environment, resulting in the loss of electrical conductivity.
최근 Stanford 대학의 Z. Bao group이 니켈 파티클과 수소결합을 할 수 있는 고분자를 섞어 물리적, 전기적 특성을 다시 회복하는 특성을 보여주었다. 또 UCLA의 Q. Pei group에서는 고분자의 가역적인 Diels-Alder (D-A) 반응을 이용하여 단락된 전기 전도도 특성을 회복하는 연구 결과를 발표하였다. 하지만 이런 방식들은 전자 기기에 110 도 이상 높은 온도를 가해주거나 단락된 부분에 직접 접촉하여 압력을 가해주어야 자기 회복이 가능하므로 기기 전체의 손상을 입힐 수 있어 실질적인 디바이스로의 응용가능성은 낮다고 할 수 있다. 따라서 전체 전자 기기를 손상시키지 않으면서 손쉽게 단락된 전기 전도도 필름 (혹은 회로 (circuit)) 을 회복시킬 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다. Recently, Z. Bao group of Stanford University has shown that the physical and electrical properties can be recovered by mixing nickel particles and hydrogen bonding polymer. In addition, UCLA's Q. Pei group has published a study that restores short-circuited electrical conductivity characteristics using a reversible Diels-Alder (D-A) reaction of a polymer. However, these methods are applied to the electronic device at a temperature higher than 110 degrees Celsius or in direct contact with the short-circuited portion, so that the self-recovery can be performed, which may damage the entire device, . Therefore, there is a need to develop a method that can easily recover a short-circuiting electrical conductivity film (or circuit) without damaging the entire electronic device.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전체 전자 기기를 손상시키지 않으면서 손쉽게 단락된 전기 전도도 필름 (혹은 회로 (circuit)) 을 회복시킬 수 있는 방법과 이 방법이 적용된 필름을 제공하는 것이다. Therefore, a problem to be solved by the present invention is to provide a method capable of restoring an electrically short-circuit film (or a circuit) easily shortened without damaging the entire electronic apparatus, and a film to which the method is applied.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 코팅된 광 이동 물질; 및 상기 광 이동 물질 상에 코팅된 전도성 물질을 포함하며, 상기 광 이동 물질은 조사되는 빛에 의하여 이동하는 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름을 제공한다. According to an aspect of the present invention, A light-transfer material coated on the substrate; And a conductive material coated on the light moving material, wherein the light transporting material is moved by the light to be irradiated.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 이동 물질은 아조벤젠기를 포함하는 고분자이며, 상기 광 이동 물질의 이동 방향은 조사되는 빛의 편광 방향에 따라 결정된다. In one embodiment of the present invention, the light-moving substance is a polymer including an azobenzene group, and the moving direction of the light-moving substance is determined according to the polarization direction of the irradiated light.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 이동 물질의 이동에 따라 상기 전도성 물질이 이동된다. In one embodiment of the present invention, the conductive material moves according to the movement of the light-moving substance.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 플렉서블 또는 딱닥한 기판이다. In one embodiment of the invention, the substrate is a flexible or rigid substrate.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전기전도도 자기회복 시간은 상기 조사되는 빛의 세기에 따라 결정된다. In one embodiment of the present invention, the electrical conductivity self-recovery time is determined according to the intensity of the irradiated light.
본 발명은 상술한 전기전도도 자기회복 필름을 포함하는 웨어러블 디바이스를 제공한다. The present invention provides a wearable device comprising the above-described electrically conductive self-recovering film.
본 발명은 또한 기판; 상기 기판 전면에 코팅된 광 이동 물질층; 및 상기 광 이동 물질층 상에 코팅된 전도성 물질층을 포함하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법으로, 상기 광 이동 물질층에 빛을 조사하여 상기 광 이동 물질층을 이동시키는 단계; 및 상기 이동된 광 이동 물질층에 의하여 단락된 상기 전도성 물질층이 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법을 제공한다. The present invention also relates to a substrate; A light transfer material layer coated on the entire surface of the substrate; And a layer of a conductive material coated on the layer of light transporting material, the method comprising: irradiating light onto the layer of light transporting material to move the layer of light transporting material; And a step of connecting the conductive material layer short-circuited by the moved layer of the light-transferring material.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전기전도도 회복방법의 단계는 상온에서 진행되며, 상기 빛은 상기 기판의 전면의 반대 방향으로 조사된다. In one embodiment of the present invention, the step of the electrical conductivity recovery method proceeds at room temperature, and the light is irradiated in a direction opposite to the front side of the substrate.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 이동 물질층은 아조기를 포함하는 고분자이다. In one embodiment of the present invention, the light-moving material layer is a polymer including an azo group.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전도성 물질층은 은나노와이어, 그라핀, 탄소나노튜브, 카본 물질 및 전도성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이다. In one embodiment of the present invention, the conductive material layer is at least one selected from the group consisting of silver nanowires, graphene, carbon nanotubes, carbon materials, and conductive polymers.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 투명 기판이다. In one embodiment of the present invention, the substrate is a transparent substrate.
본 발명은 전기전도도 자기회복 필름 제조방법으로, 기판 상에 광 이동 물질층을 제 1 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 광 이동 물질층 상에 전도성 물질층을 제 2 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도도 자기회복 필름 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a method for manufacturing an electroconductivity self recovery film, comprising: a first coating of a layer of a light transfer material on a substrate; And a second coating of a layer of a conductive material on the coated layer of the light transfer material.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 코팅 및 제 2 코팅은 디스펜서를 이용한 기계적인 분출법이나 잉크젯 프팅, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 드롭케스팅, 딥 코팅 또는 전기 스프레이 이용 방식으로 진행된다.In one embodiment of the present invention, the first coating and the second coating are conducted using a mechanical ejection method using a dispenser, ink jetting, spin coating, spray coating, drop casting, dip coating or electric spraying.
본 발명은 빛에 반응하는 고분자 위에 전도성 물질이 도포된 형태로 구성되어 있다. 빛에 반응하는 고분자는 매우 약한 에너지 빛에도 방향성을 가지며 움직인다. 이때 도포된 전도도 물질을 같이 끌고 이동시켜 단락된 부분을 다시 접착시킨다. 본 방식은 약한 빛을 이용하므로 전체 기기에 다른 손상을 입히지 않을 수 있다. 또한 전기 전도도 단락문제는 입고/ 접는 형태의 전자기기에 많이 일어나는데, 본 물질은 입고 접을 수 있는 필름 위에 제작이 가능하다. 따라서 전기전도도 자기 회복이 가능한 입고 접을 수 있는 전자기기로 사용 될 수 있다.The present invention is configured such that a conductive material is applied on a polymer that reacts with light. Polymers that react to light act with directionality in very weak energy light. At this time, the applied conductive material is dragged and moved together to adhere the short-circuited portion again. This method uses weak light and may not cause any damage to the whole device. The problem of electrical conductivity short-circuiting also occurs in many of the wearing / folding electronic devices, which can be fabricated on foldable films. Therefore, electric conductivity can be used as an electronic equipment that can be self-recoverable.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 사용된 광 이동 물질인 아조 고분자의 구조식이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용된 광 이동 물질인 아조 고분자의 빛의 편광 방향에 따른 정렬 원리를 설명하는 도면이다.
도 3에서는 아조고분자가 20 마이크로 정사각형 포스트에 편광 방향을 바꾸면서 빛을 조사한 Scanning Electron Microscope (SEM, FEI, Sirion) 이미지이고, 도 4는 시뮬레이션 결과이다.
도 5는 이러한 광 이동 물질을 이용한 물질 이동 현상을 나타내는 이미지이다.
도 6은 전도성 물질의 코팅 방법을 설명하는 도면이다.
도 7는 아조고분자 필름 위에 은나노와이어가 도포된 단면 SEM 이미지이고, 도 8 및 9는 각각 변형 형태에 따른 전도도를 나타내는 그래프와, 싸이클 방식 및 이에 따른 전도도 유지 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 광 이동물질인 아조고분자를 이용한 전기 전도도 자기 회복 특성을 보여주는 것으로 전체 실험 계획을 나타내는 것으로, 도 10a-c는 SEM 이미지 이며, 도 10d-f는 다크 필드 광학현미경 사진이다.
도 11은 조사되는 빛이 미치는 영향을 파악하기 위해 시뮬레이션 결과이다.
도 12 및 13은 정량적으로 전도도 특성을 파악하기 위해 저항값 변화를 인-시투(in-situ) 측정 결과이다.
도 14는 전기 전도성 회복 특성의 전자기기 사용 가능성을 파악하기 위해 'K'모양의 LED 패턴을 제작하여 전도도 회복 특성을 관찰한 결과로서, 전기 전도성 회복 LED 실험의 사진을 나타낸다.
도 15는 전기전도도 자기회복 후 PET 필름의 연성특성 분석결과이다.
도 16은 모든 각도에서 입사시에도 단락된 전기전도도를 회복시킬 수 있음을 보여주는 사진 및 결과이다.
또한, 도 17은 두 개 이상의 크랙이 발생시에도 적절한 편광이 입사된다면 단락된 전기전도도를 회복함을 보여주는 실험 결과이다.
도 18은 실제 입는 전자기기로의 사용 여부를 확인하기 위한 실험 결과이다. FIG. 1 is a structural formula of an azo polymer, which is a photo-transfer material used in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view illustrating an alignment principle according to the polarization direction of light of an azo polymer, Fig.
FIG. 3 shows a scanning electron microscope (SEM, FEI, Sirion) image in which an azo polymer is irradiated with light while changing a polarization direction to a 20 micro-square post, and FIG.
FIG. 5 is an image showing the phenomenon of mass transfer using such a light-moving substance.
6 is a view for explaining a method of coating a conductive material.
FIG. 7 is a cross-sectional SEM image of a silver nanoparticle film coated on an azo polymer film, FIGS. 8 and 9 are graphs showing the conductivity according to the modified form, and the cyclic method and the conductivity maintaining property thereof, respectively.
10 shows the electric conductivity self-recovery characteristic using an azo polymer as a light-transferring material, which shows an overall experimental design. FIGS. 10A to 10C are SEM images, and FIGS. 10D to 10F are dark field optical microscope photographs.
Fig. 11 shows the simulation results in order to grasp the influence of the irradiated light.
12 and 13 are in-situ measurement results of the change in resistance value in order to quantitatively determine the conductivity characteristics.
FIG. 14 shows a photograph of the electric conductivity recovery LED test as a result of observing the conductivity recovery characteristic by fabricating a 'K' shaped LED pattern to understand the possibility of using the electronic device with the electric conductivity recovery characteristic.
15 shows the results of analysis of the ductility characteristics of the PET film after electric conductivity self-recovery.
FIG. 16 is a photograph and a result showing that the shorted electric conductivity can be restored even when incident at all angles. FIG.
Also, FIG. 17 shows experimental results showing that, when two or more cracks are generated, the shorted electric conductivity is recovered if an appropriate polarized light is incident.
Fig. 18 shows experimental results for confirming whether or not the electronic device is actually used.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대하여, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the present invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are merely illustrative for purposes of illustrating embodiments of the present invention, and embodiments of the present invention may be embodied in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "커플링되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is referred to as being "connected" or "coupled" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in the middle It should be understood. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" module, "" module "," block ", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, Lt; / RTI >
본 발명은 빛에 반응하여 움직이는 '아조기(group)가 포함된 고분자' (azobenzene contained polymer, 줄여서 아조물질 (azobenezene materials))를 이용하여 상온에서 비접촉식 전기 전도도가 자기 회복될 수 있는 전도성 필름(이하 전기전도도 자기회복 필름)을 제작하였다. The present invention relates to a conductive film (hereinafter, referred to as " electric film ") capable of self-restoring electric conductivity of noncontact at room temperature by using an azobenzene contained polymer (azobenzene materials) Conductivity self-recovery film).
본 발명의 일 실시예에서 사용된 아조고분자(아조 물질)는 빛에 반응하는 감광성 물질로서 레이저 조사 시 레이저 빛의 편광방향에 따라서만 물질의 이동을 보인다. 특히 이러한 움직임은 모두 아조고분자의 유리전이온도 (Tg) 이하인 상온에서 이루어진다. 더 나아가, 빛 조사시에만 고분자의 이동이 존재하며, 빛 조사를 멈추는 순간 고분자의 이동은 사라지는데, 그 상태는 외부에서 큰 자극 (예를 들어 Tg 이상의 온도 (120 도 이상) 를 가해주었을 때)이 없는 한 계속 유지된다. The azo polymer (azo material) used in an embodiment of the present invention is a photosensitive material that reacts with light, and shows the movement of the material only in accordance with the polarization direction of the laser light when the laser is irradiated. In particular, all of these movements occur at room temperature, which is below the glass transition temperature (Tg) of the azo polymer. Furthermore, the movement of the polymer is only present at the time of light irradiation, and the movement of the polymer disappears at the moment of stopping the light irradiation, which is caused by a large external stimulus (for example, when the temperature is higher than Tg (120 ° C) It will be maintained as long as it is not.
본 발명의 일 실시예에서는 이러한 특징을 가진 고분자인 아조물질을 이용하여 빛에 의하여 전기 전도도를 자기 회복하는 필름을 하기 방식으로 제조한다. In an embodiment of the present invention, a film that self-heals electric conductivity by light using an azo material, which is a polymer having such characteristics, is manufactured in the following manner.
i) 특정 기판 위에 아조고분자를 코팅하고 전기 전도성 물질 (예를 들어 은나노와이어 (silver nanowire (AgNW)) 혹은 탄소 물질(carbon materials (그래핀, CNT))을 도포한다. i) An azo polymer is coated on a specific substrate and an electrically conductive material (for example, silver nanowire (AgNW)) or a carbon material (graphene, CNT) is applied.
ii) 그 후 외부 자극으로 인한 단락이 발생 시 편광이 조절 된 빛을 조사하면 아조고분자는 자신과 함께 전기 전도성 물질을 끌고 이동하여 단락된 전도성 물질을 연결시켜, 전도성 필름의 전기전도성을 회복시킨다. ii) Then, when a short circuit due to external stimulation occurs, the azo polymer attracts and moves the electroconductive material together with the polarized light, thereby connecting short-circuited conductive materials to restore the electrical conductivity of the conductive film.
본 발명에서의 상술한 전기 전도도 자기회복 과정은 모두 상온에서 진행이 되며, 특별한 외부 압력 없이 온전히 빛에 반응하여 움직이는 고분자의 힘만을 이용한다. 더불어 연성 특성이 있는 필름 (polyethylene terephthalate film (PET film))을 기판으로 사용하기 때문에, 최근 주목 받고 있는 플렉시블 전자기판 (flexible device) 에도 응용할 수 있다. 더불어 은 나노와이어를 아조고분자 필름 위에 도포를 하여도 반투명 (semi-transparent) 상태를 나타내므로, 차후 전도성 터치스크린이나 태양전지 투명 전극으로도 이용할 수 있다.In the present invention, the above-described electric conductivity self-recovery process proceeds at room temperature and uses only the force of the polymer moving in response to light without any external external pressure. In addition, since a flexible film (polyethylene terephthalate film (PET film)) is used as a substrate, it can be applied to a flexible electronic device that has recently been attracting attention. In addition, since the nanowire is semi-transparent even when it is applied on the azo polymer film, it can be used as a conductive touch screen or solar cell transparent electrode.
본 발명의 일 실시예에서 상기 기판은 연성 기판 이외에, 투명한 유리, 석영, 플라스틱과 같은 딱딱한 기판이 될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the substrate may be a rigid substrate such as transparent glass, quartz, or plastic, in addition to a flexible substrate.
또한 상기 감광성 고분자는 아조벤젠기-포함 분자를 가지고 있는 고분자, 슈프라몰레큘러를 이용할 수 있으며, 상기에서 빛에 의하여 이동되는 감광성 광이동 물질을 녹인 용매는 광이동 물질이 녹는다면 어떠한 용매도 사용할 수 있으며, 농도는 5wt% 이상이다.The photosensitive polymer may be a polymer having an azobenzene group-containing molecule, such as a supramolecular. In the above, a solvent in which a photosensitive photo-transfer material moved by light is dissolved may be any solvent as long as the photo- , And the concentration is 5 wt% or more.
본 발명의 일 실시예에서 상기 광이동 물질 코팅은, 디스펜서를 이용한 기계적인 분출법이나 잉크젯 프팅, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 드롭케스팅, 딥 코팅, 전기 스프레이 등에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 상기에서 전도도 물질은 전자를 이동사킬 수 있는 모든 물질 (예를 들어 은나노와이어, 그라핀, 탄소나노튜브, 카본 물질, 전도성 고분자)을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the optical transfer material coating can be performed by a mechanical ejection method using a dispenser, ink jetting, spin coating, spray coating, drop casting, dip coating, electric spraying or the like. In addition, the conductive material includes all materials capable of transferring electrons (for example, silver nano wire, graphene, carbon nanotube, carbon material, conductive polymer).
또한, 상기에서 전도도 물질을 광이동 물질 필름에 코팅하기 위해 디스펜서를 이용한 기계적인 분출법이나 잉크젯 프팅, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 드롭케스팅, 딥 코팅, 전기스프레이, 전자 빔 분사, 열 분사, 스퍼터링 (sputtering)방법를 이용할 수 있다.In order to coat the conductive material on the film of the optical transfer material, a mechanical extrusion method using a dispenser, an ink jetting method, a spin coating method, a spray coating method, a drop casting method, a dip coating method, an electric spray method, sputtering method can be used.
상기에서 자기회복 필름 전체 면적은 수 마이크로미터에서 수 미터이며, 상기에서 전기전도도 자기회복을 유도하는 방법은 원거리 (far-field) 빛 조사와 근거리 (near-field) 빛 조사를 모두 이용할 수 있다.In the above, the total area of the self-recovering film is several micrometers to several meters, and the method of inducing electrical conductivity self-recovery may utilize both far-field light irradiation and near-field light irradiation.
상기에서 고분자 어레이의 방향성 광유체화를 유도하기 위해 조사된 빛의 파장대는 아조벤젠분자가 흡수하는 모든 영역대를 이용할 수 있다.In order to induce the aromatic mineralization of the polymer array, the wavelength band of the irradiated light can utilize the entire area band absorbed by the azobenzene molecule.
상기에서 광이동 물질의 움직임 방향은 빛의 편광방향에 의해서 조절할 수 있으나, 바람직하게는 원형 편광이 모든 단락을 회복시킬 수 있다. 전기전도도 단락 방향과 수직한 편광도 단락된 전기 전도도를 회복할 수 있으며, 적어도 조사되는 빛에 의하여 광이동 물질을 이동시켜, 전도성 물질을 연결시키는 한, 이는 모두 본 발명의 범위에 속한다. In this case, the direction of movement of the optical transfer material can be controlled by the direction of polarization of the light, but preferably circularly polarized light can restore all short circuits. Electrical conductivity The polarized light perpendicular to the short-circuit direction can recover the short-circuited electrical conductivity, and is within the scope of the present invention as long as at least the light-moving substance is moved by the irradiated light to connect the conductive substance.
본 발명의 일 실시예에서 필름의 자기회복 시간은 조사되는 빛의 세기로 조절할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서의 자기회복 단계에 이용된 빛 조사는 10 mW/cm2 ~100 W/cm2 까지 이용이 가능하며 바람직하게는 500-900mW/cm2를 이용한다. In one embodiment of the present invention, the self-recovery time of the film can be controlled by the intensity of the irradiated light, wherein the light irradiation used in the self-recovery step in one embodiment of the present invention is 10 mW / cm 2 to 100 W / 2 , preferably 500-900 mW / cm < 2 & gt ;.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하지만, 다음의 실시예는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명이 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are provided to aid understanding of the invention, and the present invention is not limited to these examples.
실시예Example
실시예 1Example 1
빛에 반응하는 광이동 물질에 흠집을 낸 후 빛 조사로 회복Scratches light-transferring light-transferring material and then restores light
본 발명의 일 실시예에 사용한 물질은 빛에 반응하여 방향성 광유체화 거동을 보이는 아조고분자다. 일반적으로 아조고분자는 딱딱한(rigid) 메인 체인 (main chain)의 고분자에 사이드 체인 (side chain) 으로 양쪽에 벤젠고리를 갖고 그 사이에 아조그룹 (N-N) 을 갖는 고분자를 말한다. 현재 수많은 아조고분자가 보고되어있는데, 최근 가장 널리 사용되고 있는 아조고분자는 poly disperse orange 3 (PDO 3)이다. The material used in one embodiment of the present invention is an azo polymer that exhibits a directional light mineralization behavior in response to light. In general, an azo polymer refers to a polymer having a benzene ring on both sides and an azo group (N-N) in a side chain in a polymer of a main chain of a rigid body. Numerous azo polymers have been reported. Recently, the most widely used azo polymer is poly-disperse orange 3 (PDO 3).
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 사용된 광 이동 물질인 아조 고분자의 구조식이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용된 광 이동 물질인 아조 고분자의 빛의 편광 방향에 따른 정렬 원리를 설명하는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에서 사용된 PDO 3는 이전에 보고되었던 방식과 동일한 방식으로 진행하였다. FIG. 1 is a structural formula of an azo polymer, which is a photo-transfer material used in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view illustrating an alignment principle according to the polarization direction of light of an azo polymer, Fig. The
도 1 및 2를 참조하면, 편광이 조절된 빛을 아조고분자에 조사하면 사이드 체인에 있는 아조그룹이 반복적인 이성질화(isomerization) 현상 (반복적인 cis-와 trans- 움직임) 을 보이며, 최종적으로 빛의 편광에 수직방향으로 배열 (alignment) 된다. (도 2 참조). 특히 이러한 아조 고분자의 흥미로운 점은 이런 아조고분자의 배열이 전체 아조고분자의 비등방성 움직임(anisotropic mass transportation)을 유도한다는 것이다. Referring to FIGS. 1 and 2, azo groups in the side chain exhibit repetitive isomerization phenomena (repetitive cis- and trans-movement) when irradiated with azo polymer with controlled polarization, In the direction perpendicular to the polarization of the light. (See Fig. 2). Particularly interesting of these azo polymers is that the arrangement of these azo polymers induces anisotropic mass transportation of the entire azo polymer.
상기 아조고분자의 비등방성 움직임 방향은 조사되는 빛의 편광(전자기파 (electromagnetic wave))의 전기파 (electric wave)의 방향) 방향과 동일하다는 점을 나타내는 도면이다. 아직 이러한 아조고분자의 움직임은 정확한 원인이 밝혀지지 않았으며 다양한 가설들만이 보고되고 있다.The anisotropic movement direction of the azo polymer is the same as the direction of the electric wave of the polarized light (electromagnetic wave) of the irradiated light. The exact cause of the movement of these azo polymers has not yet been elucidated, and various hypotheses have been reported.
도 3에서는 아조고분자가 20 마이크로 정사각형 포스트에 편광 방향을 바꾸면서 빛을 조사한 Scanning Electron Microscope (SEM, FEI, Sirion) 이미지이고, 도 4는 시뮬레이션 결과이다. FIG. 3 shows a scanning electron microscope (SEM, FEI, Sirion) image in which an azo polymer is irradiated with light while changing a polarization direction to a 20 micro-square post, and FIG.
도 3을 참조하면, 상기 결과는 600 mW/cm2 의 빛의 세기 및 120 sec 의 조사 시간에서 진행한 결과이며, 실제로 조사되는 빛의 편광방향과 나란한 아조고분자가 움직임을 보여주는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, the results are shown in FIG. 3 as a result of the intensity of light of 600 mW / cm.sup.2 and the irradiation time of 120 seconds, and the azo polymers aligned in parallel with the polarization direction of the light actually irradiated.
빛을 조사하였을 때 빛이 광 이동 물질에까지 전달되어야 하는데, 이는 도 4의 시뮬레이션 결과로부터 조사되는 빛의 상당부분 광 이동 물질까지 도달됨을 알 수 있다. When the light is irradiated, the light must be transmitted to the optical transfer material, which can be seen to reach a substantial portion of the optical transfer material from the simulation result of FIG.
도 5는 이러한 광 이동 물질을 이용한 물질 이동 현상을 나타내는 이미지이다. FIG. 5 is an image showing the phenomenon of mass transfer using such a light-moving substance.
도 5를 참조하면, 아조고분자 필름에 커터 칼 (cutting knife)을 이용한 흠(crack)을 만들고 편광이 조절된 빛을 조사하면, 흠(crack)이 점점 줄어들면서 특정 시간 이상이 지날 경우 흠(crack) 완전히 없어지는 자기 회복(self-healing) 특성을 보이는 것을 알 수 있다. 본 실험은 PET 필름 위에 캐스팅 (아조고분자를 cyclohexanone 용매에 녹여 (30wt% 용액) 캐스팅을 진행함) 하여 아조고분자 필름을 제작하였으며, 아조고분자의 두께는 4~5 m 이었다. 필름에 형성된 흠(Crack)은 쉽게 구할 수 있는 커터 칼을 사용했으며, 흠(crack의) 폭과 깊이는 각각 약 10 m와 약 5~20 m이었는데, 손으로 직접 흠을 발생시켰다. 또한, 광원으로 532nm 파장의 레이저를 사용하였으며, 공간필터 (spatial filter)와 렌즈를 사용하여 조사 면적을 넓혀서 (직경 0.5 cm) 사용하였다. 레이저 빛 세기 (intensity)는 500~600 mW/cm2 이다.
Referring to FIG. 5, when an azo polymer film is cracked using a cutting knife and irradiated with a light having a controlled polarization, cracks are gradually reduced, ) Self-healing characteristics that disappear completely. In this experiment, the azo polymer film was prepared by casting (azo polymer dissolved in cyclohexanone solvent (30 wt% solution) cast on the PET film), and the thickness of the azo polymer was 4 to 5 m. The cracks formed on the film used a readily available cutter knife and the width and depth of the cracks were about 10 m and about 5 to 20 m, respectively, which caused a direct scratch on the hand. In addition, a laser with a wavelength of 532 nm was used as a light source, and an irradiation area (0.5 cm in diameter) was used by using a spatial filter and a lens. The laser light intensity is 500 to 600 mW / cm 2 .
실시예 2Example 2
광 이동 물질위에 전도성 물질 도포 후 전도성특성/연성 특성 분석Analysis of conductivity / ductility characteristics after applying conductive material on photo-transfer material
도 6은 전도성 물질의 코팅 방법을 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining a method of coating a conductive material.
도 6을 참조하면, 광 이동 물질(PDO3, 아조 고분자) 위에 다양한 전도성 물질(여기서는 은나노와이어 (AgNW))을 도포 하였다. Referring to FIG. 6, various conductive materials (here, silver nano wire (AgNW)) were coated on a light transfer material (PDO3, azo polymer).
본 실험예에서 상기 광이동 물질 필름은 실시예 1과 동일한 조건으로 제작하였으며 기판은 구부러질 수 있는 PET 필름을 사용하였다. In this experiment, the optical transfer material film was prepared under the same conditions as in Example 1, and a flexible PET film was used as the substrate.
본 발명의 일 실시예에서 상기 은나노와이어 직경은 약 150~200 nm 이며 길이는 약 20 m 이다. 은나노와이어는 original polyol reduction 방식을 이용하여 제작하였다. 은나노와이어를 아조고분자 위에 도포하는 방식은 전기 스프레이 (electro spray) 기법을 이용하였다.(도 6 참조)In one embodiment of the present invention, the silver nano wire diameter is about 150 to 200 nm and the length is about 20 m. Silver nano wire was fabricated using original polyol reduction method. The method of applying the silver nanowire on the azo polymer was an electro spray method (see FIG. 6)
도 7는 아조고분자 필름 위에 은나노와이어가 도포된 단면 SEM 이미지이고, 도 8 및 9는 각각 변형 형태에 따른 전도도를 나타내는 그래프와, 싸이클 방식 및 이에 따른 전도도 유지 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a cross-sectional SEM image of a silver nanoparticle film coated on an azo polymer film, FIGS. 8 and 9 are graphs showing the conductivity according to the modified form, and the cyclic method and the conductivity maintaining property thereof, respectively.
도 7 내지 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전기전도도 자기 회복 필름은 구부리거나 꼬아도 전도도 특성을 매우 잘 유지하며, 매우 많은 반복 구부림 (여기서는 500번의 구부림, 꼬아보는 실험)을 하여도 전도도 특성은 매우 잘 유지되는 것을 알 수 있다.
7 to 9, the electrically conductive self-recovering film manufactured according to an embodiment of the present invention maintains the conductivity characteristic very well even when bent or twisted, and has a great deal of repetitive bending (here, 500 bending and twisting experiments) It can be seen that the conductivity characteristics are maintained very well.
실시예 3Example 3
다단계 조사를 통하여 두 개의 서로 다른 나노구조체를 한 공간에 집적Through a multistage investigation, two different nanostructures are integrated in one space
본 발명에 따른 필름은, 광이동 물질의 자기 회복 특성을 활용하며, 이에 따라 전기 전도도 필름이 단락 되더라도 다시 연결해주는 자기 회복 전도도 필름으로 이용할 수 있다. 즉, 흠(crack)을 발생시키고 편광이 조절된 빛을 단락된 광이동 물질에 조사하면, 광이동 물질이 자기 회복 됨과 동시에 전도성 물질을 끌고 이동시켜 전기 전도도 자기 회복을 시킬 수 있다. The film according to the present invention makes use of the self-recovering property of the light-transferring material, and thus can be used as a self-restoring conductive film to be reconnected even if the conductive film is short-circuited. That is, when cracks are generated and polarized light is irradiated onto the short-circuited light-moving substance, the light-moving substance is self-recovered and at the same time, the conductive substance can be dragged and moved,
도 10은 광 이동물질인 아조고분자를 이용한 전기 전도도 자기 회복 특성을 보여주는 것으로 전체 실험 계획을 나타내는 것으로, 도 10a-c는 SEM 이미지 이며, 도 10d-f는 다크 필드 광학현미경 사진이다.10 shows the electric conductivity self-recovery characteristic using an azo polymer as a light-transferring material, which shows an overall experimental design. FIGS. 10A to 10C are SEM images, and FIGS. 10D to 10F are dark field optical microscope photographs.
본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 전도성 필름에 커터 칼을 이용하여 필름 흠(crack)을 발생시키면, 전체 필름이 전기 전도도를 잃게 된다. 그 후 샘플에 편광이 조절된 빛(crack 방향과 수직인 빛을 조사한다. 조사되는 빛의 방향은 샘플의 뒷면인데, 그 이유는빛 조사 시 발생하는 은나노와이어의 아조고분자 속 침투 (embedding) 효과를 최대한 없애기 위함이다. When a film crack is generated in a conductive film manufactured according to an embodiment of the present invention using a cutter knife, the entire film loses electrical conductivity. After that, the sample is irradiated with light whose polarization is controlled (perpendicular to the crack direction). The direction of the irradiated light is the back side of the sample, because the embedding effect of the silver nanowire in the light irradiation As much as possible.
최종적으로 빛 조사를 마친 후, 아조고분자는 편광방향에 따른 움직임을 보이고 이로 인해 도포된 은나노와이어를 이동시켜 단락된 은나노와이어를 다시 연결한다. 도 10c,f 는 단락된 은나노와이어가 다시 연결되는 각 단계에서의 이미지를 나타낸다. After the final light irradiation, the azo polymer moves along the polarization direction and moves the coated silver nanowire to reconnect the shorted silver nanowire. Figures 10c and f show images at each step where the shorted silver wire is reconnected.
본 실험예에서 단락된 은나노와이어는 아조고분자의 자기 회복효과로 인하여 매우 균일하게 다시 연결됨을 확인할 수 있다. It can be confirmed that the short-circuited silver nanowires in this experimental example are reconnected very uniformly due to the self-recovery effect of the azo polymer.
도 11은 조사되는 빛이 미치는 영향을 파악하기 위해 시뮬레이션 결과이다. Fig. 11 shows the simulation results in order to grasp the influence of the irradiated light.
도 11을 참조하면, 기판 전면(즉, 전도성 물질이 코팅된 기판 방향)으로 빛을 조사하는 경우, 은나노와이어에 강한 빛이 도달하여 은나노와이어 손상을 줄 수 있고 광이동 물질 속으로 은나노와이어에 침투해 버림을 알 수 있다. 하지만 기판의 후면으로 빛을 조사하는 경우, 은나노와이어에 미치는 영향이 최소화됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 11, when light is irradiated on the entire surface of the substrate (i.e., in the direction of the substrate coated with the conductive material), strong light reaches the silver nano wire, which can damage the silver nano wire and penetrate into the silver nano wire You can see the sun shine. However, when light is irradiated to the backside of the substrate, the influence on the silver nano wire is minimized.
도 12 및 13은 정량적으로 전도도 특성을 파악하기 위해 저항값 변화를 인-시투(in-situ) 측정 결과이다. 12 and 13 are in-situ measurement results of the change in resistance value in order to quantitatively determine the conductivity characteristics.
도 12 및 13을 참조하면, 단락 발생 후 약 120초 시간의 빛 조사 시간(즉, 자기 회복 시간)을 거치면 다시 초기 저항으로 낮아짐을 확인할 수 있다.(도 12) 또한, 복수 회의 반복 단락에서도 이러한 특성이 유지되는 것을 확인할 수 있다. (도 13 참조)Referring to FIGS. 12 and 13, it can be seen that the initial resistance is lowered again after the light irradiation time (i.e., the self-recovery time) of about 120 seconds after the occurrence of the short circuit. It can be confirmed that the characteristic is maintained. (See Fig. 13)
도 14는 전기 전도성 회복 특성의 전자기기 사용 가능성을 파악하기 위해 'K'모양의 LED 패턴을 제작하여 전도도 회복 특성을 관찰한 결과로서, 전기 전도성 회복 LED 실험의 사진을 나타낸다. FIG. 14 shows a photograph of the electric conductivity recovery LED test as a result of observing the conductivity recovery characteristic by fabricating a 'K' shaped LED pattern to understand the possibility of using the electronic device with the electric conductivity recovery characteristic.
도 14k 는 아조고분자 위에 도포된 은나노와이어로 인하여 LED 전구에 빛이 들어오는 것을 보여주며, 그림 도 14l은 커터 칼로 crack을 발생시켜 샘플의 전기 전도성을 잃어 LED 전구에 빛이 들오지 못하는 것을 확인할 수 있고, 도 14m은 빛 조사 후 자기 회복으로 인하여 은나노와이어가 다시 연결되어 LED 전구에 다시 빛이 들어오는 것을 확인할 수 있다. 놀랍게도 흠(crack) 발생 후 전도도 회복 과정이 매우 짧은 (전체 120 초 이내) 시간 이내에 완료되며, LED 전구의 가동 전압은 2.5 V 이며 사용한 전압은 3.0 V 이다.
14K shows that the LED bulb is illuminated due to the silver nanowire applied on the azo polymer, and FIG. 14I shows cracks generated by the cutter knife to lose the electrical conductivity of the sample, , Fig. 14 (m) shows that the silver wire is connected again due to the self recovery after the light irradiation, and the light again enters the LED bulb. Surprisingly, after a crack, the conductivity recovery process is completed within a very short time (less than 120 seconds total). The operating voltage of the LED bulb is 2.5 V and the voltage used is 3.0 V.
실시예 4Example 4
전기전도도 자기회복 후 연성특성 분석Analysis of ductility after electrical conductivity self-recovery
도 15는 전기전도도 자기회복 후 PET 필름의 연성특성 분석결과이다.15 shows the results of analysis of the ductility characteristics of the PET film after electric conductivity self-recovery.
도 15를 참조하면, 본 실시예에서 사용한 기판은 연성특성을 갖는 PET 필름은 빛에 의하여 전기 전도도를 회복한 후에도 여전히 연성특성을 가짐을 확인할 수 있다. 특히 반복적 구부림이나 꼬임을 해도 일정한 저항값을 유지힘을 확인하였으며(도 15a), 1차 자기회복 후 연성특성 (도 15b) 및 3차 자기회복 (도 15c) 후에도 훌륭한 자기 회복 특성을 보여준다.
Referring to FIG. 15, it can be seen that the substrate used in the present embodiment has a soft characteristic even after the electric conductivity of the PET film having soft characteristics is recovered by light. In particular, even after repetitive bending or twisting, a constant resistance value was maintained (Fig. 15A), and excellent self-recovery characteristics were shown even after the primary soft magnetic recovery (Fig. 15B) and the tertiary magnetic recovery (Fig. 15C).
실시예 5Example 5
다양한 각도에서 빛이 입사시에도 회복 가능성 파악/ 두 개의 단락 시에도 회복가능함 분석 Identify the possibility of recovery even when light enters from various angles / Can recover in case of two shorts
자기회복 필름의 입는 전자기기에 사용 시 다양한 각도에서도 단락된 전기전도도를 회복시킬 수 있어야 한다. The use of self-healing film in electronic equipment should be able to restore short-circuited electrical conductivity at various angles.
도 16은 모든 각도에서 입사시에도 단락된 전기전도도를 회복시킬 수 있음을 보여주는 사진 및 결과이다. FIG. 16 is a photograph and a result showing that the shorted electric conductivity can be restored even when incident at all angles. FIG.
또한, 도 17은 두 개 이상의 크랙이 발생시에도 적절한 편광이 입사된다면 단락된 전기전도도를 회복함을 보여주는 실험 결과이다.
Also, FIG. 17 shows experimental results showing that, when two or more cracks are generated, the shorted electric conductivity is recovered if an appropriate polarized light is incident.
실시예 6Example 6
실제 입는 전자기기로의 사용Practical use of electronic devices
도 18은 실제 입는 전자기기인 웨어러블 디바이스로의 사용 여부를 확인하기 위한 실험 결과이다. Fig. 18 shows experimental results for confirming whether or not the wearable device is actually used.
도 18을 참조하면, 사람 손과 같은 모양의 장난감을 구매한 후 도 18과 같이 실험을 꾸며보았다. 도 18 c-h 처럼, 반복적인 구부림 등으로 인하여 전기전도도 단락이 발생할 경우 빛 조사로 단락된 전기전도도를 회복하였으며, 반복적 구부림으로 인한 전기전도도 단락 이미지는 도 18d 이며 이를 빛으로 회복 후 이미지는 도 18e 이다. Referring to FIG. 18, after purchasing a toy having the shape of a human hand, the experiment as shown in FIG. 18 was performed. As shown in FIG. 18 (c), electrical conductivity short-circuited due to repetitive bending or the like is restored by light irradiation. FIG. 18D shows an electrical conductivity short-circuit image due to repetitive bending. .
이상 살핀 바와 같이 본 발명은 빛에 반응하는 고분자 위에 전도성 물질이 도포된 형태로 구성되어 있다. 빛에 반응하는 고분자는 매우 약한 에너지 빛에도 방향성을 가지며 움직인다. 이때 도포된 전도도 물질을 같이 끌고 이동시켜 단락된 부분을 다시 접착시킨다. 본 방식은 약한 빛을 이용하므로 전체 기기에 다른 손상을 입히지 않을 수 있다. 또한 전기 전도도 단락문제는 입고/ 접는 형태의 전자기기에 많이 일어나는데, 본 물질은 입고 접을 수 있는 필름 위에 제작이 가능하다. 따라서 전기전도도 자기 회복이 가능한 입고 접을 수 있는 웨어러블 디바이스로로 사용 될 수 있다.As described above, the present invention is configured such that a conductive material is applied on a polymer that reacts with light. Polymers that react to light act with directionality in very weak energy light. At this time, the applied conductive material is dragged and moved together to adhere the short-circuited portion again. This method uses weak light and may not cause any damage to the whole device. The problem of electrical conductivity short-circuiting also occurs in many of the wearing / folding electronic devices, which can be fabricated on foldable films. Therefore, electric conductivity can be used as a wearable device that can be self-recoverable.
Claims (14)
상기 기판 상에 코팅된 광 이동 물질; 및
상기 광 이동 물질 상에 코팅된 전도성 물질을 포함하며, 상기 광 이동 물질은 조사되는 빛에 의하여 이동하며, 상기 광 이동 물질은 아조벤젠기를 포함하는 고분자이며, 상기 광 이동 물질의 이동 방향은 조사되는 빛의 편광 방향에 따라 결정되며, 상기 광은 레이저인 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름. Board;
A light-transfer material coated on the substrate; And
Wherein the light moving material is a polymer including an azobenzene group and the moving direction of the light moving material is a direction in which the light is irradiated, Characterized in that the light is a laser and the light is a laser.
상기 광 이동 물질의 이동에 따라 상기 전도성 물질이 이동되는 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름. The method according to claim 1,
Wherein the conductive material is moved according to the movement of the light-moving substance.
상기 기판은 플렉서블 또는 딱딱한 기판인 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름. The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a flexible or rigid substrate.
상기 전기전도도 자기회복 시간은 상기 조사되는 빛의 세기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 전기전도도 자기회복 필름. The method according to claim 1,
Wherein the electrical conductivity self-recovery time is determined by the intensity of the irradiated light.
상기 광 이동 물질층에 빛을 조사하여 상기 광 이동 물질층을 이동시키는 단계; 및
상기 이동된 광 이동 물질층에 의하여 단락된 상기 전도성 물질층이 연결되는 단계를 포함하며, 상기 광 이동 물질은 아조벤젠기를 포함하는 고분자이며, 상기 광 이동 물질의 이동 방향은 조사되는 빛의 편광 방향에 따라 결정되며, 상기 광은 레이저인 것을 특징으로 하는, 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법.Board; A light transfer material layer coated on the entire surface of the substrate; And a layer of a conductive material coated on the layer of light transferring material,
Irradiating light onto the light moving material layer to move the light traveling material layer; And
And a step of connecting the conductive material layer short-circuited by the moved light-moving material layer, wherein the light-moving material is a polymer including an azobenzene group, the moving direction of the light- Wherein the light is a laser, and wherein the light is a laser.
상기 전도성 필름의 전기전도도 회복방법의 각 단계는 상온에서 진행되는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법.8. The method of claim 7,
Wherein each step of the method for recovering electrical conductivity of the conductive film proceeds at room temperature.
상기 빛은 상기 기판의 전면의 반대 방향으로 조사되는 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the light is irradiated in a direction opposite to the front surface of the substrate.
상기 전도성 물질층은 은나노와이어, 그라핀, 탄소나노튜브, 카본 물질 및 전도성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the conductive material layer is at least one selected from the group consisting of silver nanowires, graphene, carbon nanotubes, carbon materials, and conductive polymers.
상기 기판은 투명 기판인 것을 특징으로 하는 전도성 필름의 전기전도도 회복 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the substrate is a transparent substrate.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140071656A KR101606080B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Film capable of self-healing for electrical conductivy using light, fabrication method for the same, and application for the same |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020140071656A KR101606080B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Film capable of self-healing for electrical conductivy using light, fabrication method for the same, and application for the same |
Publications (2)
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