KR101808422B1 - 탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름 - Google Patents

탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 포레스트로부터 인출되어 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트는 가시광선 파장 영역 편광성을 가진다.

Description

탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름{CARBON NANOTUBE SHEET, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND THE POLARIZATION FILM COMPRISING THE CARBON NANOTUBE SHEET}
본 발명은 탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름에 관한 것이다.
최근, 휴대폰(mobile phone), 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(flat panel display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있으며 이와 더불어 반도체 디바이스 역시 그 기능은 증가하고 크기는 작아질 것을 요구하고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 전계방출 표시장치(field emission display; FED), 진공 형광 표시장치 (vacuum fluorescent display; VFD) 등이 있으나, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다. 또한, 반도체 디바이스 중 광학필름 분야에서도 이러한 노력으로 광학필름 제작에서 제품의 저가격화, 공정의 단순화 그리고 친환경적 공정의 개발이 중요시되고 있다. 특히, 편광소자나 편광필름의 제작에서는 광 이용 효율과 공정의 단순화는 무엇보다도 중요하게 여겨지고 있어, 편광필름의 특성을 향상시키는 연구가 계속 진행되고 있다.
한편, 탄소나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100 배나 뛰어난 특성을 가지기 때문에 차세대 전자장치, 광전자장치 및 회로 등에 사용될 재료로서 크게 주목 받고 있다. 또한, 탄소나노튜브는 큰 가로세로 비율과 작은 단면 크기로 인해 유사 일차원 시스템으로 만드는 전기 및 광학 이방성이다. 이러한 특성 때문에, 탄소나노튜브를 편광필름으로 사용하려는 여러 시도가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 가시광선 파장 영역에서 우수한 편광성을 가지는 탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 탄소나노튜브 포레스트로부터 인출되어 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트로서, 가시광선 파장 영역 편광성을 가지는, 탄소나노튜브 시트를 제공한다.
상기 탄소나노튜브의 간격은 170 nm 내지 350 nm인 것일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 탄소나노튜브 포레스트를 성장시키는 단계; 상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 탄소나노튜브를 인출하여, 상기 인출된 탄소나노튜브를 2 개의 바를 포함하는 권취틀에 권취하여 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계; 및 상기 탄소나노튜브 시트를 열처리하는 단계;를 포함하는, 탄소나노튜브 시트의 제조방법을 제공한다.
상기 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계는, 상기 권취틀을 100 rpm 내지 500 rpm의 속도로 회전하여 수행하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트를 열처리하는 단계는, 100℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트, 또는 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브 시트를 포함하는, 편광필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트는, 가시광선 파장 영역에서 높은 투과도 및 우수한 편광 효율을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조방법은 권취틀을 이용하여 저가의 간단한 방법만으로도 균일하게 정렬된 탄소나노튜브 시트의 제조가 가능할 수 잇다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름은, 가시광선 파장 영역에서 기존의 상업화된 편광필름 이상의 우수한 편광 효율을 발현하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조과정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 형성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 사진이다.
도 4는 도 3의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 푸리에 변환 적외선 분광법(fourier transform infrared spectroscopy; FTIR) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 상태를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 방향이 서로 수평인 상태를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 방향이 서로 직교인 상태를 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 탄소나노튜브 시트, 그의 제조방법 및 그 탄소나노튜브 시트를 포함하는 편광필름에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 탄소나노튜브 포레스트(forest)로부터 인출되어 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트로서, 가시광선 파장 영역 편광성을 가지는, 탄소나노튜브 시트를 제공한다.
일 실시예에 따른 탄소나노튜브는 상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 제조될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브는, 이중벽 탄소나노튜브(double-walled carbon nanotube, DWCNT), 박막 다중벽 탄소나노튜브(thin multi-walled carbon nanotube; tMWCNT) 및 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)를 포함할 수 있다.
상기 탄소나노튜브의 두께는 5 nm 내지 30 nm인 것일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 두께가 5 nm 미만인 경우 상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 인출되는 탄소나노튜브가 끊어질 수 있고, 상기 탄소타노튜브 두께가 30 nm 초과인 경우 상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 인출되는 탄소나노튜브가 고밀도로 권취되지 않을 수 있다.
일측에 따르면, 탄소나노튜브를 이용하여 편광 효과를 보기 위해서는 탄소나노튜브 간의 간격이 편광시키고자 하는 빛의 파장보다 작아야 한다. 상기 탄소나노튜브의 간격은 170 nm 내지 350 nm인 것일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 간격이 170 nm 미만인 경우 자칫 탄소나노튜브가 겹쳐지게 되어 탄소나노튜브 시트 투과율이 낮아지게 될 우려가 있다. 상기 탄소나노튜브의 간격이 350 nm 초과인 경우 편광성이 발현되기까지 복수층으로 권취되어야 하는 불필요한 시간 및 비용이 소모될 수 있다. 자외선 영역(UV)에서 편광 효과가 나타나는 경우, 100 nm 내지 150 nm 이하의 간격을 유지 하여야 한다.
상기 탄소나노튜브의 간격 조절에 의해 편광되는 빛의 파장 영역을 조절할 수 있다. 탄소나노튜브가 상기 간격 및 균일도로 형성되어 수십 내지 수백 나노미터의 매우 넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브 시트를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 탄소나노튜브 시트 한 층의 밀도는, 굵기에 대한 단면의 단위면적(㎛2)당 상기 탄소나노튜브의 개수가 100 개 내지 200 개일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트의 투과도는 40% 내지 70%인 것일 수 있다. 일반적인 폴리머 편광판의 경우 투과도는 40% 미만인 바, 본 발명의 탄소나노튜브의 투과도는 이보다 더 우수한 투과도를 나타낼 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트는 90% 이상의 편광 효율을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 95% 내지 100%의 편광 효율을 가질 수 있다. 여기서 편광 효율은 하기 수학식 1에 의해 구해질 수 있다:
[수학식 1]
PE (%) = [(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)]1 /2 × 100
상기 수학식 1에서,
상기 PE는 편광 효율이고,
상기 T∥는 탄소나노튜브 시트의 투과축에 평행으로 입사한 빛에 대한 탄소나노튜브 시트의 투과도이고,
상기 T⊥는 탄소나노튜브 시트의 투과축에 수직으로 입사한 빛에 대한 탄소나노튜브 시트의 투과도이다.
다른 실시예에 따르면, 탄소나노튜브 포레스트를 성장시키는 단계; 상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 탄소나노튜브를 인출하여, 상기 인출된 탄소나노튜브를 2 개의 바를 포함하는 권취틀에 권취하여 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계; 및 상기 탄소나노튜브 시트를 열처리하는 단계;를 포함하는, 탄소나노튜브 시트의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조과정을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 형성을 나타내는 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트는, 탄소나노튜브 포레스트 성장 단계(S110), 탄소나노튜브 시트 형성 단계(S120) 및 탄소나노튜브 시트 열처리 단계(S130)를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 포레스트(100) 성장 단계(S100)는, 기판 상에 탄소나노튜브 포레스트(100)를 성장시키는 것이다. 상기 기판은 거칠기(roughness)가 작은 표면을 가진 기판으로, 실리콘 기판, 실리콘/실리콘 산화막 기판일 수 있다. 구체적으로는, 상기 기판 상에 철이 촉매로서 증착된 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 실리콘/실리콘 산화막 기판 상에 철(Fe) 박막을 전자빔 증착기(e-beam evaporator) 또는 RF 마그네틱 스퍼터로 증착할 수 있다. 예를 들어, 이중벽 탄소나노튜브 포레스트는 퍼니스 내의 철 촉매 기재 상에서 650℃ 내지 750℃에서 20분 동안 성장시킬 수 있다. 촉매가 형성된 기판을 쿼츠 홀더에 위치시킨 후 물 대기 하에서 400℃ 내지 500℃까지 300초 동안 가열하면 베이스 압력이 약 5 mTorr 정도 증가할 수 있다. 기판 온도 안정화를 위해 잠시 기다린 후, 기존의 열 화학기상증착(thermal CVD) 방법에 의해 쿼츠 튜브 퍼니스로 수소가스와 탄소함유가스로서 메탄 또는 아세틸렌(10 sccm 내지 70 sccm)을 도입하고, 플라즈마 (10 W 내지 30 W)로 처리하여 탄소나노튜브를 성장을 개시할 수 있다. 탄소나노튜브 포레스트가 성장하는 동안 (3분 내지 30분), 작동 압력은 0.2 torr 내지 0.6 torr 정도로 유지할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 포레스트(100)는 고밀도 및 고 높이로 성장될 수 있다. 상기 탄소나노튜브 포레스트의 성장 밀도는 3 × 107/cm2 내지 1.6 x 1011/cm2이고, 성장 높이는 100 ㎛ 내지 500 ㎛인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트 형성 단계(S120)는, 상기 탄소나노튜브 포레스트로(100)부터 탄소나노튜브(110)를 인출하여, 상기 인출된 탄소나노튜브를 권취틀(200)에 권취하여 2 층 이상 10 층 미만으로 적층된 탄소나노튜브 시트를 형성하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 권취틀(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2 개의 바를 포함하는 것일 수 있다. 복수가닥의 탄소나노튜브(110)를 일 방향으로 연신시켜, 면 형태로 뽑아내어 평행하게 정렬된 상태에서 권취틀(200)에 권취하여 2 층 이상 10 층 미만으로 적층시킬 수 있다.
일측에 따르면, 상기 권취틀(200)은 2 개의 바를 포함하는 형상으로서, 상기 탄소나노튜브(110)가 상기 포레스트(100)로부터 계속적인 권취를 하면서 장력을 유지하여 권취되어 편광성을 발현하는 구간에는 탄소나노튜브(110)만이 균일한 간격으로 권취되어 적층될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계는, 상기 권취틀(200)을 100 rpm 내지 500 rpm의 속도로 회전하여 수행하는 것일 수 있다. 상기 탄소나노튜브 포레스트(100)로부터 상기 탄소나노튜브(110)가 상기 권취틀(200)을 통과하는 시간은 2초 내지 30분의 범위일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 권취틀(200)의 회전 속도 범위는 균일한 권취속도를 보장하기 위한 것일 수도 있고, 탄소나노튜브들 사이의 간격 및 간격의 균일도를 조절할 수 있다. 상기 권취틀(200)을 100 rpm 내지 500 rpm의 속도로 회전시킴으로써, 상기 탄소나노튜브의 간격은 170 nm 내지 350 nm인 탄소나노튜브를 형성하는 것일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 간격 조절에 의해 편광되는 빛의 파장 영역을 조절할 수 있다. 탄소나노튜브(110)가 상기 간격 및 균일도로 형성되어 수십 내지 수백 나노미터의 매우 넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브 시트를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 권취틀의 1/2 회전은, 권취틀의 일면, 즉, 1 층의 탄소나노튜브의 형성을 의미한다. 권취틀의 1 회전은 권취틀의 양면, 즉, 2 층의 탄소나노튜브의 형성을 의미하며 상기 회전 수에 따라 시트의 두께가 결정될 수 있다. 따라서, 상기 탄소나노튜브 시트를 2 층으로 권취할 경우 권취틀을 1 회전하고, 3 층으로 권취할 경우 1 회전에 더하여 1/2 회전하는 것일 수 있다. 탄소나노튜브의 층을 제어함으로써 탄소나노튜브 시트가 편광필름으로서 다양한 대역의 편광 특성을 발현할 수 있다. 본 발명에서는, 투과도 및 편광이 동시에 만족되어야 하기 때문에 탄소나노튜브가 많이 적층될수록 투과도가 낮아져 편광의 이점을 살리지 못한다. 따라서, 투과도가 확보되는 10 층 미만의 탄소나노튜브를 적층시키는 것이 바람직하다.
일측에 따르면, 상기 탄소나노튜브 시트 열처리 단계(S130)는, 100℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 열처리에 의하여 탄소나노튜브에 잔류할 수 있는 유기물 등의 기타 불순물들을 제거할 수 있다. 구체적으로, 화학기상증착(CVD) 방법을 통한 탄소나노튜브 성장 시 생성된 화학적 부산물 또는 탄소나노튜브 인출 시 발생하는 탄소나노튜브 파편 등의 조각들이 탄소나노튜브 시트 내에 존재하게 되는데, 도선간 불순물로 도선 간격이 불균일화 되어 편광 효과의 저하 원인이 되는 탄소나노튜브 도선간 불순물 및 탄소나노튜브 조각 제거할 수 있다. 예를 들어, 대기 중 오븐 또는 핫플레이트에서 100℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 1 분 이상, 예를 들어, 1 분 내지 1 시간 동안 열처리할 수 있다. 열처리를 함으로써 탄소나노튜브 시트 내에 편광에 방해가 되는 불순물을 제거하거나 탄소나노튜브 내에 단단히 흡착시킬 수 있다.
일측에 따르면, 상기 열처리 후 탄소나노튜브 시트의 표면에 전자 빔 또는 레이저를 조사하여 탄소나노튜브 시트의 표면을 더욱 매끄럽게(smooth) 정리할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트, 또는 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브 시트를 포함하는, 편광필름을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 편광필름은, 가시광선 파장 영역에서 편광기능을 발현할 수 있다. 일측에 따르면, 상기 편광필름은 가시광선 파장 영역에서 90% 이상의 편광 효율을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 95% 내지 100%의 편광 효율을 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 편광필름은 100 ㎛ 이하의 비교적 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 30 ㎛ 내지 95 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 범위의 두께를 가짐으로써 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)과 같은 보호층이 요구되는 편광판과 비교하여 두께를 크게 줄일 수 있고 이에 따라 박형의 표시 장치를 구현할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 편광필름은 다양한 표시장치로서 적용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 액정 표시장치 및 유기 발광 표시장치에 적용될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널의 하부 및 상부에 위치하는 본 발명의 편광필름을 포함할 수 있다. 상기 편광필름은 액정 표시 패널의 외측에 위치하며, 액정 표시 패널의 하부 및 상부 중 어느 하나에만 형성될 수도 있고, 하부 및 상부에 각각 형성될 수도 있다.
일측에 따르면, 상기 유기 발광 표시 장치는, 베이스 기판, 하부 전극, 유기 발광층, 상부 전극, 봉지 기판, 보상 필름 및 본 발명의 편광필름을 포함할 수 있다. 상기 편광필름은 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다. 상기 보상 필름과 편광 필름은 유기 발광 표시 장치의 화면부 측에 배치되어 외부로부터 유입되는 광의 반사를 방지하는 반사방지 필름으로 사용될 수 있다. 상기 반사방지 필름은 외부로부터 유입되는 광에 의한 시인성 저하를 방지할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명의 기술적 범위는 이들 예시에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
<탄소나노튜브 포레스트의 성장>
300 nm의 산화실리콘(SiO2)이 층착된 Si (Siltron Inc. Korea, <100> 방향, 두께: 660-690 ㎛)위에 RF 마그네틱 스퍼터링을 이용하여 철(Fe) 박막을 5~10nm 증착시켰다. 상기 촉매가 형성된 기판을 쿼츠 튜브형 퍼니스(튜브 직경 11 cm, 길이 100 cm) 중앙에 위치시킨 후 초당 60℃의 가열속도(heating rate)로 700℃까지 온도를 상승시킨 후 기판 위 철(Fe) 박막을 아일랜드 타입으로 변형시킨 뒤 화학기상증착(chemical vapor deposion; CVD) 방법에 의해 쿼츠 튜브 퍼니스로 아르곤 100 sccm, 수소 50 sccm, 아세틸렌 30 sccm을 흘려주면서 탄소나노튜브를 성장시켰다.
<탄소나노튜브 시트 형성>
화학기상증착법으로 형성된 이중벽 탄소나노튜브 포레스트로부터 탄소나노튜브를 인출하고 권취틀에 권취하였다. 이 때, 권취틀의 권취속도는 200 rpm이였고, 탄소나노튜브 5층을 적층하여 탄소나노튜브 시트를 제조하였다.
<탄소나노튜브 시트 열처리>
제조된 탄소나노튜브 시트를 오븐에서 120℃에서 1 시간 가량 열처리를 함으로써 탄소나노튜브 시트 내 편광에 방해가 되는 불순물을 제거하고 시트 권취 시 정렬되지 않고 끊어진 탄소나노튜브들이 정렬된 탄소나노튜브에 붙도록 유도하였다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 사진이고, 도 4는 도 3의 확대도이다. 도 3을 참조하면, 권취틀에 권취되어 있는 탄소나노튜브 시트를 확인할 수 있다. 도 4를 참조하면, 탄소나노튜브 시트가 불순물 없이 일 방향으로 균일하게 잘 정렬되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy; FTIR) 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 탄소나노튜브 시트는 시계 방향으로 0°에서 360°까지 회전한다. 2 개의 탄소나노튜브 시트의 편광 방향이 서로 수평일 때 0°, 서로 수직일 때 90°로 표시하였다. 도 5를 참조하면, 탄소나노튜브 시트 하나 (CNT single)일 때 투과도, 탄소나노튜브 시트 2 개를 편광 방향을 서로 수평으로 오버랩 (CNT Sheet overlap (0°)) 했을 때 투과도 및 탄소나노튜브 시트 2 개를 편광 방향을 서로 수직으로 오버랩 (CNT Sheet overlap (90°)) 했을 때 투과도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 상태를 나타낸 사진이다. 도 6을 참조하면, 탄소나노튜브 시트 2 개를 편광 방향이 서로 90°가 되도록 오버랩 했을 때, 오버랩 부분이 가시광선 파장 영역에서 편광성이 발현되는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 방향이 서로 수평인 상태를 나타낸 사진이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트의 편광 방향이 서로 직교인 상태를 나타낸 사진이다. 도 7은 서로 수평 방향인 상태로 종이 위에 글씨가 보이는 것을 알 수 있고, 도 8은 서로 수직 방향으로 배열되어 편광성이 발현되어 글씨가 보이지 않는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 시트는 가시광선 파장 영역에서 우수한 편광성을 발현하는 특징이 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 탄소나노튜브 포레스트
110: 탄소나노튜브
200: 권취틀

Claims (6)

  1. 탄소나노튜브 포레스트로부터 인출되어 2 층 내지 4 층으로 적층된 탄소나노튜브 시트로서,
    가시광선 파장 영역 편광성을 가지고,
    상기 탄소나노튜브의 간격은 170 nm 내지 350 nm이고,
    상기 탄소나노튜브 시트의 투과도는 40% 내지 70%인 것인,
    탄소나노튜브 시트.
  2. 삭제
  3. 탄소나노튜브 포레스트를 성장시키는 단계;
    상기 탄소나노튜브 포레스트로부터 탄소나노튜브를 인출하여, 상기 인출된 탄소나노튜브를 2 개의 바를 포함하는 권취틀에 권취하여 2 층 내지 4 층으로 적층된 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계; 및
    상기 탄소나노튜브 시트를 열처리하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 탄소나노튜브 시트를 형성하는 단계는,
    상기 권취틀을 100 rpm 내지 500 rpm의 속도로 회전하여 수행하는 것이고,
    상기 탄소나노튜브 시트의 투과도는 40% 내지 70%인 것인,
    탄소나노튜브 시트의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 시트를 열처리하는 단계는,
    100℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것인, 탄소나노튜브 시트의 제조방법.
  6. 제1항에 따른 탄소나노튜브 시트, 또는 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 탄소나노튜브 시트의 제조방법에 의해 제조된 탄소나노튜브 시트를 포함하는, 편광필름.
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