KR101977862B1 - 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR101977862B1 KR1020170161777A KR20170161777A KR101977862B1 KR 101977862 B1 KR101977862 B1 KR 101977862B1 KR 1020170161777 A KR1020170161777 A KR 1020170161777A KR 20170161777 A KR20170161777 A KR 20170161777A KR 101977862 B1 KR101977862 B1 KR 101977862B1
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electromagnetic wave
wave shielding
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고승환
정진욱
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층이 유연기판 상에 형성된 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법에 대한 것으로, 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 포함하며, 상기 전기전도층을 포함함으로써 유연성, 전기전도성, 전자기파 차폐능이 우수할 뿐만 아니라 높은 광투과도를 나타내는 장점이 있다.

Description

전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법{Electromagnetic interference shielding material, and Preparation method thereof}
본 발명은 유연성, 전기전도성, 광투과성 및 전자기파 차폐능이 우수한 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
최근 전자 통신기기의 사용이 급격히 늘어남에 따라 전자기파의 폐해에 대한 우려와 관심이 높아지고 전자기파가 인체에 부정적인 영향을 미치는 연구결과가 속속 발표되면서 업계에서도 국민건강보호를 위하여 전자기파 차폐기술의 개발에 박차를 가하고 있다.
전자기파 차폐 소재는 각각의 소자가 동작할 시에 발생하는 전자기파로 인하여 다른 소자가 간섭을 일으켜 오작동 하는 것을 막을 수 있도록 전자기파를 차단해주는 소재이다. 이는 기술의 발전과 함께 소자가 소형화되고, 자율주행 차의 등장 등으로 인하여 그 활용도가 중요해지고 있다. 이에, 많은 전자기파 차폐 소재가 개발되고 있으나, 최근에 많은 주목을 받고 있는 유연/신축성 전자기기와 소프트 로봇 등에 적용 가능한 전자기파 차폐 소재의 연구는 부족한 상황이다.
대한민국 공개특허 제10-2017-00033808호
본 발명은 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층이 형성된 유연기판을 포함하는 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명은,
유연기판; 및
유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 포함하고,
전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 5% 미만인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재를 제공한다.
또한, 본 발명은,
유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 형성하여 전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계를 포함하고,
제조된 전자기파 차폐 소재의 전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 5% 미만인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 포함하며, 상기 전기전도층을 포함함으로써 유연성, 전기전도성, 전자기파 차폐능이 우수할 뿐만 아니라 높은 광투과도를 나타내는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 전자기파 차폐 효율을 측정한 결과 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 광투과도를 측정한 결과 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 전자기파 투과율을 측정한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재에서 유연기판 두께에 따른 전자기파 차폐 효율을 측정한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 은 나노와이어 농도에 따른 면저항을 측정한 결과 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 인장 횟수에 따른 상대적 저항 변화를 측정한 결과 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
전자기파 차폐 소재는 각각의 소자가 동작할 시에 발생하는 전자기파로 인하여 다른 소자가 간섭을 일으켜 오작동 하는 것을 막을 수 있도록 전자기파를 차단해주는 소재이다. 이는 기술의 발전과 함께 소자가 소형화되고, 자율주행 차의 등장 등으로 인하여 그 활용도가 중요해지고 있다. 이에, 많은 전자기파 차폐 소재가 개발되고 있으나, 최근에 많은 주목을 받고 있는 유연/신축성 전자기기와 소프트 로봇 등에 적용 가능한 전자기파 차폐 소재의 연구는 부족한 상황이다.
이에, 본 발명은 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층이 유연기판 상에 형성된 전자기파 차폐 소재 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 금속 나노구조체를 포함함으로써 유연성, 전기전도성, 전자기파 차폐능 및 광투과도가 우수한 특징이 있다. 일반적으로, 전기전도층에 금속 나노구조체의 양을 많이 전사할수록 차폐능은 좋으나 투명도가 감소하는 단점이 있으므로, 금속 나노구조체의 함량을 적절하게 조절하는 것이 필요하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은, 일실시예에서,
유연기판; 및
유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 포함하고,
전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 5% 미만인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재를 제공한다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 도 1에 나타낸 것과 같이, 유연기판 상에 전기전도층이 형성된 구조를 가지며, 상기 전기전도층은 금속 나노구조체가 퍼콜레이션 네트워크를 형성할 수 있다. 구체적으로, 유연기판 일면 또는 양면에 전기전도층이 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로 유연기판의 일면에 전기전도층이 적층된 구조일 수 있다. 여기서 '퍼콜레이션 네트워크'란 단위 입자 또는 요소들이 임의의 방향으로 배열되고 상호 연결되어 형성된 네트워크 구조를 의미한다. 본 발명에서 전기전도층은 금속 나노구조체가 '퍼콜레이션 네트워크'를 형성함으로써 전기전도도가 우수할 뿐만 아니라 전자기파 차폐 효율이 우수한 장점이 있다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재에서 전기전도층의 두께는 0.2 내지 5 ㎛ 범위일 수 있다. 구체적으로, 전기전도층의 두께는 0.2 내지 0.6 ㎛, 0.2 내지 1.0 ㎛, 0.4 내지 3 ㎛ 또는 1 내지 5 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 범위의 두께의 전기전도층을 포함하는 경우, 전자기파 차폐 소재는 신축성이 우수하며 높은 광투과도를 나타낼 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명의 전자기파 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 5% 미만의 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 3% 미만, 2% 미만, 1% 미만 또는 0.1% 미만의 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 0.15% 미만 또는 0.1% 미만의 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다.
또 하나의 예시에서, 본 발명의 전자기파 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 15 dB 내지 50 dB의 전자기파 차폐 효율을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 20 dB 내지 50 dB, 25 dB 내지 45 dB 또는 30 dB 내지 42 dB 의 전자기파 차폐 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 전자기파 차폐 소재는 전기전도층에 금속 나노구조체를 포함함으로써 상기와 같이 우수한 전자기파 차폐 효율을 나타내며 낮은 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다.
하나의 예시에서, 금속 나노구조체는 금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 금, 은 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
예를 들어, 금속 나노구조체는 나노로드 또는 나노와이어 형태로, 지름이 평균 50 내지 200 ㎚ 이며, 길이는 평균 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 나노로드 또는 나노와이어 형태로, 지름이 평균 60 내지 180 ㎚, 80 내지 160 ㎚ 또는 90 내지 130 ㎚일 수 있으며, 길이는 평균 30 내지 200 ㎛, 50 내지 180 ㎛ 또는 80 내지 150 ㎛일 수 있다. 금속 나노구조체가 상기와 같은 크기를 가짐으로써, 전기전도층에 퍼콜레이션 네트워크 구조를 효과적으로 형성하여 전기전도도 및 전자기파 차폐 효율을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 나노구조체는 지름이 평균 80 내지 150 ㎚, 길이가 80 내지 150 ㎛인 은 나노와이어일 수 있다.
또 하나의 예시에서, 금속 나노구조체는 전기전도층에 단위 면적당 평균 100 내지 800 mg/m2의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 단위 면적당 평균 150 내지 300 mg/m2, 300 내지 500 mg/m2 또는 500 내지 800 mg/m2의 함량으로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 나노구조체는 단위 면적당 평균 300 내지 450 mg/m2의 함량으로 포함될 수 있다. 일반적으로 전기전도층에 금속의 함량이 증가하면 할수록 전기전도도가 우수해지지만 함량이 너무 많을 경우 광투과도를 저해하는 특성이 있으나, 금속 나노구조체를 상기와 같은 함량으로 전기전도층에 포함할 경우 전기전도도 및 전자기파 차폐 효율이 우수할 뿐만 아니라 광투과도도 우수한 특성을 동시에 가질 수 있는 장점이 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 광투과율은 400 nm 내지 800 nm 길이의 광 조사 하에서 65% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재의 광투과율은 400 nm 내지 800 nm 길이의 광 조사 하에서 65% 이상, 77% 이상, 70% 이상, 72% 이상 또는 75%이상일 수 있다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 유연기판으로 폴리디메틸실록산(polydimethylsilozane, PDMS), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer), 및 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 유연기판은 폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 폴리우레탄(polyurethane, PU)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 유연기판을 포함함으로써, 본 발명의 전자기파 차폐 소재는 우수한 굽힘 강도 및 인장 강도를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은, 일실시예에서,
유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 형성하여 전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계를 포함하고,
제조된 전자기파 차폐 소재의 전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 5% 미만인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법을 제공한다.
하나의 예시에서, 전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계는 진공 여과 방식(vacuum filtration), 스프레이 코팅(spray coating) 또는 바 코팅(bar coating)을 통해 형성할 수 있다. 구체적으로, 전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계는 진공 여과 방식(vacuum filtration) 또는 스프레이 코팅(spray coating)를 통해 형성할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 형성함으로써 금속 나노구조체가 유연기판 상에 퍼콜레이션 네트워크를 형성할 수 있다. 예를 들어, 금속 나노구조체가 '퍼콜레이션 네트워크'를 형성하여 전기전도층을 제조함으로써 전기전도도가 우수할 뿐만 아니라 전자기파 차폐 효율이 우수한 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 제조방법에서 금속 나노구조체는 금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 금, 은 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전기전도층을 형성하는 금속 나노구조체는 나노로드 또는 나노와이어 형태로, 지름이 평균 50 내지 200 ㎚ 이며, 길이는 평균 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 나노로드 또는 나노와이어 형태로, 지름이 평균 60 내지 180 ㎚, 80 내지 160 ㎚ 또는 90 내지 130 ㎚일 수 있으며, 길이는 평균 30 내지 200 ㎛, 50 내지 180 ㎛ 또는 80 내지 150 ㎛일 수 있다. 금속 나노구조체가 상기와 같은 크기를 가짐으로써, 전기전도층에 퍼콜레이션 네트워크 구조를 효과적으로 형성하여 전기전도도 및 전자기파 차폐 효율을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 나노구조체는 지름이 평균 80 내지 150 ㎚, 길이가 80 내지 150 ㎛인 은 나노와이어일 수 있다.
또 하나의 예시에서, 금속 나노구조체는 단위 면적당 평균 100 내지 800 mg/m2의 함량으로 전기전도층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 금속 나노구조체는 단위 면적당 평균 150 내지 500 mg/m2, 200 내지 480 mg/m2 또는 250 내지 450 mg/m2의 함량으로 전기전도층을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 나노구조체는 단위 면적당 평균 300 내지 450 mg/m2의 함량으로 전기전도층을 형성할 수 있다. 일반적으로 전기전도층에 금속의 함량이 증가하면 할수록 전기전도도가 우수해지지만 함량이 너무 많을 경우 광투과도를 저해하는 특성이 있으나, 전기전도층 형성시 상기 함량의 금속 나노구조체를 포함할 경우 전기전도도 및 전자기파 차폐 효율이 우수할 뿐만 아니라 광투과도도 우수한 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있는 장점이 있다.
하나의 예시에서, 본 발명의 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 8 내지 12 GHz의 주파수에서 2% 미만의 전자기파 투과율을 나타내는 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 2% 미만, 1% 미만, 0.1% 미만 또는 0.05% 미만의 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 0.15% 미만 또는 0.1% 미만의 전자기파 투과율을 나타낼 수 있다.
또 하나의 예시에서, 본 발명의 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 8 내지 12 GHz의 주파수에서 15 dB 내지 50 dB의 전자기파 차폐 효율을 나타내는 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 20 dB 내지 50 dB, 25 dB 내지 45 dB 또는 30 dB 내지 42 dB 의 전자기파 차폐 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 전기전도층에 금속 나노구조체를 포함함으로써 상기와 같이 우수한 전자기파 차폐 효율을 나타내며 낮은 전자기파 투과율을 나타내는 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 광투과율이 400 nm 내지 800 nm 길이의 광 조사 하에서 65% 이상인 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 차폐 소재의 광투과율은 400 nm 내지 800 nm 길이의 광 조사 하에서 65% 이상, 68% 이상, 70% 이상, 72% 이상 또는 75%이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 유연기판은 폴리디메틸실록산(polydimethylsilozane, PDMS), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer), 및 폴리에틸렌 (Polyethylene, PE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 유연기판은 폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 폴리우레탄(polyurethane, PU)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 유연기판을 포함함으로써, 본 발명의 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 우수한 굽힘 강도 및 인장 강도를 나타내는 전자기파 차폐 소재를 제조할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
0.5 mm 두께의 폴리디메틸실록산(PDMS) 기판 상에 진공여과 방식을 이용하여 단위면적당 166 mg/m2의 은 나노와이어를 형성하여 전자기파 차폐 소재를 제조하였다. 상기 진공여과 방식의 조건은 상온에서 로터리 펌프를 이용하였으며, 에탄올에 담긴 은 나노와이어를 테플론 필터 위에 부으면 은 나노와이어는 필터 위에 고르게 배치되며, 이 나노와이어가 올라간 테플론 필터에 PDMS 기판을 3분간 압력과 함께 접촉시킨 이후 필터를 떼어내면, 은 나노와이어 층은 PDMS 기판에 전사된다.
실시예 2
단위면적당 333 mg/m2의 은 나노와이어를 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 전자기파 차폐 소재를 제조하였다.
실시예 3
단위면적당 666 mg/m2의 은 나노와이어를 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 전자기파 차폐 소재를 제조하였다.
비교예 1
0.5 mm 두께의 폴리메틸실록산(PDMS) 기판을 상업적으로 입수하였다.
비교예 2
단위면적당 83 mg/m2의 은 나노와이어를 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 전자기파 차폐 소재를 제조하였다.
비교예 3
단위면적당 1660 mg/m2의 은 나노와이어를 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 전자기파 차폐 소재를 제조하였다.
실험예 1
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 형태, 성분 함량 등을 확인하기 위하여, 실시예 1에서 제조된 차폐 소재를 대상으로 주사전자현미경(SEM)을 촬영하였으며, 측정된 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1를 살펴보면, 은 나노와이어가 구개율(aperture)을 가지면서 전기적 네트워크를 형성하여 투명하면서도 전도성을 유지할 수 있는 구조적 특성을 보여준다.
실험예 2
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 물성을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 대상으로 전자기파 차폐 효율, 광투과도 및 전자기파 투과율을 측정하였으며, 그 결과를 도 2 내지 도 5에 나타내었다.
도 2는 실시예 및 비교예를 대상으로 전가기파 차폐 효율을 측정한 그래프이다. 도 2를 살펴보면, 도 2(a)는 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1을 대상으로 전자기파 차폐 효율을 측정한 그래프로, 8 내지 12 GHz의 주파수에서 실시예 1 내지 3의 차폐 소재는 18 내지 45 dB의 차폐 효율을 나타내며, 구체적으로 실시예 2 및 실시예 3의 차폐 소재는 30 내지 55 dB의 차폐 효율을 나타냈다. 또한, 비교예 1의 기판은 8 내지 12 GHz의 주파수에서 7 dB의 차폐 효율을 나타냈다. 도 2(b)는 비교예 2 및 비교예 3을 대상으로 전자기파 차폐 효율을 측정한 그래프로, 비교예 2의 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 평균 20 dB 이하의 차폐 효율을 나타내며, 비교예 3의 차폐 소재는 8 내지 12 GHz의 주파수에서 30 내지 60 dB의 차폐 효율을 나타냈다.
또한, 도 3은 실시예 및 비교예를 대상으로 광투과도를 나타낸 그래프이다. 도 3(a)를 살펴보면, 도 3(a)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 대상으로 400 내지 800 nm의 광 조사에 따른 광투과도를 측정한 그래프로, 실시예 1 내지 3의 차폐 소재는 65 내지 90%의 광투과도를 나타내며, 비교예 1의 기판은 95% 이상의 광투과도를 나타냈다. 또한, 도 3(b)는 비교예 2 및 3의 차폐 소재를 대상으로 400 내지 800 nm의 광 조사에 따른 광투과도를 측정한 그래프로, 비교예 2는 약 90%의 광투과도를 나타내며, 비교예 3은 40 내지 55%의 광투과도를 나타냈다.
이를 통해, 은 나노와이어의 함량이 낮은 경우(166 mg/m2 미만) 광투과도는 우수하지만 차폐 효율은 낮으며, 은 나노와이어의 함량이 너무 높은 경우(666 mg/m2 초과) 차폐 효율은 우수하지만 광투과도가 낮을 것을 확인하였다.
또한, 도 4는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 대상으로 전자기파 투과도를 측정한 그래프이다. 도 4를 살펴보면, 8 내지 12.5 GHz의 주파수에서 실시예 1 내지 3의 차폐소재는 2% 미만의 전자기파 투과도를 나타냈고, 특히, 실시예 2 및 3은 0.15% 미만의 전자기파 투과도를 나타냈다. 반면, 비교예 1의 경우 전자기파 투과도가 100%로 나타났다.
도 5는 실시예 3를 대상으로 PDMS의 두께에 따른 차폐 효율을 측정한 그래프이다. 도 5를 살펴보면, PDMS의 두께에 관계없이 동일한 농도의 은 나노와이어를 이용할 때 약 40±0.5%의 차폐 효율을 나타냈다. 이를 통해, 본 발명에 따른 차폐 소재는 은 나노와이어의 함량에 의한 차폐 효율 변화는 있지만, 은 나노와이어의 함량이 동일하다면 PDMS의 두께는 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
이를 통해서, 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재는 적정량의 금속 나노구조체를 포함함으로써 전자기파 차폐 효율이 우수하여 전자기파 투과도가 적을 뿐만 아니라 광투과도도 우수한 것을 알 수 있다. 금속 나노구조체의 함량이 증가하면 할수록 차폐 효율은 우수해지지만 광투과도에는 악영향을 미칠 수 있어 금속 나노구조체의 함량을 166 내지 666 mg/m2의 범위로 제어하는 것이 중요하다. 또한, 전자기파 차폐 효율은 유연기판의 두께에 크게 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.
실험예 3
본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 면저항 특성을 알아보기 위해, 은 나노와이어 농도에 따른 면저항; 및 인장 회수에 따른 상대적 저항 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.
도 6은 은 나노와이어 농도에 따른 면저항 값을 측정한 그래프이다. 도 6을 살펴보면, 살펴보면, 은 나노와이어 농도가 증가할수록 면저항 값이 낮아지는 것을 확인하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 3의 차폐 소재는 면저항 값이 15 Ohm/sq 이하로 나타났다. 상기와 같이 면저항 값이 낮음으로써, 높은 전자기파 차폐 특성을 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 7은 실시예 3의 차폐 소재의 인장(20%) 횟수에 따른 상대적 저항 변화값을 나타낸 그래프이다. 도 7을 살펴보면, 초기에 비하여 500번의 인장을 한 경우에도 저항이 초기의 2배 이하로 유지되는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 차폐 소재는 20% 인장을 500번 이상 반복한 경우에도 상대적 저항이 2배 이하로 나타나 내구성이 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 유연기판; 및
    유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 포함하고,
    상기 유연기판은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(polyurethane, PU) 및 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    상기 금속 나노구조체의 함량은 단위 면적당 평균 100 내지 800 mg/m2이고,
    전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 2% 미만이며,
    광투과율은 400 nm 내지 800 nm 길이의 광 조사 하에서 75% 이상이고,
    20% 인장을 500번 반복한 경우에도 상대적 저항이 초기의 2배 이하로 나타나는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재.
  2. 제1항에 있어서,
    금속 나노구조체는 금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 전자기파 차폐 소재.
  3. 제1항에 있어서,
    금속 나노구조체는 나노로드 또는 나노와이어 형태로,
    지름이 평균 50 내지 200 ㎚ 이며, 길이는 평균 10 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 유연기판 상에 금속 나노구조체를 포함하는 전기전도층을 형성하여 전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계를 포함하고,
    제조된 전자기파 차폐 소재의 전자기파 투과율이 8 내지 12 GHz의 주파수에서 2% 미만인 것을 특징으로 하는 제1항에 따른 전자기파 차폐 소재의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계는 진공 여과 방식(vacuum filtration), 스프레이 코팅(spray coating) 또는 바 코팅(bar coating)을 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계는 금속 나노구조체가 유연기판 상에 퍼콜레이션 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    전자기파 차폐 소재를 제조하는 단계에서, 금속 나노구조체의 함량은 단위 면적당 평균 100 내지 800 mg/m2인 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법.
  11. 삭제
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