KR102247511B1 - Structure including conductive composite layer, production methods thereof, and electronic devices including the same - Google Patents

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Abstract

변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하는 구조물로서, 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 복수개의 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있도록 배치되어 있고, 상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있는 구조물 및 이를 포함한 전자 소자가 제공된다.A deformable substrate; And a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate, wherein the conductive composite layer includes a polymer matrix and a plurality of conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer, It is arranged to be bent or elongated together with the deformable substrate, and at least a part of the surface of the conductive composite layer is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix to expose part or all of the conductive particles. A structure and an electronic device including the same are provided.

Description

도전성 복합체 층을 포함한 구조물, 그 제조 방법, 및 이를 포함한 전자 소자{STRUCTURE INCLUDING CONDUCTIVE COMPOSITE LAYER, PRODUCTION METHODS THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICES INCLUDING THE SAME}A structure including a conductive composite layer, a method for manufacturing the same, and an electronic device including the same TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

도전성 복합체층을 포함한 구조물, 그 제조 방법, 및 이를 포함한 전자 소자에 관한 것이다.It relates to a structure including a conductive composite layer, a method of manufacturing the same, and an electronic device including the same.

도전성 미립자와 폴리머 매트릭스를 포함한 복합체는 액추에이터 등의 전자 소자에서 그 응용이 연구되고 있다. 최근 주목받고 있는 신축성 전자 소자(stretchable electronic devices)에서는 신축성 인터커넥터(interconnector)의 제작을 위해 이러한 복합체의 사용이 제안된 바 있다. 전자 소자 내에서 신축성 인터커넥터는, 전압이 인가되도록 전극과 접촉되는데, 종래 기술의 복합체를 인터커넥터로 사용하고자 하는 경우 접촉 저항이 높아 전기 전도도가 낮아진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다량의 도전성 미립자를 포함시키고자 하는 시도가 있었으나, 이러한 복합체는 도전성 미립자의 함량이 높을수록, 그가 나타낼 수 있는 신축성이 현저히 낮아지고, 기계적 물성도 크게 저하될 수 있다.Composites including conductive fine particles and a polymer matrix have been studied for their application in electronic devices such as actuators. In stretchable electronic devices that have recently attracted attention, the use of such a composite has been proposed for fabricating a stretchable interconnector. In an electronic device, the flexible interconnect is in contact with an electrode so that a voltage is applied thereto. In the case of using a composite of the prior art as an interconnector, the contact resistance is high and the electrical conductivity is lowered. In order to solve this problem, attempts have been made to include a large amount of conductive fine particles. However, as the content of the conductive fine particles increases in such a composite, the elasticity that can be exhibited is significantly lowered, and mechanical properties may be greatly reduced.

이에, 신축성 등 기계적 물성을 우수한 수준으로 유지하면서도 낮은 접촉 저항 및 향상된 전도도를 나타낼 수 있는 복합체 구조물의 개발이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, there is an urgent need to develop a composite structure capable of exhibiting low contact resistance and improved conductivity while maintaining excellent mechanical properties such as elasticity.

일 구현예는 신축성 전자 회로 등에서 이용될 수 있도록 우수한 전기적 물성을 나타낼 수 있는 도전성 복합체를 포함하는 구조물에 대한 것이다.One embodiment relates to a structure including a conductive composite capable of exhibiting excellent electrical properties so that it can be used in a stretchable electronic circuit or the like.

다른 구현예는 이러한 구조물의 제조 방법에 대한 것이다.Another embodiment relates to a method of manufacturing such a structure.

또 다른 구현예는, 이러한 구조물을 포함하는 전자 소자에 대한 것이다.Another embodiment relates to an electronic device comprising such a structure.

일구현예는, 변형 가능한 기재(deformable substrate); 및One embodiment, a deformable substrate (deformable substrate); And

상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층(conductive composite layer)을 포함하는 구조물(structure)로서, A structure comprising a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate,

상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립(embedded)된 복수개의 도전성 입자를 포함하고, The conductive composite layer includes a polymer matrix and a plurality of conductive particles embedded in the polymer matrix,

상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡(bending) 또는 신장(stretching)될 수 있도록 배치되어 있고, The conductive composite layer is disposed to be bent or stretched together with the deformable substrate,

상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있는 구조물을 제공한다. At least a portion of the surface of the conductive composite layer is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix to provide a structure in which some or all of the conductive particles are exposed.

상기 도전성 복합체 층은, 용매에 의한 상기 표면 처리에 의해 형성된 단차(step)를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층의 더 낮은 쪽 표면에 상기 도전성 입자의 전부 또는 일부가 노출되어 있을 수 있다.The conductive composite layer may include a step formed by the surface treatment with a solvent, and all or part of the conductive particles may be exposed on a lower surface of the conductive composite layer.

상기 단차는, 높이가 30 ㎛ 이하일 수 있다. The step may have a height of 30 μm or less.

상기 변형 가능한 기재는, 평탄화된 절연성 산화물 층이 퇴적되어 있는 스테인리스강 호일(stainless steel foil having a planarizing and insulating oxide deposited thereon), 폴리이미드, 엘라스토머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 도전성 복합체 층은 패턴화된 층(patterned layer)일 수 있다.The deformable substrate may include a stainless steel foil having a planarizing and insulating oxide deposited thereon, a polyimide, an elastomer, or a combination thereof. The conductive composite layer may be a patterned layer.

상기 폴리머 매트릭스는, 엘라스토머일 수 있다.The polymer matrix may be an elastomer.

상기 엘라스토머는, 실리콘 고무, 천연 고무, 비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The elastomer may include silicone rubber, natural rubber, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or a combination thereof.

상기 도전성 입자는, 탄소계 입자 (예컨대, 탄소 나노튜브, 그라핀(graphene), 카본 블랙 등), 전도성 금속 나노입자, 전도성 금속 나노 와이어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The conductive particles may include carbon-based particles (eg, carbon nanotubes, graphene, carbon black, etc.), conductive metal nanoparticles, conductive metal nanowires, or a combination thereof.

상기 도전성 복합체 층의 상기 용매에 의해 처리된 표면은 미처리 표면에 비해 500% 이하로 증가된 표면 조도를 나타낼 수 있다. The surface of the conductive composite layer treated with the solvent may exhibit an increased surface roughness of 500% or less compared to the untreated surface.

상기 도전성 복합체 층의 상기 용매에 의해 처리된 표면은 미처리된 표면에 비해 더 낮은 표면 조도를 나타낼 수 있다. The surface of the conductive composite layer treated with the solvent may exhibit a lower surface roughness than the untreated surface.

상기 도전성 복합체 층은, 상기 도전성 입자를 0.001 중량% 내지 50 중량%의 양으로 포함할 수 있다. The conductive composite layer may contain the conductive particles in an amount of 0.001% to 50% by weight.

다른 구현예는, 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면 상에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하되, 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있도록 배치되어 있는 구조물을 얻는 단계; 및In another embodiment, a deformable substrate; And a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate, wherein the conductive composite layer comprises a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer comprises the deformable Obtaining a structure arranged to be bent or stretchable with the substrate; And

상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부를, 상기 폴리머 매트릭스에 대한 반응성 용매와 소정의 시간 동안 접촉시켜 상기 도전성 입자의 일부를 상기 복합체 층의 표면에 노출시키는 단계를 포함하는 구조물 제조 방법을 제공한다.It provides a structure manufacturing method comprising the step of exposing a portion of the conductive particles to the surface of the composite layer by contacting at least a portion of the surface of the conductive composite layer with a reactive solvent for the polymer matrix for a predetermined period of time.

상기 반응성 용매는, 상기 도전성 입자에 비반응성(non-reactive)이며 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매일 수 있다. The reactive solvent may be a solvent that is non-reactive to the conductive particles and capable of dissolving the polymer matrix.

상기 폴리머 매트릭스는 엘라스토머 특성을 갖는 폴리머로서, 실리콘고무, 천연고무, 탄소원자끼리 이중결합을 갖는 구조를 포함한 폴리머 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 도전성 입자는, 탄소나노튜브, 카본블랙, 탄소나노 파이버, 그라파이트 입자, 그라핀, 환원그라핀옥사이드, 그라파이트 나노플레이트릿, 플러린(fullerene), 은나노와이어, 은나노입자, 금 나노와이어, 금 나노입자, 구리 나노와이어, 구리 나노입자, 니켈 나노와이어, 니켈 나노입자, 또는 이들 도전성 입자에 금속나노 입자 혹은 산화물 나노입자가 붙어 있거나 균일하게 코팅되어있는 도전성 입자, 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 도전성 입자는 와이어 형상, 디스크 형상, 구형상 등을 가질 수 있으나, 이에 제한을 두지는 않는다. 이 경우, 상기 반응성 용매는 트리플루오로아세트산을 포함할 수 있다. The polymer matrix is a polymer having elastomeric properties, and includes silicone rubber, natural rubber, a polymer including a structure having a double bond between carbon atoms, or a combination thereof, and the conductive particles are carbon nanotubes, carbon black, carbon nanoparticles. Fibers, graphite particles, graphene, reduced graphene oxide, graphite nanoplatelets, fullerene, silver nanowires, silver nanoparticles, gold nanowires, gold nanoparticles, copper nanowires, copper nanoparticles, nickel nanowires, Nickel nanoparticles, or electroconductive particles in which metal nanoparticles or oxide nanoparticles are attached or uniformly coated on these electroconductive particles, or a combination thereof. The conductive particles may have a wire shape, a disk shape, a spherical shape, etc., but are not limited thereto. In this case, the reactive solvent may include trifluoroacetic acid.

상기 접촉은 조도 증가율이 500% 이하가 되도록 하는 시간 동안 수행될 수 있다.The contacting may be performed for a period of time such that the rate of increase in illuminance is 500% or less.

또 다른 구현예는, 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하는 구조물을 포함하는 전자 소자를 제공하는 바, In another embodiment, a deformable substrate; And a structure including a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate,

상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡될 수 있도록 배치되어 있되, 상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있다.The conductive composite layer includes a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer is disposed to be bent together with the deformable substrate, and at least a part of the surface of the conductive composite layer is , By treating with a solvent capable of dissolving the polymer matrix, part or all of the conductive particles are exposed.

상기 전자 소자는, 굴곡부를 가지거나, 혹은 신축 가능한 소자일 수 있다. The electronic device may have a bent portion or may be a device that can be stretched and contracted.

상기 전자 소자는, 상기 소자는, 신축성 유기 발광 다이오드 디스플레이, 신축성 인체 움직임 센서(human motion sensor), 신축성 인공 근육, 신축성 엑츄에이터 (actuator) 또는 신축성 반도체 일 수 있다.The electronic device may be a stretchable organic light emitting diode display, a stretchable human motion sensor, a stretchable artificial muscle, a stretchable actuator, or a stretchable semiconductor.

일구현예에 따른 구조물에 포함된 도전성 복합체는, 도전성 입자 함량을 낮게 유지하여 기계적 물성의 저하 없이도 우수한 전기적 물성을 나타낼 수 있다. 따라서, 신축, 변형, 또는 접힘 가능하거나 전자 소자 또는 복잡한 형상의 전자 부품에서 탄성 도체 또는 인터커넥터로서 유용하게 사용될 수 있다.The conductive composite included in the structure according to the embodiment may maintain a low content of conductive particles to exhibit excellent electrical properties without deteriorating mechanical properties. Therefore, it can be used as an elastic conductor or an interconnector in an electronic device or an electronic component of a complex shape, which can be stretched, deformed, or folded.

도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 구조물의 단면을 모식적으로 나타낸 도이다.
도 2는 비교예 1에서 제조된 구조물의 표면 처리된 도전성 복합체 표면의 주사 전자 현미경 이미지를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 구조물의 표면 처리된 도전성 복합체 표면의 주사 전자 현미경 이미지를 나타낸 것이다.
도 4은 실시예 2에서 제조된 구조물의 표면 처리된 도전성 복합체 표면의 주사 전자 현미경 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 1, 실시예 1, 및 실시예 2의 구조물에 대한 전기 전도도 및 표면 조도 측정 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 2, 실시예 3, 및 실시예 4의 구조물에 대한 전기 전도도 및 표면 조도 측정 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 참조예 1 및 참조예 2의 구조물에 대한 전기 전도도 및 식각 깊이 측정 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은, 실시예 1의 구조물에 대하여 TLM 법에 따라 접촉 저항을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는, 실시예 3의 구조물에 대하여 TLM 법에 따라 접촉 저항을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은, TLM 법의 원리를 설명한 도면이다.
1 is a diagram schematically showing a cross section of a structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a scanning electron microscope image of the surface of a conductive composite surface treated with a structure prepared in Comparative Example 1. FIG.
3 shows a scanning electron microscope image of the surface of a conductive composite surface treated with a structure prepared in Example 1. FIG.
4 shows a scanning electron microscope image of the surface of a conductive composite surface-treated structure manufactured in Example 2. FIG.
5 is a graph showing electrical conductivity and surface roughness measurement results for structures of Comparative Examples 1, 1, and 2;
6 is a graph showing electrical conductivity and surface roughness measurement results for structures of Comparative Examples 2, 3, and 4;
7 is a graph showing electrical conductivity and etching depth measurement results for structures of Comparative Examples 2, 3, 4, 5, and Reference Examples 1 and 2. FIG.
8 shows the results of measuring contact resistance with respect to the structure of Example 1 according to the TLM method.
9 shows the results of measuring contact resistance with respect to the structure of Example 3 according to the TLM method.
10 is a diagram for explaining the principle of the TLM method.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 구현예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 구현예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to implementation examples described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some implementations, well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring interpretation of the present invention. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically. When a part of the specification "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. In addition, the singular form includes the plural form unless specifically stated in the text.

본 명세서에서, "변형 가능한 기재"라 함은, 탄성 또는 소성 변형 가능한 기재를 포함하며, 변형은, 굴곡 변형(flexural deformation), 신장 변형 (elongational deformation), 뒤틀림 변형, 전단 (shear) 변형, 또는 이들의 조합을 포함한다. In the present specification, the term "deformable substrate" includes a substrate capable of elastic or plastic deformation, and the deformation is flexural deformation, elongational deformation, warping deformation, shear deformation, or Includes a combination of these.

본 명세서에서, "비반응성"라 함은, 도전성 입자를 포함한 도전성 망목 구조를 형성함에 있어 불리한 화학적 반응을 유발(trigger)하지 않는 것을 의미한다. 예컨대, 도전성 입자에 비반응성인 용매는, 폴리머 매트릭스에 포함된 도전성 입자에 화학 반응을 일으키지 않을 수 있다. 대안적으로 도전성 입자에 비반응성인 용매는, 도전성 입자의 표면에 화학적 반응을 일으킬 수 있으나, 이러한 반응이 도전성 입자를 포함하는 전기적 망목 구조(conductive network)에 영향을 주지 않거나, 혹은 전기적 망목 구조 형성에 도움을 줄 수 있다.In the present specification, "non-reactive" means not triggering an adverse chemical reaction in forming a conductive network structure including conductive particles. For example, a solvent that is non-reactive to the conductive particles may not cause a chemical reaction to the conductive particles contained in the polymer matrix. Alternatively, a solvent that is non-reactive to the conductive particles may cause a chemical reaction on the surface of the conductive particles, but this reaction does not affect the electrical network structure including the conductive particles, or forms an electrical network structure. Can help.

일구현예에서 구조물은, 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층을 포함한다. 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 복수개의 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있도록 배치되어 있고, 상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있다.In one embodiment, the structure is a deformable substrate; And a conductive composite layer disposed on the surface of at least a portion of the deformable substrate. The conductive composite layer includes a polymer matrix and a plurality of conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer is disposed to be bent or stretched together with the deformable substrate, and the surface of the conductive composite layer At least a portion of the polymer matrix is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix to expose part or all of the conductive particles.

상기 변형 가능한 기재는, 평탄화된 절연성 산화물 층이 퇴적되어 있는 스테인리스강 호일, 폴리이미드, 엘라스토머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 여기서 "엘라스토머"라 함은, 점탄성(viscoelasticity)을 가지는 폴리머로서, 통상 1.0 GPa 이하, 예컨대, 500 MPa이하, 100 MPa 이하, 예컨대 50 MPa 이하, 또는 10 MPa 이하의 낮은 영률(Youngs modulus)을 가지며 파단 신도(failure strain)이 높은 재료를 말한다. 엘라스토머는, 통상 실온 이하인 그의 유리 전이 온도 이상에서 비정질 폴리머로 존재하여 세그멘트 운동이 가능하다. 엘라스토머는, 열경화성이거나 열가소성일 수 있다. 엘라스토머는 가교된 폴리머일 수 있다. 엘라스토머를 이루는 폴리머의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 비제한적으로 상기 엘라스토머는, 에틸아크릴레이트-클로로에틸비닐에테르 코폴리머 등과 같은 알킬아크릴레이트 코폴리머, 브롬이 소량 첨가된 부틸 고무, 폴리부타디엔 또는 그의 공중합체, 폴리이소프렌 또는 그의 코폴리머, 염소화 폴리에틸렌, 소량의 염소가 부가된 부틸고무, 클로로설포닐 폴리에틸렌, 에피클로로히드린 폴리머, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(에틸렌-프로필렌-디엔) 공중합체, 비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 등과 같은 불소화 또는 퍼플루오르화 올레핀 중합체, 수소화 폴리니트릴 고무, 폴리디메틸실록산 등의 실리콘 고무, 천연 고무, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리우레탄, 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.The deformable substrate may include a stainless steel foil, polyimide, elastomer, or a combination thereof on which a planarized insulating oxide layer is deposited. Herein, "elastomer" is a polymer having viscoelasticity, and has a low Youngs modulus of usually 1.0 GPa or less, such as 500 MPa or less, 100 MPa or less, such as 50 MPa or less, or 10 MPa or less It refers to a material with high failure strain. The elastomer is present as an amorphous polymer above its glass transition temperature, which is usually below room temperature, and thus segment motion is possible. The elastomer may be thermosetting or thermoplastic. The elastomer can be a crosslinked polymer. The type of polymer constituting the elastomer is not particularly limited. The elastomer is, but not limited to, an alkyl acrylate copolymer such as an ethyl acrylate-chloroethyl vinyl ether copolymer, a butyl rubber containing a small amount of bromine, a polybutadiene or a copolymer thereof, a polyisoprene or a copolymer thereof, a chlorinated polyethylene, Butyl rubber with a small amount of chlorine added, chlorosulfonyl polyethylene, epichlorohydrin polymer, poly(ethylene-co-propylene), poly(ethylene-propylene-diene) copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene co Fluorinated or perfluorinated olefin polymers such as polymers, hydrogenated polynitrile rubbers, silicone rubbers such as polydimethylsiloxane, natural rubbers, butadiene-acrylonitrile copolymers, polyurethanes, and the like, but are not limited thereto.

상기 변형 가능한 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으며 재질에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 스테인리스 강 호일 기재는 3 내지 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 폴리이미드 기재 또는 엘라스토머 기재는, 3 내지 1,000 ㎛, 예컨대, 5 내지 600㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이러한 기재는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있거나 혹은 상업적으로 입수 가능하다. The thickness of the deformable substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the material. For example, the stainless steel foil substrate may be 3 to 200 μm, but is not limited thereto. The polyimide substrate or the elastomer substrate may be 3 to 1,000 μm, for example, 5 to 600 μm, but is not limited thereto. Such substrates can be prepared by known methods or are commercially available.

변형 가능한 기재는, 후술하는 도전성 복합체 층의 형성을 용이하도록 하기 위해 친수성 또는 소수성 표면을 가지도록 공지된 표면 개질제로 개질될 수 있다. 예를 들어, 상기 변형 가능한 기재는 산소 플라즈마에 의해 표면 개질될 수 있다. The deformable substrate may be modified with a known surface modifier to have a hydrophilic or hydrophobic surface to facilitate formation of a conductive composite layer described later. For example, the deformable substrate may be surface modified by oxygen plasma.

상기 도전성 복합체 층의 폴리머 매트릭스는, 엘라스토머일 수 있다. 엘라스토머의 종류는 변형 가능한 기재와 관련하여 위에서 설명한 바와 같다. 일구현예에서, 상기 엘라스토머는 실리콘 고무, 천연 고무, 비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는, 단일벽 나노튜브, 다중벽 나노튜브 등 탄소 나노튜브, 그라핀(graphene), 카본 블랙, 전도성 금속 나노입자, 전도성 금속 나노 와이어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 도전성 입자는, 공지된 방법에 의해 제조될 수 있거나 혹은 상업적으로 입수 가능하다. 상기 도전성 복합체 층은, 상기 엘라스토머를 소정의 용매에 용해시킨 용액 또는 상기 엘라스토머의 액상 전구체 (예컨대, 프리폴리머 등)와 상기 도전성 입자를 혼합하여 혼합물을 얻고, 얻어진 혼합물을 변형 가능한 기재 상에, 잉크젯팅, 스핀코팅, 딥핑, 스크린 프린팅 등의 방법으로 혹은 닥터 블레이드를 이용하여 적용(apply)한 다음, 가열 및/또는 건조하여 형성할 수 있다. 상기 용매는, 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있으며 도전성 입자에 대하여 영향을 미치지 않는 (예컨대, 비반응성의) 것을 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 도전성 입자가 탄소 나노튜브이고, 폴리머메트릭스가 플루오르화 올레핀 공중합체 (예컨대, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌)인 경우, 상기 용매는 4-메틸-2-펜타논 등 케톤류일 수 있다. 도전성 입자가 탄소 나노튜브이고, 폴리머메트릭스가 플루오르화 올레핀 공중합체 (예컨대, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌)인 경우, 이온성 액체 (예컨대, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드)를 더 부가할 수 있다. The polymer matrix of the conductive composite layer may be an elastomer. The type of elastomer is as described above with respect to the deformable substrate. In one embodiment, the elastomer may include silicone rubber, natural rubber, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or a combination thereof. The conductive particles may include carbon nanotubes such as single-walled nanotubes and multi-walled nanotubes, graphene, carbon black, conductive metal nanoparticles, conductive metal nanowires, or a combination thereof. These conductive particles can be produced by a known method or are commercially available. The conductive composite layer is obtained by mixing a solution in which the elastomer is dissolved in a predetermined solvent or a liquid precursor of the elastomer (eg, a prepolymer) and the conductive particles to obtain a mixture, and the obtained mixture is inkjetted on a deformable substrate. , Spin coating, dipping, screen printing, or the like, or applied using a doctor blade, followed by heating and/or drying. The solvent can dissolve the polymer matrix and may be appropriately selected (eg, non-reactive) that does not affect the conductive particles. For example, when the conductive particles are carbon nanotubes and the polymer matrix is a fluorinated olefin copolymer (eg, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene), the solvent is 4-methyl-2-pentanone Etc. may be ketones. When the conductive particles are carbon nanotubes, and the polymer matrix is a fluorinated olefin copolymer (eg, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene), an ionic liquid (eg, 1-butyl-3-methyl Further imidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide) can be added.

상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 및/또는 신장될 수 있도록 배치되어 있다. 예컨대, 상기 도전성 복합체 층이 상기 기재와 함께 굴곡 및/또는 신장될 수 있기에 충분하도록 상기 기재에 대하여 친화력/접착력을 가진다. 필요한 경우, 도전성 복합체층의 변형 가능한 기재에 대한 접착성/친화성을 향상시키기 위해, 공지된 실란 커플링제 등 접착 촉진제 또는 가교제를 엘라스토머-도전성 입자 혼합물에 부가할 수 있다. The conductive composite layer is disposed to be bent and/or stretchable together with the deformable substrate. For example, the conductive composite layer has an affinity/adhesion to the substrate sufficient to be able to bend and/or stretch with the substrate. If necessary, in order to improve the adhesion/affinity of the conductive composite layer to the deformable substrate, an adhesion promoter or crosslinking agent such as a known silane coupling agent may be added to the elastomer-conductive particle mixture.

도전성 복합체 층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 선택할 수 있다. 도전성 복합체 층의 두께는 나노미터로부터 수밀리미터에 이르기까지 다양한 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 복합체 층의 두께는 1mm 이하, 1 내지 500 ㎛, 또는, 5 내지 300 ㎛ 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 도전성 복합체 층은, 상기 도전성 입자를 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 30 중량%, 1 중량% 내지 25 중량%, 또는 1 중량% 내지 21 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 일구현예에 따른 상기 구조물은, 감소된 함량의 도전성 입자를 포함하는 경우에도 높은 수준의 전도성을 나타낼 수 있다. 또, 감소된 함량의 도전성 입자를 포함하여, 신장성 등 기계적 물성을 소망하는 수준으로 유지하는 데에 매우 유리할 수 있다.The thickness of the conductive composite layer is not particularly limited, and may be appropriately selected as necessary. The thickness of the conductive composite layer can have a thickness ranging from nanometers to several millimeters. For example, the thickness of the conductive composite layer may be 1 mm or less, 1 to 500 µm, or 5 to 300 µm, but is not limited thereto. The conductive composite layer may contain the conductive particles in an amount of 0.1 wt% to 50 wt%, for example, 0.5 wt% to 30 wt%, 1 wt% to 25 wt%, or 1 wt% to 21 wt% have. As described below, the structure according to the exemplary embodiment may exhibit a high level of conductivity even when a reduced content of conductive particles is included. In addition, it may be very advantageous in maintaining a desired level of mechanical properties such as elongation, including a reduced content of conductive particles.

도전성 복합체 층은 패턴화된 층일 수 있다. 도전성 복합체층의 패턴화 방법은 특별히 제한되지 않으며, 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 도전성 복합체 층은, 엘라스토머/도전성 입자 혼합액을 (잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 등) 직접 인쇄 방식으로 패턴화할 수 있다. 대안적으로 도전성 복합체 층은, 포토레지스트를 사용하는 포토리소그라피 또는 레이저 등을 이용한 직접 식각법을 사용하여 패턴화될 수 있다. 전술한 방법에 의해 변형 가능한 기재상에 형성된 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있다. The conductive composite layer may be a patterned layer. The method of patterning the conductive composite layer is not particularly limited and can be appropriately selected. For example, the conductive composite layer may be patterned by a direct printing method of an elastomer/conductive particle mixture (inkjet printing, screen printing, etc.). Alternatively, the conductive composite layer may be patterned using photolithography using a photoresist or direct etching using a laser or the like. The conductive composite layer formed on the deformable substrate by the above-described method may be bent or stretched together with the deformable substrate.

상기 도전성 복합체 층에서 일부 또는 전부의 표면은 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매(이하, 반응성 용매라 함)로 처리되어, 복수개의 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 표면에 노출된다. 반응성 용매는, 도전성 복합체 층에 포함된 도전성 입자에 대하여는 비반응성일 수 있다. 다시 말해, 반응성 용매는, 도전성 복합체의 폴리머 매트릭스를 용해시키면서 도전성 입자에 영향을 주지 않는 임의의 용매를 선택할 수 있다. 예컨대, 도전성 입자가 탄소 나노튜브, 그라핀 (grapheme), 카본 블랙 등과 같은 탄소계 입자 또는 실버나노 와이버, 니켈 나노입자 등과 같은 금속입자이고, 폴리머 매트릭스가 실리콘 고무, 천연고무, 또는 이들의 조합인 경우, 트리플루오로아세트산, 황산, 다이프로필아민, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 폴리머 매트릭스와 용매의 조합은, 폴리머를 용해시킬 수 있는 용매 중에서, 폴리머와 용매 간의 반응성, 팽윤 여부 또는 팽윤비(swelling ratio)를 고려하여 결정할 수 있다. 도전성 복합체층 표면의 일부를 반응성 용매로 처리한 경우, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 용매에 의한 상기 표면 처리에 의해 형성된 단차를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 도전성 복합체 층의 더 낮은 쪽 표면에 상기 도전성 입자의 전부 또는 일부가 노출되어 있다. 단차의 높이는 30 ㎛ 이하, 예컨대, 25㎛ 이하, 20㎛ 이하, 15㎛ 이하, 10㎛ 이하, 또는 5㎛ 이하일 수 있다. 비제한적으로, 도 1을 참조하면, 복합체 층의 표면 중 전극에 접촉하는 부분을, 후술하는 바와 같이, 반응성 용매와 소정의 시간동안 접촉하도록 하여 표면 처리한다. 이렇게 처리된 표면에서는, 폴리머 매트릭스의 일부가 제거되면서 매립되어 있던 도전성 입자 (예컨대, 탄소 나노 튜브)가 복합체 표면으로 노출된다. 이렇게 표면 처리된 부분은, 처리 전에 비해 더 낮은 접촉 저항 및 더 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있다. In the conductive composite layer, a part or all of the surface is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix (hereinafter, referred to as a reactive solvent), so that some or all of the plurality of conductive particles are exposed on the surface. The reactive solvent may be non-reactive with respect to the conductive particles included in the conductive composite layer. In other words, as the reactive solvent, any solvent that does not affect the conductive particles while dissolving the polymer matrix of the conductive composite can be selected. For example, the conductive particles are carbon-based particles such as carbon nanotubes, grapheme, and carbon black, or metal particles such as silver nanofibers and nickel nanoparticles, and the polymer matrix is silicone rubber, natural rubber, or a combination thereof. In the case of, trifluoroacetic acid, sulfuric acid, dipropylamine, or a combination thereof may be used. The combination of the polymer matrix and the solvent may be determined in consideration of the reactivity between the polymer and the solvent, whether or not swelling, or a swelling ratio, among solvents capable of dissolving the polymer. When a part of the surface of the conductive composite layer is treated with a reactive solvent, the conductive composite layer may include a step formed by the surface treatment with the solvent, and in this case, the lower surface of the conductive composite layer All or part of the said electroconductive particle is exposed. The height of the step may be 30 µm or less, for example, 25 µm or less, 20 µm or less, 15 µm or less, 10 µm or less, or 5 µm or less. Without limitation, referring to FIG. 1, a portion of the surface of the composite layer in contact with the electrode is subjected to surface treatment by being brought into contact with a reactive solvent for a predetermined period of time, as described later. On the thus-treated surface, conductive particles (eg, carbon nanotubes) that have been buried are exposed to the composite surface while a part of the polymer matrix is removed. This surface-treated portion may exhibit lower contact resistance and higher electrical conductivity than before treatment.

신축 가능한 전자 소자 (stretchable electronics)는 로봇의 감각 피부와 입을 수 있는 통신 장치에서 바이오-집적형 디바이스 등 다양한 분야에서의 그 잠재적 응용 가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있다. 이러한 전자 부품은 변형 가능한 (예컨대, 신축 가능한) 기재 상에 탄성 전기 배선(elastic electrical wiring), 탄성 도전체(elastic conductor) 등 신축성 인터커넥터를 포함할 수 있으며, 이러한 신축성 인터커넥터로서 도전성 입자 및 엘라스토머의 복합체(이하, 도전성 복합체라 함)를 포함한 구조물이 제안된 바 있다. 신축성 인터커넥트를 위한 도전성 복합체는, 낮은 접촉 저항을 가질 것이 요구되지만, 현재 제안되어 있는 도전성 복합체의 경우 충분히 낮은 접촉 저항을 제공하지 못하고 있다. Stretchable electronics are attracting a lot of attention due to their potential applications in various fields, such as bio-integrated devices, from sensory skin and wearable communication devices of robots. Such electronic components may include elastic interconnectors such as elastic electrical wiring and elastic conductors on a deformable (e.g., stretchable) substrate, such as conductive particles and elastomers. A structure including a composite of (hereinafter referred to as a conductive composite) has been proposed. The conductive composite for the stretchable interconnect is required to have a low contact resistance, but the currently proposed conductive composite does not provide sufficiently low contact resistance.

그러나, 전술한 구현예에 따른 구조물은, 반응성 용매 처리에 의해, 현저히 낮아진 접촉 저항을 나타내는 도전성 복합체 표면을 가질 수 있다. 이처럼 낮은 접촉 저항은, 높은 전도도를 유지하면서도 도전성 입자 부가량을 낮은 수준으로 유지하고 높은 신장성(stretchability)을 보장하며 전력 효율을 증가시킴에 있어서 유리하다. 통상 도전성 복합체는 도전성 입자 부가량이 증가할 경우, 전도도가 향상할 수 있으나, 신장성 등 기계적 물성이 현저히 떨어지는 문제가 있었다. 그러나, 전술한 구현예에 따른 구조물의 경우, 도전성 입자 부가량을 낮은 수준으로 유지하여 우수한 기계적 물성 (특히, 높은 신장성)을 보장하면서도 향상된 수준의 전기 전도도를 나타낼 수 있다. 또한, 접촉 저항 감소 시, 전력 소비도 감소할 수 있다.However, the structure according to the above-described embodiment may have a conductive composite surface exhibiting a remarkably reduced contact resistance by treatment with a reactive solvent. Such low contact resistance is advantageous in maintaining high conductivity while maintaining a low level of the amount of conductive particles added, ensuring high stretchability, and increasing power efficiency. In general, when the amount of the conductive particles added increases, the conductivity of the conductive composite can be improved, but mechanical properties such as elongation are significantly deteriorated. However, in the case of the structure according to the above-described embodiment, an improved level of electrical conductivity may be exhibited while ensuring excellent mechanical properties (especially, high extensibility) by maintaining a low level of the added amount of conductive particles. In addition, when the contact resistance is reduced, power consumption can also be reduced.

일구현예에서, 반응성 용매로 처리된 표면을 가지는 도전성 복합체층의 접촉 저항은, 처리 전 복합체층의 접촉 저항의 70% 이하, 예컨대, 60% 이하, 50% 이하, 40% 이하일 수 있다. 일구현예에서, 반응성 용매로 처리된 표면을 가지는 도전성 복합체층의 전기 전도도는, 처리 전 복합체층의 전도도의 1.5배 이상, 예컨대 1.6배 이상, 1.7배 이상, 1.8배 이상, 1.9배 이상, 또는 2.0배 이상일 수 있다.In one embodiment, the contact resistance of the conductive composite layer having a surface treated with a reactive solvent may be 70% or less, for example, 60% or less, 50% or less, or 40% or less of the contact resistance of the composite layer before treatment. In one embodiment, the electrical conductivity of the conductive composite layer having a surface treated with a reactive solvent is 1.5 times or more, such as 1.6 times or more, 1.7 times or more, 1.8 times or more, 1.9 times or more, or It can be more than 2.0 times.

표면 처리는, 상기 도전성 복합체의 표면의 전부에 행하거나 혹은 상기 표면의 일부에 선택적으로 수행할 수 있다. 표면 전체에 대한 처리는, 반응성 용매를 상기 표면 전체에 적용하고 소정의 시간 경과 후, 세정 용매 (예컨대, 물 등)로 세정/제거함에 의해 수행될 수 있다. 일부 표면에 대한 선택적 처리는, 소망하는 위치에 반응성 용매를 제공(dispense)하고, 소정의 시간 경과 후 세정 용매를 분사하여 수행할 수 있다. 대안적으로, 일부 표면에 대한 선택적 처리는, 처리 전 복합체 전체 표면에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 노출된 부분에 반응성 용매가 접촉할 수 있도록 한 다음 소정 시간 경과 후 반응성 용매를 세정/제거 함에 의해 수행될 수 있다.Surface treatment may be performed on the entire surface of the conductive composite or may be selectively performed on a part of the surface. The treatment on the entire surface may be performed by applying a reactive solvent to the entire surface and after a predetermined period of time, washing/removing with a cleaning solvent (eg, water, etc.). The selective treatment of some surfaces may be performed by dispense of a reactive solvent at a desired location and spraying a cleaning solvent after a predetermined period of time. Alternatively, selective treatment of some surfaces is performed by forming a photoresist pattern on the entire surface of the composite before treatment, allowing the reactive solvent to contact the exposed part, and then washing/removing the reactive solvent after a predetermined period of time. Can be done.

상기 도전성 복합체 층의 상기 용매에 의해 처리된 표면은 미처리 표면에 비해, 500% 이하, 예컨대, 1% 내지 500%, 5% 내지 200%, 또는 10% 내지 150% 더 증가된 표면 조도를 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 도전성 복합체 층의 상기 용매에 의해 처리된 표면은, 미처리 표면에 비해 더 감소된 표면 조도를 나타낼 수 있다. 이러한 표면 조도는, 광학 현미경 장치 (예를 들어, Olympus 사 제조의 광학 현미경 장치, 제품명 OLS3000)를 이용하여 측정할 수 있다. The surface of the conductive composite layer treated by the solvent may have a surface roughness that is 500% or less, for example, 1% to 500%, 5% to 200%, or 10% to 150%, compared to the untreated surface. have. Alternatively, the surface of the conductive composite layer treated with the solvent may exhibit a further reduced surface roughness compared to the untreated surface. Such surface roughness can be measured using an optical microscope device (for example, an optical microscope device manufactured by Olympus, product name OLS3000).

다른 구현예에서, 구조물 제조 방법은, 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면 상에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하되, 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있도록 배치되어 있는 구조물을 얻는 단계; 및In another embodiment, a method of manufacturing a structure includes a deformable substrate; And a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate, wherein the conductive composite layer comprises a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer comprises the deformable Obtaining a structure arranged to be bent or stretchable with the substrate; And

상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부를, 상기 폴리머 매트릭스에 대한 반응성 용매와 소정의 시간 동안 접촉시켜 상기 도전성 입자의 일부를 상기 복합체 층의 표면에 노출시키는 단계를 포함한다.And exposing a portion of the conductive particles to the surface of the composite layer by contacting at least a portion of the surface of the conductive composite layer with a reactive solvent for the polymer matrix for a predetermined period of time.

변형 가능한 기재, 폴리머매트릭스, 도전성 입자, 반응성 용매, 및 도전성 복합체 층에 대한 상세 내용은 전술한 바와 같다. Details of the deformable substrate, the polymer matrix, the conductive particles, the reactive solvent, and the conductive composite layer are as described above.

반응성 용매와의 접촉 시간은, 폴리머 매트릭스의 종류, 도전성 복합체층의 두께, 및/또는 용매와 폴리머 간의 반응성 또는 폴리머의 팽윤 정도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 일구현예에서, 접촉시간은 180초 미만, 예컨대 120초 미만, 100초 이하, 90초 이하, 80초 이하, 또는 70초 이하일 수 있다. 상기 접촉은 상기 반응성 용매와 접촉된 상기 복합체 층의 표면의 조도의 증가율이 500% 이하, 예컨대, 400% 이하, 300% 이하, 200% 이하가 되도록 하는 시간 동안 수행될 수 있다. 접촉 후, 물 또는 유기 용매 (예컨대, 아세톤, 에탄올 등)로 구조물을 세정하여 반응성 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. The contact time with the reactive solvent can be appropriately selected in consideration of the type of the polymer matrix, the thickness of the conductive composite layer, and/or the degree of reactivity or swelling of the polymer between the solvent and the polymer. In one embodiment, the contact time may be less than 180 seconds, such as less than 120 seconds, less than 100 seconds, less than 90 seconds, less than 80 seconds, or less than 70 seconds. The contacting may be performed for a period of time such that an increase rate of the surface roughness of the composite layer contacted with the reactive solvent is 500% or less, for example, 400% or less, 300% or less, or 200% or less. After the contact, it may further include the step of removing the reactive solvent by washing the structure with water or an organic solvent (eg, acetone, ethanol, etc.).

다른 구현예에서, 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하는 구조물을 포함하는 전자 소자가 제공되는 바, 상기 전자 소자에서 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡될 수 있도록 배치되어 있되, 상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있다.In another embodiment, a deformable substrate; And a structure including a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate. In the electronic device, the conductive composite layer comprises a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix. Including, wherein the conductive composite layer is disposed so as to be bent together with the deformable substrate, and at least a part of the surface of the conductive composite layer is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix to provide the conductive material. Part or all of the particles are exposed.

일구현예에서, 상기 전자 소자는 신축 가능한 전자소자일 수 있다. 예컨대, 상기 전자 소자는, 신축성 유기 발광 다이오드 디스플레이, 신축성 인체 움직임 센서(human motion sensor), 신축성 인공 근육, 신축성 엑츄에이터 (actuator) 또는 신축성 반도체 일 수 있다. In one embodiment, the electronic device may be a stretchable electronic device. For example, the electronic device may be a stretchable organic light emitting diode display, a stretchable human motion sensor, a stretchable artificial muscle, a stretchable actuator, or a stretchable semiconductor.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are only for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto.

[ [ 실시예Example ] ]

비교예 1: Comparative Example 1 :

폴리디메틸실록산 프리폴리머(prepolymer) 조성물 (제조사:Dow Corning, 상품명:Sylgard 184, 2액형) 8.06 그램에 탄소나노튜브 (single wall nanotube, 평균직경:3nm이하 평균 길이: 수 um 이하 제조사:Carbon nanotechnologies 상품명:SP-SWNT)1.94 그램을 혼합하여 탄소 나노튜브 함량이 19.4 중량%인 혼합물을 얻는다.Polydimethylsiloxane prepolymer composition (manufacturer: Dow Corning, trade name: Sylgard 184, two-component) 8.06 grams of carbon nanotubes (average diameter: 3 nm or less Average length: several um or less Manufacturer: Carbon nanotechnologies SP-SWNT) 1.94 grams are mixed to obtain a mixture having a carbon nanotube content of 19.4% by weight.

얻어진 혼합물을 폴리이미드 기판에 적용하고, 닥터블레이드로 평탄화시킨 다음 100도씨에서 60분 동안 열처리하여 폴리이미드 기재에 두께 1mm의 도전성 복합체 층을 형성한 구조물을 얻는다.The obtained mixture was applied to a polyimide substrate, flattened with a doctor blade, and then heat-treated at 100°C for 60 minutes to obtain a structure in which a conductive composite layer having a thickness of 1 mm was formed on the polyimide substrate.

비교예 2: Comparative Example 2 :

폴리디메틸실록산 프리폴리머(prepolymer) 조성물(제조사:Dow Corning, 상품명:Sylgard 184, 2 액형) 9.9 그램에 탄소나노튜브 (single wall nanotube, 평균직경: 3nm 이하 평균 길이: 수 um 이하 제조사:Carbon nanotechnologies 상품명:SP-SWNT) 0.1g 그램을 혼합하여 탄소 나노튜브 함량이 1.0 중량%인 혼합물을 얻는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방식으로 폴리이미드 기재에 두께 1mm의 도전성 복합체 층을 형성한 구조물을 얻는다.
Polydimethylsiloxane prepolymer composition (manufacturer: Dow Corning, trade name: Sylgard 184, two-component) 9.9 grams of carbon nanotubes (average diameter: 3 nm or less Average length: several um or less Manufacturer: Carbon nanotechnologies In the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.1 g grams of SP-SWNT) was mixed to obtain a mixture having a carbon nanotube content of 1.0% by weight, a structure in which a conductive composite layer having a thickness of 1 mm was formed on a polyimide substrate was obtained.

실시예 1: Example 1 :

비교예 1과 동일한 방식으로 얻은 구조물을 트리플루오로아세트산 (TFA, 제조사:Sigma aldrich, 10 ml)에 침지하거나, 혹은 비교예 1과 동일한 방식으로 얻은 구조물의 도전성 복합체 층 표면 중 미리 정해진 부분에 적용하여 트리플루오로아세트산을 표면 접촉시킨다. 10초 후 상기 구조물을 아세톤, 알코올, 증류수 순으로 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하여, 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
The structure obtained in the same manner as in Comparative Example 1 was immersed in trifluoroacetic acid (TFA, manufacturer: Sigma aldrich, 10 ml), or applied to a predetermined portion of the surface of the conductive composite layer of the structure obtained in the same manner as in Comparative Example 1. Then, trifluoroacetic acid is brought into contact with the surface. After 10 seconds, the structure is washed with acetone, alcohol, and distilled water in order to remove trifluoroacetic acid on the surface of the conductive composite layer, thereby obtaining a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer is treated with TFA.

실시예 2: Example 2 :

TFA를 표면에 접촉시킨 후, 30초 후 상기 구조물을 증류수로 세정하여 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
The conductive composite layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the TFA was brought into contact with the surface, and the structure was washed with distilled water after 30 seconds to remove the trifluoroacetic acid adhering to the surface of the conductive composite layer. A structure in which part or all of the surface is treated with TFA is obtained.

실시예 3: Example 3 :

비교예 2의 구조물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
In the same manner as in Example 1, except that the structure of Comparative Example 2 was used, a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer was treated with TFA was obtained.

실시예 4: Example 4 :

비교예 2의 구조물을 사용하고, TFA를 표면에 접촉시킨 후, 30초 후 상기 구조물을 증류수로 세정하여 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
Example 2 except that the structure of Comparative Example 2 was used, and the TFA was brought into contact with the surface, and after 30 seconds the structure was washed with distilled water and washed to remove the trifluoroacetic acid adhering to the surface of the conductive composite layer. In the same manner as in 1, a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer is treated with TFA is obtained.

실시예 5: Example 5 :

비교예 2의 구조물을 사용하고, TFA를 표면에 접촉시킨 후, 60초 후 상기 구조물을 증류수로 세정하여 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
Example 2 except that the structure of Comparative Example 2 was used and the TFA was brought into contact with the surface, and after 60 seconds, the structure was washed with distilled water and washed to remove the trifluoroacetic acid adhering to the surface of the conductive composite layer. In the same manner as in 1, a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer is treated with TFA is obtained.

참조예 1: Reference Example 1 :

비교예 2의 구조물을 사용하고, TFA를 표면에 접촉시킨 후, 120초 후 상기 구조물을 증류수로 세정하여 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
Example 2 except that the structure of Comparative Example 2 was used and the TFA was brought into contact with the surface, and after 120 seconds, the structure was washed with distilled water and washed to remove the trifluoroacetic acid adhering to the surface of the conductive composite layer. In the same manner as in 1, a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer is treated with TFA is obtained.

참조예 2: Reference Example 2 :

비교예 2의 구조물을 사용하고, TFA를 표면에 접촉시킨 후, 180초 후 상기 구조물을 증류수로 세정하여 세정하여 도전성 복합체 층 표면에 묻어있는 트리플루오로아세트산을 제거하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 도전성 복합체층의 표면의 일부 또는 전부가 TFA로 처리된 구조물을 얻는다.
Example 2 except that the structure of Comparative Example 2 was used and the TFA was brought into contact with the surface, and after 180 seconds, the structure was washed with distilled water and washed to remove the trifluoroacetic acid adhering to the surface of the conductive composite layer. In the same manner as in 1, a structure in which a part or all of the surface of the conductive composite layer is treated with TFA is obtained.

실험예 1: 도전성 복합체 구조물의 주사 전자 현미경 분석 Experimental Example 1 : Scanning electron microscopy analysis of the conductive composite structure

비교예 1, 실시예 1, 및 실시예 2의 구조물의 도전성 복합체층 표면을 주사 전자 현미경 (제조사:Hitachi, 모델명:S-4500)으로 관찰하고, 그 결과를 도 2, 도 3, 및 도 4에 각각 도시한다.The surfaces of the conductive composite layer of the structures of Comparative Example 1, Example 1, and Example 2 were observed with a scanning electron microscope (manufacturer: Hitachi, model name: S-4500), and the results are shown in FIGS. 2, 3, and 4 Each is shown in.

비교예 1의 구조물의 도전성 복합체층 표면과 TFA 처리된 실시예 1 및 실시예 2의 구조물의 도전성 복합체층 표면은 형태학적으로 다르며, 실시예 1 및 실시예 2의 구조물의 도전성 복합체층 표면에서는 나노입자가 존재함이 확인된다.
The surface of the conductive composite layer of the structure of Comparative Example 1 and the surface of the conductive composite layer of the structures of Examples 1 and 2 treated with TFA are morphologically different, and the surface of the conductive composite layer of the structures of Examples 1 and 2 It is confirmed that the particles are present.

실험예 2: 도전성 복합체 구조물의 표면 조도 및 전기 전도도 측정 I Experimental Example 2 : Measurement of surface roughness and electrical conductivity of a conductive composite structure I

[1] 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2의 구조물의 도전성 복합체 표면에 대하여, 50um X 50um 면적에 대해 Olympus사의 광학현미경, OLS3000를 사용하여 표면 조도를 측정한다.
[1] With respect to the surfaces of the conductive composites of the structures of Comparative Examples 1, 1, and 2, the surface roughness was measured using an optical microscope of Olympus, OLS3000, for an area of 50 um X 50 um.

그 결과를 하기 표 1 및 도 5에 정리한다.
The results are summarized in Table 1 and Fig. 5 below.

[2] 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2의 구조물의 도전성 복합체 표면에 대하여, 하기 방식으로 전기 전도도를 측정한다. 전기 전도도는 Keithley 사의 digital multimeter AIX200을 이용하여 2-point method로 상온에서 저항을 측정하여, 아래의 식을 이용하여 전기 전도도를 계산한다.[2] For the surfaces of the conductive composites of the structures of Comparative Examples 1, 1, and 2, electrical conductivity was measured in the following manner. Electrical conductivity is measured at room temperature using a 2-point method using Keithley's digital multimeter AIX200, and the electrical conductivity is calculated using the following equation.

Figure 112014031022434-pat00001
Figure 112014031022434-pat00001

여기서 R은 측정한 부피저항 (Ω), σ 는 전기전도도 (S/m), L은 샘플의 길이 (m), A는 샘플길이 방향과 수직한 단면적 (m2), w 는 샘플의 폭 (m), t 는 샘플의 두께 (m)를 말한다.Where R is the measured volume resistance (Ω), σ Is the electrical conductivity (S/m), L is the length of the sample (m), A is the cross-sectional area perpendicular to the sample length direction (m 2 ), w is the width of the sample (m), and t is the thickness of the sample (m). Say.

도전성 복합체 상에 전극은, 실버 페이스트 (Dotite D-500, Fujikura Kasei)를 표면 처리한 위치에 균일하게 도포한 후, 100 도씨에서 1시간 동안 경화시켜 형성하였다.The electrode on the conductive composite was formed by uniformly applying silver paste (Dotite D-500, Fujikura Kasei) to the surface-treated position, and then curing at 100°C for 1 hour.

그 결과를 하기 표 1 및 도 5에 정리한다. The results are summarized in Table 1 and Fig. 5 below.

구분division 표면 조도 (㎛)Surface roughness (㎛) 전기 전도도(S/m)Electrical conductivity (S/m) 비교예 1 (19.4% SWNT)Comparative Example 1 (19.4% SWNT) 1.4371.437 43.043.0 실시예 1 (19.4% SWNT + 10초)Example 1 (19.4% SWNT + 10 seconds) 1.3531.353 69.369.3 실시예 2 (19.4% SWNT + 30초)Example 2 (19.4% SWNT + 30 seconds) 2.112.11 86.786.7

표 1 및 도 5의 결과로부터, 실시예 1 의 구조물에서 도전성 복합체는 표면 처리 전에 비해 약간 감소된 표면 조도 및 61 % 더 높은 전기 전도도를 나타내고, 실시예 2의 구조물에서 도전성 복합체는 표면 처리 전에 비해 더 높은 표면 조도 및 102 % 더 높은 전기 전도도를 가짐을 확인한다. 이러한 결과는, 실시예에 따른 도전성 복합체가 도전성 입자 함량을 낮은 수준으로 유지하면서도 현저히 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있음을 시사한다.
From the results of Table 1 and FIG. 5, the conductive composite in the structure of Example 1 showed slightly reduced surface roughness and 61% higher electrical conductivity than before the surface treatment, and the conductive composite in the structure of Example 2 was compared before the surface treatment. It is confirmed that it has a higher surface roughness and 102% higher electrical conductivity. These results suggest that the conductive composite according to the embodiment can exhibit remarkably high electrical conductivity while maintaining the conductive particle content at a low level.

실험예 3: 도전성 복합체 구조물의 표면 조도 및 전기 전도도 측정 II Experimental Example 3 : Measurement of Surface Roughness and Electrical Conductivity of Conductive Composite Structure II

[1] 비교예 2, 실시예 3 및 실시예 4의 구조물의 도전성 복합체 표면에 대하여, 실험예 2와 동일한 방식으로 표면 조도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 6에 정리한다.
[1] For the conductive composite surfaces of the structures of Comparative Example 2, Example 3, and Example 4, the surface roughness was measured in the same manner as in Experimental Example 2, and the results are summarized in Tables 2 and 6 below.

[2] 비교예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 참조예 1, 및 참조예 2의 구조물의 도전성 복합체 표면에 대하여, 실험예 2와 동일한 방식으로 전기 전도도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 6에 정리한다.
[2] For the conductive composite surfaces of the structures of Comparative Examples 2, 3, 4, 5, 1, and 2, electrical conductivity was measured in the same manner as in Experimental Example 2, and The results are summarized in Table 2 and Fig. 6 below.

[3] 비교예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 참조예 1, 및 참조예 2의 구조물의 도전성 복합체 표면에 대하여, 50um X 50um 면적에 대해 Olympus사의 광학현미경, OLS3000를 사용하여 식각 깊이(etching depth)를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 7에 정리한다.[3] For the conductive composite surfaces of the structures of Comparative Examples 2, 3, 4, 5, Reference Example 1, and Reference Example 2, an optical microscope manufactured by Olympus, OLS3000 for an area of 50 um X 50 um was used. Then, the etching depth was measured, and the results are summarized in Table 2 and FIG. 7 below.

구분division 표면 조도 (㎛)Surface roughness (㎛) 전기 전도도 (S/m)Electrical conductivity (S/m) 식각 깊이 (mm)Etch depth (mm) 비교예 2(1.0% SWNT)Comparative Example 2 (1.0% SWNT) 0.2440.244 0.580.58 00 실시예 3(1.0% SWNT + 10초)Example 3 (1.0% SWNT + 10 seconds) 0.2870.287 1.271.27 4.2824.282 실시예 4(1.0% SWNT + 30초)Example 4 (1.0% SWNT + 30 seconds) 0.3820.382 1.691.69 10.39210.392 실시예 5(1.0% SWNT + 60초)Example 5 (1.0% SWNT + 60 seconds) 0.4530.453 2.252.25 16.18316.183 참조예 1 (1.0% SWNT + 120초)Reference Example 1 (1.0% SWNT + 120 sec) 0.5210.521 1.011.01 25.32025.320 참조예 2 (1.0% SWNT + 180초)Reference Example 2 (1.0% SWNT + 180 sec) 0.9520.952 0.80.8 26.04726.047

표 2 및 도 6의 결과로부터, 실시예 3 의 구조물에서 도전성 복합체는 표면 처리 전에 비해 약간 증가된 표면 조도 및 120 % 더 높은 전기 전도도를 나타내고, 실시예 4의 구조물에서 도전성 복합체는 표면 처리 전에 비해 더 높은 표면 조도 및 191 % 더 높은 전기 전도도를 가짐을 확인한다. 이러한 결과는, 실시예에 따른 도전성 복합체가 도전성 입자 함량을 낮은 수준으로 유지하면서도 현저히 높은 전기 전도도를 나타낼 수 있음을 시사한다. 한편 표면 처리 시간이 소정의 시간을 초과하는 경우, 전도도 향상율이 크게 떨어짐을 확인한다.
From the results of Table 2 and FIG. 6, the conductive composite in the structure of Example 3 showed slightly increased surface roughness and 120% higher electrical conductivity than before the surface treatment, and the conductive composite in the structure of Example 4 was compared before the surface treatment. It is confirmed that it has a higher surface roughness and a 191% higher electrical conductivity. These results suggest that the conductive composite according to the embodiment can exhibit remarkably high electrical conductivity while maintaining the conductive particle content at a low level. On the other hand, when the surface treatment time exceeds a predetermined time, it is confirmed that the conductivity improvement rate is greatly reduced.

실험예 4: 도전성 복합체 구조물의 접촉 저항 측정Experimental Example 4: Measurement of the contact resistance of the conductive composite structure

비교예 1, 비교예 2, 실시예 1, 및 실시예 3의 도전성 복합체에 대하여 트랜스퍼 길이법(transfer length method: TLM)에 기초하여 전기전도도를 얻을 때와 동일한 방법을 사용하여 접촉 저항을 측정하고 그 결과를 하기 표 3 및 도 8과 도 9에 정리한다. 트랜스퍼 길이법은 도 10을 참조한다. 도 10에 나타낸 패턴을 가진 시편은 전술한 바와 동일한 방법으로 제작한다.For the conductive composites of Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1, and Example 3, the contact resistance was measured using the same method as when obtaining electrical conductivity based on a transfer length method (TLM). The results are summarized in Table 3 below and in FIGS. 8 and 9. See FIG. 10 for the transfer length method. The specimen having the pattern shown in FIG. 10 was prepared in the same manner as described above.

접촉 저항 Rc [Ω]Contact resistance Rc [Ω] 비접촉 저항 ρc [Ωcm2]Non-contact resistance ρc [Ωcm 2 ] 비교예 1Comparative Example 1 4.134.13 0.280.28 비교예 2Comparative Example 2 154.5154.5 8.548.54 실시예 1Example 1 2.152.15 0.120.12 실시예 3Example 3 73.173.1 3.743.74

표 3 및 도 8과 도 9의 결과로부터, 실시예 1 및 실시예 3의 구조물에서 표면 처리된 도전성 복합체는 표면 처리되지 않은 비교예들의 도전성 복합체에 비해 현저히 낮은 비접촉 저항을 나타낼 수 있음을 확인한다.
From the results of Table 3 and FIGS. 8 and 9, it is confirmed that the conductive composites surface-treated in the structures of Examples 1 and 3 may exhibit significantly lower non-contact resistance compared to the conductive composites of Comparative Examples without surface treatment. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It is within the scope of the invention.

Claims (16)

변형 가능한 기재(deformable substrate); 및
상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층(conductive composite layer)을 포함하는 구조물(structure)로서,
상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립(embedded)된 복수개의 도전성 입자를 포함하고,
상기 도전성 복합체 층은, 상기 도전성 입자를 0.001 중량% 내지 50 중량%의 양으로 포함하고,
상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡(bending) 또는 신장(stretching)될 수 있도록 배치되어 있고,
상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 상기 도전성 입자의 일부 또는 전부가 노출되어 있는 구조물.
A deformable substrate; And
A structure comprising a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate,
The conductive composite layer includes a polymer matrix and a plurality of conductive particles embedded in the polymer matrix,
The conductive composite layer contains the conductive particles in an amount of 0.001% to 50% by weight,
The conductive composite layer is disposed to be bent or stretched together with the deformable substrate,
A structure in which at least a part of the surface of the conductive composite layer is treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix to expose part or all of the conductive particles.
제1항에 있어서,
상기 도전성 복합체 층은, 상기 용매에 의한 상기 표면 처리에 의해 형성된 단차를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층의 더 낮은 쪽 표면에 상기 도전성 입자의 전부 또는 일부가 노출되어 있는 구조물.
The method of claim 1,
The conductive composite layer includes a step formed by the surface treatment with the solvent, and a structure in which all or part of the conductive particles are exposed on a lower surface of the conductive composite layer.
제1항에 있어서,
상기 변형 가능한 기재는, 평탄화된 절연성 산화물 층이 퇴적되어 있는 금속 호일, 폴리이미드, 엘라스토머, 또는 이들의 조합을 포함하는 구조물.
The method of claim 1,
The deformable substrate is a structure comprising a metal foil, polyimide, elastomer, or a combination thereof on which a planarized insulating oxide layer is deposited.
제1항에 있어서,
상기 도전성 복합체 층은 패턴화된 층(patterned layer)인 구조물.
The method of claim 1,
The conductive composite layer is a patterned layer.
제1항에 있어서,
상기 폴리머 매트릭스는, 엘라스토머인 구조물.
The method of claim 1,
The polymer matrix is an elastomer structure.
제5항에 있어서,
상기 엘라스토머는, 실리콘 고무, 천연 고무, 비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 또는 이들의 조합을 포함하는 구조물.
The method of claim 5,
The elastomer is a structure comprising a silicone rubber, a natural rubber, a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 도전성 입자는, 탄소계 재료, 전도성 금속 나노입자, 전도성 금속 나노 와이어, 또는 이들의 조합을 포함하는 구조물.
The method of claim 1,
The conductive particle is a structure including a carbon-based material, a conductive metal nanoparticle, a conductive metal nanowire, or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 도전성 복합체 층의 상기 용매에 의해 처리된 표면은 미처리 표면에 비해 500% 이하로 증가된 표면 조도를 가지는 구조물.
The method of claim 1,
A structure in which the surface of the conductive composite layer treated with the solvent has an increased surface roughness of 500% or less compared to the untreated surface.
삭제delete 변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면 상에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하되, 상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 도전성 입자를 0.001 중량% 내지 50 중량%의 양으로 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡 또는 신장될 수 있도록 배치되어 있는 구조물을 얻는 단계; 및
상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부를, 상기 폴리머 매트릭스에 대한 반응성 용매와 소정의 시간 동안 접촉시켜 상기 도전성 입자의 일부를 상기 복합체 층의 표면에 노출시키는 단계를 포함하는 구조물 제조 방법.
A deformable substrate; And a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate, wherein the conductive composite layer includes a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix, and the conductive composite layer comprises the conductive particles And obtaining a structure in which the conductive composite layer is arranged to be bent or stretchable together with the deformable substrate in an amount of 0.001 wt% to 50 wt%; And
And exposing a portion of the conductive particles to the surface of the composite layer by contacting at least a portion of the surface of the conductive composite layer with a reactive solvent for the polymer matrix for a predetermined period of time.
제10항에 있어서,
상기 반응성 용매는, 상기 도전성 입자에 비반응성(non-reactive)이며 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매인 구조물 제조 방법.
The method of claim 10,
The reactive solvent is non-reactive to the conductive particles and is a solvent capable of dissolving the polymer matrix.
제10항에 있어서,
상기 폴리머 매트릭스는 실리콘 고무, 천연고무, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 도전성 입자는, 탄소나노튜브, 그라핀, 카본블랙, 실버나노와이어, 실버나노입자, 금 나노와이어, 금나노입자, 구리 나노와이어, 구리 나노입자, 니켈 나노와이어, 니켈 나노입자, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 반응성 용매는 트리플루오로아세트산, 황산, 다이프로필아민, 또는 이들의 조합을 포함하는 구조물 제조 방법.
The method of claim 10,
The polymer matrix includes silicone rubber, natural rubber, or a combination thereof, and the conductive particles are carbon nanotubes, graphene, carbon black, silver nanowires, silver nanoparticles, gold nanowires, gold nanoparticles, copper Nanowires, copper nanoparticles, nickel nanowires, nickel nanoparticles, or a combination thereof, and the reactive solvent is trifluoroacetic acid, sulfuric acid, dipropylamine, or a combination thereof.
제10항에 있어서,
상기 접촉은 상기 반응성 용매와 접촉된 상기 복합체 층의 표면의 조도의 증가율이 500% 이하가 되도록 하는 시간 동안 수행되는 구조물 제조 방법.
The method of claim 10,
The contacting is performed for a period of time such that the increase rate of the roughness of the surface of the composite layer contacted with the reactive solvent is 500% or less.
변형 가능한 기재; 및 상기 변형 가능한 기재의 적어도 일부의 표면에 배치된 도전성 복합체 층을 포함하는 구조물을 포함하는 전자 소자로서,
상기 도전성 복합체 층은 폴리머 매트릭스 및 상기 폴리머 매트릭스 내에 매립된 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 도전성 입자를 0.001 중량% 내지 50 중량%의 양으로 포함하고, 상기 도전성 복합체 층은, 상기 변형 가능한 기재와 함께 굴곡될 수 있도록 배치되어 있되, 상기 도전성 복합체 층의 표면의 적어도 일부는, 상기 폴리머 매트릭스를 용해시킬 수 있는 용매에 의해 처리되어 노출된 도전성 입자를 가지는 전자 소자.
A deformable substrate; And a structure including a conductive composite layer disposed on at least a portion of the surface of the deformable substrate,
The conductive composite layer includes a polymer matrix and conductive particles embedded in the polymer matrix, the conductive composite layer includes the conductive particles in an amount of 0.001 wt% to 50 wt%, and the conductive composite layer comprises the An electronic device having conductive particles that are disposed to be bent together with a deformable substrate, and at least a part of the surface of the conductive composite layer is exposed by being treated with a solvent capable of dissolving the polymer matrix.
제14항에 있어서,
상기 소자는 신축 가능한(stretchable) 전자 소자.
The method of claim 14,
The device is a stretchable electronic device.
제14항에 있어서,
상기 소자는, 신축성 유기 발광 다이오드 디스플레이, 신축성 인체 움직임 센서(stretchable human motion sensor), 신축성 인공 근육, 신축성 엑츄에이터 (actuator) 또는 신축성 반도체인 전자 소자.
The method of claim 14,
The device is a stretchable organic light emitting diode display, a stretchable human motion sensor, a stretchable artificial muscle, a stretchable actuator, or a stretchable semiconductor.
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