KR102556903B1 - METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA Download PDF

Info

Publication number
KR102556903B1
KR102556903B1 KR1020210119515A KR20210119515A KR102556903B1 KR 102556903 B1 KR102556903 B1 KR 102556903B1 KR 1020210119515 A KR1020210119515 A KR 1020210119515A KR 20210119515 A KR20210119515 A KR 20210119515A KR 102556903 B1 KR102556903 B1 KR 102556903B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mxene
substrate
coating
pattern
flexible
Prior art date
Application number
KR1020210119515A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230037077A (en
Inventor
이용희
송진규
김은지
안치원
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020210119515A priority Critical patent/KR102556903B1/en
Priority to PCT/KR2021/016719 priority patent/WO2023038197A1/en
Publication of KR20230037077A publication Critical patent/KR20230037077A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102556903B1 publication Critical patent/KR102556903B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 고용량 및 대면적화가 가능한 패터닝 방법을 활용하여 고성능의 마이크로 슈퍼커패시터를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법은, 맥신 용액을 제조하는 제1단계; 기판 상에 포토레지스트 마스크를 코팅하는 제2단계; 포토레지스트 마스크 상에 맥신 용액을 코팅하는 제3단계; 기판으로부터 포토레지스트 마스크를 제거하여 기판 상 패턴화된 맥신인 맥신패턴을 형성시키는 제4단계; 맥신패턴이 형성된 기판 상에 합성수지 용액을 코팅한 후 가열하여 필름을 형성시키는 제5단계; 및 기판을 제거하여 필름과 맥신패턴을 분리시켜, 필름과 맥신패턴의 결합체인 유연소자를 형성시키는 제6단계를 포함한다.An embodiment of the present invention provides a high-performance micro-supercapacitor by utilizing a patterning method capable of high capacity and large area. A method for manufacturing a flexible micro-supercapacitor device by transferring a large-area MXene electrode pattern according to an embodiment of the present invention includes a first step of preparing a MXene solution; A second step of coating a photoresist mask on the substrate; A third step of coating the MXene solution on the photoresist mask; a fourth step of removing the photoresist mask from the substrate to form a MXene pattern, which is a MXene pattern on the substrate; A fifth step of coating a synthetic resin solution on the substrate on which the MXene pattern is formed and then heating it to form a film; and a sixth step of separating the film and the MXene pattern by removing the substrate to form a flexible element that is a combination of the film and the MXene pattern.

Description

대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA}Manufacturing method of flexible micro-supercapacitor device by transfer of large-area MXene electrode pattern

본 발명은 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고용량 및 대면적화가 가능한 패터닝 방법을 활용하여 고성능의 마이크로 슈퍼커패시터를 제작하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible micro-supercapacitor device by transferring a large-area MXene electrode pattern, and more particularly, to a technique for manufacturing a high-performance micro-supercapacitor by utilizing a patterning method capable of high capacity and large area. it's about

소형화되는 전자장치의 급속한 발전은 소형 온-칩 에너지 저장 장치에 대한 요구를 증가시키고 있다. 마이크로 슈퍼커패시터는 빠른 충방전(faster rate), 고출력 (high power), 높은 수명 안전성 (unlimited lifetime) 등의 많은 장점으로 인해 기존의 배터리 및 전해 커패시터를 보완, 대체할 수 있는 큰 가능성을 가진다.BACKGROUND OF THE INVENTION The rapid development of miniaturized electronic devices is increasing the demand for miniaturized on-chip energy storage devices. Micro-supercapacitors have great potential to complement and replace conventional batteries and electrolytic capacitors due to their many advantages, such as fast charge/discharge rate, high power, and unlimited lifetime.

그러나, 종래의 마이크로 슈퍼커패시터 제조 기술은 비용 효율적인 측면에서 마이크로 스케일 전극의 구축이 번거로우며, 대면적 제작의 한계로 마이크로 슈퍼캐패시터의 광범위한 적용이 불가능했다. 이에 따라, 최근에는 높은 전도성 및 우수한 전기화학 특성을 가져 에너지 저장소자에서 우수한 성능을 보여주는 맥신을 이용한 슈퍼커패시터의 개발이 이루어지고 있다.However, in the conventional micro-supercapacitor manufacturing technology, it is cumbersome to construct micro-scale electrodes in terms of cost-effectiveness, and wide application of micro-supercapacitors is impossible due to limitations in large-area fabrication. Accordingly, recently, supercapacitors using MXene showing excellent performance in energy storage devices due to high conductivity and excellent electrochemical properties have been developed.

종래의 마이크로 슈퍼 커패서티는 유리 또는 플라스틱 기판위에 딥코팅(Dip-coating) 방법을 이용해 맥신 필름을 형성하고, 맥신 필름 상에 물리적인 스크래칭 방법을 이용한 패턴을 전극으로 하여 제조하였다.A conventional micro-supercapacity was prepared by forming a MXene film on a glass or plastic substrate using a dip-coating method, and using a pattern using a physical scratching method as an electrode on the MXene film.

이러한 제조방법은 다양한 모양의 패터닝이 가능하고 유연기판을 활용한 유연 마이크로 슈퍼커패시터를 제조할 수 있는 특징이 있다. 그러나, 상기와 같은 종래의 제조방법은 딥코팅후 automated scalpel engraving 형태의 direct-write 방법이기 때문에 대면적화가 어렵고 마이크로 슈퍼커패시터 제조에 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다. 또한, Scalpel machining technique에 의존적이며, 이로 인해 낮은 resolution을 보였다. 특히 제조된 마이크로 슈퍼커패시터의 전극간 간격(interelectrode spacing)이 200μm 수준으로 소자효율이 낮아지는 문제도 있었다. 따라서, 고용량 및 대면적화가 용이한 마이크로 슈퍼커패시터 제조 기술이 필요하다.This manufacturing method is characterized in that it can be patterned in various shapes and can manufacture flexible micro-supercapacitors using flexible substrates. However, since the conventional manufacturing method as described above is a direct-write method in the form of automated scalpel engraving after dip coating, there is a problem in that it is difficult to large-area and takes a lot of time to manufacture a micro-supercapacitor. In addition, it is dependent on the scalpel machining technique, resulting in low resolution. In particular, there was a problem that the device efficiency was lowered as the interelectrode spacing of the manufactured micro-supercapacitor was about 200 μm. Therefore, there is a need for a micro-supercapacitor manufacturing technology that is easy to have a high capacity and a large area.

Scalable fabrication of high-power graphene micro-supercapacitors for flexible and on-chip energy storage(Nature communications (2013, 4;1475))Scalable fabrication of high-power graphene micro-supercapacitors for flexible and on-chip energy storage (Nature communications (2013, 4;1475))

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고용량 및 대면적화가 가능한 패터닝 방법을 활용하여 고성능의 마이크로 슈퍼커패시터를 제작하기 위한 용액공정을 이용한 마이크로 슈퍼커패시터의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 마이크로 슈퍼커패시터를 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a micro-supercapacitor manufacturing method using a solution process for manufacturing a high-performance micro-supercapacitor by utilizing a patterning method capable of high capacity and large area, and a manufacturing method thereof. To provide a manufactured micro-supercapacitor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 맥신 용액을 제조하는 제1단계; 기판 상에 포토레지스트 마스크를 코팅하는 제2단계; 상기 포토레지스트 마스크 상에 상기 맥신 용액을 코팅하는 제3단계; 상기 기판으로부터 상기 포토레지스트 마스크를 제거하여 상기 기판 상 패턴화된 맥신인 맥신패턴을 형성시키는 제4단계; 상기 맥신패턴이 형성된 상기 기판 상에 합성수지 용액을 코팅한 후 가열하여 필름을 형성시키는 제5단계; 및 상기 기판을 제거하여 상기 필름과 상기 맥신패턴을 분리시켜, 상기 필름과 상기 맥신패턴의 결합체인 유연소자를 형성시키는 제6단계를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a first step of preparing a MXene solution; A second step of coating a photoresist mask on the substrate; a third step of coating the MXene solution on the photoresist mask; a fourth step of removing the photoresist mask from the substrate to form a MXene pattern that is patterned MXene on the substrate; a fifth step of coating a synthetic resin solution on the substrate on which the MXene pattern is formed and then heating it to form a film; and a sixth step of separating the film and the MXene pattern by removing the substrate to form a flexible element that is a combination of the film and the MXene pattern.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 합성수지 용액은 폴리이미드 용액으로써, 상기 필름은 폴리이미드로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the synthetic resin solution is a polyimide solution, and the film may be formed of polyimide.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제5단계에서, 상기 기판 상에 상기 폴리이미드 용액이 코팅되어 형성된 코팅층에 대해 50 내지 100도(℃)의 온도에서 1차 가열을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the fifth step, primary heating may be performed at a temperature of 50 to 100 degrees (° C.) on the coating layer formed by coating the polyimide solution on the substrate.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제5단계에서, 1차 가열된 상기 코팅층에 대해 250 내지 350도(℃)의 온도에서 2차 가열을 수행함으로써, 상기 코팅층을 이미드화(imidization)시켜 상기 필름을 형성시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the fifth step, the coating layer is imidized by performing secondary heating at a temperature of 250 to 350 degrees (° C.) on the primary heated coating layer to imidize the film. can form.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제5단계에서, 상기 기판 상에 상기 폴리이미드 용액의 코팅은, Dip 코팅 또는 Spin 코팅으로 수행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the fifth step, the coating of the polyimide solution on the substrate may be performed by dip coating or spin coating.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판은, 실리콘 웨이퍼(Si wafer) 상 형성된 SiO2 레이어일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the substrate may be a SiO 2 layer formed on a silicon wafer.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제6단계에서, 불화수소(HF) 에칭에 의해 상기 기판이 제거될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the sixth step, the substrate may be removed by hydrogen fluoride (HF) etching.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제4단계에서, 상기 포토레지스트 마스크는 초음파 세척기에서 아세톤 용제에 의해 제거될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the fourth step, the photoresist mask may be removed by using an acetone solvent in an ultrasonic cleaner.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1단계에서, MAX상을 LiF+HCL 6M 조건에서 에칭하여 맥신을 획득할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the first step, MAXene may be obtained by etching the MAX phase under LiF+HCL 6M conditions.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 필름의 두께는, 0.1 내지 5마이크로미터(㎛)일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the film may be 0.1 to 5 micrometers (㎛).

본 발명의 실시 예에 있어서, 복수 개의 유연소자를 직렬 또는 병렬로 연결시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, a plurality of flexible elements may be connected in series or parallel.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 쉽고 간편한 용액공정 방법을 활용하여 마이크로 슈퍼커패시터를 제작할 수 있으며, 마이크로 슈퍼커패시터의 양산화, 대면적화가 가능하다는 것이다.The effect of the present invention according to the configuration as described above is that a micro-supercapacitor can be manufactured using an easy and simple solution process method, and mass-production and large-area micro-supercapacitors are possible.

그리고, 본 발명의 효과는, 유연한 소재의 필름의 표면에 패턴화된 맥신을 형성시켜 롤업 디스플레이, 웨어러블 디바이스와 같이 형상 변형되는 다양한 어플리케이션에 적용 가능한 마이크로슈퍼캐패시터를 제공할 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is that it is possible to provide a microsupercapacitor that can be applied to various applications in which the shape is deformed, such as a roll-up display and a wearable device, by forming a patterned MXene on the surface of a film of a flexible material.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴의 형성을 위한 공정에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신 용액을 코팅하는 공정에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 상의 맥신패턴에 대한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴에 대한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴의 형상을 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴에 대한 SEM이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 상 맥신패턴의 형성에 대한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름의 형성에 대한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에칭 공정에 대한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 형성에 대한 개략도이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자에 대한 이미지이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴을 구비한 기판과 유연소자 각각에 대한 CV커브 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴을 구비한 기판과 유연소자 각각의 스캔속도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다.
도 15와 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴을 구비한 기판 와 유연소자 각각의 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending)에 대한 이미지이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 정도에 따른 CV커브 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 정도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다.
도 20 내지 도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 정도에 따른 사이클릭 볼타메트리 (Cyclic voltammetry) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 정도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 횟수에 따른 CV커브 그래프이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 벤딩(bending) 횟수에 따른 정전용량유지율에 대한 그래프이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 충방전 사이클 횟수에 따른 CV커브 그래프이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 충방전 사이클 횟수에 따른 정전용량유지율에 대한 그래프이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 CV커브 그래프이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 병렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 직렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 병렬 연결 수에 따른 정전용량 변화에 대한 그래프이다.
도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 CV커브 그래프이다.
도 37은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 유연소자를 병렬 연결시킨 경우 CV커브 그래프이다.
도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 유연소자를 병렬 연결시킨 경우 스캔속도에 따른 정전용량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자 및 그 외 다른 비교 소자의 소재 및 성질을 정리한 표이다.
1 is a schematic diagram of a process for forming MXene patterns according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram of a process for coating MXene solution according to an embodiment of the present invention.
3 is an image of a MXene pattern on a wafer according to an embodiment of the present invention.
4 is an image of a MXene pattern according to an embodiment of the present invention.
5 is an image showing the shape of a MXene pattern according to an embodiment of the present invention.
6 is a SEM image of MXene patterns according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of formation of MXene patterns on a substrate according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of the formation of a film according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of an etching process according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram of formation of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are images of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
13 is a CV curve graph for each of a substrate having a MXene pattern and a flexible device according to an embodiment of the present invention.
14 is a graph showing volumetric capacitance values according to scan speeds of a substrate having a MXene pattern and a flexible element according to an embodiment of the present invention.
15 and 16 are graphs showing Galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics of a substrate having a MXene pattern and a flexible device, respectively, according to an embodiment of the present invention.
17 is an image of bending of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
18 is a CV curve graph according to a degree of bending of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
19 is a graph showing volumetric capacity values according to bending degrees of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
20 to 25 are graphs showing cyclic voltammetry characteristics according to the degree of bending of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
26 is a graph showing volumetric capacity values according to bending degrees of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
27 is a CV curve graph according to the number of bending times of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
28 is a graph of a capacitance retention rate according to the number of bending times of a flexible element according to an embodiment of the present invention.
29 is a CV curve graph according to the number of charge/discharge cycles of a flexible device according to an embodiment of the present invention.
30 is a graph of a capacitance retention rate according to the number of charge/discharge cycles of a flexible device according to an embodiment of the present invention.
31 is a CV curve graph according to whether flexible elements are connected in series or in parallel according to an embodiment of the present invention.
32 is a graph showing Galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics according to whether flexible devices are connected in series or in parallel according to an embodiment of the present invention.
33 is a graph showing Galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics according to whether flexible elements are connected in parallel according to an embodiment of the present invention.
34 is a graph showing Galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics according to whether or not flexible elements are connected in series according to an embodiment of the present invention.
35 is a graph of capacitance change according to the number of parallel connections of flexible elements according to an embodiment of the present invention.
36 is a CV curve graph according to whether flexible elements are connected in series or in parallel according to an embodiment of the present invention.
37 is a CV curve graph when a plurality of flexible elements are connected in parallel according to an embodiment of the present invention.
38 is a graph showing capacitance change according to scan speed when a plurality of flexible elements are connected in parallel according to an embodiment of the present invention.
39 is a table summarizing materials and properties of flexible devices and other comparative devices according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)의 형성을 위한 공정에 대한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신 용액(130)을 코팅하는 공정에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a process for forming MXene patterns 140 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a process of coating MXene solution 130 according to an embodiment of the present invention. .

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼(150) 상의 맥신패턴(140)에 대한 이미지이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)에 대한 이미지이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)의 형상을 나타낸 이미지이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)에 대한 SEM이미지이다.3 is an image of a MXene pattern 140 on a wafer 150 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an image of a MXene pattern 140 according to an embodiment of the present invention. 5 is an image showing the shape of the MXene pattern 140 according to an embodiment of the present invention. And, FIG. 6 is a SEM image of MXene pattern 140 according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판(110) 상 맥신패턴(140)의 형성에 대한 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름(160)의 형성에 대한 개략도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에칭 공정에 대한 개략도이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 형성에 대한 개략도이다.In addition, FIG. 7 is a schematic diagram of the formation of the MXene pattern 140 on the substrate 110 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic diagram of the formation of the film 160 according to an embodiment of the present invention. 9 is a schematic diagram of an etching process according to an embodiment of the present invention. And, Figure 10 is a schematic diagram of the formation of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 6의 (a)는 해상도가 500마이크로미터(㎛)인 경우에 대한 것이고, 도 6의 (b)는 해상도가 100마이크로미터(㎛)인 경우에 대한 것이며, 도 6의 (c)는 해상도가 10마이크로미터(㎛)인 경우에 대한 것이다.In addition, (a) of FIG. 6 is for a case where the resolution is 500 micrometers (μm), (b) of FIG. 6 is for a case where the resolution is 100 micrometers (μm), and (c) of FIG. is for the case where the resolution is 10 micrometers (μm).

그리고, 도 7의 (a)는 복수 개의 맥신패턴(140)이 형성된 웨이퍼(150)에 대한 평면도이고, 도 7의 (b)는 복수 개의 맥신패턴(140)이 형성된 웨이퍼(150)에 대한 사시도이다. 그리고, 도 8의 (a)는 복수 개의 맥신패턴(140)이 형성된 웨이퍼(150)와 필름(160) 결합체에 대한 평면도이고, 8의 (b)는 복수 개의 맥신패턴(140)이 형성된 웨이퍼(150)와 필름(160) 결합체에 대한 사시도이다.7 (a) is a plan view of the wafer 150 on which a plurality of MXene patterns 140 are formed, and FIG. 7 (b) is a perspective view of the wafer 150 on which a plurality of MXene patterns 140 are formed. am. In addition, FIG. 8(a) is a plan view of a wafer 150 and a film 160 assembly on which a plurality of MXene patterns 140 are formed, and FIG. 8(b) is a wafer on which a plurality of MXene patterns 140 are formed ( 150) and the film 160 is a perspective view of the assembly.

도 10의 (a)는 기판(110)의 제거에 의해 기판(110)으로부터 필름(160)과 맥신패턴(140)이 분리되는 사항에 대한 것이고, 도 10의 (b)는 유연소자(10)가 형성된 사항에 대한 것이다.10(a) relates to the separation of the film 160 and MXene pattern 140 from the substrate 110 by removing the substrate 110, and FIG. 10(b) shows the flexible element 10 It is about the matters formed.

본 발명의 제조 방법에서는, 먼저, 맥신 용액(130)을 제조하는 제1단계가 수행될 수 있다. 여기서, 제1단계는, 맥신을 획득하는 제1-1단계 및 획득된 맥신과 증류수를 혼합하여 맥신 용액(130)을 형성하는 제1-2단계를 포함할 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, first, a first step of preparing MXene solution 130 may be performed. Here, the first step may include a 1-1 step of obtaining MXene and a 1-2 step of forming MXene solution 130 by mixing the obtained MXene with distilled water.

제1-1단계에서는, MAX 및 MXene을 합성하도록 마련될 수 있다. 구체적인 일 실시 예로써, MAX상을 LiF+HCL 6M 조건에서 에칭하여 맥신을 획득할 수 있다.In step 1-1, it may be prepared to synthesize MAX and MXene. As a specific example, MAXene may be obtained by etching the MAX phase under LiF+HCL 6M conditions.

제1-2단계에서는, 획득된 맥신을 증류수화 혼합하며, 맥신 용액(130)은, 증류수에 기설정된 농도로 혼합한 용액을 지칭할 수 있다. 구체적으로, 맥신 용액(130)에서 맥신의 농도가 5-15mg/ml이도록 증류수를 더하여 맥신 용액(130)을 제조할 수 있다.In step 1-2, the obtained MXene is mixed with distilled water, and the MXene solution 130 may refer to a solution obtained by mixing distilled water with a predetermined concentration. Specifically, the MXene solution 130 may be prepared by adding distilled water so that the MXene concentration in the MXene solution 130 is 5-15 mg/ml.

상기된 제1단계 수행 후, 기판(110) 상에 포토레지스트 마스크(120)를 코팅하는 제2단계가 수행될 수 있다. 여기서, 기판(110)은, 실리콘 웨이퍼(Si wafer) 상 형성된 SiO2 레이어일 수 있다. 다만, 기판(110)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.After performing the first step described above, a second step of coating the photoresist mask 120 on the substrate 110 may be performed. Here, the substrate 110 may be a SiO 2 layer formed on a silicon wafer (Si wafer). However, the type of substrate 110 is not limited thereto.

SiO2 레이어는 실리콘 웨이퍼(Si wafer)의 표면이 산화되어 형성될 수 있으며, 하기에서 기판(110)과 관련된 각각의 공정은 웨이퍼(150) 상의 SiO2 레이어에 대한 것으로서 웨이퍼(150)를 이용한 공정이며, 이하 설명에서는 이해의 편의를 위해 기판(110)(SiO2 레이어)을 기준으로 설명하기로 한다.The SiO 2 layer may be formed by oxidizing the surface of a silicon wafer (Si wafer), and each process related to the substrate 110 below is for the SiO 2 layer on the wafer 150 and is a process using the wafer 150. In the following description, for convenience of understanding, the substrate 110 (SiO 2 layer) will be described as a reference.

포토레지스트 마스크(120)는 네거티브(negative)형일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 포토레지스트 마스크(120)는 미세전극이 형성되는 부분의 타공부의 폭이 50 마이크로미터(㎛), 미세전극이 형성되는 부분의 타공부간 간격이 50 마이크로미터(㎛), 두께는 3.5 마이크로미터(㎛)로 형성된 것일 수 있다.The photoresist mask 120 may be of a negative type. More specifically, the photoresist mask 120 has a width of 50 micrometers (μm) at the perforated portion where the microelectrodes are formed, The thickness may be formed to be 3.5 micrometers (㎛).

상기한 수치는 가장 바람직한 실시예이며, 본 발명에서 이의 수치는 일실시예에 한정되지 않는다. 본 발명은 미세전극이 형성되는 부분의 타공부의 폭은 45~55 마이크로미터(㎛), 미세전극이 형성되는 부분의 타공부간 간격은 45~55 마이크로미터(㎛), 두께는 3~5 마이크로미터(㎛)인 것을 포함한다. 포토레지스트 마스크(120)에서 타공부가 형성된 부분의 형상은 후에 형성되는 맥신패턴(140)의 형상과 대응되며, 이의 보다 구체적인 형상은 후술하도록 한다.The above numerical values are the most preferred embodiments, and in the present invention, the numerical values are not limited to one embodiment. In the present invention, the width of the perforated part of the part where the microelectrode is formed is 45 to 55 micrometers (㎛), the interval between the perforated parts of the part where the microelectrode is formed is 45 to 55 micrometer (㎛), and the thickness is 3 to 5 It includes micrometers (μm). The shape of the perforated portion of the photoresist mask 120 corresponds to the shape of the MXene pattern 140 to be formed later, and its more specific shape will be described later.

상기된 제2단계 수행 후, 포토레지스트 마스크(120) 상에 맥신 용액(130)을 코팅하는 제3단계가 수행될 수 있다. 여기서, 포토레지스트 마스크(120)가 코팅된 기판(110)에 맥신 용액(130)을 코팅하기 위하여 Dip 코팅 또는 Spin 코팅이 수행될 수 있다.After performing the second step described above, a third step of coating the MXene solution 130 on the photoresist mask 120 may be performed. Here, dip coating or spin coating may be performed to coat the MXene solution 130 on the substrate 110 coated with the photoresist mask 120 .

Dip 코팅시 0.95~1.05㎛/s의 속도, 바람직하게는 1㎛/s의 속도로 코팅을 수행하도록 마련되며, Spin 코팅시 300 rpm ~ 1,000 rpm, 100초~300초의 조건 하에서 코팅이 이루어지도록 마련될 수 있다.Dip coating is provided to perform coating at a speed of 0.95 to 1.05 μm/s, preferably 1 μm/s, and during spin coating, coating is performed under conditions of 300 rpm to 1,000 rpm and 100 to 300 seconds. It can be.

도 2에서 보는 바와 같이, Dip코팅을 이용하는 경우, 포토레지스트 마스크(120)가 코팅된 기판(110)을 맥신용액이 수용된 수조에 담지하여 포토레지스트 마스크(120) 내의 빈 공간에 맥신 용액(130)이 코팅되도록 할 수 있다. 이에 따라, 기판(110)에는 포토레지스트 마스크(120)의 형태에 대응되는 패턴으로 맥신 용액(130)이 코팅될 수 있다.As shown in FIG. 2, in the case of using Dip coating, the substrate 110 coated with the photoresist mask 120 is supported in a water tank containing the MXene solution, and the MXene solution 130 is formed in the empty space within the photoresist mask 120. can be coated. Accordingly, the MXene solution 130 may be coated on the substrate 110 in a pattern corresponding to the shape of the photoresist mask 120 .

상기된 제3단계 수행 후, 기판(110)으로부터 포토레지스트 마스크(120)를 제거하여 기판(110) 상 패턴화된 맥신인 맥신패턴(140)을 형성시키는 제4단계가 수행될 수 있다.After performing the above-described third step, a fourth step may be performed in which the photoresist mask 120 is removed from the substrate 110 to form the MXene pattern 140 , which is a patterned MXene on the substrate 110 .

구체적으로, 포토레지스트 마스크(120)는 120도로 30분간 베이킹(baking) 공정이 수행된 후 초음파 세척기에서 30초~5분간 머무르면서 아세톤 용제에 의해 제거될 수 있다. 이 때, 포토레지스트 마스크(120)의 베이킹 공정은 110~130도, 25~35분의 범위 내에서 이루어질 수 있다.Specifically, the photoresist mask 120 may be removed by an acetone solvent while staying in an ultrasonic cleaner for 30 seconds to 5 minutes after a baking process is performed at 120 degrees for 30 minutes. At this time, the baking process of the photoresist mask 120 may be performed within a range of 110 to 130 degrees and 25 to 35 minutes.

여기서, 상기와 같은 베이킹 공정에 의하여 소정의 패턴으로 코팅된 맥신 용액(130)에서 증류수가 증발되며, 이에 따라, 기판(110) 상에는 패턴화된 맥신인 맥신패턴(140)이 형성될 수 있다.Here, distilled water is evaporated from the MXene solution 130 coated in a predetermined pattern by the baking process as described above, and thus, the MXene pattern 140, which is a patterned MXene, can be formed on the substrate 110.

도 3에서 보는 바와 같이, 맥신패턴(140)은 기판(110) 상 복수 개로 형성될 수 있으며, 즉, 하나의 웨이퍼(150)를 이용하여 복수 개 제조될 수 있으며, 이와 같이 대면적에 복수 개의 맥신패턴(140)을 형성시킬 수 있으므로, 제조 효율을 현저히 증대시킬 수 있다.As shown in FIG. 3 , a plurality of MXene patterns 140 may be formed on the substrate 110, that is, a plurality may be manufactured using one wafer 150, and as such, a plurality of MXene patterns may be formed on a large area. Since the MXene pattern 140 can be formed, manufacturing efficiency can be remarkably increased.

도 4에서 보는 바와 같이, 포토 리소크래피로 패턴화된 SiO2기판(110)을 사용하여 Dip 코팅 또는 Spin 코팅을 이용할 경우 기존 패턴에 영향을 받지 않고 균일한 맥신 용액(130)의 코팅층이 형성될 수 있으며 마이크로 스케일로 패턴화된 맥신을 획득할 수 있다.As shown in FIG. 4, when Dip coating or Spin coating is used using the SiO 2 substrate 110 patterned by photolithography, a uniform MXene solution 130 coating layer is formed without being affected by the existing pattern. and can obtain MXene patterned on a micro scale.

도 5를 참고하여, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 맥신패턴(140)의 형상을 구체적으로 설명하도록 한다.Referring to FIG. 5 , the shape of the MXene pattern 140 manufactured according to the manufacturing method of the present invention will be described in detail.

맥신패턴(140)은 제1몸체부(141), 제2몸체부(142), 제1연장부(143), 제2연장부(144), 제1전극(145) 및 제2전극(146)을 포함할 수 있다. 제1몸체부(141) 및 제2몸체부(142)는 기판(110) 상의 양측면으로부터 동일한 간격으로 이격되며 기판(110)의 폭 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제1몸체부(141) 및 제2몸체부(142)는 기판(110)의 중심선을 기준으로 상호 대칭되게 형성되며, 상호 이격되어 형성될 수 있다.The MXene pattern 140 includes a first body 141, a second body 142, a first extension 143, a second extension 144, a first electrode 145, and a second electrode 146. ) may be included. The first body portion 141 and the second body portion 142 are spaced apart from both side surfaces of the substrate 110 at equal intervals and may extend long in the width direction of the substrate 110 . Also, the first body portion 141 and the second body portion 142 may be formed symmetrically with respect to the center line of the substrate 110 and spaced apart from each other.

제1연장부(143)는 제1몸체부(141)로부터 상부를 향해 연장 형성되며, 제2연장부(144)는 제2몸체부(142)로부터 상부를 향해 연장 형성될 수 있다. 여기서, 제1연장부(143) 및 제2연장부(144)의 외측면은 기판(110)을 3등분하는 지점에 형성되도록 마련될 수 있다. 그리고, 제1연장부(143) 및 제2연장부(144)는 상호 이격되어 형성되어 제1연장부(143) 및 제2연장부(144) 사이에 미세전극이 형성될 수 있는 공간이 형성되도록 마련될 수 있다.The first extension part 143 may extend upward from the first body part 141 , and the second extension part 144 may extend upward from the second body part 142 . Here, outer surfaces of the first extension part 143 and the second extension part 144 may be provided to be formed at a point dividing the substrate 110 into thirds. Also, the first extension 143 and the second extension 144 are spaced apart from each other to form a space in which a microelectrode can be formed between the first extension 143 and the second extension 144. can be arranged so that

제1전극(145)은 제1연장부(143)로부터 제2연장부(144)를 향해 연장 형성되며, 일단은 제1연장부(143)와 연장되고, 타단은 제2연장부(144)로부터 이격되어 형성될 수 있다. 제2전극(146)은 제2연장부(144)로부터 제1연장부(143)를 향해 연장 형성되며, 일단은 제2연장부(144)와 연장되고, 타단은 제1연장부(143)로부터 이격되어 형성될 수 있다.The first electrode 145 extends from the first extension 143 toward the second extension 144, one end extending with the first extension 143, and the other end extending with the second extension 144. It can be formed spaced apart from. The second electrode 146 extends from the second extension part 144 toward the first extension part 143, one end extends with the second extension part 144, and the other end extends with the first extension part 143. It can be formed spaced apart from.

제1전극(145) 및 제2전극(146)은 일정한 간격으로 형성되며, 제1연장부(143) 및 제2연장부(144) 사이에서 교차로 배열되도록 마련될 수 있다. 이때, 제1전극(145) 및 제2전극(146) 사이의 간격과, 제1전극(145) 및 제2전극(146)의 폭은 45~55㎛로 형성되되, 균일한 간격 및 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1전극(145) 및 제2전극(146)의 두께는 3~5㎛로 형성될 수 있으며, 균일한 두께로 형성될 수 있다.The first electrode 145 and the second electrode 146 are formed at regular intervals, and may be arranged to cross each other between the first extension part 143 and the second extension part 144 . At this time, the interval between the first electrode 145 and the second electrode 146 and the width of the first electrode 145 and the second electrode 146 are formed to be 45 to 55 μm, but a uniform interval and width can be formed to have In addition, the first electrode 145 and the second electrode 146 may have a thickness of 3 to 5 μm and may be formed with a uniform thickness.

도 6에서 보는 바와 같이, 이처럼 마련된 마이크로 슈퍼커패시터에서는, 맥신패턴(140)의 간격, 폭 등이 균일한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6 , in the prepared micro-supercapacitor, it can be confirmed that the intervals and widths of the MXene patterns 140 are uniform.

상기된 제4단계 수행 후, 도 7과 도 8에서 보는 바와 같이 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110) 상에 합성수지 용액을 코팅한 후 가열하여 필름(160)을 형성시키는 제5단계가 수행될 수 있다.After the fourth step described above, as shown in FIGS. 7 and 8 , a fifth step of forming a film 160 by coating a synthetic resin solution on the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed is performed, and then heated. It can be.

여기서, 합성수지 용액은 폴리이미드 용액으로써, 필름(160)은 폴리이미드로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 필름(160)의 소재가 상기와 같이 형성된다고 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 폴리이미드 외의 다른 합성수지 소재가 이용될 수도 있다.Here, the synthetic resin solution is a polyimide solution, and the film 160 may be formed of polyimide. In the embodiment of the present invention, it is described that the material of the film 160 is formed as described above, but it is not limited thereto, and other synthetic resin materials other than polyimide may be used.

제5단계에서, 기판(110) 상에 폴리이미드 용액의 코팅은, Dip 코팅 또는 Spin 코팅으로 수행될 수 있다. Dip 코팅시 0.95~1.05㎛/s의 속도, 바람직하게는 1㎛/s의 속도로 코팅을 수행하도록 마련되며, Spin 코팅시 1,500 rpm ~ 2,500 rpm, 20초~70초의 조건 하에서 코팅이 이루어지도록 마련될 수 있다.In the fifth step, coating of the polyimide solution on the substrate 110 may be performed by dip coating or spin coating. Dip coating is provided to perform coating at a speed of 0.95 to 1.05 μm/s, preferably 1 μm/s, and during spin coating, coating is performed under conditions of 1,500 rpm to 2,500 rpm, 20 seconds to 70 seconds It can be.

바람직하게는, 폴리이미드 용액의 코팅을 위하여 Spin 코팅이 수행될 수 있으며, 2,000 rpm의 속도로 50초 동안 Spin 코팅이 수행될 수 있다.Preferably, spin coating may be performed for coating the polyimide solution, and spin coating may be performed at a speed of 2,000 rpm for 50 seconds.

상기와 같이, 상기와 같은 코팅에 의해 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110) 상에 폴리이미드 용액이 균일하게 코팅될 수 있으며, 이에 따라, 형성되는 필름(160)의 표면과 맥신패턴(140)의 결착력이 균일하면서 증대될 수 있다.As described above, the polyimide solution can be uniformly coated on the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed by the coating, and thus the surface of the film 160 and the MXene pattern 140 are formed. ) can be increased while the binding force is uniform.

제5단계에서, 기판(110) 상에 폴리이미드 용액이 코팅되어 형성된 코팅층에 대해 50 내지 100도(℃)의 온도에서 1차 가열을 수행할 수 있다. 그리고, 제5단계에서, 1차 가열된 코팅층에 대해 250 내지 350도(℃)의 온도에서 2차 가열을 수행함으로써, 코팅층을 이미드화(imidization)시켜 필름(160)을 형성시킬 수 있다.In the fifth step, the coating layer formed by coating the substrate 110 with the polyimide solution may be subjected to primary heating at a temperature of 50 to 100 degrees (°C). And, in the fifth step, by performing secondary heating at a temperature of 250 to 350 degrees (° C.) on the primary heated coating layer, the coating layer may be imidized to form a film 160 .

상기와 같은 1차 가열은 필름(160)의 주변(ambient)에서 필름(160)을 향해 수행되는 가열이며, 20 내지 40분(min) 동안 수행될 수 있다. 바람직하게는, 1차 가열(soft-baking)은, 80도(℃)의 온도에서 30분(min) 동안 수행될 수 있다.The primary heating as described above is heating performed toward the film 160 from the ambient of the film 160, and may be performed for 20 to 40 minutes (min). Preferably, the first heating (soft-baking) may be performed at a temperature of 80 degrees (° C.) for 30 minutes (min).

상기와 같은 1차 가열에 의해 기판(110) 상의 폴리이미드 코팅층은 기판(110) 및 맥신패턴(140)과 결합될 수 있으며, 또한, 1차 가열에 의해 폴리이미드 코팅층이 필름(160)의 형상으로 경화되어 필름(160)이 형성될 수 있다. The polyimide coating layer on the substrate 110 may be bonded to the substrate 110 and the MXene pattern 140 by the primary heating as described above, and the polyimide coating layer may form the shape of the film 160 by the primary heating. It is cured to form a film 160.

그 후, 필름(160)에 대한 이미드화 어닐링의 수행을 위해 2차 가열이 수행될 수 있으며, 2차 가열은 상기와 같은 온도 범위에서 50 내지 130도 분(min) 동안 수행될 수 있으며, 이와 같은 2차 가열은 노(furnace)에 아르곤(Ar) 기체와 같은 비활성 기체 분위기 하에서 수행될 수 있다.After that, secondary heating may be performed to perform imidation annealing on the film 160, and secondary heating may be performed for 50 to 130 degrees min in the above temperature range. The same secondary heating may be performed under an inert gas atmosphere such as argon (Ar) gas in a furnace.

필름(160)의 두께는, 0.1 내지 5마이크로미터(㎛)일 수 있다. 이와 같은 두께로 필름(160)이 형성됨으로써, 신축성을 구비하면서 유연하고 박막형의 필름(160)이 형성될 수 있다. 이에 의해, 맥신패턴(140)을 구비하는 필름(160)인 유연소자(10)는 롤업(roll-up) 디스플레이, e-paper, 스마트센서, 투명 RFID, 웨어러블 디바이스 등에 이용될 수 있으며, 얇으면서도 대면적 어플리케이션에서의 효용성을 증대시킬 수 있다.The thickness of the film 160 may be 0.1 to 5 micrometers (μm). By forming the film 160 to such a thickness, a flexible and thin film 160 having elasticity can be formed. As a result, the flexible element 10, which is the film 160 having the MXene pattern 140, can be used for roll-up displays, e-paper, smart sensors, transparent RFID, wearable devices, etc. Efficiency in large-area applications can be increased.

상기된 제5단계 수행 후, 기판(110)을 제거하여 필름(160)과 맥신패턴(140)을 분리시켜, 필름(160)과 맥신패턴(140)의 결합체인 유연소자(10)를 형성시키는 제6단계가 수행될 수 있다. 여기서, 도 9와 도 10에서 보는 바와 같이, 제6단계에서, 불화수소(HF) 에칭에 의해 기판(110)이 제거될 수 있다. 즉, 기판(110)으로부터 맥신패턴(140)을 구비한 필름(160)인 유연소자(10)가 디라미네이트(Delaminate)될 수 있다.After performing the fifth step described above, the substrate 110 is removed to separate the film 160 and the MXene pattern 140 to form the flexible element 10, which is a combination of the film 160 and the MXene pattern 140. A sixth step may be performed. Here, as shown in FIGS. 9 and 10 , in the sixth step, the substrate 110 may be removed by hydrogen fluoride (HF) etching. That is, the flexible element 10, which is the film 160 having the MXene pattern 140, may be delaminated from the substrate 110.

불화수소(HF) 에칭은, 농도 49%의 불화수소(HF)가 저장된 수조에 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)과 필름(160)의 결합체를 담금으로써 수행될 수 있고, 이 때, 에칭 시간은 3 내지 7분(min) 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는, 5분(min) 동안 수행될 수 있다.Hydrogen fluoride (HF) etching can be performed by immersing the combination of the substrate 110 and the film 160 on which the MXene pattern 140 is formed in a water tank in which hydrogen fluoride (HF) at a concentration of 49% is stored. At this time, The etching time may be performed for 3 to 7 minutes (min), preferably, it may be performed for 5 minutes (min).

상기와 같이 기판(110) 상에 필름(160)을 형성시킨 후 기판(110)으로부터 필름(160)을 분리시키면, 맥신패턴(140)이 필름(160)으로 전사되면서 마이크로 슈퍼캐패시터로 이용되는 유연소자(10)를 획득할 수 있다.After forming the film 160 on the substrate 110 as described above, when the film 160 is separated from the substrate 110, the MXene pattern 140 is transferred to the film 160 and is used as a flexible micro-supercapacitor. Device 10 can be obtained.

여기서, 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)도 마이크로 슈퍼캐패시터로 이용될 수 있으나, 상기와 같이 형성된 유연소자(10)는, 높은 유연성으로 인하여 탄성을 구비하는 표면에 용이하게 부착되며, 탄성을 구비하는 표면의 변형에 대응되게 신축성 있는 형상 변형(bending, twisting, rolling 등)이 가능하다.Here, the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed can also be used as a micro-supercapacitor, but the flexible element 10 formed as described above is easily attached to a surface having elasticity due to its high flexibility and elasticity. Elastic shape deformation (bending, twisting, rolling, etc.) is possible to correspond to the deformation of the surface having a surface.

상기와 같이 형성되는 유연소자(10)를 이용하여, 복수 개의 유연소자(10)를 직렬 또는 병렬로 연결시킬 수 있다. 하나의 유연소자(10)와 다른 유연소자(10)를 연결하는 경우에도 상기와 같은 공정으로 수행될 수 있다.Using the flexible device 10 formed as described above, a plurality of flexible devices 10 may be connected in series or parallel. Even when one flexible element 10 and another flexible element 10 are connected, the same process as described above may be performed.

구체적으로, 기판(110) 상 복수 개의 각각 분리된 맥신패턴(140)을 형성시키고, 각각의 맥신패턴(140)을 연결시키는 연결 패턴의 맥신을 형성시킨 후 상기와 같이 각각의 패턴을 필름(160)에 전사시킬 수 있다. 그리고, 각각의 유연소자(10)로 구분되도록 필름(160)의 각각의 부위를 제거함으로써, 직렬 연결 또는 병렬 연결된 복수 개의 유연소자(10)를 제조할 수 있다. 이에 따라, 각각 연결된 복수 개의 유연소자(10)의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.Specifically, after forming a plurality of separate MXene patterns 140 on the substrate 110 and forming a MXene of a connection pattern connecting each MXene pattern 140, each pattern is formed on a film 160 as described above. ) can be transcribed. And, by removing each part of the film 160 to be divided into each flexible element 10, it is possible to manufacture a plurality of flexible elements 10 connected in series or in parallel. Accordingly, it is possible to shorten the manufacturing time of the plurality of flexible elements 10 connected to each other.

다만, 각각의 유연소자(10)의 연결 방법이 상기된 방식에 한정되는 것은 아니고, 각각의 유연소자(10)를 금속 나노 와이어 등을 이용하여 연결시킬 수 있음은 당연하다. 상기와 같은 연결에 의해 마이크로 슈퍼캐패시터의 직렬 연결 또는 병렬 연결의 효과를 구현하여, 본 발명의 유연소자(10)의 활용 범위를 확대시킬 수 있다.However, the connection method of each flexible element 10 is not limited to the above method, and it is natural that each flexible element 10 can be connected using a metal nano wire or the like. By implementing the effect of series connection or parallel connection of micro supercapacitors by the connection as described above, it is possible to expand the application range of the flexible element 10 of the present invention.

즉, 실제 디바이스(전자기기)에서는 특정 용량(capacitance)와 전압(Voltage)가 필요한데, 상기와 같은 공정에 의해 8인치 웨이퍼(150)를 이용하여 90~100개의 유연소자(10)를 제조하고, 각각의 유연소자(10)를 연결할 수 있음으로써, 다양한 용량과 전압을 구현할 수 있다.That is, in actual devices (electronic devices), specific capacitance and voltage are required, and 90 to 100 flexible elements 10 are manufactured using the 8-inch wafer 150 by the above process, By connecting each of the flexible elements 10, various capacities and voltages can be implemented.

도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)에 대한 이미지이다. 여기서, 도 11의 (a)는 하나의 유연소자(10)에 대한 이미지이고, 도 11의 (b)는 사람의 손등에 부착된 유연소자(10)에 대한 이미지이다. 그리고, 도 12의 (a)는 사람의 손등에 부착된 유연소자(10)를 변형시키는 사항에 대한 이미지이고, 도 12의 (b)는 Rolling된 유연소자(10)에 대한 이미지이다.11 and 12 are images of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. Here, (a) of FIG. 11 is an image of one flexible element 10, and (b) of FIG. 11 is an image of the flexible element 10 attached to the back of a person's hand. Further, FIG. 12 (a) is an image of the matter of deforming the flexible element 10 attached to the back of a person's hand, and FIG. 12 (b) is an image of the rolled flexible element 10.

도 11과 도 12에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유연소자(10)는 합성수지로 형성되는 박막형의 필름(160) 형상으로써, 변형이 자유로울 뿐만 아니라 감기거나 휨에도전극 패턴, 즉, 맥신패턴(140)의 손상이 방지되어, 플렉서블한 표면에 부착 시에도 성능이 유지되는 효과가 있다.As shown in FIGS. 11 and 12, the flexible element 10 of the present invention is in the form of a thin film 160 formed of synthetic resin, and is not only free to deform, but also has an electrode pattern, that is, a MXene pattern 140 even when wound or bent. ) is prevented, and the performance is maintained even when attached to a flexible surface.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)을 구비한 기판(110)과 유연소자(10) 각각에 대한 CV(Cyclic voltammetry)커브 그래프이다. 도 13에서 a그래프는 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)(웨이퍼(150) 포함, 이하 동일)에 대한 것이고, b그래프는 본 발명의 유연소자(10)에 대한 것이다.13 is a cyclic voltammetry (CV) curve graph for each of the flexible device 10 and the substrate 110 having the MXene pattern 140 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 13, graph a is for the substrate 110 (including the wafer 150, the same below) on which the MXene pattern 140 is formed, and graph b is for the flexible element 10 of the present invention.

도 13에서 보는 바와 같이, 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)과 유연소자(10) 모두 10 mV/s 스캔 속도에서 이상적인 직사각형 형태의 CV 곡선을 보이며, 유사한 그래프 계형을 보였다. 그리고, 10 mV/s 스캔 속도에서 약 20 %의 성능 향상을 보였다.(맥신패턴(140)이 형성된 기판(110): 1218.2 F/cm3, 유연소자(10): 1472.7 F/cm3)As shown in FIG. 13 , both the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed and the flexible device 10 show ideal rectangular CV curves at a scan rate of 10 mV/s and similar graph patterns. And, a performance improvement of about 20% was shown at a scan rate of 10 mV/s. (substrate 110 on which MXene pattern 140 is formed: 1218.2 F/cm 3 , flexible device 10: 1472.7 F/cm 3 )

이는, 맥신패턴(140)이 형성된 베이스가 기판(110)에서 필름(160)으로 전사에 의해 변경되면서, 기판(110) 상 전해질의 wettability보다 필름(160) 상 전해질의 wettability 향상으로 나타나는 현상, 즉, 전해질 기능을 수행하는 베이스가 기판(110)에서 필름(160)으로 변경되면서 막질 향상에 의해 나타나는 현상일 수 있다.This is a phenomenon that appears as the wettability of the electrolyte on the film 160 is improved rather than the wettability of the electrolyte on the substrate 110, as the base on which the MXene pattern 140 is formed is changed by transfer from the substrate 110 to the film 160, that is, , It may be a phenomenon caused by improvement of the film quality as the base performing the electrolyte function is changed from the substrate 110 to the film 160.

구체적으로, 전사 공정 중에 사용되는 불화수소(HF)가 맥신의 functional group 등에 대해 맥신의 표면 상태에 영향을 주었기 때문일 수 있으며, 이로 인해 이온의 이동성이 증진되어 본 발명의 유연소자(10)에서의 용량이 증가될 수 있다.Specifically, it may be because hydrogen fluoride (HF) used during the transfer process affects the surface state of MXene with respect to the functional group of MXene, which enhances the mobility of ions, thereby Dosage may be increased.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)을 구비한 기판(110)과 유연소자(10) 각각의 스캔속도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다.14 is a graph showing volumetric capacitance values according to scan speeds of the substrate 110 having the MXene pattern 140 and the flexible device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 14에서 보는 바와 같이, 유연소자(10)의 CV곡선을 통해 부피적 용량 (volumetric capacitance)를 계산하였을 때, 각각의 스캔속도에서의 값을 나타내고 있으며, 사각형 도트의 그래프인 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)에 대한 그래프와 원형 도트의 그래프인 유연소자(10)에 대한 그래프의 비교에서 보는 바와 같이, 전반적으로 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)과 비교하여 본 발명의 유연소자(10)에서의 용량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 14, when the volumetric capacitance is calculated through the CV curve of the flexible device 10, the MXene pattern 140, which is a graph of square dots, shows values at each scan speed. As can be seen in the comparison of the graph for the substrate 110 formed with the graph and the graph for the flexible element 10, which is a graph of circular dots, the flexibility of the present invention is generally compared to the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed. It can be seen that the capacitance of the element 10 is increased.

도 15와 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맥신패턴(140)을 구비한 기판(110) 와 유연소자(10) 각각의 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다. 도 15의 a그래프와 도 16의 사각형 도트 그래프는 맥신패턴(140)을 구비한 기판(110)에 대한 그래프이고, 도 15의 b그래프와 도 16의 원형 도트 그래프는 유연소자(10)에 대한 그래프이다. 도 15와 도 16에서도 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)과 비교하여 본 발명의 유연소자(10)에서의 용량이 증가되는 것을 확인할 수 있으며, 구체적으로, 10 mV/s 스캔 속도에서 약 12 %의 성능 향상을 보였다. (맥신패턴(140)이 형성된 기판(110): 1275.7 F/cm3, 유연소자(10): 1436.4 F/cm3)15 and 16 are graphs showing respective galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics of the substrate 110 having the MXene pattern 140 and the flexible device 10 according to an embodiment of the present invention. A graph in FIG. 15 and a square dot graph in FIG. 16 are graphs for the substrate 110 having MXene patterns 140, and graph b in FIG. 15 and a circular dot graph in FIG. 16 are for the flexible element 10. it's a graph 15 and 16, it can be confirmed that the capacitance of the flexible device 10 of the present invention is increased compared to the substrate 110 on which the MXene pattern 140 is formed. Specifically, at a scan rate of 10 mV/s, about It showed a performance improvement of 12%. (substrate 110 on which MXene pattern 140 is formed: 1275.7 F/cm 3 , flexible element 10: 1436.4 F/cm 3 )

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending)에 대한 이미지이다. 도 17의 (a)는 유연소자(10)가 펴져 있는 상태를 유지한 사항에 대한 이미지이고, 도 17의 (b)는 유연소자(10)가 구부려져 있는 상태(반경(Radius): 5.27mm)를 유지한 사항에 대한 이미지이다.17 is an image of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 (a) is an image of a state in which the flexible element 10 is maintained in an unfolded state, and (b) in FIG. 17 is an image in which the flexible element 10 is bent (radius: 5.27 mm). ) is an image of the items kept.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도에 따른 CV커브 그래프이다. 그리고, 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다.18 is a CV curve graph according to a degree of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. And, FIG. 19 is a graph showing the volumetric capacity value according to the degree of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention.

도 18 에서는, 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도를 달리하면서(flat, 3.87mm, 4.25mm, 5.27mm, 6.53mm, 8.58mm) 10 mV/s 스캔 속도에서 측정을 하였으며, 도 19에서는, 맥신패턴(140)이 형성된 기판(110)(Si) 및 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도를 달리하면서(flat, 3.87mm, 4.25mm, 5.27mm, 6.53mm, 8.58mm) 10 mV/s 스캔 속도에서 측정을 수행하였다.In FIG. 18, while varying the degree of bending of the flexible element 10 (flat, 3.87mm, 4.25mm, 5.27mm, 6.53mm, 8.58mm), measurement was performed at a scan speed of 10 mV/s, and in FIG. 19 , 10 mV while changing the degree of bending of the substrate 110 (Si) and the flexible element 10 on which the MXene pattern 140 is formed (flat, 3.87mm, 4.25mm, 5.27mm, 6.53mm, 8.58mm) Measurements were performed at /s scan rate.

도 18과 도 19에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유연소자(10)가 구부러지더라도 유연소자(10)의 성능이 유지됨을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 형상 변형에도 맥신패턴(140)의 손상이 방지되면서 유연소자(10)의 마이크로 슈퍼캐패시터 기능이 구현됨을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 18 and 19 , it can be confirmed that the performance of the flexible element 10 is maintained even if the flexible element 10 of the present invention is bent, and thus, damage to the MXene pattern 140 is prevented even when the shape is deformed. While being prevented, it can be confirmed that the micro-supercapacitor function of the flexible element 10 is implemented.

도 20 내지 도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도에 따른 사이클릭 볼타메트리 (Cyclic voltammetry) 특성을 나타낸 그래프이다. 각각의 그래프는 유연소자(10)에 대한 각각의 벤딩 정도에 따라 다양한 스캔 속도(10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 mV/s)로 CV 특성을 실험한 결과이다. 20 to 25 are graphs showing cyclic voltammetry characteristics according to the degree of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. Each graph shows CV characteristics at various scan speeds (10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 mV/s) according to the degree of bending of the flexible element 10. This is the result.

그리고, 도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 정도에 따른 부피적 용량 값을 나타낸 그래프이다. 도 26에서는, 그래프의 도트 형상으로 유연소자(10)의 벤딩 정도에 따른 그래프를 구분하고 있다.And, FIG. 26 is a graph showing the volumetric capacity value according to the degree of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 26, graphs according to the degree of bending of the flexible element 10 are classified in a dot shape of the graph.

도 20은 펴진 상태(flat)의 유연소자(10)에 대한 그래프이고, 도 21은 반경 3.87mm로 구부려진 유연소자(10)에 대한 그래프이며, 도 22는 반경 4.25mm로 구부려진 유연소자(10)에 대한 그래프이며, 도 23은 반경 5.27mm로 구부려진 유연소자(10)에 대한 그래프이다. 그리고, 도 24는 반경 5.27mm로 구부려진 유연소자(10)에 대한 그래프이고, 도 25는 반경 5.27mm로 구부려진 유연소자(10)에 대한 그래프이다.20 is a graph of the flexible element 10 in a flat state, FIG. 21 is a graph of the flexible element 10 bent to a radius of 3.87 mm, and FIG. 22 is a graph of the flexible element 10 bent to a radius of 4.25 mm ( 10), and FIG. 23 is a graph of the flexible element 10 bent to a radius of 5.27 mm. 24 is a graph of the flexible element 10 bent to a radius of 5.27 mm, and FIG. 25 is a graph of the flexible element 10 bent to a radius of 5.27 mm.

도 20 내지 도 26에서 보는 바와 같이, 유연소자(10)의 형상 변형에도 각각의 그래프는 유사한 형태를 보여주고 있다. 그래서, 본 발명의 유연소자(10)가 구부러지더라도 유연소자(10)의 성능이 유지됨을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 형상 변형에도 맥신패턴(140)의 손상이 방지되면서 유연소자(10)의 마이크로 슈퍼캐패시터 기능이 구현됨을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 20 to 26 , each graph shows a similar shape even when the shape of the flexible element 10 is deformed. Therefore, it can be confirmed that the performance of the flexible element 10 is maintained even if the flexible element 10 of the present invention is bent, and thus, damage to the MXene pattern 140 is prevented even when the shape is deformed, and the It can be confirmed that the micro-supercapacitor function is implemented.

도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 횟수에 따른 CV커브 그래프이다. 여기서는, 유연소자(10)에 대해 50mV/s의 스캔 속도로 CV특성을 실험한 결과에 대한 그래프를 나타내며, 각각의 그래프는 벤딩 횟수(200, 500, 1000번)에 따른 그래프이다. 그리고, 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 벤딩(bending) 횟수에 따른 정전용량유지율에 대한 그래프이다. 도 27과 도 28에서, 유연소자(10)의 벤딩 반경은 5.27mm로 설정되었다.27 is a CV curve graph according to the number of times of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. Here, graphs for the results of testing the CV characteristics of the flexible element 10 at a scan rate of 50 mV/s are shown, and each graph is a graph according to the number of times of bending (200, 500, and 1000 times). And, FIG. 28 is a graph of the capacitance retention rate according to the number of times of bending of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. 27 and 28, the bending radius of the flexible element 10 is set to 5.27 mm.

도 27 에서 보는 바와 같이, 1000번의 벤딩에도 이상적인 직사각형 모양의 CV곡선이 형성되며, 각각의 벤딩 횟수 그래프의 변화가 최소화되어 성능이 유지됨을 확인할 수 있다. 그리고, 도 28에서 보는 바와 같이, 1000번의 벤딩에도 98.8%의 용량 수준을 유지함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 27, it can be confirmed that an ideal rectangular CV curve is formed even after 1000 bendings, and the change in each bending number graph is minimized to maintain performance. And, as shown in FIG. 28, it can be confirmed that the capacity level of 98.8% is maintained even after 1000 bendings.

도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 충방전 사이클 횟수에 따른 CV커브 그래프이다. 여기서는, 유연소자(10)에 대해 50mV/s의 스캔 속도로 CV특성을 실험한 결과에 대한 그래프를 나타내며, 각각의 그래프는 충방전 횟수(1, 10, 50, 100, 5000, 1000번)에 따른 그래프이다. 그리고, 도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 충방전 사이클 횟수에 따른 정전용량유지율에 대한 그래프이다. 도 27과 도 28에서, 유연소자(10)의 벤딩 반경은 5.27mm로 설정되었다.29 is a CV curve graph according to the number of charge/discharge cycles of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. Here, graphs are shown for the results of testing the CV characteristics of the flexible element 10 at a scan rate of 50 mV/s, and each graph shows the number of charge/discharge cycles (1, 10, 50, 100, 5000, 1000 times). It is the following graph. 30 is a graph of the capacitance retention rate according to the number of charge/discharge cycles of the flexible element 10 according to an embodiment of the present invention. 27 and 28, the bending radius of the flexible element 10 is set to 5.27 mm.

도 29 에서 보는 바와 같이, 1000번의 충방전에도 이상적인 직사각형 모양의 CV곡선이 형성되며, 각각의 충방전 횟수 그래프의 변화가 최소화되어 성능이 유지됨을 확인할 수 있다. 그리고, 도 30에서 보는 바와 같이, 1000번의 충방전에도 93.8%의 용량 수준을 유지함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 29, it can be seen that an ideal rectangular CV curve is formed even after 1000 charge/discharge cycles, and the change in each charge/discharge number graph is minimized to maintain performance. And, as shown in FIG. 30 , it can be confirmed that the capacity level of 93.8% is maintained even after 1000 charge/discharge cycles.

도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 CV커브 그래프이다. 여기서, 각각의 연결 방식에 따른 유연소자(10) 또는 유연소자(10) 연결체에 대해 10mv/s의 스캔 속도로 실험한 결과이다.31 is a CV curve graph according to whether flexible elements 10 are connected in series or in parallel according to an embodiment of the present invention. Here, it is the result of an experiment at a scan rate of 10 mv/s for the flexible element 10 or the flexible element 10 connection body according to each connection method.

그리고, 도 31에서, single 그래프는 단독의 유연소자(10)에 대한 CV커브를 나타내고, 4-Series(4S) 그래프는 4개의 유연소자(10)를 직렬로 연결한 연결체에 대한 CV커브를 나타내며, 4-Parallel(4P) 그래프는 4개의 유연소자(10)를 병렬로 연결한 연결체에 대한 CV커브를 나타낼 수 있다. 그리고, 2-Series-2-Parallel(2S2P) 그래프는 2개의 유연소자(10)가 직렬 연결된 단위 연결체를 병렬로 연결한 연결체에 대한 CV커브를 나타낼 수 있다.And, in FIG. 31, the single graph shows the CV curve for a single flexible element 10, and the 4-Series (4S) graph shows the CV curve for a connection body connecting four flexible elements 10 in series. 4-Parallel (4P) graph may represent a CV curve for a connection body in which four flexible elements 10 are connected in parallel. In addition, the 2-Series-2-Parallel (2S2P) graph may represent a CV curve for a connection body in which two flexible elements 10 are serially connected unit connectors connected in parallel.

도 31에서 보는 바와 같이, 유연소자(10)의 직렬 연결을 이용하여 요구되는 전압(Voltage)을 구현하고, 유연소자(10)의 병렬 연결을 이용하여 요구되는 용량(Capacitance)을 구현할 수 있다. 구체적으로, 유연소자(10)의 4-Series 연결에 의해 output voltage가 0.6V에서 2.4V로 4배 증가됨을 확인할 수 있다. 또한, 유연소자(10)의 4-Parallel 연결에 의해, output current를 향상시켰으며, 이로 인해 용량은 약 4배로 linear하게 증가하였음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 31 , a required voltage may be implemented using a series connection of the flexible devices 10 and a required capacitance may be implemented using a parallel connection of the flexible devices 10 . Specifically, it can be confirmed that the output voltage is increased four times from 0.6V to 2.4V by the 4-series connection of the flexible element 10 . In addition, by the 4-parallel connection of the flexible element 10, the output current is improved, and it can be confirmed that the capacity is linearly increased by about 4 times.

도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이고, 도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 병렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이며, 도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 직렬 연결 여부에 따른 GCD(Galvanostatic charge-discharge) 특성을 나타낸 그래프이다.32 is a graph showing Galvanostatic charge-discharge (GCD) characteristics according to whether flexible devices 10 are connected in series or parallel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 33 is a graph showing a flexible device according to an embodiment of the present invention. 34 is a graph showing the characteristics of Galvanostatic charge-discharge (GCD) according to whether or not (10) is connected in parallel, and FIG. ) is a graph showing the characteristics.

상기와 같은 도 31에서의 각각의 연결에 따른 그래프의 표시(Single, 4-Series(4S), 4-Parallel(4P), 2-Series-2-Parallel(2S2P))에 대한 사항은, 하기된 도 32 내지 도 34에도 동일하게 적용될 수 있다.Details on the display of graphs (Single, 4-Series (4S), 4-Parallel (4P), 2-Series-2-Parallel (2S2P)) according to each connection in FIG. 31 as described above are described below. The same can be applied to FIGS. 32 to 34 .

도 32 내지 도 34 각각은, 5㎂의 전류에서 각각의 연결체에 대해 GCD 특성을 분석하였다. 도 32 내지 도 34에서 각각의 그래프의 비교에서 보는 바와 같이, 유연소자(10)를 4-series 연결 하였을 때, output voltage가 0.6V에서 2.4V로 4배 증가한 것을 확인할 수 있고, 유연소자(10)를 4-parallel 연결 하였을 때, output current의 향상과 함께, 용량이 약 4배 증가하였음을 확인할수 있다.In each of FIGS. 32 to 34 , GCD characteristics were analyzed for each connector at a current of 5 μA. As shown in the comparison of each graph in FIGS. 32 to 34, when the flexible device 10 is connected in 4-series, it can be confirmed that the output voltage increases 4 times from 0.6V to 2.4V, and the flexible device 10 ) is connected 4-parallel, it can be confirmed that the capacity has increased about 4 times along with the improvement of the output current.

도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 병렬 연결 수에 따른 정전용량 변화에 대한 그래프이고, 도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10)의 직렬 또는 병렬 연결 여부에 따른 CV커브 그래프이다. 도 36 관련 실험에서는 각각의 연결체에 대해 스캔 속도를 10mV/s로 설정하여 CV특성을 실험하였다.35 is a graph of capacitance change according to the number of parallel connections of flexible devices 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 36 is a series or parallel of flexible devices 10 according to an embodiment of the present invention. This is a CV curve graph depending on whether or not it is connected. In the experiment related to FIG. 36, the CV characteristics were tested by setting the scan rate to 10 mV/s for each connector.

도 35에서 보는 바와 같이, 유연소자(10)의 병렬 연결 수 증가에 따라 유연소자(10) 연결체의 용량이 linear하게 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 즉, (병렬)Parallel 연결 개수의 증가와 함께, output current 의 linear한 증가를 보임을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 35 , as the number of parallel connections of the flexible elements 10 increases, the capacity of the flexible element 10 connected body tends to increase linearly. That is, it can be confirmed that the output current shows a linear increase along with the increase in the number of (parallel) parallel connections.

도 36에서 보는 바와 같이, 10 mV/s 스캔 속도에서, 병렬 연결수의 증가에 따라 capacitance가 1.15, 1.77, 3.61, 6.05, 8316, 9.17, 11.7 mF으로 증가하였음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 실제 전자기기에 적용하기 위해 필요한 용량을 parallel 연결을 통해 resistance 없이 충족하였음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 36, it can be confirmed that the capacitance increased to 1.15, 1.77, 3.61, 6.05, 8316, 9.17, and 11.7 mF at a scan rate of 10 mV/s as the number of parallel connections increased. Accordingly, it can be confirmed that the capacitance required for application to an actual electronic device is met without resistance through parallel connection.

도 37은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 유연소자(10)를 병렬 연결시킨 경우 CV커브 그래프이고, 도 38은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 유연소자(10)를 병렬 연결시킨 경우 스캔속도에 따른 정전용량 변화를 나타낸 그래프이다.37 is a CV curve graph when a plurality of flexible elements 10 are connected in parallel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 38 is a graph showing a plurality of flexible elements 10 connected in parallel according to an embodiment of the present invention. In this case, it is a graph showing capacitance change according to scan speed.

도 37과 도 38은, 유연소자(10) 12개를 병렬 연결시킨 연결체인 12-연결체를 형성시킨 경우에 CV특성과 용량에 대한 그래프이다. 그리고, 도 37에서, 각각의 그래프는 상기된 12-연결체에 대해 다양한 스캔 속도(10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 mV/s)로 CV 특성을 실험한 결과이다. 또한, 도 38에서, 스캔 속도는 10mV/s로부터 10,000mV/s로 변경시키면서 용량 변화를 측정하였으며, 용량 변화는 스캔 속도 증가에 따라 11.7, 11.6, 11.0, 10.1, 8.6, 5.6, 3.0, 1.3, 0.18, 0.16 mF 이다.37 and 38 are graphs of CV characteristics and capacitance in the case of forming a 12-connected body in which 12 flexible elements 10 are connected in parallel. And, in FIG. 37, each graph was tested for CV characteristics at various scan rates (10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000 mV/s) for the above-described 12-connected body. is a result In addition, in FIG. 38, the capacitance change was measured while the scan rate was changed from 10 mV/s to 10,000 mV/s, and the capacitance change was 11.7, 11.6, 11.0, 10.1, 8.6, 5.6, 3.0, 1.3, 0.18, 0.16 mF.

상기와 같은 공정에 의해 마이크로 슈퍼캐패시터인 본 발명의 유연소자(10)를 제조하는 방식은, Inkjet 프린팅 방식과 달리 잉크를 제작하기 위한 추가 공정이 없으며, Inkjet 프린팅, laser 방식과 비교하여 50㎛ 이하의 미세 패턴 구현이 가능할 수 있다.Unlike the inkjet printing method, the method of manufacturing the flexible element 10 of the present invention, which is a micro-supercapacitor, by the above process does not require an additional process for producing ink, and compared to the inkjet printing and laser methods, the size is 50 μm or less. It may be possible to implement a fine pattern of

유연한 소재로 형성되는 기판(필름)의 경우, 대부분 열에 취약한 플라스틱 물질(polymer 계열)로 유연 기판 위 박막 공정이 제한된다는 단점이 있으나, HF에칭(etching)의 경우, SI wafer위에서 모든 공정이 가능하며, 이후 유연 기판 (PDMS, PI 등)으로 전사되어 유연소자(10)로 활용될 수 있다. In the case of substrates (films) made of flexible materials, most of them are plastic materials (polymer series) that are vulnerable to heat, so there is a disadvantage that thin film processes on flexible substrates are limited. However, in the case of HF etching, all processes are possible on SI wafers. , After that, it can be transferred to a flexible substrate (PDMS, PI, etc.) and used as a flexible device 10.

HF etching을 이용한 Transfer 방법은, HF(강산)로 인해 Target 물질이 제한된다는 한계점이 있으나, Mxene의 경우 합성 과정에서 HF를 사용하고, HF로 인해 단시간의 damage를 입지 않아, HF etching을이용한 Transfer 물질로 적합할 수 있다. 특히, 상기에서 보는 바와 같이, 전사 후 맥신패턴(140)(맥신 박막)의 특성이 개선되는 효과가 구현됨을 확인할 수 있다.The transfer method using HF etching has a limitation that the target material is limited due to HF (strong acid). can be suitable as In particular, as shown above, it can be confirmed that the effect of improving the characteristics of the MXene pattern 140 (MXene thin film) after transfer is realized.

즉, 본 발명의 유연소자(10)의 제조 방법에 의하면, Laser printing의 한계인 느린 공정속도로인한 대량 제작의 문제와 Inkjet printing의 한계인 잉크 제작을 위한 추가 공정/additive 및 선폭 제한의 문제를 동시에 해결할 수 있다. 그리고, 제작된 유연소자(10)(Mxene microsupercapacitor 소자)의 특성도 매우 우수한 장점이 있다.That is, according to the manufacturing method of the flexible element 10 of the present invention, the problem of mass production due to the slow process speed, which is a limitation of laser printing, and the problem of additional process/additive and line width limitation for ink production, which is a limitation of inkjet printing, are solved. can be solved at the same time. In addition, the characteristics of the fabricated flexible device 10 (Mxene microsupercapacitor device) also have a very excellent advantage.

도 39는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연소자(10) 및 그 외 다른 비교 소자의 소재 및 성질을 정리한 표이다.39 is a table summarizing materials and properties of the flexible element 10 and other comparison elements according to an embodiment of the present invention.

도 39에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유연소자(Our Work)(10)를 이용하는 경우, 상대적으로 얇은 두께(80nm)를 구현할 수 있고, 높은 용량(1436.4 F/cm3)을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 최대 소비에너지는 41.96(mWh/cm3)이고 최대 전력은 26.8(W/cm3)로써, 다른 비교 소자들(1~18)의 측정 값에 비해 월등히 우수함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 39, when using the flexible device (Our Work) 10 of the present invention, it is confirmed that a relatively thin thickness (80 nm) can be implemented and a high capacity (1436.4 F/cm 3 ) can be implemented. can In addition, the maximum energy consumption is 41.96 (mWh/cm 3 ) and the maximum power is 26.8 (W/cm 3 ), which is far superior to the measured values of the other comparative devices (1 to 18).

그리고, 벤딩 내구성(bending durability)에 있어서도, 각각의 수치 비교에서 보는 바와 같이, 다른 비교 소자들(1~18)과 비교하여 우수함을 확인할 수 있다.Also, in terms of bending durability, as shown in each numerical comparison, it can be confirmed that it is superior compared to other comparative elements 1 to 18.

결론적으로, 본 발명의 유연소자(Our Work)(10)를 이용하는 경우, 소자 효율이 우수하며 웨어러블 특성이 우수함을 확인할 수 있다.In conclusion, when using the flexible device (Our Work) 10 of the present invention, it can be confirmed that the device efficiency is excellent and the wearable characteristics are excellent.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 유연소자
110: 기판
120: 포토레지스트 마스크
130: 맥신 용액
140: 맥신패턴
141: 제1 몸체부
142: 제2 몸체부
143: 제1 연장부
144: 제2 연장부
145: 제1 전극
146: 제2 전극
150: 웨이퍼
160 : 필름
10: flexible element
110: substrate
120: photoresist mask
130: MXene solution
140: Maxine pattern
141: first body part
142: second body
143: first extension
144: second extension
145: first electrode
146: second electrode
150: wafer
160: film

Claims (12)

맥신 용액을 제조하는 제1단계;
기판 상에 네거티브(negative)형인 포토레지스트 마스크를 코팅하는 제2단계;
상기 포토레지스트 마스크 상에 상기 맥신 용액을 코팅함으로써, 상기 기판의 표면에 패턴화된 맥신이 형성되어 상기 패턴화된 맥신의 층 하부면과 상기 기판의 표면이 접촉되는 제3단계;
상기 기판으로부터 상기 포토레지스트 마스크를 제거하여 상기 기판 상 패턴화된 맥신인 맥신패턴을 형성시키는 제4단계;
상기 맥신패턴이 형성된 상기 기판 상에 합성수지 용액을 코팅한 후 가열하여 필름을 형성시키는 제5단계; 및
상기 기판을 제거하여 상기 필름과 상기 맥신패턴을 분리시켜, 상기 필름과 상기 맥신패턴의 결합체인 유연소자를 형성시키는 제6단계를 포함하고,
상기 제3단계의 코팅은 Dip 코팅 또는 Spin 코팅에 의해 이루어지며, Dip 코팅시 0.95~1.05μm/s의 속도로 코팅이 수행되고, Spin 코팅시 300 rpm ~ 1,000 rpm, 100초~300초의 조건 하에서 코팅이 수행되며,
상기 제4단계에서는, 상기 포토레지스트 마스크에 베이킹 공정이 수행된 후, 상기 포토레지스트 마스크가 초음파 세척기에서 아세톤 용제에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
A first step of preparing MXene solution;
A second step of coating a negative type photoresist mask on the substrate;
a third step of coating the photoresist mask with the MXene solution to form patterned MXene on the surface of the substrate so that the lower surface of the patterned MXene layer is in contact with the surface of the substrate;
a fourth step of removing the photoresist mask from the substrate to form a MXene pattern that is patterned MXene on the substrate;
a fifth step of coating a synthetic resin solution on the substrate on which the MXene pattern is formed and then heating it to form a film; and
A sixth step of removing the substrate to separate the film and the MXene pattern to form a flexible element that is a combination of the film and the MXene pattern;
The coating in the third step is performed by dip coating or spin coating, and coating is performed at a speed of 0.95 to 1.05 μm/s during dip coating, and under conditions of 300 rpm to 1,000 rpm and 100 to 300 seconds during spin coating. coating is performed;
In the fourth step, after the baking process is performed on the photoresist mask, the photoresist mask is removed by an acetone solvent in an ultrasonic cleaner. manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 합성수지 용액은 폴리이미드 용액으로써, 상기 필름은 폴리이미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the synthetic resin solution is a polyimide solution, and the film is formed of polyimide.
청구항 2에 있어서,
상기 제5단계에서, 상기 기판 상에 상기 폴리이미드 용액이 코팅되어 형성된 코팅층에 대해 50 내지 100도(℃)의 온도에서 1차 가열을 수행하는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 2,
In the fifth step, the coating layer formed by coating the polyimide solution on the substrate is subjected to primary heating at a temperature of 50 to 100 degrees (℃) by transferring the large-area MXene electrode pattern. Manufacturing method of flexible micro-supercapacitor device.
청구항 3에 있어서,
상기 제5단계에서, 1차 가열된 상기 코팅층에 대해 250 내지 350도(℃)의 온도에서 2차 가열을 수행함으로써, 상기 코팅층을 이미드화(imidization)시켜 상기 필름을 형성시키는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 3,
In the fifth step, by performing secondary heating at a temperature of 250 to 350 degrees (° C.) on the first heated coating layer, thereby imidizing the coating layer to form the film. Manufacturing method of flexible micro-supercapacitor device by transfer of area Maxine electrode pattern.
청구항 3에 있어서,
상기 제5단계에서, 상기 기판 상에 상기 폴리이미드 용액의 코팅은, Dip 코팅 또는 Spin 코팅으로 수행되는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 3,
In the fifth step, the coating of the polyimide solution on the substrate is performed by dip coating or spin coating.
청구항 5에 있어서,
상기 기판은, 실리콘 웨이퍼(Si wafer) 상 형성된 SiO2 레이어인 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 5,
The substrate is a flexible micro-supercapacitor device manufacturing method by transferring a large-area MXene electrode pattern, characterized in that the SiO 2 layer formed on a silicon wafer (Si wafer).
청구항 5에 있어서,
상기 제6단계에서, 불화수소(HF) 에칭에 의해 상기 기판이 제거되는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 5,
In the sixth step, the substrate is removed by hydrogen fluoride (HF) etching, characterized in that the flexible micro-supercapacitor device manufacturing method by transferring the large-area MXene electrode pattern.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1단계에서, MAX상을 LiF+HCL 6M 조건에서 에칭하여 맥신을 획득하는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 1,
In the first step, the method of manufacturing a flexible micro-supercapacitor device by transferring a large-area MXene electrode pattern, characterized in that MAXene is obtained by etching the MAX phase under LiF + HCL 6M conditions.
청구항 1에 있어서,
상기 필름의 두께는, 0.1 내지 5마이크로미터(㎛)인 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 1,
The thickness of the film is 0.1 to 5 micrometers (μm).
청구항 1에 있어서,
복수 개의 유연소자를 직렬 또는 병렬로 연결시키는 것을 특징으로 하는 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법.
The method of claim 1,
A method for manufacturing a flexible micro-supercapacitor device by transferring a large-area MXene electrode pattern, characterized in that a plurality of flexible devices are connected in series or parallel.
청구항 1 내지 청구항 7 및 청구항 9 내지 청구항 11 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 대면적 맥신 전극 패턴의 전사에 의한 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자 제조 방법에 의해 제조된 유연 마이크로 슈퍼캐패시터 소자. A flexible micro-supercapacitor device manufactured by the method for manufacturing a flexible micro-supercapacitor device by transferring a large-area MXene electrode pattern according to any one of claims 1 to 7 and 9 to 11.
KR1020210119515A 2021-09-08 2021-09-08 METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA KR102556903B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210119515A KR102556903B1 (en) 2021-09-08 2021-09-08 METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA
PCT/KR2021/016719 WO2023038197A1 (en) 2021-09-08 2021-11-16 Method for manufacturing flexible micro supercapacitor element by using transfer of large-scale mxene electrode pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210119515A KR102556903B1 (en) 2021-09-08 2021-09-08 METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230037077A KR20230037077A (en) 2023-03-16
KR102556903B1 true KR102556903B1 (en) 2023-07-20

Family

ID=85507681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210119515A KR102556903B1 (en) 2021-09-08 2021-09-08 METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102556903B1 (en)
WO (1) WO2023038197A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561961B1 (en) * 2014-03-19 2015-10-20 고려대학교 산학협력단 All solid state planar type supercapacitor and fabrication method thereof
KR101715177B1 (en) * 2016-10-12 2017-03-10 한국과학기술원 Method for Fabricating Nickel Stamps with Micropattern
KR102254040B1 (en) 2019-12-05 2021-05-20 한국과학기술원 Manufacturing method of micro super capacitor device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192561A1 (en) * 2013-05-28 2014-12-04 旭硝子株式会社 Flexible base material, and manufacturing method therefor, glass laminate, and manufacturing method therefor, and manufacturing method for electronic device
KR102229373B1 (en) * 2013-10-08 2021-03-17 한양대학교 산학협력단 Method for manufacturing flexible device, flexible device manufactured thereby, and junction device
KR101662890B1 (en) * 2014-07-29 2016-10-06 서울대학교산학협력단 Gas sensor operable at room temperature and preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561961B1 (en) * 2014-03-19 2015-10-20 고려대학교 산학협력단 All solid state planar type supercapacitor and fabrication method thereof
KR101715177B1 (en) * 2016-10-12 2017-03-10 한국과학기술원 Method for Fabricating Nickel Stamps with Micropattern
KR102254040B1 (en) 2019-12-05 2021-05-20 한국과학기술원 Manufacturing method of micro super capacitor device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. Kumar et al., ‘Supercapacitors based on Ti3C2Tx MXene extracted from supernatant and current collectors passivated by CVD-graphene,’Sci. Rep. 11, 649 (2021) (2021.01.12.) 1부.*
Y. Xie et al., ‘High-voltage asymmetric MXene-based on-chip micro-supercapacitors,’ Nano Energy 74 (2020) pp.104928 (2020.05.06.) 1부.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230037077A (en) 2023-03-16
WO2023038197A1 (en) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Freestanding transparent metallic network based ultrathin, foldable and designable supercapacitors
Das et al. Substrate‐free and shapeless planar micro‐supercapacitors
CN111759315B (en) Preparation method of self-powered electronic skin system based on laser reduction graphene/MXene composite material
KR101647023B1 (en) Stretchable circuit board and manufacturing method thereof
US10057981B2 (en) Stretchable circuit board and method of manufacturing the same
US9039886B2 (en) Method of transferring graphene
Weng et al. Electric-fish-inspired actuator with integrated energy-storage function
CN109556768B (en) Pressure sensor and preparation method thereof
JP6486906B2 (en) Rechargeable battery with wafer current collector and assembly method
KR20180019066A (en) Flexible Conductive Diaphragm, Flexible Vibration Sensor, and Its Manufacturing Method and Application
CN105324841A (en) Self-similar and fractal design for stretchable electronics
He et al. Fabrication of a graphene-based paper-like electrode for flexible solid-state supercapacitor devices
RU2013116739A (en) PRINTED TEMPERATURE SENSOR
KR20160084171A (en) A stretchable supercapacitor with stretchable polymeric gel electrolyte and its fabrication method
US8647490B2 (en) Method for manufacturing carbon nanotube containing conductive micro wire and sensor including the micro wire
Zhang et al. Photolithographic fabrication of graphene-based all-solid-state planar on-chip microsupercapacitors with ultrahigh power characteristics
KR102556903B1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE MICROSUPERCAPACITOR DEVICE BY TRANSFERRING MXene ELECTRODE PATTERN TO LARGE AREA
Dousti et al. Highly flexible all-solid-state microsupercapacitors for on chip applications using a transfer-free fabrication process
Lim et al. A facile fabrication and transfer method of vertically aligned carbon nanotubes on a Mo/Ni bilayer for wearable energy devices
JP5795740B2 (en) Terminal structure
US11031521B2 (en) Flexible transparent thin film
JP4819100B2 (en) High speed polymer actuator and manufacturing method thereof
US11643525B2 (en) Electronic device with self-healing properties
KR102557427B1 (en) Method for manufacturing micro-supercapacitor using solution process and micro-supercapacitor produced by the production method thereof
KR20120118269A (en) Energy harvesting system using elastic body covered ferroelectricity fabricated dip coating method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right