KR20080025605A - 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치 - Google Patents

탄소나노튜브 도전막 제조용 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080025605A
KR20080025605A KR1020060090299A KR20060090299A KR20080025605A KR 20080025605 A KR20080025605 A KR 20080025605A KR 1020060090299 A KR1020060090299 A KR 1020060090299A KR 20060090299 A KR20060090299 A KR 20060090299A KR 20080025605 A KR20080025605 A KR 20080025605A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon nanotube
membrane
conductive film
nanotube conductive
vacuum chamber
Prior art date
Application number
KR1020060090299A
Other languages
English (en)
Inventor
박근우
홍상현
Original Assignee
주식회사 탑 엔지니어링
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 주식회사 탑 엔지니어링 filed Critical 주식회사 탑 엔지니어링
Priority to KR1020060090299A priority Critical patent/KR20080025605A/ko
Publication of KR20080025605A publication Critical patent/KR20080025605A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 탄소나노튜브 현탁액을 분사하는 현탁액 분사 노즐; 현탁액 분사 노즐로부터 분사된 탄소나노튜브 현탁액을 여과시켜 그 표면에 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분은 잔류시켜 탄소나노튜브 도전막을 형성하고 액체 성분은 투과시키는 멤브레인(membrane); 멤브레인에 대응되는 부위가 개구되고 내부가 진공 분위기로 이루어져, 멤브레인을 투과한 액체 성분을 흡입하는 진공 챔버; 및 진공 챔버의 개구된 부위에 설치되며, 멤브레인에 진공압이 작용하게 함과 아울러, 멤브레인을 투과한 액체 성분을 진공 챔버로 통과시키는 챔버 필터;를 구비한다.

Description

탄소나노튜브 도전막 제조용 장치{Apparatus for manufacturing carbon nanotube conductive film}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치에 대한 구성도.
도 2는 도 1에 있어서, 진공 챔버와 챔버 필터를 발췌하여 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 있어서, 다공성 벨트와 벨트 구동부가 설치된 예를 도시한 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 전사 유닛에 있어서, 패턴 형성기에 의해 탄소나노튜브 패턴과 상응하는 패턴으로 열을 가하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 4의 과정을 거쳐 탄소나노튜브 도전막이 소정 패턴으로 기판에 형성된 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 2에 있어서, 패턴 마스크가 설치된 일 예를 도시한 사시도.
도 7은 도 2에 있어서, 패턴 마스크가 설치된 다른 예를 도시한 사시도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
111..현탁액 분사 노즐 121..멤브레인
131..진공 챔버 136..챔버 필터
141..이송 유닛 146..다공성 벨트
151..세정 유닛 161..가열 프레싱 유닛
166..냉각 프레싱 유닛 171..전사 유닛
176..패턴 형성기 181..패턴 마스크
본 발명은 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉시블(flexible) 디스플레이 등에서 투명 전극으로 이용 가능한 탄소나노튜브 도전막을 형성할 수 있는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 평판 디스플레이에는 충분한 개구율(aperture)을 확보하기 위해 투명 전극이 마련된다. 이러한 투명 전극으로는 가시광 투과율이 높은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 도전막인 ITO 도전막이 주로 사용되고 있다.
그러나, ITO 도전막은 진공 증착, 에칭 등으로 제조되는바, 고가의 장비나 부식성 화공약품을 사용해야 하기 때문에, 경제성이 낮고 환경오염 등의 문제점을 안고 있다. 게다가, ITO 도전막은 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이 등의 유리 기판을 사용하는 평판 디스플레이에는 적용될 수 있으나, 최근 차세대 디스플레이로 주목받고 있는 플렉시블 디스플레이에는 적용되기 힘든 측면이 있다. 여기서, 플렉시블 디스플레이는 휘거나 구부려도 깨지지 않는 신개념 디스플레이로서, 일명 두루마리 디스플레이로도 불린다.
이와 같은 플렉시블 디스플레이에 ITO 도전막이 적용되는 경우, 디스플레이 를 휘거나 구부리는 과정에서 ITO 소재 특성상 ITO 도전막이 끊어질 수 있는바, 전극으로서의 기능을 제대로 수행하지 못하게 된다. 따라서, ITO 도전막은 플렉시블 디스플레이에 적용되기 힘든 것이다.
이러한 ITO 도전막을 대체하기 위한 방안으로, 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nanotube)로 형성된 도전막인 탄소나노튜브 도전막을 투명 전극으로 사용하려는 노력이 이루어지고 있다. 탄소나노튜브는 독특한 구조적, 전기적 특성이 알려진 이래로, 전계방출소자(FED; Field Emission Device), 백라이트(back-light), 나노전자소자(nanoelectronic device), 액추에이터(actuator), 배터리(battery) 등 수많은 분야에 응용되고 있는 소재이다.
이와 같은 탄소나노튜브로 형성된 도전막이 투명 전극 등에 사용되기 위해서는, 도전막 표면의 균일성이 중요하게 고려되어야 할 사항이다. 특히, 플렉시블 디스플레이에 탄소나노튜브 도전막을 적용하고자 하는 경우, 유연성을 갖는 플렉시블 기판 위에 도전막의 두께와 밀도 등을 일정하게 제어하면서 탄소나노튜브 도전막을 균일하게 형성하는 것은 더욱 힘들 수 있다. 따라서, 플렉시블 기판 등에 있어서, 탄소나노튜브 도전막을 균일하면서도 용이하게 형성할 수 있는 장치의 개발이 필요하다고 할 것이다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 탄소나노튜브 도전막을 균일하면서도 용이하게 형성할 수 있는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치는, 탄소나노튜브 현탁액을 분사하는 현탁액 분사 노즐; 상기 현탁액 분사 노즐로부터 분사된 탄소나노튜브 현탁액을 여과시켜 그 표면에 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분은 잔류시켜 탄소나노튜브 도전막을 형성하고 액체 성분은 투과시키는 멤브레인(membrane); 상기 멤브레인에 대응되는 부위가 개구되고 내부가 진공 분위기로 이루어져, 상기 멤브레인을 투과한 액체 성분을 흡입하는 진공 챔버; 및 상기 진공 챔버의 개구된 부위에 설치되며, 상기 멤브레인에 진공압이 작용하게 함과 아울러, 상기 멤브레인을 투과한 액체 성분을 상기 진공 챔버로 통과시키는 챔버 필터;를 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치에 대한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치(100)는, 현탁액 분사 노즐(111)과, 멤브레인(membrane, 121)과, 진공 챔버(131), 및 챔버 필터(136)를 포함하여 구성된다.
현탁액 분사 노즐(111)은 탄소나노튜브 현탁액(carbon nanotube suspension)이 저장된 현탁액 저장용기(112)로부터 탄소나노튜브 현탁액을 공급받아서 외부로 분사하는 기능을 한다. 상기 현탁액 분사 노즐(111)은 진공 챔버(131)의 상측에서 진공 챔버(131) 측을 향해 탄소나노튜브 현탁액을 분사할 수 있게 배치된다.
여기서, 탄소나노튜브 현탁액은 분말 형태의 탄소나노튜브를 계면 활성제와 함께 순수한 물에 희석시켜서 구성될 수 있다. 계면 활성제는 탄소나노튜브를 물에 분산시키는 효과를 높이기 위한 것이다. 이 밖에, 탄소나노튜브 현탁액은 탄소나노튜브의 분산력을 증대시키는 한편, 기판과의 접착력을 향상시키기 위한 첨가제 등을 포함할 수 있다. 탄소나노튜브 현탁액의 구성은 전술한 바에 반드시 한정되지 않고, 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서는, 탄소나노튜브 분말을 분산시키기 위해 계면 활성제와 물을 포함한 습식 방식이 이용되는 것으로 설명하고 있으나, 계면 활성제와 물 없이도 탄소나노튜브 분말을 효과적으로 분산시킬 수 있다면 건식 방식이 이용되는 것도 가능하다.
멤브레인(121)은 현탁액 분사 노즐(111)로부터 분사된 탄소나노튜브 현탁액을 여과시킴으로써, 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분은 표면에 잔류시키고 액체 성분은 외부로 투과시킬 수 있게 한다. 즉, 멤브레인(121)은 표면에 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성되게 한 후, 형성된 탄소나노튜브 도전막(T)이 후술할 전사 유닛(171)에 의해 플렉시블 기판 등과 같은 각종 기판(10)으로 전사될 수 있도록, 매개체의 역할을 한다. 이러한 멤브레인(121)은 얇은 막의 형태로 고체 성분과 액체 성분을 분리할 수 있는 구조로 이루어진다.
그리고, 상기 멤브레인(121)은 탄소나노튜브 도전막(T)의 제조 효율을 높이기 위해, 권취 롤 등에 권취된 상태에서 이송 유닛(141)에 의해 현탁액 분사 노 즐(111)과 진공 챔버(131) 사이로 연속적으로 이송 가능하게 된 것이 바람직하다.
이송 유닛(141)은 멤브레인(121)의 이송시 이송을 안내하는 가이드 롤러(142)와, 멤브레인(121)에 이송력을 제공하는 이송 액추에이터(143)를 구비할 수 있다. 여기서, 이송 액추에이터(143)는 가이드 롤러(142)를 직접 회전시킴으로써, 멤브레인(121)에 이송력을 제공할 수 있다. 다른 대안으로, 후술할 전사 유닛(171)을 거친 멤브레인(121)을 권취시킴으로써, 멤브레인(121)에 이송력을 제공하는 것도 가능하다. 이러한 이송 액추에이터(143)로는 회전 모터 등이 이용될 수 있다. 그리고, 가이드 롤러(142)는 복수 개로 이루어져, 멤브레인(121)이 원활하게 이송될 수 있을 정도의 간격으로 배열되어 설치될 수 있다.
진공 챔버(131)는 멤브레인(121)으로 분사된 탄소나노튜브 현탁액에서 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분을 진공압에 의해 흡입함으로써, 멤브레인(121)으로부터 액체 성분을 원활하게 제거할 수 있게 한다. 상기 진공 챔버(131)는 도 2에 도시된 바와 같이, 멤브레인(121)이 대응되는 부위, 즉 상측 부위가 개구된 구조를 가지며, 진공 펌프(132)에 의해 내부가 진공 분위기로 이루어질 수 있다. 여기서, 진공 챔버(131)의 개구된 크기는 멤브레인(121)으로부터 액체 성분을 충분히 제거할 수 있을 정도로 이루어지는 것이 바람직하다.
챔버 필터(136)는 진공 챔버(131)의 개구된 부위에 설치되어 진공 챔버(131)의 개구된 부위를 지나가는 멤브레인(121)을 지지할 수 있게 한다. 그리고, 챔버 필터(136)는 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분을 통과시켜 상기 액체 성분이 진공 챔버(131) 내로 유입될 수 있게 한다. 또한, 챔버 필터(136)는 진공 챔버(131)의 진공압이 멤브레인(121)에 작용할 수 있게 함으로써, 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분이 진공 챔버(131) 내로 원활하게 흡입될 수 있게 한다.
아울러, 챔버 필터(136)는 진공 챔버(131)의 진공압이 멤브레인(121)에 균일하게 작용할 수 있게 한다. 이에 따라, 멤브레인(121)의 표면에는 두께와 밀도 등이 일정한 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성될 수 있다. 즉, 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하면서도 용이하게 형성될 수 있는 것이다. 따라서, 멤브레인(121)으로부터 추후 유연성을 갖는 플렉시블 기판 등의 기판(10)으로 탄소나노튜브 도전막(T)이 전사되면, 기판(10)에 균일한 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 탄소나노튜브 도전막은 멤브레인의 이송속도, 현탁액 노즐의 분사압, 현탁액 노즐의 분사거리, 탄소나노튜브 현탁액의 농도, 진공 챔버의 진공압 등을 조절함으로써, 두께 조절이 가능할 수 있다.
이러한 챔버 필터(136)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 구멍을 갖는 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 챔버 필터(136)는 구멍이 너무 크게 되면 멤브레인(121)에 진공압이 제대로 걸리지 않게 되고, 이와 반대로 구멍이 너무 작게 되면 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분이 제대로 통과할 수 없게 된다. 따라서, 챔버 필터(136)의 구멍은 전술한 두 가지 조건을 모두 만족시킬 수 있을 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 챔버 필터(136)는 인위적으로 다수의 구멍을 형성한 금속 소재로 이루어지거나, 자체적으로 다수의 구멍을 갖는 다공성 소재로 이루어질 수 있다.
한편, 멤브레인(121)은 전술한 바와 같이 진공 챔버(131)와 챔버 필터(136) 를 지나갈 때, 멤브레인(121)에 균일한 진공압이 걸릴 수 있도록, 멤브레인(121)은 현탁액 분사 노즐(111)과 진공 챔버(131) 사이로 공급되기 전에 물에 충분히 적셔질 수 있다. 이러한 상태로 멤브레인(121)이 진공 챔버(131)로 공급되면, 멤브레인(121)이 진공 챔버(131)를 지나가는 동안 멤브레인(121)의 이송 방향과 수직인 방향으로 멤브레인(121)에 진공압이 작용함에 따라, 멤브레인(121)이 늘어날 우려가 있다. 이렇게 되면, 멤브레인(121)에 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하게 형성되지 않을 수 있다.
이를 방지하고자, 도 3에 도시된 바와 같이, 멤브레인(121)이 적어도 진공 챔버(131)를 지나가는 동안에는, 멤브레인(121)의 진행 방향과 동일한 방향으로 벨트 구동부(147)에 의해 이동 가능하게 된 다공성 벨트(146)에 얹혀져 이송되는 것이 바람직하다.
상기 다공성 벨트(146)는 멤브레인(121)과 챔버 필터(136) 사이에서 멤브레인(121)의 하면에 접촉되게 배치된다. 이에 따라, 멤브레인(121)에는 챔버 필터(136)를 통해 진공압이 직접적으로 작용하지 않고 다공성 벨트(146)를 거쳐 간접적으로 작용할 수 있게 되므로, 멤브레인(121)이 늘어지지 않게 된다. 따라서, 멤브레인(121)에는 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하게 형성될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 다공성 벨트(146)는 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분이 통과할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 다공성 벨트(146)는 부직포로 형성될 수 있다. 부직포는 소수성 성질을 갖는다. 이에 따라, 부직포는 멤브레인(121)과 접촉한 상태에서도 멤브레인(121)에 달라붙지 않으며, 멤브레인(121)을 투과한 액체 성분을 머금지 않고 배출할 수 있다. 한편, 다공성 필터(146)는 부직포 이외에, 전술한 성질을 갖는 소재로는 어떠한 것이라도 이용 가능하다.
상기 다공성 벨트(146)는 무한 궤도로 이동할 수 있게 되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 벨트 구동부(147)는 풀리(148)와 상기 풀리(148)에 회전력을 제공하는 회전 모터(149)를 구비하며, 다공성 벨트(146)는 진공 챔버(131)의 양측에 배치된 가이드 롤러(142)들과 풀리(148)에 걸쳐지게 설치될 수 있다.
한편, 진공 챔버(131)의 일 측에는 세정 유닛(151)이 구비될 수 있다. 즉, 세정 유닛(151)은 멤브레인(121)의 이송 방향을 기준으로, 진공 챔버(131)의 후방에 배치된다. 상기 세정 유닛(151)은 진공 챔버(131)를 거쳐 그 표면에 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성된 멤브레인(121)을 세정함으로써, 탄소나노튜브를 제외한 성분을 제거하기 위한 것이다. 이러한 세정 유닛(151)은 멤브레인(121)의 상측에 배치된 물 분사 노즐(152)과, 배수 챔버(drain chamber, 154)를 포함하여 구성될 수 있다.
물 분사 노즐(152)은 물, 바람직하게는 순수한 물이 저장된 물 저장용기(153)로부터 물을 공급받아서 멤브레인(121) 측으로 분사하는 기능을 한다. 이렇게 분사된 물은 멤브레인(121)의 탄소나노튜브 도전막(T)을 세척함으로써, 탄소나노튜브를 제외한 성분, 예컨대 계면 활성제나 첨가제 등을 제거할 수 있게 한다.
배수 챔버(154)는 물 분사 노즐(152)로부터 분사된 물에 의해 멤브레인(121)의 탄소나노튜브 도전막(T)이 세척됨에 따라, 세척 후 발생한 폐수를 받아서 배출하는 기능을 한다. 상기 배수 챔버(154)는 폐수가 유입될 수 있게 멤브레인(121) 이 대응되는 상측 부위가 개구된 구조를 갖는다. 이러한 배수 챔버(154)에는 내부로 유입된 폐수를 외부로 원활하게 배출할 수 있게 배수 펌프(155)가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 배수 챔버(154)의 상측 개구된 부위에는 멤브레인(121)을 지지하는 한편, 폐수가 배수 챔버(154) 내로 유입될 수 있게 다수의 구멍을 갖는 커버 부재(156)가 설치될 수 있다. 한편, 세정 유닛(151)은 탄소나노튜브 현탁액의 구성에 따라 생략되는 것도 가능하므로, 전술한 바에 한정되지는 않는다.
상기 세정 유닛(151)의 일 측에는 가열 프레싱 유닛(161)이 구비될 수 있다. 즉, 가열 프레싱 유닛(161)은 멤브레인(121)의 이송 방향을 기준으로, 세정 유닛(151)의 후방에 배치된다. 상기 가열 프레싱 유닛(161)은 세정 유닛(151)을 거쳐 세정된 탄소나노튜브 도전막(T)을 가열하고 가압함으로써, 탄소나노튜브 도전막(T)을 건조하고 소정 두께로 압착할 수 있다. 이에 따라, 탄소나노튜브 도전막(T)은 균일하고 치밀해질 수 있다.
이러한 가열 프레싱 유닛(161)은 적어도 한 쌍의 가열가압 롤러(162)들을 구비할 수 있다. 여기서, 가열가압 롤러(162)들은 회전 가능하게 설치되고, 서로 나란하게 배치된다. 상기 가열가압 롤러(162)들은 그 사이로 멤브레인(121)과 탄소나노튜브 도전막(T)이 함께 통과할 수 있게 한다. 이러한 가열가압 롤러(162)들은 멤브레인(121)과 탄소나노튜브 도전막(T)이 통과하는 과정에서 열을 가할 수 있도록, 가열수단에 의해 가열될 수 있다.
그리고, 상기 가열가압 롤러(162)들은 멤브레인(121)과 함께 탄소나노튜브 도전막(T)이 통과하는 과정에서 가압할 수 있을 정도의 간격을 갖는다. 상기 가열 가압 롤러(162)들 사이의 간격은 도시하고 있지는 않지만 간격 조절 수단에 의해 조절 가능하게 되는 것이 바람직하다.
상기 가열 프레싱 유닛(161)의 일 측에는 냉각 프레싱 유닛(166)이 구비될 수 있다. 즉, 냉각 프레싱 유닛(166)은 멤브레인(121)의 이송 방향을 기준으로, 가열 프레싱 유닛(161)의 후방에 배치된다. 상기 냉각 프레싱 유닛(166)은 가열 프레싱 유닛(161)을 거친 탄소나노튜브 도전막(T)을 냉각하고 가압하는 기능을 한다.
상술하면, 냉각 프레싱 유닛(166)은 가열 프레싱 유닛(161)을 거침에 따라 고온 상태에 있는 탄소나노튜브 도전막(T)을 상온 상태로 신속하게 되돌릴 수 있게 냉각함으로써, 제조 효율을 높일 수 있게 한다. 아울러, 냉각 프레싱 유닛(166)은 탄소나노튜브 도전막(T)을 다시금 소정 두께로 압착함으로써, 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하고 치밀해질 수 있게 한다.
이러한 냉각 프레싱 유닛(166)은 적어도 한 쌍의 냉각가압 롤러(167)들을 구비할 수 있다. 여기서, 냉각가압 롤러(167)들은 회전 가능하게 설치되며, 서로 나란하게 배치된다. 상기 냉각가압 롤러(167)들은 그 사이로 멤브레인(121)과 탄소나노튜브 도전막(T)이 함께 통과할 수 있게 한다. 이러한 냉각가압 롤러(167)들은 멤브레인(121)과 탄소나노튜브 도전막(T)이 통과하는 과정에서 냉각할 수 있도록 냉각수단에 의해 냉각될 수 있다.
그리고, 상기 냉각가압 롤러(167)들은 멤브레인(121)과 함께 탄소나노튜브 도전막(T)이 통과하는 과정에서 가압할 수 있을 정도의 간격을 갖는다. 상기 냉각 가압 롤러(167)들 사이의 간격은 도시하고 있지는 않지만 간격 조절 수단에 의해 조절 가능하게 되는 것이 바람직하다.
상기 냉각 프레싱 유닛(166)의 일 측에는 전사(transcription) 유닛(171)이 구비될 수 있다. 즉, 전사 유닛(171)은 멤브레인(121)의 이송 방향을 기준으로, 냉각 프레싱 유닛(166)의 후방에 배치된다. 상기 전사 유닛(171)은 냉각 프레싱 유닛(166)을 거친 탄소나노튜브 도전막(T)을 멤브레인(121)으로부터 플렉시블 기판 등과 같은 각종 기판(10)으로 전사하는 기능을 한다.
이러한 전사 유닛(171)은 한 쌍의 전사 롤러(172)들을 구비할 수 있다. 여기서, 전사 롤러(172)들은 회전 가능하게 설치되며, 서로 나란하게 배치된다. 상기 전사 롤러(172)들은 그 사이로 기판(10)이 탄소나노튜브 도전막(T)의 표면에 합착한 상태로 멤브레인(121)과 함께 통과할 수 있게 한다. 이러한 전사 롤러(172)들은 탄소나노튜브 도전막(T)을 사이에 두고 기판(10)과 멤브레인(121)이 합착한 상태로 통과하는 과정에서, 기판(10), 멤브레인(121), 및 탄소나노튜브 도전막(T) 사이의 각 표면결합 에너지를 변화시켜 전사가 용이하도록 가열수단에 의해 가열될 수 있다.
상기 전사 유닛(171)에 의해 탄소나노튜브 도전막(T)이 멤브레인(121)으로부터 기판(10)으로 전사되는 과정에서, 탄소나노튜브 도전막(T)이 소정 패턴(P)으로 전사될 수 있도록 패턴 형성기(176)가 구비될 수 있다. 이 경우, 전사 롤러(172)들을 가열하는 가열수단을 생략될 수 있다. 그리고, 패턴 형성기(176)는 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성된 멤브레인(121)이 전사 롤러(172)들 사이로 공급되기 전 에, 도 4에 도시된 바와 같이, 형성하고자 하는 탄소나노튜브 패턴(P)과 상응하는 패턴으로 레이저 등에 의해 열을 가할 수 있게 구성되어 설치될 수 있다.
이처럼 탄소나노튜브 도전막(T)과 멤브레인(121)에 탄소나노튜브 패턴(P)과 상응하는 패턴으로 열이 가해지게 되면, 멤브레인(121)과 탄소나노튜브 도전막(T) 사이에서 열이 가해진 부분에서의 표면결합 에너지가 변화함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브 도전막(T)이 소정 패턴(P)으로 기판(10)에 전사될 수 있는 것이다. 다른 대안으로, 패턴 형성기는 전사 롤러(172)의 둘레를 따라 발열 소자가 다수 배열되며, 제어부에 의해 발열 소자들의 각 발열이 제어됨으로써, 소정 패턴으로 열이 가해지게 구성되는 것도 가능하다.
상기와 같이 탄소나노튜브 도전막(T)은 전사되는 과정에서 소정 패턴으로 형성될 수도 있으나, 멤브레인(121)이 현탁액 분사 노즐(111)과 진공 챔버(131) 사이로 공급된 상태에서 패턴 마스크(181)에 의해 소정 패턴으로 형성되는 것도 가능하다. 즉, 패턴 마스크(181)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 형성하고자 하는 탄소나노튜브 패턴(P)과 상응하는 패턴으로 패턴 홀(182)이 형성될 수 있다.
상기 패턴 마스크(181)는 멤브레인(121)의 하부에서 챔버 필터(131)와의 사이에 고정 배치될 수 있다. 이 경우, 현탁액 분사 노즐(111)은 패턴 마스크(181) 전체에 걸쳐 탄소나노튜브 현탁액을 분사할 수 있게 구성될 필요가 있다. 그리고, 멤브레인(121)은 이송 유닛(141)에 의해 이송되는 경우라면, 패턴 마스크(181)에 의해 탄소나노튜브 패턴(P)이 형성되는 동안에는 멈춘 상태를 유지할 필요가 있다.
이처럼 패턴 마스크(181)가 멤브레인(121)과 챔버 필터(136) 사이에 배치되 면, 멤브레인(121)의 표면에는 패턴 마스크(181)의 패턴 홀(182)과 상응하는 부위에만 액체 성분이 투과되어 진공압에 의해 진공 챔버(131)로 배출되는 한편 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분이 잔류할 수 있게 된다. 따라서, 멤브레인(121)의 표면에 탄소나노튜브 도전막(T)이 소정 패턴(P)으로 형성될 수 있으며, 상기 패턴(P)으로 추후 기판(10) 등으로 전사될 수 있는 것이다.
다른 대안으로, 패턴 마스크(181)는 도 7에 도시된 바와 같이, 멤브레인(121)의 상부에서 현탁액 분사 노즐(111)과의 사이에 고정 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 현탁액 분사 노즐(111)은 패턴 마스크(181) 전체에 걸쳐 탄소나노튜브 현탁액을 분사할 수 있게 구성될 필요가 있다. 그리고, 멤브레인(121)은 이송 유닛(141)에 의해 이송되는 경우라면, 패턴 마스크(181)에 의해 탄소나노튜브 패턴(P)이 형성되는 동안에는 멈춘 상태를 유지할 필요가 있다.
이처럼 패턴 마스크(181)가 멤브레인(121)과 현탁액 분사 노즐(111) 사이에 배치되면, 패턴 마스크(181)의 패턴 홀(182)을 통해서만 탄소나노튜브 현탁액이 멤브레인(121)으로 공급될 수 있게 되므로, 멤브레인(121)의 표면에는 패턴 마스크(181)의 패턴 홀(182)과 상응하는 부위에만 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분이 잔류할 수 있게 한다.
또 다른 대안으로, 도시하고 있지는 않지만, 패턴 마스크(181)는 멤브레인(121)의 상면 또는 하면에 부착되는 것도 가능하다. 여기서, 멤브레인(121)이 이송 유닛(141)에 의해 이송되는 경우라면, 패턴 마스크(181)는 탄소나노튜브 도전막(T)의 제조 효율을 높이기 위해, 다수 개로 마련되고 멤브레인(121)의 상면 또는 하면에 연속되게 부착되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치(100)에 의해 탄소나노튜브 도전막(T)을 제조하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 멤브레인(121)이 이송 유닛(141)에 의해 현탁액 분사 노즐(111)과 진공 챔버(131) 사이로 이송되기 시작하면, 현탁액 분사 노즐(111)은 멤브레인(121)의 상면으로 탄소나노튜브 현탁액을 분사한다.
그러면, 멤브레인(121)은 탄소나노튜브 현탁액에서 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분을 표면에 잔류시켜 탄소나노튜브 도전막(T)을 형성하는 한편 액체 성분은 투과시킨다. 이때, 멤브레인(121)은 챔버 필터(136)의 상부를 지나게 되므로, 멤브레인(121)에는 진공 챔버(131)의 진공압이 작용하게 된다. 따라서, 멤브레인(121)으로부터 투과된 액체 성분은 진공 챔버(131)로 흡입되며, 멤브레인(121)의 표면에는 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하게 연속되게 형성된다.
한편, 이렇게 멤브레인(121)이 진공 챔버(131)를 지나는 동안, 멤브레인(121)은 다공성 벨트(146)에 얹혀져 이송될 수 있다. 그러면, 멤브레인(121)에는 진공 챔버(131)로부터의 진공압이 다공성 벨트(146)를 거쳐 간접적으로 작용할 수 있게 된다. 이에 따라, 멤브레인(121)에 균일한 진공압이 걸릴 수 있도록, 멤브레인(121)이 진공 챔버(131)로 이송되기 전에 물에 충분히 적셔진 경우에도, 멤브레인(121)이 늘어나는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 멤브레인(121)의 표면에 탄소나노튜브 도전막(T)이 균일하게 형성될 수 있는 것이다.
이렇게 멤브레인(121)의 표면에 탄소나노튜브 도전막(T)이 형성된 다음, 세 정 유닛(151)으로 이송되면, 세정 유닛(151)은 멤브레인(121)의 표면에 형성된 탄소나노튜브 도전막(T)을 세정함으로써, 탄소나노튜브를 제외한 성분을 제거하게 된다.
그 다음, 가열 프레싱 유닛(161)으로 이송되면, 가열 프레싱 유닛(161)은 세정 유닛(151)에 의해 세정된 탄소나노튜브 도전막(T)을 가열하고 가압함으로써, 탄소나노튜브 도전막(T)을 건조하고 소정 두께로 압착시킨다.
그 다음, 냉각 프레싱 유닛(166)으로 이송되면, 냉각 프레싱 유닛(166)은 고온 상태에 있는 탄소나노튜브 도전막(T)을 상온 상태로 되돌릴 수 있게 냉각한다. 아울러, 냉각 프레싱 유닛(166)은 탄소나노튜브 도전막(T)을 다시금 소정 두께로 압착함으로써, 탄소나노튜브 도전막(T)이 더욱 균일하고 치밀해질 수 있게 한다.
이어서, 전사 유닛(171)으로 이송되면, 전사 유닛(171)은 탄소나노튜브 도전막(T)을 멤브레인(121)으로부터 플렉시블 기판 등과 같은 각종 기판(10)으로 전사하게 된다. 따라서, 기판(10)에 탄소나노튜브 도전막(T)이 제조될 수 있는 것이다. 한편, 탄소나노튜브 도전막(T)은 멤브레인(121)으로부터 기판(10)으로 전사되는 과정에서 패턴 형성기(176)에 의해 소정 패턴(P)으로 형성되거나, 멤브레인(121)이 현탁액 분사 노즐(111)과 진공 챔버(131) 사이로 공급된 상태에서 패턴 마스크(181)에 의해 소정 패턴(P)으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 탄소나노튜브 현탁액이 분사되는 반대쪽에서 멤브레인에 균일한 진공압을 가할 수 있게 구성됨으로써, 멤브레인의 표면 에 두께와 밀도 등이 일정한 탄소나노튜브 도전막이 용이하게 형성될 수 있다.
아울러, 멤브레인이 진공 챔버를 지나는 동안, 다공성 벨트에 얹혀져 이송되는 경우에는 멤브레인이 늘어나는 것이 방지될 수 있는바, 멤브레인의 표면에 탄소나노튜브 도전막이 균일하게 형성될 수 있다.
따라서, 멤브레인으로부터 추후 유연성을 갖는 플렉시블 기판 등의 기판으로 탄소나노튜브 도전막이 전사되면, 기판에 균일한 탄소나노튜브 도전막이 형성될 수 있는바, 플렉시블 디스플레이에서도 투명 전극으로 활용 가능한 효과가 있을 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 탄소나노튜브 현탁액을 분사하는 현탁액 분사 노즐;
    상기 현탁액 분사 노즐로부터 분사된 탄소나노튜브 현탁액을 여과시켜 그 표면에 탄소나노튜브를 포함한 고체 성분은 잔류시켜 탄소나노튜브 도전막을 형성하고 액체 성분은 투과시키는 멤브레인(membrane);
    상기 멤브레인에 대응되는 부위가 개구되고 내부가 진공 분위기로 이루어져, 상기 멤브레인을 투과한 액체 성분을 흡입하는 진공 챔버; 및
    상기 진공 챔버의 개구된 부위에 설치되며, 상기 멤브레인에 진공압이 작용하게 함과 아울러, 상기 멤브레인을 투과한 액체 성분을 상기 진공 챔버로 통과시키는 챔버 필터;
    를 구비하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 멤브레인은 이송 유닛에 의해 상기 현탁액 분사 노즐과 진공 챔버 사이로 이송 가능하게 된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 멤브레인과 챔버 필터 사이에 상기 멤브레인에 접촉되게 배치된 다공성 벨트와, 상기 다공성 벨트에 상기 멤브레인이 접촉한 상태로 이송될 수 있게 상기 다공성 벨트를 이동시키는 벨트 구동부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 다공성 벨트는 부직포로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 진공 챔버의 일 측에는, 상기 진공 챔버를 거쳐 그 표면에 탄소나노튜브 도전막이 형성된 멤브레인을 세정하여 탄소나노튜브를 제외한 성분을 제거하는 세정 유닛이 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 세정 유닛의 일 측에는, 상기 세정 유닛을 거친 탄소나노튜브 도전막을 가열하고 가압하는 가열 프레싱 유닛이 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가열 프레싱 유닛의 일 측에는, 상기 가열 프레싱 유닛을 거친 탄소나노튜브 도전막을 멤브레인으로부터 기판으로 전사시키는 전사 유닛이 더 구비된 것 을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전사 유닛에는, 탄소나노튜브 도전막이 소정 패턴으로 전사될 수 있도록, 탄소나노튜브 패턴과 상응하는 패턴으로 열을 가하는 패턴 형성기가 구비된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 가열 프레싱 유닛과 전사 유닛 사이에는, 상기 가열 프레싱 유닛을 거친 탄소나노튜브 도전막을 냉각하고 가압하는 냉각 프레싱 유닛이 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 멤브레인의 표면에는 패턴 마스크에 의해 탄소나노튜브 도전막이 소정 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 상기 멤브레인과 챔버 필터 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 상기 현탁액 분사 노즐과 멤브레인 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 상기 멤브레인에 부착된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치.
KR1020060090299A 2006-09-18 2006-09-18 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치 KR20080025605A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060090299A KR20080025605A (ko) 2006-09-18 2006-09-18 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060090299A KR20080025605A (ko) 2006-09-18 2006-09-18 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080025605A true KR20080025605A (ko) 2008-03-21

Family

ID=39413380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060090299A KR20080025605A (ko) 2006-09-18 2006-09-18 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080025605A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903565B1 (ko) * 2007-07-11 2009-06-23 주식회사 탑 엔지니어링 탄소나노튜브 도전막 제조 장비
KR101249593B1 (ko) * 2010-12-10 2013-04-01 한국과학기술원 나노소재 전사방법, 나노소재 필름 제조방법, 장치 및 이에 의하여 제조된 나노소재 필름

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903565B1 (ko) * 2007-07-11 2009-06-23 주식회사 탑 엔지니어링 탄소나노튜브 도전막 제조 장비
KR101249593B1 (ko) * 2010-12-10 2013-04-01 한국과학기술원 나노소재 전사방법, 나노소재 필름 제조방법, 장치 및 이에 의하여 제조된 나노소재 필름

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6564421B2 (en) Multi functional cleaning module of manufacturing apparatus for flat panel display and cleaning apparatus using the same
KR101198490B1 (ko) 정전 분무 장치 및 정전 분무 방법
KR101350070B1 (ko) 유리시트의 엣지 처리를 위한 장치 및 방법
KR100817505B1 (ko) 평판램프 제조용 성형유리기판 세정 장치 및 방법
KR101091095B1 (ko) 기판 세정 모듈 및 이를 갖는 기판 처리 장치
JP2015120332A (ja) 液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、インプリント装置および部品の製造方法
JP5178927B1 (ja) ナノ・ファイバ製造装置
TW201029090A (en) Film cleaning system
CN208437283U (zh) 基板清洗设备
KR20080025605A (ko) 탄소나노튜브 도전막 제조용 장치
JP4650058B2 (ja) 異物除去装置、電気光学装置の製造方法
JPWO2011055471A1 (ja) 拭取り清掃装置及び拭取り清掃方法
KR100965573B1 (ko) 잉크젯 헤드의 세정장비
WO2017158872A1 (ja) 電界紡糸装置、および堆積体の製造方法
JP2000107715A (ja) 基板クリーニング装置
CN106076980B (zh) 一种清洁设备及清洁方法
CN1775530A (zh) 一种喷墨打印成膜系统喷头的清洗方法
KR100481156B1 (ko) 건조장치
KR102089247B1 (ko) 세정 장치 및 이를 이용한 세정을 포함하는 디스플레이 소자의 제조 방법
JP2019162748A (ja) 版洗浄装置および版洗浄方法
JP2004008990A (ja) シートの連続洗浄方法および連続洗浄装置
KR20120123419A (ko) 디스플레이 라미네이트 처리장치 및 처리방법
JP2016093801A (ja) 乾式指紋洗浄装置
CN213051884U (zh) 基板清洗系统
JPH11347504A (ja) 帯状部材のクリーニング装置及びクリーニング方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application