KR20100025819A - Reinforced nanowire complex and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20100025819A
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Abstract

PURPOSE: A nano wire reinforcing complex and a method of manufacturing thereof are provided to facilitate an adjustment of properties including a mechanical property, electrical characteristic. CONSTITUTION: A nano wire reinforcing complex comprises the following: a substrate with a pattern region on the surface; and nano wire reinforcing unit membranes(110,120,130) including nano wire patterns(112,122,132) formed with nano wires arranged on the pattern region of the substrate. The nano wire is a carbon nano tube. One of the unit membranes of the nano wire reinforcing unit membranes includes a different kind nano wire from the other nano wires included in the nano wire reinforcing unit membranes. The pattern region has an affinity with the nano wire.

Description

나노 와이어 강화 복합체 및 이의 제조 방법 {REINFORCED NANOWIRE COMPLEX AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Nanowire Reinforced Composite and Method for Manufacturing the Same {REINFORCED NANOWIRE COMPLEX AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 기술은 강화 소재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기계적 특성 및 전기적 특성 등의 물성의 조절이 용이한 나노 와이어 강화 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present technology relates to a reinforcing material, and more particularly, to a nanowire reinforcing composite and a method of manufacturing the same, which are easy to control physical properties such as mechanical and electrical properties.

최근 가벼우면서도 고강도의 기능성 소재의 개발이 가속화되고 있다. 특히, 전자 제품들이 소형화, 박막화되면서 이들 전자 제품에 적용되는 전자 소재들도 경박화되어 가고 있는 추세에 있다.Recently, the development of light and high strength functional materials has been accelerated. In particular, as electronic products become smaller and thinner, electronic materials applied to these electronic products are also becoming thinner.

이러한 추세에 대응하기 위하여 기존의 벌크형 재료들에 대한 연구보다는 나노 사이언스 또는 나노 테크놀로지가 결합된 미시적 재료들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 나노 사이언스 또는 나노 테크놀로지란 나노 사이즈의 직경이나 두께를 갖는 재료를 이용한 과학이나 기술을 의미한다. In order to cope with this trend, researches on micromaterials in which nanoscience or nanotechnology is combined are being actively conducted rather than studies on existing bulk materials. Nanoscience or nanotechnology refers to science or technology using materials having nano-size diameters or thicknesses.

그러나 현재 개발되고 연구되고 있는 나노 소재들은 전체적인 소재의 강도 등 거시적인 물성을 조절하는 데는 비교적 용이하나 소재의 부분적인 물성 변화 등을 미세하게 콘트롤하기 어려운 면이 있다. 예를 들어 특정 방향으로의 강도를 증 가시킨다거나 전기적 성질을 조절하는 등의 보다 자세한 물성 변화를 조절할 수 있는 소재의 개발은 이루어지지 못하고 있다.However, nano materials currently being developed and studied are relatively easy to control macroscopic physical properties such as overall material strength, but it is difficult to finely control partial physical property changes. For example, it is not possible to develop a material that can control more detailed physical property changes such as increasing strength in a specific direction or adjusting electrical properties.

일 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체는 표면에 나노 와이어들이 배열되어 이루어진 나노 와이어 패턴이 형성되어 있는 단위막을 적어도 하나 이상 포함한다.The nanowire reinforcement composite according to an embodiment includes at least one unit membrane having a nanowire pattern formed by arranging nanowires on a surface thereof.

다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체는 표면에 패턴 영역이 형성되어 있는 기판 및 상기 기판의 패턴 영역 상에 나노 와이어들이 배열되어 형성된 나노 와이어 패턴을 포함하는 나노 와이어 강화 단위막을 적어도 하나 이상 포함한다. The nanowire reinforced composite according to another embodiment includes at least one nanowire reinforced unit layer including a substrate having a pattern region formed on a surface thereof and a nanowire pattern formed by arranging nanowires formed on the pattern region of the substrate.

상기 나노 와이어로서는 탄소나노튜브를 사용할 수 있다. 이와 다르게, 상기 나노 와이어의 종류는 상기 나노 와이어 강화 단위막마다 서로 다를 수도 있다. Carbon nanotubes may be used as the nanowires. Alternatively, the type of the nanowires may be different for each of the nanowire reinforcement unit membranes.

상기 패턴 영역은 상기 나노 와이어와 친화력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴 영역상에는 친수성 코팅이 형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 친수성 코팅의 예로서는 자기조립 단분자막(SAM) 등을 들 수 있다. The pattern region may have affinity with the nanowires. For example, a hydrophilic coating may be formed on the pattern region. In addition, examples of the hydrophilic coating include self-assembled monolayer (SAM).

상기 나노 와이어들은 상기 나노 와이어 패턴의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한, 상기 나노 와이어 패턴은 서로 분리되어 있는 다수의 나노 와이어 서브 패턴들로 이루어 질 수 있다. 상기 서브 패턴의 형상은 다양할 수 있으며, 예를 들어 상기 서브 패턴들은 상기 기판의 일 변을 따라 평행하게 배열되어 있고, 서로 이격되어 있는 형상을 가질 수 있다. The nanowires may be arranged along the length direction of the nanowire pattern. In addition, the nano wire pattern may be composed of a plurality of nano wire sub-patterns separated from each other. Shapes of the sub-patterns may vary, for example, the sub-patterns may be arranged parallel to one side of the substrate and have a shape spaced apart from each other.

상기 서브 패턴의 폭은 상기 나노 와이어 길이의 50%이하일 수 있다.The width of the subpattern may be 50% or less of the nanowire length.

또 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체는 제1 나노 와이어 패턴을 포함하는 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 패턴을 포함하는 제2 나노 와이어 강화 단위막을 포함한다. The nanowire reinforced composite according to yet another embodiment includes a first nanowire reinforced unit layer including a first nanowire pattern and a second nanowire reinforced unit layer including a second nanowire pattern.

상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴이 서로 일치되도록 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 강화 단위막이 배치될 수 있으며, 이와 다르게 상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴이 서로 교차되도록 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 강화 단위막이 배치되어 있을 수 있다. The first nanowire reinforced unit layer and the second nanowire reinforced unit layer may be disposed such that the first nanowire pattern and the second nanowire pattern coincide with each other. Alternatively, the first nanowire pattern and the second nanowire pattern may be disposed. The first nanowire reinforced unit layer and the second nanowire reinforced unit layer may be disposed such that patterns cross each other.

또한, 상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴의 형상이 서로 다를 수 있다.In addition, the shapes of the first nanowire pattern and the second nanowire pattern may be different from each other.

적어도 하나의 상기 나노 와이어 강화 단위막은 어느 일면뿐만 아니라 양면에 상기 나노 와이어 패턴을 포함할 수 있다.At least one nanowire-reinforced unit membrane may include the nanowire pattern on both surfaces as well as one surface.

최상부에 배치된 상기 나노 와이어 강화 단위막 상에는 상기 나노 와이어 강화 단위막을 보호하기 위한 보호막이 더 형성되어 있을 수 있다.A protective film for protecting the nanowire reinforced unit layer may be further formed on the nanowire reinforced unit layer disposed on the top.

또 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법은 기판 상에 패턴 영역을 형성하는 단계, 상기 패턴 영역 상에 나노 와이어를 배열하여 나노 와이어 패턴을 상기 기판 상에 형성함으로써 나노 와이어 강화 단위막을 준비하는 단계 및 상기 나노 와이어 강화 단위막을 적어도 하나 이상 적층하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of manufacturing a nanowire reinforced composite includes preparing a nanowire reinforced unit layer by forming a pattern region on a substrate, and arranging nanowires on the pattern region to form a nanowire pattern on the substrate. And laminating at least one nanowire reinforced unit film.

상기 패턴 영역의 형성은, 상기 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하고 노광 및 현상을 통하여 기판의 일부를 노출시킴으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 패턴 영역의 형성 단계에서 상기 노출된 기판 상에 친수성 물질을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 현상 후 잔존하는 상기 포토레지스트 막은 상기 노출된 기판 상에 나노 와이어를 배열한 후에 제거될 수 있다.The pattern region may be formed by forming a photoresist film on the substrate and exposing a portion of the substrate through exposure and development. In this case, the method may further include coating a hydrophilic material on the exposed substrate in the forming of the pattern region. The photoresist film remaining after development may be removed after arranging the nanowires on the exposed substrate.

이와 다르게, 상기 패턴 영역의 형성은 친수성 물질을 상기 기판 상에 인쇄함으로써 이루어질 수 있다. 상기 인쇄는 소프트 리소그래피 방식에 의하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 친수성 물질을 상기 기판 상에 인쇄하기 전에 상기 기판과 다른 물질로 이루어진 막을 상기 기판 상에 형성하여 기판의 성질을 변화시킬 수 있다.Alternatively, the formation of the pattern region can be made by printing a hydrophilic material on the substrate. The printing may be by soft lithography. In this case, before printing a hydrophilic material on the substrate, a film made of a material different from the substrate may be formed on the substrate to change the properties of the substrate.

상기 나노 와이어의 배열은 나노 와이어 함유 용액을 상기 기판 전면에 도포하고 건조시켜 형성될 수 있다. 상기 나노 와이어는 상기 배열 전에 산성 용액 내에서 초음파 처리되는 전처리 과정을 거칠 수 있다.The array of nanowires may be formed by applying a nanowire-containing solution to the entire surface of the substrate and drying. The nanowires may be subjected to a pretreatment process sonicated in an acidic solution before the arrangement.

상기 나노 와이어로서 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.Carbon nanotubes may be used as the nanowires.

상술한 내용은 본 명세서에 개시된 사상으로부터 선택된 사항을 간략화된 형태로 제시하기 위해 기재된 것이며, 아래의 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'에서 이러한 구성을 더욱 상세히 기술한다. 또한, 이들 기재 내용은 본 명세서의 청구범위에 기재된 주요 구성 또는 필수적 구성을 식별하기 위한 목적으로 기재된 것이 아니며, 또한 청구되는 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.The foregoing has been described in order to present the matters selected from the spirit disclosed herein in a simplified form, and this configuration will be described in more detail in the following detailed description. In addition, these descriptions are not described for the purpose of identifying the main or essential elements described in the claims herein, and are not intended to limit the scope of the claimed invention.

본 명세서에서 '실시예'라고 지칭되는 부분은 특징, 구조, 성질 등에 관한 구체적인 내용을 포함할 수 있다. 그러나 모든 실시예들이 필수적으로 상기 특징, 구조, 성질 등에 관한 구체적인 내용을 포함할 수 있다는 것은 아니다. 또한, 어느 일 실시예에 기재된 특징, 구조, 성질 등의 내용은 다른 실시예에 명백히 기재되어 있지 않더라도 당업자에 의하여 다른 실시예에서도 충분히 고려될 수 있는 것이다.Parts referred to herein as 'an embodiment' may include specific details regarding features, structures, properties, and the like. However, not all embodiments may necessarily include specific details regarding the features, structures, properties, and the like. In addition, the features, structures, properties, and the like described in any one embodiment may be sufficiently considered in other embodiments by those skilled in the art, even if not clearly described in other embodiments.

이하 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 구체적인 실시예들을 설명하도록 한다. 그러나 공지된 기술에 대한 불필요한 설명에 의하여 발명의 내용이 모호해질 수 있어 공지된 기술에 대해서는 자세히 설명하지 않도록 한다.Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the contents of the invention may be obscured by unnecessary description of the known technology, and thus the known technology will not be described in detail.

도 1은 일 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a nanowire reinforced composite according to an embodiment.

도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체(100)는 복수의 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)을 포함한다. 그리고 최상부에 배치된 나노 와이어 강화 단위막(110) 상에 보호막(140)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the nanowire reinforced composite 100 according to an embodiment includes a plurality of nanowire reinforced unit layers 110, 120, and 130. The passivation layer 140 may be included on the nanowire reinforced unit layer 110 disposed on the uppermost portion.

상기 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)의 일 면에는 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)이 형성된다. 그리고 상기 나노 와이어 패턴(112, 122, 132) 상에는 복수의 나노 와이어들이 배열된다.Nanowire patterns 112, 122, and 132 are formed on one surface of the nanowire-reinforced unit layer 110, 120, and 130. In addition, a plurality of nanowires are arranged on the nanowire patterns 112, 122, and 132.

도 1에는, 상기 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)이 상기 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)의 일 면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이와 다르게 상기 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)은 상기 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)들의 양면에 형성될 수도 있다.In FIG. 1, the nanowire patterns 112, 122, and 132 are formed on one surface of the nanowire-reinforced unit layer 110, 120, and 130. However, the nanowire patterns 112, 122, and 132 are different from each other. 132 may be formed on both surfaces of the nanowire reinforced unit layers 110, 120, and 130.

또한, 도 1에는 상기 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)이 상기 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)의 일 변에 평행하도록 형성된 예를 도시하였으나, 이 와 다르게 나노 와이어 강화 복합체(100)의 용도나 응용분야를 고려하여 다양한 형상을 갖는 나노 와이어 패턴의 설계가 가능하다. 1 illustrates an example in which the nanowire patterns 112, 122, and 132 are formed to be parallel to one side of the nanowire-reinforced unit layer 110, 120, and 130. It is possible to design a nanowire pattern having a variety of shapes in consideration of the use or application of 100).

본 실시예의 나노 와이어 강화 복합체(100)는 각각 복수의 나노 와이어들이 배열된 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)이 형성된 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)이 적층되어 구성됨으로써 전체적으로 기계적 강도가 매우 우수하다. 또한, 각각의 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)에 형성되어 있는 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)의 형상이나 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)의 적층 방식 등을 조절하여 다양한 물성을 갖는 나노 와이어 강화 복합체(100)를 제조할 수 있다. 아울러, 상기 나노 와이어의 소재로서 어떠한 물질을 사용하는 가에 따라 상기 나노 와이어 강화 복합체(100)의 물성을 다양하게 조절할 수 있다. The nanowire reinforced composite 100 according to the present exemplary embodiment is formed by stacking nanowire-reinforced unit layers 110, 120, and 130 on which nanowire patterns 112, 122, and 132, each of which is arranged, are stacked. The strength is very good. In addition, the shape of the nanowire patterns 112, 122, and 132 formed on each of the nanowire reinforced unit films 110, 120, and 130, and the lamination method of the nanowire reinforced unit films 110, 120, and 130 may be used. By adjusting the nanowire reinforced composite 100 having a variety of physical properties can be prepared. In addition, depending on which material is used as a material of the nanowires, physical properties of the nanowire reinforcement composite 100 may be variously controlled.

한편, 상기 나노 와이어 패턴(112, 122, 132)을 이루는 나노 와이어들의 소재는 각 나노 와이어 강화 단위막(110, 120, 130)마다 서로 상이할 수 있다. 상기 나노 와이어 강화 복합체(100)는 이와 같은 변형을 통하여 다양한 물성을 갖도록 설계될 수 있다.Meanwhile, materials of the nanowires constituting the nanowire patterns 112, 122, and 132 may be different for each nanowire reinforcement unit layer 110, 120, and 130. The nano-wire reinforced composite 100 may be designed to have various physical properties through such deformation.

도 2는 나노 와이어 강화 복합체를 구성하는 나노 와이어 강화 단위막의 일 예를 도시한 사시도이다. 2 is a perspective view illustrating an example of a nanowire reinforced unit membrane constituting the nanowire reinforced composite.

도 2를 참조하면, 나노 와이어 강화 단위막(200)은 기판(210)의 표면에서 구분되는 패턴 영역(220)과 기판 영역(230)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the nanowire-reinforced unit layer 200 includes a pattern region 220 and a substrate region 230 which are separated from the surface of the substrate 210.

상기 기판(210)으로서, 금속 등으로 이루어진 도전성 기판이 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(210)으로서, 나노 와이어 강화 복합체가 적용되는 제품의 용 도에 따라 유리기판, 산화물 기판, 고분자 수지 기판 등의 다양한 기판이 사용될 수 있다.As the substrate 210, a conductive substrate made of metal or the like may be used. In addition, as the substrate 210, various substrates such as a glass substrate, an oxide substrate, and a polymer resin substrate may be used according to the use of the product to which the nanowire reinforced composite is applied.

상기 기판(210)은 상기 패턴 영역(220)을 형성하기 전에 나노 와이어(222)와의 물리적 또는 화학적 친화력의 향상을 위하여 식각 등의 전처리 과정을 거칠 수 있다. 또한, 상기 기판(210)은 이물질에 의한 공정 효율 저하를 방지하기 위하여 공정 시작 전에 세척될 수 있다. The substrate 210 may be subjected to a pretreatment process such as etching to improve physical or chemical affinity with the nanowires 222 before forming the pattern region 220. In addition, the substrate 210 may be cleaned before the start of the process in order to prevent the process efficiency caused by foreign matter.

상기 기판(210)은 단일 부재로 형성된 기판뿐만 아니라 증착 등을 통하여 형성된 박막 구조체를 포함한다.The substrate 210 includes a thin film structure formed through deposition, as well as a substrate formed of a single member.

상기 패턴 영역(220)은 나노 와이어(222)가 배열되어 나노 와이어 패턴(240)이 형성되는 영역이고, 상기 기판 영역(230)은 나노 와이어(222)가 배열되지 않아 상기(210) 기판의 표면이 노출되는 영역이다.The pattern region 220 is a region where the nanowires 222 are arranged to form the nanowire pattern 240, and the substrate region 230 is a surface of the substrate 210 because the nanowires 222 are not arranged. This is an exposed area.

상기 나노 와이어(222)로서는 상기 패턴 영역(220)과 친화력을 갖는 나노 와이어가 사용된다. 예를 들어, 패턴 영역(220)이 친수성인 경우, 상기 나노 와이어(222)로서 친수성 나노 재료를 사용함으로써 상기 패턴 영역(220)과 친화성을 가질 수 있다. 나노 와이어(222)의 재료 자체가 원래 소수성인 재료라 하더라도 전처리 등을 통하여 그 성질을 변화시킬 수 있다. As the nanowires 222, nanowires having affinity with the pattern region 220 are used. For example, when the pattern region 220 is hydrophilic, it may have affinity with the pattern region 220 by using a hydrophilic nanomaterial as the nanowire 222. Even if the material itself of the nanowire 222 is originally hydrophobic, its properties may be changed through pretreatment.

상기 나노 와이어(222)는 나노 사이즈의 직경을 갖고 수~수백 ㎛의 길이를 갖는 나노 재료이다. 이러한 나노 와이어(222)의 예로서는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT) 등의 탄소 계열의 나노 와이어, 금속 수산화물 또는 금속 산화물 등 금속 계열의 나노 와이어 등을 들 수 있다.The nano wire 222 is a nano material having a diameter of a nano size and a length of several hundreds of micrometers. Examples of the nanowires 222 include carbon-based nanowires such as carbon nanotubes (CNTs), metal-based nanowires such as metal hydroxides, or metal oxides.

상기 탄소나노튜브는 일반적으로 비등방성 구조를 가지며, 구조의 차이에 따라 단일벽(singlewall, SW) 탄소나노튜브, 다중벽(multiwall, MW) 탄소나노튜브, 다발형(rope) 탄소나노튜브 등으로 구분된다. 탄소나노튜브는 기계적 강도뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하여 탄소나노튜브를 상기 나노 와이어(222)로 사용할 경우 전기 소자 분야 등에서 상기 나노 와이어 강화 단위막(200)의 응용성이 증가될 수 있다.The carbon nanotubes generally have an anisotropic structure, and may include single-wall (SW) carbon nanotubes, multiwall (MW) carbon nanotubes, and bundle-type carbon nanotubes according to differences in structure. Are distinguished. Carbon nanotubes have excellent electrical conductivity as well as mechanical strength, and when carbon nanotubes are used as the nanowires 222, the applicability of the nanowire-reinforced unit membrane 200 may be increased in the field of electric devices.

상기 패턴 영역(220)은 상기 기판(210)이 친수성 기판일 경우 상기 기판(210)의 영역을 공간적으로만 구분한 영역일 수도 있으나, 상기 패턴 영역(220) 상에는 별도의 친수성 코팅이 형성될 수도 있다. 또한, 상기 기판(210)이 소수성 기판일 경우, 도시하지는 않았으나 상기 나노 와이어 강화 단위막(200)은 상기 기판(210) 상에 추가적인 친수성 막을 더 포함할 수 있다.When the substrate 210 is a hydrophilic substrate, the pattern region 220 may be a region in which only the region of the substrate 210 is spatially separated, but a separate hydrophilic coating may be formed on the pattern region 220. have. In addition, when the substrate 210 is a hydrophobic substrate, although not shown, the nanowire-reinforced unit layer 200 may further include an additional hydrophilic layer on the substrate 210.

상기 나노 와이어 패턴(240)은 도 2에서 보는 바와 같이 서로 분리되어 있는 다수의 나노 와이어 서브 패턴(245)들을 포함할 수 있다. The nano wire pattern 240 may include a plurality of nano wire sub patterns 245 separated from each other as shown in FIG. 2.

본 실시예에서 상기 나노 와이어 서브 패턴(245)들은 상기 기판(210)의 어느 일변을 따라 서로 이격되어 평행하게 형성되어 있으나, 이와 다르게 곡선 형태를 가질 수도 있으며 서로 교차될 수도 있다.In the present exemplary embodiment, the nanowire sub patterns 245 are spaced apart from each other along one side of the substrate 210 to be parallel to each other, but may have a curved shape or may cross each other.

예를 들어, 전기 케이블 등의 용도로 사용되기 위해서는 상기 나노 와이어 서브 패턴(245)이 선형의 패턴을 가질 수 있다. 그러나 국소적인 특정 부분의 강도를 증가시켜야 할 경우나 특정한 방향으로의 도전성을 요구하는 경우에는 상기 나노 와이어 서브 패턴(245)으로서 곡선 패턴이 유리할 수 있다. 즉, 적용 제품이 요 구하는 여러 가지 물성을 고려하여 상기 나노 와이어 서브 패턴(245) 및 상기 나노 와이어 패턴(240)을 다양하게 설계할 수 있다. For example, the nanowire subpattern 245 may have a linear pattern to be used for an electric cable or the like. However, the curved pattern may be advantageous as the nanowire subpattern 245 when it is necessary to increase the strength of a specific local portion or when conductivity is required in a specific direction. That is, the nanowire subpattern 245 and the nanowire pattern 240 may be variously designed in consideration of various physical properties required by the applied product.

도 3은 나노 와이어 강화 단위막을 제조하기 위하여 나노 와이어 패턴 영역을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern region to manufacture a nanowire reinforced unit layer as an example.

나노 와이어 강화막에 나노 와이어 패턴 영역을 형성하는 방식으로는, 포토레지스트를 이용한 방식, 프린팅 방식인 소프트 리소그래피 방식 등이 있다. 이외에도 다양한 패턴 형성 방식이 사용될 수 있다. 도 3에서, 나노 와이어 패턴은 포토레지스트 막을 이용하여 형성된다. As a method of forming a nanowire pattern region in a nanowire reinforcement film, there are a method using a photoresist, a soft lithography method as a printing method, and the like. In addition, various pattern formation methods may be used. In FIG. 3, nanowire patterns are formed using a photoresist film.

도 3을 참조하면, 우선 나노 와이어가 배열되는 나노 와이어 패턴(350)을 형성하기 위하여 기판(310)이 준비된다(S310). 상기 기판(310)은 도 3에 도시된 공정들의 시작 전에 별도의 전처리 공정을 거칠 수 있다. 상기 전처리로서는 표면 개질 처리 또는 식각 처리 등을 들 수 있다. 표면 개질 처리로서는 화학적으로 표면을 개질하여 표면 특성을 소수성에서 친수성으로 변화시키는 처리 등을 들 수 있다. 그리고 상기 기판(310)의 식각 처리를 통하여 기판(310) 표면의 표면적을 증가시킴으로써 상기 기판(310) 상에 형성되는 물질 층들과의 물리적 친화력을 증가시킬 수 있다. 또한 전술한 전처리 전에 상기 기판(310)에 포함되어 있는 이물질들을 제거하기 위하여 상기 기판(310)을 세척할 수도 있다.Referring to FIG. 3, first, a substrate 310 is prepared to form a nanowire pattern 350 in which nanowires are arranged (S310). The substrate 310 may undergo a separate pretreatment process before the start of the processes shown in FIG. 3. As said pretreatment, surface modification, an etching process, etc. are mentioned. Examples of the surface modification treatment include chemically modifying the surface to change surface properties from hydrophobicity to hydrophilicity. In addition, by increasing the surface area of the surface of the substrate 310 through etching of the substrate 310, physical affinity with the material layers formed on the substrate 310 may be increased. In addition, the substrate 310 may be cleaned before removing the foreign matter included in the substrate 310.

도 3을 다시 참조하면, 기판(310) 상에 포토레지스트 막(320)을 형성하고 포토 마스크(330)를 이용한 노광 공정을 수행한다(S320). Referring to FIG. 3 again, the photoresist film 320 is formed on the substrate 310 and an exposure process using the photo mask 330 is performed (S320).

상기 노광 공정(S320)은 상기 포토레지스트 막(320) 상에 패턴 영역(340)의 형상에 대응하는 포토 마스크(330)를 준비하고 상기 포토 마스크(330) 상에서 광을 조사함으로써 이루어진다. 노광 공정(S320)에서, 상기 포토레지스트 막(320)을 이루는 포토레지스트 등의 감광성 재료가 네거티브 타입(negative type)일 경우 광에 노출된 포토레지스트 막 부분이 현상액에 의하여 제거된다. 반면에, 상기 감광성 재료가 포지티브(positive) 타입일 경우 반대로 광에 노출되지 않은 포토레지스트 막 부분이 현상액에 의하여 제거된다.The exposure process S320 is performed by preparing a photomask 330 corresponding to the shape of the pattern region 340 on the photoresist film 320 and irradiating light onto the photomask 330. In the exposure process S320, when a photosensitive material such as a photoresist constituting the photoresist film 320 is a negative type, a portion of the photoresist film exposed to light is removed by a developer. On the other hand, when the photosensitive material is a positive type, a portion of the photoresist film which is not exposed to light is removed by the developer.

도 3은 상기 포토레지스트 막(320)이 감광성 재료로서 포지티브 타입인 경우를 예시한 것으로서, 광에 노출된 포토레지스트 막(320) 부분이 현상액에 의하여 제거될 수 있다(S330).3 illustrates a case in which the photoresist film 320 is a positive type as a photosensitive material, and a portion of the photoresist film 320 exposed to light may be removed by a developer (S330).

상기 노광(S320) 및 현상 공정(S330)에 의하여 소정 부분이 제거된 후 잔존하는 포토레지스트 막(325)은 패턴 영역(340)을 구획하는 격벽으로서 기능할 수 있다. 따라서 이 경우 상기 잔존하는 포토레지스트 막(325)은 최종적으로 나노 와이어가 상기 패턴 영역(340) 내에 배열된 후에 제거된다. The photoresist film 325 remaining after the predetermined portion is removed by the exposure S320 and the developing process S330 may function as a partition wall that partitions the pattern region 340. Therefore, in this case, the remaining photoresist film 325 is removed after the nanowires are finally arranged in the pattern region 340.

이처럼 포토레지스트 막(325)를 패턴 영역(340)을 구획하는 격벽으로서 사용할 경우, 후술할 나노 와이어 함유 용액에 포함되는 용매 성분에 의하여 제거되지 않는 감광성 재료를 사용한다. 이하에서 상기 잔존하는 포토레지스트 막(325)을 포토레지스트 격벽(325)으로 지칭하기로 한다. 상술한 바와 같이, 기판(310) 상에 포토레지스트 격벽(325)이 형성되면 패턴 영역(340)이 정의될 수 있다. When the photoresist film 325 is used as the partition wall partitioning the pattern region 340 in this manner, a photosensitive material which is not removed by the solvent component contained in the nanowire-containing solution described later is used. Hereinafter, the remaining photoresist film 325 will be referred to as a photoresist barrier 325. As described above, when the photoresist partition wall 325 is formed on the substrate 310, the pattern region 340 may be defined.

전술한 이후의 공정, 즉 나노 와이어 패턴을 기판 상에 형성하기 위한 공정은 기판의 성질에 따라 다를 수 있다.The above-described process, that is, the process for forming the nanowire pattern on the substrate may vary depending on the nature of the substrate.

도 4는 기판이 친수성 기판인 경우에 나노 와이어 패턴 영역 상에 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern on a nanowire pattern region when the substrate is a hydrophilic substrate.

도 4를 참조하면, 도 3에서 설명한 바와 같은 과정을 거쳐 기판(410) 상에는 포토레지스트 격벽(425)에 의하여 구획된 나노 와이어 패턴 영역(440)이 형성된다(S410). Referring to FIG. 4, the nanowire pattern region 440 partitioned by the photoresist partition wall 425 is formed on the substrate 410 through the process described with reference to FIG. 3 (S410).

이후, 상기 나노 와이어 패턴 영역(440)에 대응한 기판(410) 상에 나노 와이어(453)가 포함된 나노 와이어 함유 용액을 도포한 후 건조함으로써 상기 나노 와이어(453)들을 상기 나노 와이어 패턴 영역(440)에 배열할 수 있다(S420). 상기 나노 와이어 함유 용액은 나노 와이어(453)들을 용매 내에 균일하게 분산하여 형성한다.Thereafter, a nanowire-containing solution including the nanowires 453 is applied onto the substrate 410 corresponding to the nanowire pattern regions 440 and then dried, thereby drying the nanowires 453 to the nanowire pattern regions. 440 may be arranged (S420). The nanowire-containing solution is formed by uniformly dispersing nanowires 453 in a solvent.

여기서 사용되는 용매는 나노 와이어(453)의 종류에 따라 다양할 수 있다. 특히, 상기 나노 와이어(453)가 탄소나노튜브일 경우에는 용매로서 1,2-디클로로벤젠 등의 벤젠계 용매를 사용할 수 있다.The solvent used herein may vary depending on the type of nanowire 453. In particular, when the nanowires 453 are carbon nanotubes, benzene solvents such as 1,2-dichlorobenzene may be used as the solvent.

상기 나노 와이어(453)는 상기 용매와 혼합되어 용액을 형성하기 전에, 초음파 처리 하에서 질산 등의 산성 용액과 반응하는 전처리 과정을 거칠 수 있다. 이 전처리 과정은 나노 와이어(453)의 합성 과정 중에 발생하여 상기 나노 와이어(453)에 잔존하고 있는 촉매 등을 제거함으로써 상기 나노 와이어(453)를 정제하는 역할을 한다. 상기 나노 와이어(453)의 촉매 제거 부위는 산성 용액 내의 히드록시기 등의 작용기와 결합할 수 있다. 따라서 상기 기판(410)으로서 글래스 기판 등의 친수성 기판이 사용될 경우 히드록시기 등의 친수성 작용기에 의하여 개질된 나노 와이어(453)는 상기 기판(410)과의 친화력이 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 와이어(453)가 CNT인 경우 본래 소수성을 갖는 CNT는 전술한 방법에 의하여 개질되어 친수성 작용기 등을 포함하게 되므로 소수성 물질에서 친수성 물질로 변화하게 된다. 한편, 상기 초음파 처리에 의하여 나노 와이어(453) 제조사로부터 다발(bundle) 형태로 제공되는 나노 와이어를 개별 나노 와이어(453)들로 분리할 수 있으며 이로 인하여 용매 내에서 상기 나노 와이어(453)의 분산 성능이 증가될 수 있다. Before the nanowires 453 are mixed with the solvent to form a solution, the nanowires 453 may be subjected to a pretreatment process of reacting with an acidic solution such as nitric acid under sonication. This pretreatment process occurs during the synthesis of the nanowires 453 to remove the catalyst and the like remaining in the nanowires 453, thereby purifying the nanowires 453. The catalytic removal site of the nanowires 453 may be combined with a functional group such as a hydroxyl group in an acidic solution. Therefore, when a hydrophilic substrate such as a glass substrate is used as the substrate 410, the affinity with the substrate 410 may be increased in the nanowire 453 modified by a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group. For example, when the nanowires 453 are CNTs, CNTs, which have inherently hydrophobicity, are modified by the aforementioned method to include hydrophilic functional groups, thereby changing from hydrophobic materials to hydrophilic materials. Meanwhile, the nanowires provided in a bundle form from the nanowire 453 manufacturer may be separated into individual nanowires 453 by the ultrasonication, thereby dispersing the nanowires 453 in a solvent. Performance can be increased.

상기 나노 와이어 함유 용액은 스핀 코팅(spin coating) 방식, 스프레이(spray) 방식, 딥-코팅(dip-coating) 방식 등 다양한 방법에 의하여 상기 기판(310)의 표면에 도포될 수 있다. 딥-코팅 방식이란 상기 기판(310)을 상기 나노 와이어 함유 용액 내에 침지시킴으로써 상기 나노 와이어 함유 용액이 상기 기판(310) 상에 도포될 수 있도록 하는 방식이다. 상기 도포된 나노 와이어 함유 용액은 건조를 통하여 용액 내의 용매 성분이 휘발됨으로써 상기 기판(410) 상에 형성된 패턴 영역(440) 내에 나노 와이어(453)들이 배열될 수 있다(S420). 상기 패턴 영역(440) 내에 나노 와이어(453)들이 배열된 후, 상기 포토레지스트 격벽(425)을 제거하면 상기 패턴 영역(340)에 대응한 기판(410) 상에 나노 와이어 패턴(450)이 형성된다(S430).The nanowire-containing solution may be applied to the surface of the substrate 310 by various methods such as spin coating, spray, dip-coating, or the like. The dip-coating method is a method of allowing the nanowire-containing solution to be applied onto the substrate 310 by immersing the substrate 310 in the nanowire-containing solution. In the coated nanowire-containing solution, the nanowires 453 may be arranged in the pattern region 440 formed on the substrate 410 by volatilizing a solvent component in the solution (S420). After the nanowires 453 are arranged in the pattern region 440, when the photoresist partition wall 425 is removed, the nanowire pattern 450 is formed on the substrate 410 corresponding to the pattern region 340. It becomes (S430).

이하에서는, 나노 와이어 패턴(450)의 형성을 위하여 이용되는 나노 와이어 함유 용액의 예시로서 탄소나노튜브를 함유한 나노 와이어 함유 용액을 준비하는 일 예를 설명한다. 그러나, 하기 예에 의하여 발명의 내용이 제한되는 것은 아니 다.Hereinafter, an example of preparing a nanowire-containing solution containing carbon nanotubes as an example of a nanowire-containing solution used for forming the nanowire pattern 450 will be described. However, the content of the invention is not limited by the following examples.

탄소나노튜브 함유 용액의 준비Preparation of Carbon Nanotube-Containing Solution

준비된 단일벽 구조의 탄소나노튜브(상품명:ASP-100F, 일진나노테크 제조)를 정제하기 위하여 우선 상기 탄소나노튜브를 질산 용액에 분산시키고 50℃의 온도 하에서 30분 동안 질산용액과 반응시켰다. 질산 용액과 반응시키는 동안 탄소나노튜브에 결합되어 있는 촉매 성분 등을 제거하기 위하여 반응 용액에 지속적으로 초음파를 가하였다. 반응이 완료된 후 탈이온수(Deionized water)로 씻어내어 중화시키고, 진공필터링 방식에 의한 여과 공정을 거쳐 탄소나노튜브를 분리하였다. 분리된 탄소나노튜브를 진공 오븐 챔버에서 80℃의 온도를 유지하면서 약48시간 동안 건조시켰다. 건조된 탄소나노튜브를 1,2-디클로로벤젠 용매에 균일하게 분산시켜 콜로이드 형태의 탄소나노튜브 용액을 완성하였다. 완성된 탄도나노튜브 용액은 10시간 동안 초음파 처리하여 추가적으로 분산시켰다.In order to purify the prepared single-walled carbon nanotubes (trade name: ASP-100F, manufactured by Iljin Nanotech), the carbon nanotubes were first dispersed in a nitric acid solution and reacted with a nitric acid solution for 30 minutes at a temperature of 50 ° C. During the reaction with the nitric acid solution, ultrasonic waves were continuously added to the reaction solution to remove the catalyst components bound to the carbon nanotubes. After the reaction was completed, the resultant was washed with deionized water and neutralized, and the carbon nanotubes were separated by filtration by vacuum filtering. The separated carbon nanotubes were dried for about 48 hours while maintaining the temperature of 80 ℃ in a vacuum oven chamber. The dried carbon nanotubes were uniformly dispersed in 1,2-dichlorobenzene solvent to complete a colloidal carbon nanotube solution. The finished ballistic nanotube solution was further dispersed by sonication for 10 hours.

도 5는 기판이 소수성 기판인 경우에 나노 와이어 패턴 영역 상에 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern on a nanowire pattern region when the substrate is a hydrophobic substrate.

도 5를 참조하면, 도 3에서 설명한 바와 같은 과정을 거쳐 기판(510) 상에는 포토레지스트 격벽(525)에 의하여 구획된 나노 와이어 패턴 영역(540)이 형성된다(S510). Referring to FIG. 5, the nanowire pattern region 540 partitioned by the photoresist partition wall 525 is formed on the substrate 510 through the process described with reference to FIG. 3 (S510).

나노 와이어(563)들을 배열하기 전에, 상기 포토레지스트 격벽(525)에 의하 여 구획된 패턴 영역(540) 내에 친수성 물질을 도포하여 친수성 코팅막(550)을 형성한다(S520). 도 5의 기판(510)은 소수성 기판이므로, 친수성의 나노 와이어(563)와의 친화력을 확보하기 위하여 상기 나노 와이어 패턴 영역(540) 내에 친수성 물질로 이루어진 친수성 코팅막(550)을 형성하는 것이다. 전술한 도 4에서와 같이 친수성 기판(410)을 사용하는 경우에도 나노 와이어 패턴 영역(440)의 친화성 향상을 위하여 도 5에서와 마찬가지로 나노 와이어 패턴 영역(540) 상에 친수성 코팅막을 추가로 형성할 수도 있다.Before arranging the nanowires 563, a hydrophilic material is applied to the pattern region 540 partitioned by the photoresist partition wall 525 to form a hydrophilic coating layer 550 (S520). Since the substrate 510 of FIG. 5 is a hydrophobic substrate, a hydrophilic coating film 550 made of a hydrophilic material is formed in the nanowire pattern region 540 to ensure affinity with the hydrophilic nanowire 563. Even when the hydrophilic substrate 410 is used as in FIG. 4 described above, a hydrophilic coating film is further formed on the nanowire pattern region 540 as in FIG. 5 to improve affinity of the nanowire pattern region 440. You may.

상기 친수성 코팅막(550)이 상기 패턴 영역(540)에 형성되면, 나노 와이어(563)를 상기 패턴 영역(540) 내의 친수성 코팅막(550) 상에 배열한다(S530). When the hydrophilic coating layer 550 is formed in the pattern region 540, the nanowires 563 are arranged on the hydrophilic coating layer 550 in the pattern region 540 (S530).

나노 와이어(563)의 배열이 완료된 후에 상기 포토레지스트 격벽(525)을제거하여 나노 와이어 패턴 영역(540)에 나노 와이어 패턴(560)을 형성한다(S540). 본 예에서는 나노 와이어 패턴(560)의 내구성, 정확성 등의 개선을 통한 나노 와이어 패턴(560)의 신뢰성 향상을 위하여 나노 와이어 패턴 형성 후에 포토레지스트 격벽을 제거하는 것으로 설명하였다. 그러나, 도 5의 예에서 상기 기판(510)은 소수성 기판이므로 친수성인 나노 와이어(563)가 기판(510) 상에 배열되지 않으므로 나노 와이어(563)를 상기 패턴 영역(540) 상에 배열하기 전에 상기 포토레지스트 격벽(525)을 제거할 수도 있다. After the arrangement of the nanowires 563 is completed, the photoresist barrier rib 525 is removed to form a nanowire pattern 560 in the nanowire pattern region 540 (S540). In this example, the photoresist barrier rib is removed after the nanowire pattern is formed in order to improve the reliability of the nanowire pattern 560 by improving the durability and accuracy of the nanowire pattern 560. However, in the example of FIG. 5, since the substrate 510 is a hydrophobic substrate, hydrophilic nanowires 563 are not arranged on the substrate 510 before the nanowires 563 are arranged on the pattern region 540. The photoresist barrier rib 525 may be removed.

전술한 바와 같은 방법에 더하여, 나노 와이어 패턴의 형성은 소프트리소그래피(Soft lithography) 방식 등의 프린팅 방식을 이용하여 이루어질 수도 있다. In addition to the method described above, the nanowire pattern may be formed using a printing method such as a soft lithography method.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 소프트리소그래피 방식을 이용하여 나노 와이어 패턴을 형성하는 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of forming a nanowire pattern using a soft lithography method will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

일반적으로 나노 임프린트 기술이 주로 딱딱한 스탬프(stamp)를 이용하여 나노 스케일 패턴을 쉽게 제작할 수 있는 것인 반면, 소프트리소그래피는 주로 소프트한 몰드를 이용하여 패턴을 제작하는 공정을 말한다. 이를 위해서는 폴리디메틸실록산(PDMS; poly-dimethylsiloxane) 등의 물질로 이루어진 스탬프가 준비되어야 한다. In general, while nanoimprint technology can easily produce nanoscale patterns using mainly hard stamps, soft lithography mainly refers to a process of manufacturing patterns using soft molds. To this end, a stamp made of a material such as polydimethylsiloxane (PDMS) must be prepared.

먼저, 도 6은 나노 와이어 패턴을 소프트리소그래피 방식으로 형성하기 위한 스탬프를 제조하는 방법을 예시한 사시도이다.First, FIG. 6 is a perspective view illustrating a method of manufacturing a stamp for forming a nanowire pattern by soft lithography.

도 6은 스탬프의 예로서, PDMS 스탬프의 제조 방법을 예시한다. 도 6를 참조하면, 우선, 실리콘 등으로 이루어진 웨이퍼(610)를 준비한다(S610). 준비된 웨이퍼(610) 상에 포지티브 타입 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막(620)을 형성한다(S620). 상기 포토레지스트 조성물은 스핀 코팅 방식으로 상기 웨이퍼(610) 상에 도포된다. 이때 스핀 코팅은 500 내지 10000 rpm의 속도를 갖는 스핀 코터에 의하여 이루어진다. 웨이퍼(610) 상에 도포된 포토레지스트 조성물은 예를 들어, 약 70 내지 110℃에서 10 내지 30분간 프리베이크(prebake) 된다. 상기 프리베이크 단계의 온도 및 시간은 포토레지스트 조성물을 이루는 성분들에 따라 변화될 수 있다. 상기 스핀 코팅 속도에 의하여 상기 포토레지스트 막(620)은 약 수십 나노 내지 100㎛의 두께로 형성된다.6 illustrates a method of making a PDMS stamp, as an example of a stamp. Referring to FIG. 6, first, a wafer 610 made of silicon or the like is prepared (S610). A positive type photoresist composition is coated on the prepared wafer 610 to form a photoresist film 620 (S620). The photoresist composition is applied on the wafer 610 by spin coating. At this time, the spin coating is made by a spin coater having a speed of 500 to 10000 rpm. The photoresist composition applied on the wafer 610 is prebaked, for example, at about 70 to 110 ° C. for 10 to 30 minutes. The temperature and time of the prebaking step may vary depending on the components of the photoresist composition. By the spin coating speed, the photoresist film 620 is formed to a thickness of about several tens of nanometers to 100 μm.

상기 프리베이크된 포토레지스트 층(620)은 마스크(630) 상에 광을 조사함으로써 노광된다(S630). 상기 포토레지스트 층(620)은 포지티브 타입이므로, 현상공 정에 의하여 노광된 부분(622)이 현상되고 노광되지 않은 부분(623)이 남게 된다. 상기 노광 및 현상 공정을 거친 후 잔존하는 잔류 포토레지스트 막(623)은 채널 패턴(623)을 형성한다(S640). 이 채널 패턴은 스탬프의 음각부분에 대응한다. The prebaked photoresist layer 620 is exposed by irradiating light onto the mask 630 (S630). Since the photoresist layer 620 is a positive type, the exposed portion 622 is developed by the developing process and the unexposed portion 623 remains. The remaining photoresist film 623 remaining after the exposure and development processes forms a channel pattern 623 (S640). This channel pattern corresponds to the intaglio portion of the stamp.

상기 잔류 포토레지스트 막(623) 상에 PDMS를 도포하고 건조시켜 PDMS를 고형화시킨다(S650). PDMS의 고형화 과정은 PDMS로부터 기포를 제거하는 단계 및 약 60 내지 80℃의 온도 하에서 약 1 내지 3시간 정도 건조시키는 단계에 의하여 이루어진다. The PDMS is applied onto the residual photoresist film 623 and dried to solidify the PDMS (S650). Solidification of the PDMS is accomplished by removing bubbles from the PDMS and drying for about 1 to 3 hours at a temperature of about 60 to 80 ° C.

상기 고형화된 PDMS는 상기 웨이퍼(610)로부터 분리되어 PDMS 스탬프(640)로 완성된다(S660). 상기 고형화된 PDMS는 상기 채널 패턴(623)에 대응하는 음각부(642) 및 상기 채널 패턴(623) 사이의 음각 부분에 대응하는 양각부(644)가 형성되어 PDMS 스탬프(640)로서 기능하게 된다. The solidified PDMS is separated from the wafer 610 and completed with a PDMS stamp 640 (S660). In the solidified PDMS, an intaglio portion 642 corresponding to the channel pattern 623 and an intaglio portion 644 corresponding to the intaglio portion between the channel pattern 623 are formed to function as a PDMS stamp 640. .

도 7은 기판이 친수성인 경우 도 6의 PDMS 스탬프를 이용하여 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern using the PDMS stamp of FIG. 6 when the substrate is hydrophilic.

도 7를 참조하면, 도 6에서 준비된 PDMS 스탬프(640)(S710)에 친수성 물질(641)을 도포하여 인쇄를 준비한다(S720). 상기 친수성 물질(641)의 예로서 친수성 잉크 또는 친수성 SAM(Self Asembly Monolayer) 전구체 등을 들 수 있다. 상기 친수성 SAM 전구체의 경우, 상기 PDMS 스탬프(640)를 대상 기판에 압력을 가하여 접촉시키면 고도로 정렬된 자기조립 단분자 막(SAM)이 대상 기판 상에 형성된다. 또한 자기조립 단분자 막은 대상 기판과의 결합력이 우수하여 상기 SAM을 포함하는 나노 와이어 패턴(730)의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. Referring to FIG. 7, the hydrophilic material 641 is coated on the PDMS stamp 640 (S710) prepared in FIG. 6 to prepare for printing (S720). Examples of the hydrophilic material 641 include a hydrophilic ink or a hydrophilic Self Asembly Monolayer (SAM) precursor. In the case of the hydrophilic SAM precursor, when the PDMS stamp 640 is contacted by applying pressure to the target substrate, a highly aligned self-assembled monolayer film (SAM) is formed on the target substrate. In addition, the self-assembled monomolecular film has an excellent bonding force with the target substrate, thereby increasing the reliability of the nanowire pattern 730 including the SAM.

도 7의 기판(710)은 친수성을 갖는 기판이다. 도 7을 참조하면, 친수성인 기판(710) 상에 추가적인 소수성 막(712)을 형성한다(S730). 상기 소수성 막(712)은 후술될 나노 와이어(722)가 친수성 패턴(720) 외의 영역에 배열되지 않도록 하기 위하여 상기 기판(710) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 소수성 막(712)은 금속 기판이나 유리 기판과 같은 친수성을 갖는 기판(710) 상에 형성될 수 있으며, 이러한 소수성 막(712)은 고분자 수지를 포함할 수 있다. The substrate 710 of FIG. 7 is a substrate having hydrophilicity. Referring to FIG. 7, an additional hydrophobic film 712 is formed on the hydrophilic substrate 710 (S730). The hydrophobic film 712 is formed on the substrate 710 so that the nanowire 722 to be described later is not arranged in a region other than the hydrophilic pattern 720. For example, the hydrophobic film 712 may be formed on a hydrophilic substrate 710 such as a metal substrate or a glass substrate, and the hydrophobic film 712 may include a polymer resin.

상기 친수성 물질(641)이 도포되어 있는 PDMS 스탬프(640)가 상기 소수성 막(712) 상에 접촉된 후 소정의 압력이 상기 PDMS 스탬프(640)에 수직으로 가해지면 상기 소수성 막(712) 상에는 상기 PDMS 스탬프(640)의 양각부(644)에 대응하는 인쇄 패턴이 형성된다.After a predetermined pressure is applied perpendicularly to the PDMS stamp 640 after the PDMS stamp 640 to which the hydrophilic material 641 is applied is contacted on the hydrophobic film 712, the hydrophobic film 712 is placed on the hydrophobic film 712. A print pattern corresponding to the embossed portion 644 of the PDMS stamp 640 is formed.

상기 인쇄 패턴은 건조 또는 경화되어 상기 소수성 막(712) 상에 친수성 코팅막으로 이루어진 친수성 패턴(720)을 형성한다(S740). 상기 친수성 물질(641)이 SAM 전구체일 경우, 상기 친수성 패턴(720)은 자기조립 단분자 막(SAM)으로서 상기 소수성 막(712)과 우수한 결합력을 갖는다. The printed pattern is dried or cured to form a hydrophilic pattern 720 formed of a hydrophilic coating film on the hydrophobic film 712 (S740). When the hydrophilic material 641 is a SAM precursor, the hydrophilic pattern 720 has a good bonding strength with the hydrophobic layer 712 as a self-assembled monolayer (SAM).

상기 소수성 막(712) 상에 친수성 패턴(720)이 형성되면, 상기 친수성 패턴(720) 상에 나노 와이어(722)들을 배열하여 상기 소수성 막(712) 상에 나노 와이어 패턴(730)이 형성된다(S750). When the hydrophilic pattern 720 is formed on the hydrophobic layer 712, the nanowire patterns 730 are formed on the hydrophobic layer 712 by arranging the nanowires 722 on the hydrophilic pattern 720. (S750).

상기 나노 와이어 패턴(730) 형성은 전술한 바와 같이 나노 와이어 함유 용액을 상기 친수성 패턴(720) 상에 도포하여 건조시킴으로써 형성될 수 있다. As described above, the nanowire pattern 730 may be formed by applying a nanowire-containing solution onto the hydrophilic pattern 720 and drying the same.

도 8은 기판이 소수성인 경우, 도 6의 PDMS 스탬프를 이용하여 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern using the PDMS stamp of FIG. 6 when the substrate is hydrophobic.

도 8를 참조하면, 도 6에서 준비된 PDMS 스탬프(640)(S810)에 친수성 물질(641)을 도포하여 인쇄를 준비한다(S820). 친수성 물질(641)이 도포되어 있는 PDMS 스탬프(640)의 양각부(644)를 상기 기판(810) 상에 접촉시킨 후 소정의 압력을 가하면(S830) 상기 기판(810) 상에 친수성 패턴(820)이 형성된다(S840).Referring to FIG. 8, a hydrophilic material 641 is coated on the PDMS stamp 640 (S810) prepared in FIG. 6 to prepare for printing (S820). When the embossed portion 644 of the PDMS stamp 640 to which the hydrophilic material 641 is applied is contacted on the substrate 810 and a predetermined pressure is applied (S830), the hydrophilic pattern 820 is formed on the substrate 810. ) Is formed (S840).

상기 기판(810)은 소수성 기판이므로, 추가적인 막 형성 없이 친수성 패턴(820)이 기판(810) 상에 직접 형성될 수 있다. Since the substrate 810 is a hydrophobic substrate, a hydrophilic pattern 820 may be directly formed on the substrate 810 without additional film formation.

상기 친수성 패턴(820)이 형성되면, 상기 친수성 패턴(820)을 포함하는 상기 기판(810)의 전면에 나노 와이어 함유 용액을 도포하고 건조시킴으로써 상기 친수성 패턴(820) 상에 나노 와이어(822)들이 배열된다(S850). When the hydrophilic pattern 820 is formed, the nanowires 822 are formed on the hydrophilic pattern 820 by applying and drying a nanowire-containing solution on the entire surface of the substrate 810 including the hydrophilic pattern 820. It is arranged (S850).

상기 나노 와이어(822)들이 상기 친수성 패턴(820) 상에 배열되면 나노 와이어 패턴(830)이 상기 기판(810) 상에 형성될 수 있다.When the nanowires 822 are arranged on the hydrophilic pattern 820, a nanowire pattern 830 may be formed on the substrate 810.

도 3 내지 도 8에서는 나노 와이어 강화 단위막 상의 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 설명하였으나, 상기 방법은 예시적인 것일 뿐 본 발명의 내용을 제한하지 않는다. 3 to 8 illustrate a method of forming a nanowire pattern on the nanowire reinforcing unit film, but the method is merely exemplary and does not limit the content of the present invention.

도 9는 나노 와이어 패턴의 폭을 설명하기 위한 사시도이다. 9 is a perspective view for explaining the width of the nanowire pattern.

도 9를 참조하면, 나노 와이어 강화 단위막(900)은 기판(910)과, 상기 기판(910) 상에 형성되고 배열된 나노 와이어(922)들을 포함하는 나노 와이어 패턴(920)을 포함한다. Referring to FIG. 9, the nanowire reinforced unit layer 900 may include a substrate 910 and a nanowire pattern 920 including nanowires 922 formed and arranged on the substrate 910.

상기 나노 와이어 패턴(920)은 상기 기판(910)의 일 변에 평행하고 서로 이 격되어 형성된 다수의 나노 와이어 서브 패턴(925)들을 포함한다.The nano wire pattern 920 includes a plurality of nano wire sub patterns 925 formed parallel to one side of the substrate 910 and spaced apart from each other.

상기 나노 와이어 서브 패턴(925)의 폭(H1)은 상기 나노 와이어(922)의 길이(H2)보다 크지 않도록 조절되어 있다. 만약 상기 나노 와이어 서브 패턴(925)의 폭이 상기 나노 와이어(922)의 길이보다 길 경우, 상기 나노 와이어(922)들이 상기 나노 와이어 패턴(920) 내에 랜덤하게 배열될 수 있기 때문이다. The width H 1 of the nano wire sub pattern 925 is adjusted not to be larger than the length H 2 of the nano wire 922. If the width of the nanowire sub-pattern 925 is longer than the length of the nanowire 922, the nanowires 922 may be randomly arranged in the nanowire pattern 920.

상기 나노 와이어(922)들이 상기 나노 와이어 패턴(920) 상에 방향성 없이 랜덤하게 배열되면 상기 나노 와이어 강화 단위막(900)의 물성뿐만 아니라 상기 나노 와이어 강화 단위막(900)들이 적층되어 형성되는 나노 와이어 강화 복합체의 물성을 조절할 수 없게 된다. When the nanowires 922 are randomly arranged without directivity on the nanowire pattern 920, the nanowire reinforcement unit layers 900 are formed by stacking the nanowire reinforcement unit layers 900 as well as the physical properties of the nanowire reinforcement unit layers 900. It is impossible to control the physical properties of the wire reinforced composite.

따라서, 상기 나노 와이어 패턴(920)을 이용한 나노 와이어 강화 단위막(900) 또는 상기 나노 와이어 강화 복합체의 물성이 용이하게 조절되기 위해서 상기 나노 와이어 서브 패턴(925)의 폭(H1)은 상기 나노 와이어(922) 길이(H2)의 50% 이하로 조절되는 것이 바람직하다. Therefore, in order to easily control the physical properties of the nanowire reinforced unit film 900 or the nanowire reinforced composite using the nanowire pattern 920, the width H 1 of the nanowire subpattern 925 is equal to the nanowire. Preferably adjusted to 50% or less of wire 922 length H 2 .

도 10은 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다.10 is an exploded perspective view illustrating a nanowire reinforced composite according to another embodiment.

도 10을 참조하면, 나노 와이어 강화 복합체(1000)는 제1 나노 와이어 강화 단위막(1010), 제2 나노 와이어 강화 단위막(1020) 및 보호막(1030)을 포함한다. Referring to FIG. 10, the nanowire reinforced composite 1000 includes a first nanowire reinforced unit layer 1010, a second nanowire reinforced unit layer 1020, and a protective layer 1030.

상기 제1 나노 와이어 강화 단위막(1010), 제2 나노 와이어 강화 단위막(1020) 및 보호막(1030)은 다양한 방식으로 접합될 수 있다. 예를 들면, 열압착 방식, 금속 증착 방식 등을 들 수 있다. The first nanowire reinforced unit layer 1010, the second nanowire reinforced unit layer 1020, and the protective layer 1030 may be bonded in various ways. For example, a thermocompression bonding method, a metal vapor deposition method, etc. are mentioned.

상기 제1 나노 와이어 강화 단위막(1010) 상에는 제1 나노 와이어 패턴(1012)이 형성되어 있고, 상기 제2 나노 와이어 강화 단위막(1020) 상에는 제2 나노 와이어 패턴(1022)이 형성되어 있다.A first nanowire pattern 1012 is formed on the first nanowire reinforced unit layer 1010, and a second nanowire pattern 1022 is formed on the second nanowire reinforced unit layer 1020.

도 10에서, 나노 와이어 패턴(1012, 1022)은 상기 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)의 어느 일면에 형성되어 있다. 그러나 이와 다르게 도시하지는 않았으나 상기 나노 와이어 패턴(1012, 1022)은 상기 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)의 양 면에 형성될 수도 있다. In FIG. 10, nanowire patterns 1012 and 1022 are formed on any one surface of the nanowire reinforced unit films 1010 and 1020. However, although not illustrated differently, the nanowire patterns 1012 and 1022 may be formed on both surfaces of the nanowire reinforced unit layers 1010 and 1020.

상기 제1 나노 와이어 패턴(1012) 및 제2 나노 와이어 패턴(1022)은 모두 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막(1010) 및 제2 나노 와이어 강화 단위막(1020)의 어느 일 변과 각각 평행하게 배열되어 있다. The first nanowire pattern 1012 and the second nanowire pattern 1022 are both parallel to one side of the first nanowire reinforced unit layer 1010 and the second nanowire reinforced unit layer 1020, respectively. Are arranged.

또한, 상기 제1 나노 와이어 패턴(1012) 및 제2 나노 와이어 패턴(1022)은 서로 직교하도록 각각의 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)들이 적층되어 있다. In addition, each of the nanowire-reinforced unit layers 1010 and 1020 are stacked such that the first nanowire pattern 1012 and the second nanowire pattern 1022 are orthogonal to each other.

따라서, 상기 나노 와이어 강화 복합체(1000)는 전체적으로 등방성을 갖는다. 즉, 상기 나노 와이어 강화 복합체(1000)는 평면적으로 균일한 기계적 강도를 갖게 된다. 아울러, 상기 나노 와이어 패턴(1012, 1022)이 탄소나노튜브 등의 도전성 나노 와이어를 포함할 경우 상기 나노 와이어 강화 복합체(1000)의 전기 전도 방향성도 등방성을 갖게 된다. Thus, the nanowire reinforcement composite 1000 has an isotropy as a whole. That is, the nanowire reinforcement composite 1000 has a planar uniform mechanical strength. In addition, when the nanowire patterns 1012 and 1022 include conductive nanowires such as carbon nanotubes, the electrical conductivity of the nanowire reinforcement composite 1000 also has isotropy.

상기 도 10에서는 두 개의 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)을 구비한 나노 와이어 강화 복합체를 도시하였으나, 이와 다르게 상기 나노 와이어 강화 복 합체(1000)는 다양한 개수의 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)들을 구비할 수 있다. In FIG. 10, a nanowire reinforced composite including two nanowire reinforced unit layers 1010 and 1020 is illustrated. Alternatively, the nanowire reinforced composite 1000 may include various numbers of nanowire reinforced unit membranes 1010 and 1010. 1020 may be provided.

또한, 도 10에서 상기 제1 나노 와이어 패턴(1012) 및 제2 나노 와이어 패턴(1022)은 서로 직교하도록 배열되어 있으나, 이와 다르게 상기 제1 나노 와이어 패턴(1012) 및 제2 나노 와이어 패턴(1022)은 직각이 아닌 소정의 교차각을 갖도록 배열될 수 있다.In addition, although the first nanowire pattern 1012 and the second nanowire pattern 1022 are arranged to be orthogonal to each other in FIG. 10, the first nanowire pattern 1012 and the second nanowire pattern 1022 are different from each other. ) May be arranged to have a predetermined crossing angle rather than a right angle.

상기 나노 와이어 패턴(1012, 1022)의 형상, 각 나노 와이어 패턴(712, 722)의 상호 배열 형태, 나노 와이어 패턴(1012, 1022)의 재질, 및 상기 나노 와이어 강화 단위막(1010, 1020)들의 적층 개수 등을 조절하면 상기 나노 와이어 강화 복합체(1000)의 기계적 물성, 전기적 물성 등을 다양하게 구현할 수 있다. The shape of the nanowire patterns 1012 and 1022, the mutual arrangement of the nanowire patterns 712 and 722, the material of the nanowire patterns 1012 and 1022, and the nanowire reinforcement unit layers 1010 and 1020. By controlling the number of stacked layers, the mechanical and electrical properties of the nanowire reinforced composite 1000 may be variously implemented.

도 11은 또 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다.11 is an exploded perspective view showing a nanowire reinforced composite according to another embodiment.

도 11을 참조하면, 나노 와이어 강화 복합체(1100)는 제1 나노 와이어 강화 단위막(1110), 제2 나노 와이어 강화 단위막(1120) 및 보호막(830)을 포함한다. Referring to FIG. 11, the nanowire reinforced composite 1100 may include a first nanowire reinforced unit layer 1110, a second nanowire reinforced unit layer 1120, and a protective layer 830.

상기 제1 나노 와이어 강화 단위막(1110) 상에는 제1 나노 와이어 패턴(1112)이 형성되어 있고, 상기 제2 나노 와이어 강화 단위막(1120) 상에는 제2 나노 와이어 패턴(1122)이 형성되어 있다.A first nanowire pattern 1112 is formed on the first nanowire reinforced unit layer 1110, and a second nanowire pattern 1122 is formed on the second nanowire reinforced unit layer 1120.

상기 제1 나노 와이어 패턴(1112) 및 제2 나노 와이어 패턴(1122)은 모두 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막(1110) 및 제2 나노 와이어 강화 단위막(1120)의 어느 일 변과 각각 평행하게 배열되어 있다. The first nanowire pattern 1112 and the second nanowire pattern 1122 are both parallel to one side of the first nanowire reinforced unit layer 1110 and the second nanowire reinforced unit layer 1120, respectively. Are arranged.

또한, 상기 제1 나노 와이어 패턴(1112) 및 제2 나노 와이어 패턴(1122)은 서로 대응하도록 각각의 나노 와이어 강화 단위막(1110, 1120)들이 적층되어 있다. In addition, each of the first nano wire patterns 1112 and the second nano wire patterns 1122 may be stacked on each of the nano wire reinforcement unit layers 1110 and 1120.

따라서 상기 나노 와이어 강화 복합체(1100)는 전체적으로 이방성을 갖는다. 즉, 상기 나노 와이어 강화 복합체(1100)는 나노 와이어 패턴(1112, 1122)의 길이 방향에 대하여 우수한 기계적 강도를 갖게 된다. 아울러, 상기 나노 와이어 패턴(1112, 1122)이 CNT 등의 도전성 나노 와이어를 포함할 경우 상기 나노 와이어 강화 복합체(1100)는 전기적으로 방향성을 갖게 된다. Therefore, the nanowire reinforced composite 1100 has anisotropy as a whole. That is, the nanowire reinforced composite 1100 has excellent mechanical strength with respect to the length direction of the nanowire patterns 1112 and 1122. In addition, when the nanowire patterns 1112 and 1122 include conductive nanowires such as CNTs, the nanowire reinforcement composite 1100 may be electrically oriented.

전술한 바와 같이, 상기 도 11에서는 두 개의 나노 와이어 강화 단위막(1110, 1120)을 구비한 나노 와이어 강화 복합체를 도시하였으나, 이와 다르게 상기 나노 와이어 강화 복합체(1100)는 다양한 개수의 나노 와이어 강화 단위막(1110, 1120)들을 구비할 수 있다. 나아가 상기 나노 와이어 강화 복합체(800)는 홀수 개의 나노 와이어 강화 단위막(1110, 1120)을 포함할 수 있다. As described above, in FIG. 11, the nanowire reinforcement composite having two nanowire reinforcement unit layers 1110 and 1120 is illustrated. Alternatively, the nanowire reinforcement composite 1100 may include various numbers of nanowire reinforcement units. Membranes 1110 and 1120. Furthermore, the nanowire reinforced composite 800 may include an odd number of nanowire reinforced unit layers 1110 and 1120.

또한, 도 11에서 상기 제1 나노 와이어 패턴(1112) 및 제2 나노 와이어 패턴(1122)은 서로 대응하도록 배열되어 있으나, 이와 다르게 상기 제1 나노 와이어 패턴(1112) 및 제2 나노 와이어 패턴(1122)은 서로 평행하나 대응하지 않도록 배열될 수 있다.In addition, although the first nanowire pattern 1112 and the second nanowire pattern 1122 are arranged to correspond to each other in FIG. 11, the first nanowire pattern 1112 and the second nanowire pattern 1122 are different from each other. ) May be arranged to be parallel to one another but not to correspond.

상기 나노 와이어 패턴(1112, 1122)의 형상, 각 나노 와이어 패턴(1112, 1122)의 상호 배열 형태, 나노 와이어 패턴(1112, 1122)의 재질, 및 상기 나노 와이어 강화 단위막(1110, 1120)들의 적층 개수 등을 조절하면 상기 나노 와이어 강화 복합체(1100)의 기계적 물성, 전기적 물성 등을 다양하게 구현할 수 있다.The shape of the nanowire patterns 1112 and 1122, the mutual arrangement of the nanowire patterns 1112 and 1122, the material of the nanowire patterns 1112 and 1122, and the nanowire reinforcement unit layers 1110 and 1120. By controlling the number of stacked layers, the mechanical and electrical properties of the nanowire reinforced composite 1100 may be variously implemented.

이밖에도, 각각의 나노 와이어 패턴(1112, 1122)들은 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 나노 와이어 패턴(1112, 1122)들에 배열된 나노 와이어의 밀도를 서로 다르게 조절할 수도 있다. In addition, each of the nanowire patterns 1112 and 1122 may have different widths. In addition, the density of the nanowires arranged in the nanowire patterns 1112 and 1122 may be adjusted differently.

또한, 각각의 나노 와이어 패턴(1112, 1122)들은 서로 다른 이종의 나노 와이어를 포함할 수도 있다.In addition, each of the nanowire patterns 1112 and 1122 may include different types of nanowires.

상기 나노 와이어 강화 복합체(1000, 1100)는 제조 과정 중에서 상기 나노 와이어 강화 복합체(1000, 1100)가 적용되는 제품에 따라 용이하게 물성 변경이 가능하고, 이를 위한 물성 설계도 용이하게 이루어질 수 있다. The nano-wire reinforced composites 1000 and 1100 may be easily changed in physical properties according to the product to which the nano-wire reinforced composites 1000 and 1100 are applied during the manufacturing process, and the physical properties may be easily designed for this.

이상과 같이 발명의 내용이 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the content of the invention as described above has been described by the limited embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art to which the present invention belongs to various modifications and variations from this description It is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

도 1은 일 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a nanowire reinforced composite according to an embodiment.

도 2는 나노 와이어 강화 복합체를 구성하는 나노 와이어 강화 단위막의 일 예를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating an example of a nanowire reinforced unit membrane constituting the nanowire reinforced composite.

도 3은 나노 와이어 강화 단위막을 제조하기 위하여 나노 와이어 패턴 영역을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern region to manufacture a nanowire reinforced unit layer as an example.

도 4는 기판이 친수성 기판인 경우에 나노 와이어 패턴 영역 상에 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern on a nanowire pattern region when the substrate is a hydrophilic substrate.

도 5는 기판이 소수성 기판인 경우에 나노 와이어 패턴 영역 상에 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 일 예로서 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern on a nanowire pattern region when the substrate is a hydrophobic substrate.

도 6은 나노 와이어 패턴을 소프트리소그래피 방식으로 형성하기 위한 PDMS 스탬프를 제조하는 방법을 예시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a method of manufacturing a PDMS stamp for forming a nanowire pattern by soft lithography.

도 7은 기판이 친수성인 경우 도 6의 PDMS 스탬프를 이용하여 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern using the PDMS stamp of FIG. 6 when the substrate is hydrophilic.

도 8은 기판이 소수성인 경우 도 6의 PDMS 스탬프를 이용하여 나노 와이어 패턴을 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a nanowire pattern using the PDMS stamp of FIG. 6 when the substrate is hydrophobic.

도 9는 나노 와이어 패턴의 폭을 설명하기 위한 사시도이다.9 is a perspective view for explaining the width of the nanowire pattern.

도 10은 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다.10 is an exploded perspective view illustrating a nanowire reinforced composite according to another embodiment.

도 11은 또 다른 실시예에 따른 나노 와이어 강화 복합체를 도시한 분해 사시도이다. 11 is an exploded perspective view showing a nanowire reinforced composite according to another embodiment.

Claims (27)

표면에 나노 와이어들이 배열되어 이루어진 나노 와이어 패턴이 형성되어 있는 단위막을 적어도 하나 이상 포함하는 나노 와이어 강화 복합체.Nanowire-reinforced composite comprising at least one unit membrane having a nanowire pattern formed by the arrangement of nanowires on the surface. 표면에 패턴 영역이 형성되어 있는 기판과, 상기 기판의 패턴 영역 상에 나노 와이어들이 배열되어 형성된 나노 와이어 패턴을 포함하는 나노 와이어 강화 단위막을 적어도 하나 포함하는 나노 와이어 강화 복합체.A nanowire reinforced composite comprising at least one nanowire reinforced unit layer comprising a substrate having a pattern region formed on a surface thereof, and a nanowire pattern formed by arranging nanowires arranged on the pattern region of the substrate. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나노 와이어는 탄소나노튜브인 나노 와이어 강화 복합체.The nanowires are carbon nanotubes reinforced nanowires reinforced composite. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나노 와이어 강화 단위막 중 적어도 하나의 단위막은 나머지 단위막들에 포함된 나노 와이어와 다른 종류의 나노 와이어를 포함하는 나노 와이어 강화 복합체.At least one of the nanowire-reinforced unit membrane is a nanowire reinforced composite comprising a nanowire of a different type from the nanowires included in the remaining unit membranes. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 패턴 영역은 상기 나노 와이어와 친화력을 갖는 나노 와이어 강화 복합체.The pattern region is nanowire reinforced composite having affinity with the nanowires. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 나노 와이어들은 상기 나노 와이어 패턴의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 나노 와이어 강화 복합체.The nano wire reinforcement composite is arranged along the longitudinal direction of the nano wire pattern. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 나노 와이어 패턴은 서로 분리되어 있는 다수의 나노 와이어 서브 패턴들로 이루어진 나노 와이어 강화 복합체.The nanowire pattern is a nanowire reinforced composite consisting of a plurality of nanowire sub-patterns are separated from each other. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 서브 패턴들은 상기 기판의 일 변을 따라 평행하게 배열되어 있고, 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 와이어 강화 복합체.The sub-patterns are arranged in parallel along one side of the substrate, characterized in that spaced apart from each other nanowire reinforced composite. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 서브 패턴의 폭은 상기 나노 와이어 길이의 50%이하인 나노 와이어 강화 복합체.The width of the sub-pattern is nanowire reinforced composite of less than 50% of the length of the nanowire. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 패턴 영역 상에는 친수성 코팅막이 형성되어 있는 나노 와이어 강화 복합체.A nanowire reinforced composite having a hydrophilic coating film formed on the pattern region. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 친수성 코팅막은 자기조립 단분자막(SAM)인 나노 와이어 강화 복합체.The hydrophilic coating film is a self-assembled monolayer (SAM) nanowire reinforced composite. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 제1 나노 와이어 패턴을 포함하는 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 패턴을 포함하는 제2 나노 와이어 강화 단위막을 포함하는 나노 와이어 강화 복합체.A nanowire reinforced composite comprising a first nanowire reinforced unit film including a first nanowire pattern and a second nanowire reinforced unit film including a second nanowire pattern. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴이 서로 대응하도록 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 강화 단위막이 배치되어 있는 나노 와이어 강화 복합체.The nanowire reinforced composite having the first nanowire reinforced unit layer and the second nanowire reinforced unit layer disposed so that the first nanowire pattern and the second nanowire pattern correspond to each other. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴이 서로 교차되도록 상기 제1 나노 와이어 강화 단위막 및 제2 나노 와이어 강화 단위막이 배치되어 있는 나노 와이어 강화 복합체.The nanowire reinforced composite having the first nanowire reinforced unit layer and the second nanowire reinforced unit layer disposed so that the first nanowire pattern and the second nanowire pattern cross each other. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 나노 와이어 패턴과 제2 나노 와이어 패턴의 형상이 서로 다른 나노 와이어 강화 복합체.The nanowire reinforcement composite having different shapes of the first nanowire pattern and the second nanowire pattern. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 적어도 하나의 상기 나노 와이어 강화 단위막은 양면에 상기 나노 와이어 패턴을 포함하는 나노 와이어 강화 복합체.At least one nanowire reinforced unit film includes a nanowire pattern on both sides of the nanowire reinforced composite. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 최상부에 배치된 상기 나노 와이어 강화 단위막 상에는 상기 나노 와이어 강화 단위막을 보호하기 위한 보호막이 더 형성되는 나노 와이어 강화 복합체.The nanowire reinforced composite further comprises a protective film formed on the nanowire reinforced unit film disposed on the top to protect the nanowire reinforced unit film. 기판 상에 패턴 영역을 형성하는 단계;Forming a pattern region on the substrate; 상기 패턴 영역 상에 나노 와이어를 배열하여 나노 와이어 패턴을 상기 기판 상에 형성함으로써 나노 와이어 강화 단위막을 준비하는 단계; 및Arranging nanowires on the pattern region to form nanowire patterns on the substrate to prepare nanowire-reinforced unit membranes; And 상기 나노 와이어 강화 단위막을 적어도 하나 적층하는 단계를 포함하는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. Method of manufacturing a nano-wire reinforced composite comprising the step of laminating at least one nano-wire reinforced unit film. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 패턴 영역을 형성하는 단계는,Forming the pattern region, 상기 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하고 노광 및 현상을 통하여 기판의 일부를 노출시킴으로써 이루어지는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. And forming a photoresist film on the substrate and exposing a portion of the substrate through exposure and development. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 패턴 영역을 형성하는 단계는, 상기 노출된 기판 상에 친수성 물질을 코팅하는 단계를 더 포함하는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. The forming of the pattern region may further include coating a hydrophilic material on the exposed substrate. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 현상 후 잔존하는 포토레지스트 막은 상기 노출된 기판 상에 나노 와이어를 배열한 후에 제거되는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. The photoresist film remaining after the development is removed after arranging the nanowires on the exposed substrate. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 18 to 20, 상기 패턴 영역을 형성하는 단계는,Forming the pattern region, 친수성 물질을 상기 기판 상에 인쇄함으로써 이루어지는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법.A method for producing a nanowire reinforced composite comprising printing a hydrophilic material on the substrate. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 인쇄는 소프트 리소그래피 방식에 의해 이루어지는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법.The printing is a method for producing a nanowire reinforced composite made by soft lithography. 제22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 패턴 영역을 형성하는 단계는,Forming the pattern region, 친수성 물질을 상기 기판 상에 인쇄하기 전에 상기 기판과 다른 물질로 이루어진 막을 상기 기판 상에 형성하는 단계를 더 포함하는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법.And forming a film of a material different from the substrate on the substrate before printing a hydrophilic material on the substrate. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 나노 와이어 패턴은 나노 와이어 함유 용액을 상기 기판 전면에 도포하고 건조시켜 형성되는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. The nanowire pattern is a method of manufacturing a nanowire reinforced composite formed by applying a nanowire-containing solution to the entire surface of the substrate and dried. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 나노 와이어는 상기 배열 전에 산성 용액 내에서 초음파 처리되는 전처리 과정을 거치는 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. The nanowires are subjected to a pretreatment process in which the nanowires are sonicated in an acidic solution before the arrangement. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 나노 와이어는 탄소나노튜브인 나노 와이어 강화 복합체의 제조 방법. The nano wire is a carbon nanotube nanowire reinforced composite manufacturing method.
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