KR20120042698A - Method for forming electrode - Google Patents

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윤태호
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Abstract

PURPOSE: An electrode formation method is provided to obtain high packing density by completely eliminating small ethylenediamine molecules through a sintered process. CONSTITUTION: A polymer layer is formed on the top of the substrate. An amino-silane pattern is formed on the polymer layer. The substrate having amino-silane pattern is dipped in gold nano particle aqueous solution. A gold nano particle layer is formed in the amino-silane pattern. The substrate having the gold nano particle layer is dipped in ethylene diamine aqueous solution. An ethylene diamine layer is formed on the gold nano particle layer. The substrate having the gold nano particle layer and the ethylene diamine layer is sintered. A step for forming the gold nano particle layer and the ethylene diamine layer is reciprocally and repeatedly executed.

Description

전극 형성 방법{Method for forming Electrode}Electrode Formation Method {Method for forming Electrode}

본 발명은 전극을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가요성 기판 상에 전극을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming an electrode, and more particularly, to a method of forming an electrode on a flexible substrate.

최근 가요성 태양전지, 평판 디스플레이, 및 센서 등의 가요성 전자기기에 대한 관심이 증폭되고 있다. 그러나, 이러한 가요성 전자기기에서는 고분자 기판에 손상을 가하지 않으면서 낮은 저항의 금속 전극을 형성하는 것이 매우 어렵다. 왜냐하면 고분자 기판은 일반적인 포토리소그라피의 혹독한 환경에는 화학적으로 적합하지 않기 때문이다.Recently, interest in flexible electronic devices such as flexible solar cells, flat panel displays, and sensors has been amplified. However, in such flexible electronic devices, it is very difficult to form low resistance metal electrodes without damaging the polymer substrate. This is because the polymer substrate is not chemically suitable for the harsh environment of general photolithography.

따라서, 고분자 기판 상에 금속 전극을 형성하기 위하여 전사 인쇄(transfer printing), 무전해 증착(electroless deposition), 캐필러리 마이크로몰딩(capillary micromolding) 또는 전사 리소그래피(decal transfer lithography)등 수많은 접근 방법들이 시도되었다.Thus, numerous approaches have been attempted to form metal electrodes on polymer substrates, such as transfer printing, electroless deposition, capillary micromolding or decal transfer lithography. It became.

그러나, 이러한 방법들은 가요성 전자기기에 사용되기에는 너무 복잡하고, 너무 비싼 문제점이 있다.However, these methods are too complicated and too expensive to be used in flexible electronics.

최근에, 금 나노 파티클(gold nanoparticle, GNP)을 이용하여 금속 전극을 제조하기 위해 마이크로콘택 프린팅(microcontact printing, MCP), 나노임프린팅(nanoimprinting) 및 잉크-젯 프린팅(ink-jet printing) 등이 제안되었다. 특히, MCP는 간단하고, 저비용이고 빠른 공정의 장점이 있어 주목받고 있다. 다만, 거친 표면과 낮은 접착력이 단점이다.Recently, microcontact printing (MCP), nanoimprinting, ink-jet printing and the like have been used to prepare metal electrodes using gold nanoparticles (GNP). Proposed. In particular, MCP is drawing attention because of the advantages of a simple, low cost and fast process. The disadvantage is the rough surface and low adhesion.

한편, LBL 증착법(layer-by-layer deposition)을 이용하여 GNP 다층(multilayer)을 제조하는 연구가 진행되었다. 그러나, LBL 증착법에 의해 제조된 GNP 다층은 잔여 링커(residual linker)와 캐핑분자(capping molecule) 및 GNP층들의 낮은 패킹밀도(packing density) 때문에 낮은 전기 전도도를 갖는 문제점 있다.Meanwhile, studies have been made to manufacture a GNP multilayer using LBL deposition (layer-by-layer deposition). However, GNP multilayers produced by LBL deposition have a problem of low electrical conductivity due to the low packing density of residual linkers, capping molecules and GNP layers.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고분자층에 손상을 가하지 않으면서도 낮은 저항을 나타낼 수 있는 전극의 제조방법을 제조하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to prepare a method for producing an electrode that can exhibit a low resistance without damaging the polymer layer.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 기판 상에 고분자층을 형성하는 단계, 상기 고분자층 상에 아미노실란 패턴을 형성하는 단계, 상기 아미노실란 패턴이 형성된 기판을 금 나노 파티클 수용액에 침지하고 흔들어 상기 아미노실란 패턴 상에 금 나노 파티클층을 형성하는 단계, 상기 금 나노 파티클층이 형성된 기판을 에틸렌 다이아민 수용액에 침지하고 흔들어 상기 금 나노 파티클층 상에 에틸렌 다이아민층을 형성하는 단계 및 상기 금 나노 파티클층과 상기 에틸렌 다이아민층이 형성된 기판을 소결하는 단계를 포함하고, 상기 금 나노 파티클층 및 상기 에틸렌 다이아민층을 형성하는 단계를 교호적으로 반복수행하여 금 나노 파티클층과 에틸렌 다이아민층의 멀티레이어를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 형성 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an aspect of the present invention provides a step of forming a polymer layer on a substrate, forming an aminosilane pattern on the polymer layer, and immersing the substrate on which the aminosilane pattern is formed in an aqueous gold nanoparticle solution. Shaking to form a gold nanoparticle layer on the aminosilane pattern, immersing the substrate on which the gold nanoparticle layer is formed in an aqueous solution of ethylene diamine and shaking to form an ethylene diamine layer on the gold nanoparticle layer and the gold And sintering the substrate on which the nanoparticle layer and the ethylene diamine layer are formed, and repeatedly forming the gold nanoparticle layer and the ethylene diamine layer by alternately repeating the multiplication of the gold nanoparticle layer and the ethylene diamine layer. It provides a method for forming an electrode, characterized in that to form a layer do.

상기 기판은 실리콘 기판 또는 유리 기판일 수 있다.The substrate may be a silicon substrate or a glass substrate.

상기 고분자층은 폴리이미드를 포함할 수 있다.The polymer layer may include polyimide.

상기 아미노실란 패턴을 형성하는 단계는 마이크로콘택 프린팅, 나노임프린팅 또는 잉크-젯 프린팅을 이용하는 것을 특징으로 한다.Forming the aminosilane pattern is characterized by using microcontact printing, nanoimprinting or ink-jet printing.

상기 아미노실란 패턴을 형성하는 단계는, 상기 고분자층의 표면 상에 하이드록실기를 도입하는 단계 및 상기 하이드록실기를 도입한 고분자층 상에 아미노실란이 도포된 패턴된 PDMS 스탬프를 콘택시켜 아미노실란 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the aminosilane pattern may include introducing a hydroxyl group on the surface of the polymer layer and contacting a patterned PDMS stamp coated with aminosilane on the polymer layer introducing the hydroxyl group to contact the aminosilane. Forming a pattern may be included.

상기 아미노실란은 3-아미노프로필트라이에톡시실란일 수 있다.The aminosilane may be 3-aminopropyltriethoxysilane.

상기 금 나노 파티클 수용액은 시트레이트로 둘러싸인 금 나노 파티클 수용액일 수 있다.The gold nanoparticle aqueous solution may be an aqueous gold nanoparticle solution surrounded by citrate.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고분자층에 손상을 가하지 않으면서도 낮은 저항을 나타낼 수 있는 전극을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrode capable of exhibiting low resistance without damaging the polymer layer.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 2 및 도 3은 흔들이 속도에 대한 GNP 멀티레이어의 표면 덮임률(surface coverage)을 나타낸 그래프들이다.
도 4 및 도 5는 2층의 GNP 멀티레이어에 대한 UV-vis 흡수도를 나타낸 그래프들이다.
도 6은 GNP 멀티레이어 제조예를 따라 제조된 GNP 멀티레이어의 단면 FE-SEM 이미지들이다.
도 7은 GNP 멀티레이어 제조예를 따라 제조된 GNP 멀티레이어의 표면 FE-SEM 이미지들이다.
도 8은 금 전극 패턴 제조예를 따라 제조된 금 전극 패턴의 특성을 나타낸 이미지들이다.
1 is a schematic view showing an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are graphs showing the surface coverage of the GNP multilayer against the shaking speed.
4 and 5 are graphs showing UV-vis absorbance for the GNP multilayer of the two layers.
Figure 6 is a cross-sectional FE-SEM images of the GNP multilayer prepared according to the GNP multilayer manufacturing example.
7 shows surface FE-SEM images of a GNP multilayer prepared according to the GNP multilayer preparation example.
8 are images showing characteristics of a gold electrode pattern manufactured according to a gold electrode pattern manufacturing example.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
In addition, in the figures, where a layer is said to be "on" another layer or substrate, it may be formed directly on the other layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween.

실시예Example

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조방법을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 기판 예를 들어, 실리콘 기판이 제공된다. 다른 예로서, 유리 기판 등 다양한 기판이 사용될 수 있다.Referring to Figure 1, a substrate, for example a silicon substrate, is provided. As another example, various substrates such as glass substrates can be used.

상기 실리콘 기판 상에 폴리이미드(PI)층을 형성한다. 다만, 상기 폴리이미드층에 한정되지 않고, 고분자층이라면 어느 것이나 가능할 것이다.A polyimide (PI) layer is formed on the silicon substrate. However, the polyimide layer is not limited thereto, and any polymer layer may be used.

또한, 고분자 기판 예를 들어, 폴리이미드 기판을 사용할 수 있다.In addition, a polymer substrate, for example, a polyimide substrate can be used.

상기 폴리이미드층 상에 아미노실란 패턴을 형성한다. 상기 아미노실란 패턴을 형성하는 단계는 마이크로콘택 프린팅, 나노임프린팅 또는 잉크-젯 프린팅을 이용할 수 있다.An aminosilane pattern is formed on the polyimide layer. Forming the aminosilane pattern may use microcontact printing, nanoimprinting or ink-jet printing.

예컨대, 상기 폴리이미드(PI)층을 H2O 플라즈마에 노출시켜 H2O 플라즈마 에칭함으로써, 상기 폴리이미드층의 표면 상에 하이드록실(OH)기를 도입한다.For example, hydroxyl (OH) groups are introduced onto the surface of the polyimide layer by exposing the polyimide (PI) layer to H 2 O plasma and etching the H 2 O plasma.

한편, 표면이 패터닝된 PDMS 기판을 준비하고, 상기 PDMS 기판 상에 아미노실란(aminosilane)을 도포한다. 상기 아미노실란은 3-아미노프로필트라이에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane, γ-APS)일 수 있다.Meanwhile, a PDMS substrate having a surface patterned is prepared, and aminosilane is coated on the PDMS substrate. The aminosilane may be 3-aminopropyltriethoxysilane (γ-APS).

상기 아미노실란이 도포된 PDMS 기판을 상기 하이드록실기가 도입된 폴리이미드층 상에 콘택시켜, 상기 폴리이미드층 상에 아미노실란 패턴을 형성한다.The aminosilane-coated PDMS substrate is contacted on the polyimide layer into which the hydroxyl group is introduced to form an aminosilane pattern on the polyimide layer.

상기 아미노실란과 상기 폴리이미드층은 실록산결합(Si-O)에 의해 결합될 수 있고, 그 결과 상기 아미노실란 패턴은 상기 폴리이미드층 상에 자기조립단분자층으로 형성될 수 있다.The aminosilane and the polyimide layer may be bonded by a siloxane bond (Si-O), and as a result, the aminosilane pattern may be formed as a self-assembled monolayer on the polyimide layer.

상기 아미노실란 패턴이 형성된 기판을 금 나노 파티클 수용액에 침지하고 흔들어 상기 아미노실란 패턴 상에 금 나노 파티클층을 형성한다.The substrate on which the aminosilane pattern is formed is immersed in an aqueous gold nanoparticle solution and shaken to form a gold nanoparticle layer on the aminosilane pattern.

예컨대, 상기 아미노실란 패턴이 형성된 기판 상에 금 나노 파티클(GNP)이 분산된 수용액(GNP 수용액)을 제공하고, 상부에 GNP 수용액이 제공된 기판을 흔들어준다. 구체적으로, GNP 수용액이 담긴 용기 내에 상기 아미노실란 패턴이 형성된 기판을 넣고, 상기 용기를 흔들어 준다. 상기 GNP 수용액 내에서 GNP는 음이온 예를 들어, 시트레이트(citrate, C3H5O(COO)3 3-)로 둘러싸여 있을 수 있다. 또한, 수용액에 접촉함으로 인해서 상기 아미노실란의 아미노기는 양전하를 가질 수 있다. 상기 흔드는 과정에서 음이온으로 둘러싸여진 GNP가 상기 양전하를 갖는 아미노실란 패턴 상에 선택적으로 흡착되어, 상기 아미노실란 패턴 상에 GNP층을 형성한다.For example, an aqueous solution (GNP aqueous solution) in which gold nanoparticles (GNP) is dispersed is provided on a substrate on which the aminosilane pattern is formed, and a substrate provided with an aqueous GNP aqueous solution is shaken. Specifically, the substrate in which the aminosilane pattern is formed is placed in a container containing a GNP aqueous solution, and the container is shaken. In the aqueous GNP solution, GNP may be surrounded by an anion, for example, citrate (Ctrate, C 3 H 5 O (COO) 3 3- ). In addition, the amino group of the aminosilane may have a positive charge due to contact with the aqueous solution. In the shaking process, GNP surrounded by anions is selectively adsorbed on the positively charged aminosilane pattern to form a GNP layer on the aminosilane pattern.

그 다음에, 상기 금 나노 파티클층이 형성된 기판을 에틸렌 다이아민 수용액에 침지하고 흔들어 상기 금 나노 파티클층 상에 에틸렌 다이아민층을 형성한다.Subsequently, the substrate on which the gold nanoparticle layer is formed is immersed in an ethylene diamine aqueous solution and shaken to form an ethylene diamine layer on the gold nanoparticle layer.

예컨대, 상기 GNP층이 형성된 기판 상에 에틸렌 다이아민(ethylenediamine, EDA) 수용액을 제공하고, 상부에 EDA 수용액이 제공된 기판을 흔들어준다. 구체적으로, EDA 수용액이 담긴 용기 내에 상기 GNP층이 형성된 기판을 넣고, 상기 용기를 흔들어 준다. 상기 EDA 수용액 내에서 EDA는 양전하를 가질 수 있다. 따라서, 상기 흔드는 과정에서 상기 양전하를 갖는 EDA는 음이온으로 둘러싸여진 GNP층 상에 선택적으로 흡착된다. 그 결과, GNP층 상에 EDA층을 형성한다.For example, an aqueous solution of ethylene diamine (ethylenediamine, EDA) is provided on the substrate on which the GNP layer is formed, and the substrate on which the EDA aqueous solution is provided is shaken. Specifically, the substrate in which the GNP layer is formed is placed in a container containing an EDA aqueous solution, and the container is shaken. EDA in the aqueous EDA solution may have a positive charge. Thus, in the shaking process, the positively charged EDA is selectively adsorbed onto the GNP layer surrounded by anions. As a result, an EDA layer is formed on the GNP layer.

상기 GNP층을 형성하는 단계와, 상기 EDA층을 형성하는 단계를 교호적으로(alternately) 반복실시하여, GNP층과 EDA층의 멀티레이어(multilayers)를 형성할 수 있다.The forming of the GNP layer and the forming of the EDA layer may be alternately repeated to form multilayers of the GNP layer and the EDA layer.

이와 같이 shaking-assisted LBL 적층법을 사용하여 GNP층을 형성함으로써, 짧은 시간 안에 패킹 밀도(packing density)가 큰, 다시 말해서 표면 덮임률(surface coverage)이 양호한 금층을 형성할 수 있다.By forming the GNP layer using the shaking-assisted LBL lamination method as described above, a gold layer having a large packing density, that is, having a good surface coverage can be formed within a short time.

상기 GNP층과 EDA층의 교호적층체가 형성된 기판을 소결한다. 이 과정에서, 유기막인 아미노실란 패턴, EDA층, 및 금을 둘러싸는 시트레이트가 제거되고, 폴리이미드층 상에는 금 패턴이 형성될 수 있다.
The substrate on which the alternating laminate of the GNP layer and the EDA layer is formed is sintered. In this process, the aminosilane pattern, the EDA layer, and the citrate surrounding gold, which are organic layers, may be removed, and a gold pattern may be formed on the polyimide layer.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental examples.

<실험예들; examples>Experimental Examples; examples>

<GNP 멀티레이어 제조예 ><GNP multilayer manufacturing example>

스핀코팅법을 사용하여 실리콘 기판 상에 폴리이미드(PMDA-ODA)층을 형성하였다. 상기 폴리이미드층을 H2O 플라즈마 에칭하여, 상기 폴리이미드층 상에 하이드록실기를 도입하였다. 그 후, 상기 폴리이미드층 상에 PDMS 스탬프를 사용하여 γ-APS(Gelest 사) 단분자층을 형성하였다. 이 결과물과 시트레이트에 둘러싸인 GNP(12.8nm) 수용액을 오비탈 쉐이커(orbital shaker) 내에 넣고, 90 ~ 150 rpm의 흔들이 속도에서 1 ~ 15분간 흔들어주어, 상기 γ-APS 단분자층 상에 GNP층을 형성하였다. 이 결과물과 EDA(Aldirch사) 용액(10 ~ 30mM)을 orbital shaker 내에 넣고, 90 ~ 150 rpm의 흔들이 속도에서 3 ~ 7분간 흔들어주어, 상기 GNP층 상에 EDA층을 형성하였다. GNP층과 EDA층의 형성을 반복진행하였다.
The polyimide (PMDA-ODA) layer was formed on a silicon substrate using spin coating. The polyimide layer was H 2 O plasma etched to introduce hydroxyl groups onto the polyimide layer. Thereafter, γ-APS (Gelest) monolayer was formed on the polyimide layer using a PDMS stamp. This resultant and the GNP (12.8 nm) aqueous solution surrounded by citrate is placed in an orbital shaker and shaken for 1 to 15 minutes at a shaking speed of 90 to 150 rpm to form a GNP layer on the γ-APS monolayer. It was. The resultant and EDA (Aldirch) solution (10-30 mM) were placed in an orbital shaker and shaken for 3-7 minutes at a shaking speed of 90-150 rpm to form an EDA layer on the GNP layer. The formation of the GNP layer and the EDA layer was repeated.

도 2 및 도 3은 흔들이 속도에 대한 GNP 멀티레이어의 표면 덮임률(surface coverage)을 나타낸 그래프들이다.2 and 3 are graphs showing the surface coverage of the GNP multilayer against the shaking speed.

도 2를 참고하면, shaking-assisted LBL 적층법에 따른 GNP층의 surface coverage는 58%로서, 일반적인 LBL 적층법에 따른 surface coverage 30%에 비해 향상됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, the surface coverage of the GNP layer according to the shaking-assisted LBL stacking method is 58%, which is improved compared to the surface coverage of 30% according to the general LBL stacking method.

이는, 흔들이(shaking) 방법에 의해 제공된 운동에너지가 금 나노 파티클들의 이온 척력(ionic repulsion)을 극복하여 금 나노 파티클 사이의 공간에 강제로 금 나노 파티클을 더 증착시킬 수 있었기 때문이다.This is because the kinetic energy provided by the shaking method could overcome the ionic repulsion of the gold nanoparticles and forcibly deposit more gold nanoparticles in the spaces between the gold nanoparticles.

상기 흔들이 속도(shaking speed)는 90rpm 내지 150rpm이 바람직하다. 만일, 상기 흔들이 속도가 90rpm 미만인 경우, 흔들이 방법에 의해 제공된 운동에너지가 너무 낮아 이온 척력(ionic repulsion)을 극복하지 못할 우려가 있다. 또한, 상기 흔들이 속도가 150rpm을 상회하는 경우, 흔들이 방법에 의해 제공된 운동에너지가 너무 높아 중력(gravitational force)을 유지하기 어려워 표면 덮임률이 낮을 수 있다.
The shaking speed is preferably 90 rpm to 150 rpm. If the shaking speed is less than 90 rpm, the kinetic energy provided by the shaking method may be too low to overcome ionic repulsion. In addition, when the shaking speed is more than 150rpm, the kinetic energy provided by the shaking method is too high to maintain the gravitational force (gravityal force) may be low surface coverage.

도 3을 참고하면, 일반적인 LBL 적층법에 따른 GNP층 형성시에는 60분이 소요되는 반면, shaking-assisted LBL 적층법에 따라 GNP층을 형성하는 경우에는 매우 단축된 10분의 적층시간(흔들이 시간)이 소요됨을 알 수 있다.
Referring to FIG. 3, it takes 60 minutes to form the GNP layer according to the general LBL lamination method, whereas the formation time of the GNP layer according to the shaking-assisted LBL lamination method is very short 10 minute lamination time (shaking time). It can be seen that

도 4 및 도 5는 2층의 GNP 멀티레이어에 대한 UV-vis 흡수도를 나타낸 그래프들이다. 도 4는 상기 GNP 멀티레이어 제조예를 실시하되, 사용된 실리콘 기판 대신에 유리 기판을 사용하고, 흔들이 시간 10분 조건에서 GNP층을 형성하고, 흔들이 시간 5분 조건에서 EDA층을 형성하고, 다시 흔들이 시간 10분 조건에서 GNP층을 형성하되, EDA 용액의 농도를 0, 10mM, 20mM, 30mM으로 스플릿한 샘플들을 제조한 후, 이러한 샘플들에 대한 UV-vis 흡수도이다. 한편, 도 5는 상기 GNP 멀티레이어 제조예를 실시하되, 사용된 실리콘 기판 대신에 유리기판을 사용하고, 흔들이 시간 10분 조건에서 GNP층을 형성하고, 20mM의 농도 조건에서 EDA층을 형성하고, 다시 흔들이 시간 10분 조건에서 GNP층을 형성하되, EDA층을 형성하는 흔들이 시간을 0, 3분, 5분 및 7분으로 스플릿한 샘플들을 제조한 후, 이러한 샘플들에 대한 UV-vis 흡수도이다.
4 and 5 are graphs showing UV-vis absorbance for the GNP multilayer of the two layers. 4 illustrates the GNP multilayer manufacturing example, using a glass substrate instead of the silicon substrate used, forming a GNP layer under a shaking time of 10 minutes, and forming an EDA layer under a shaking time of 5 minutes. After forming samples of the GNP layer at 10 minutes of shaking time again, the samples were prepared by splitting the concentration of EDA solution into 0, 10mM, 20mM and 30mM, and then UV-vis absorbance of these samples. On the other hand, Figure 5 performs the manufacturing example of the GNP multilayer, using a glass substrate instead of the silicon substrate used, the GNP layer is formed under a shaking time of 10 minutes, an EDA layer is formed under a concentration of 20mM After forming the GNP layer under the shaking time of 10 minutes again, the samples having the shaking time for forming the EDA layer into 0, 3 minutes, 5 minutes and 7 minutes were prepared, and then UV- vis absorbance.

도 6은 GNP 멀티레이어 제조예를 따라 제조된 GNP 멀티레이어의 단면 FE-SEM 이미지들이다.
Figure 6 is a cross-sectional FE-SEM images of the GNP multilayer prepared according to the GNP multilayer manufacturing example.

도 7은 GNP 멀티레이어 제조예를 따라 제조된 GNP 멀티레이어의 표면 FE-SEM 이미지들이다.
7 shows surface FE-SEM images of a GNP multilayer prepared according to the GNP multilayer preparation example.

하기 표는 GNP 멀티레이어 제조예를 따라 제조된 GNP 멀티레이어의 특성들을 나타낸 표이다.The following table is a table showing the characteristics of the GNP multilayer prepared according to the GNP multilayer preparation example.

[표][table]

Figure pat00001

Figure pat00001

<금 전극 패턴 제조예 ><Gold electrode pattern manufacturing example>

스핀코팅법을 사용하여 실리콘 기판 상에 폴리이미드(PMDA-ODA)층을 형성하였다. 상기 폴리이미드층을 H2O 플라즈마 에칭하여, 상기 폴리이미드층 상에 하이드록실기를 도입하였다. 그 후, 상기 폴리이미드층 상에 PDMS 스탬프를 사용하여 γ-APS(Gelest 사) 단분자층을 형성하였다. 이 결과물과 시트레이트에 둘러싸인 GNP(2.5nm) 수용액을 orbital shaker 내에 넣고, 90 ~ 150 rpm의 흔들이 속도에서 1 ~ 15분간 흔들어주어, 상기 γ-APS 단분자층 상에 GNP층을 형성하였다. 이 결과물과 EDA(Aldirch사) 용액(10 ~ 30mM)을 orbital shaker 내에 넣고, 90 ~ 150 rpm의 흔들이 속도에서 3 ~ 7분간 흔들어주어, 상기 GNP층 상에 EDA층을 형성하였다. GNP층과 EDA층의 형성을 반복진행하여, GNP층을 총 20층 형성하였다. 이 후, 결과물을 150에서 1시간 동안 소결하였다.
The polyimide (PMDA-ODA) layer was formed on a silicon substrate using spin coating. The polyimide layer was H 2 O plasma etched to introduce hydroxyl groups onto the polyimide layer. Thereafter, γ-APS (Gelest) monolayer was formed on the polyimide layer using a PDMS stamp. The resultant and the citrate aqueous solution surrounded by citrate (2.5nm) was placed in an orbital shaker and shaken for 1 to 15 minutes at a shaking speed of 90 to 150 rpm to form a GNP layer on the γ-APS monolayer. The resultant and EDA (Aldirch) solution (10-30 mM) were placed in an orbital shaker and shaken for 3-7 minutes at a shaking speed of 90-150 rpm to form an EDA layer on the GNP layer. The formation of the GNP layer and the EDA layer was repeated, and a total of 20 GNP layers were formed. Thereafter, the resultant was sintered at 150 for 1 hour.

도 8은 금 전극 패턴 제조예를 따라 제조된 금 전극 패턴의 특성을 나타낸 이미지들이다.8 are images showing characteristics of a gold electrode pattern manufactured according to a gold electrode pattern manufacturing example.

도 8을 참조하면, 금 전극 패턴은 2×105-1-1의 전도도를 나타내어, 일반적인 LBL 적층법 혹은 다른 어느 방법에 의해 형성된 금 전극 패턴의 전도도에 비해 매우 향상되고, 벌크 금층이 나타내는 전도도인 4×105-1-1에 매우 근접한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the gold electrode pattern exhibits a conductivity of 2 × 10 5 Ω −1 cm −1 , which is greatly improved compared to the conductivity of the gold electrode pattern formed by a general LBL lamination method or any other method. It turns out that it is very close to 4 * 10 <5> Pa <-1> cm <-1> which is the conductivity shown.

이는 작은 EDA 분자들이 소결과정을 통하여 완전히 제거되므로, 높은 패킹 밀도(packing density)를 갖게 되기 때문이다.This is because small EDA molecules are completely removed through the sintering process, resulting in a high packing density.

또한, 금 전극 패턴 제조예를 따라 제조된 금 전극 패턴(밝은 노란색)은 원하지 않는 영역에는 형성되지 않은 것을 알 수 있다.
In addition, it can be seen that the gold electrode pattern (light yellow) prepared according to the gold electrode pattern preparation example was not formed in the unwanted region.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.

Claims (7)

기판 상에 고분자층을 형성하는 단계;
상기 고분자층 상에 아미노실란 패턴을 형성하는 단계;
상기 아미노실란 패턴이 형성된 기판을 금 나노 파티클 수용액에 침지하고 흔들어 상기 아미노실란 패턴 상에 금 나노 파티클층을 형성하는 단계;
상기 금 나노 파티클층이 형성된 기판을 에틸렌 다이아민 수용액에 침지하고 흔들어 상기 금 나노 파티클층 상에 에틸렌 다이아민층을 형성하는 단계; 및
상기 금 나노 파티클층과 상기 에틸렌 다이아민층이 형성된 기판을 소결하는 단계를 포함하고,
상기 금 나노 파티클층 및 상기 에틸렌 다이아민층을 형성하는 단계를 교호적으로 반복수행하여 금 나노 파티클층과 에틸렌 다이아민층의 멀티레이어를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 형성 방법.
Forming a polymer layer on the substrate;
Forming an aminosilane pattern on the polymer layer;
Immersing and shaking the substrate on which the aminosilane pattern is formed in an aqueous gold nanoparticle solution to form a gold nanoparticle layer on the aminosilane pattern;
Immersing and shaking the substrate on which the gold nanoparticle layer is formed in an aqueous solution of ethylene diamine to form an ethylene diamine layer on the gold nanoparticle layer; And
Sintering the substrate on which the gold nanoparticle layer and the ethylene diamine layer are formed;
And repeatedly forming the gold nanoparticle layer and the ethylene diamine layer alternately to form a multilayer of the gold nanoparticle layer and the ethylene diamine layer.
제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 기판 또는 유리 기판인 전극 형성 방법.
The method of claim 1,
And the substrate is a silicon substrate or a glass substrate.
제1항에 있어서,
상기 고분자층은 폴리이미드를 포함하는 전극 형성 방법.
The method of claim 1,
The polymer layer is an electrode forming method comprising a polyimide.
제1항에 있어서,
상기 아미노실란 패턴을 형성하는 단계는 마이크로콘택 프린팅, 나노임프린팅 또는 잉크-젯 프린팅을 이용하는 것을 특징으로 하는 전극 형성 방법.
The method of claim 1,
Forming the aminosilane pattern is an electrode forming method, characterized in that using micro-contact printing, nanoimprinting or ink-jet printing.
제1항에 있어서, 상기 아미노실란 패턴을 형성하는 단계는,
상기 고분자층의 표면 상에 하이드록실기를 도입하는 단계; 및
상기 하이드록실기를 도입한 고분자층 상에 아미노실란이 도포된 패턴된 PDMS 스탬프를 콘택시켜 아미노실란 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법.
The method of claim 1, wherein forming the aminosilane pattern comprises:
Introducing a hydroxyl group onto the surface of the polymer layer; And
Contacting a patterned PDMS stamp coated with aminosilane on the polymer layer introducing the hydroxyl group to form an aminosilane pattern.
제1항에 있어서,
상기 아미노실란은 3-아미노프로필트라이에톡시실란인 전극 형성 방법.
The method of claim 1,
And wherein said aminosilane is 3-aminopropyltriethoxysilane.
제1항에 있어서,
상기 금 나노 파티클 수용액은 시트레이트로 둘러싸인 금 나노 파티클 수용액인 전극 형성 방법.
The method of claim 1,
The gold nano-particle aqueous solution is a gold nano-particle aqueous solution surrounded by citrate.
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