KR20130000487A - 탄소나노튜브필름 제조 방법 - Google Patents

탄소나노튜브필름 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 필름 제조 방법을 제공한다. 본발명인 탄소나노튜브필름 제조 방법은, 기재 상에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 베이스 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 베이스 바인더층 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 탑 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층과, 탑 바인더층과, 베이스 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식에칭을 통하여 제거하는 단계를 거친다.

Description

탄소나노튜브필름 제조 방법 {Method for manufacturing carbon nano tube film with pattern}
본 발명은 탄소나노튜브 필름 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기재 상에 원하는 형상으로 탄소나노튜브 패턴을 형성시켜서, 대전분야, 디스플레이분야, 광학분야 등 여러 분야에 적용할 수 있는 탄소나노튜브필름 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 투명전도성 필름은 높은 전도성 (예를 들면, 1x103Ω/sq 이하의 면저항)과 가시영역에서 높은 투과율(80%이상)을 가진다. 이에 따라서 상기 투명전도성 필름은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid crystal Display, LCD)소자, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 전계 발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 터치패널 또는 태양전지 등에서 각종 수광소자와 발광소자의 전극으로 이용되는 것 이외에 자동차 창유리나 건축물의 창유리 등에 쓰이는 대전 방지막, 전자파 차폐막 등의 투명전자파 차폐제 및 열선 반사막, 냉동 쇼케이스 등의 투명 발열체로 사용되고 있다.
최근에는 기재 상에 코팅되는 전극을 탄소나노튜브로 하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다.
상기 탄소나노튜브는 이론적 퍼콜레이션 농도가 0.04%에 불과하여 광학적 성질을 유지시키면서 전도성을 구현할 수 있는 이상적인 재료로 평가되고 있으며 나노미터 단위로 특정 기재위에 박막으로 코팅하게 되면 가시광선 영역에서 빛이 투과되어 투명성을 나타내며 탄소나노튜브가 가지고 있는 고유한 특성인 전기적 성질을 유지하게 되어 투명전극으로 사용할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브는 직접적인 성장방식 외에도 페이스트 상태로 인쇄하여 사용할 수 있으므로 대면적화가 쉽다.
탄소나노튜브는 화학적으로 매우 안정적이고 내성이 강해서 습식 에칭이 어렵다. 이에 따라서 탄소나노튜브 패턴을 형성하기 위해서는 건식 에칭이 사용된다.
종래에는 탄소나노튜브 패턴을 형성시키기 위한 건식 에칭 방법의 하나로서, 레이저를 사용하였다. 그런데, 상기 레이저는 빔 사이즈가 작음으로써, 대면적의 패턴을 형성시키는데 걸리는 작업시간이 길어지고, 패턴 불량률이 높다는 문제점이 있다.
또한 상기 탄소나노튜브 필름에 탄소나노튜브 패턴을 형성시키기 위해서는, 종래에 통상적으로 사용되는 습식 에칭 장비 이외의 별도의 건식 장비를 제작하여 적용하여야 한다는 문제점이 있다.
본 발명은, 대면적 및 미세한 탄소나노튜브 패턴을 간단하고 신속하게 제조할 수 있는 탄소나노튜브 필름 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법은, 기재 상에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 베이스 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 베이스 바인더층 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 탑 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층과, 탑 바인더층과, 베이스 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계를 거친다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법은, 기재 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 탑코팅층의에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계와, 상기 CNT 코팅층 중 외부로 노출된 부분을 플라즈마에칭 처리하는 단계를 거친다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법은, 기재 상에 탄소나노튜브 및 습식 에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 및 탑 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 탄소나노튜브를 습식 에칭하여 패턴 형성이 가능하다. 이에 따라서 미세한 탄소나노튜브 패턴의 형성이 가능하고, 대면적의 탄소나노튜브필름의 경우에도 신속하게 탄소나노튜브 패턴을 형성시킬 수 있다.
또한, 기존의 습식 에칭 장비를 적용하여서 탄소나노튜브 패턴을 형성시킬 수 있음으로써, 제조 비용이 저감된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 흐름도다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 흐름도다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 흐름도다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름의 제조 방법(S100)의 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 탄소나노튜브필름 제조 방법(S100)은, 기재 상에 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 베이스 바인더층을 형성시키는 단계(S110)와, 상기 베이스 바인더층 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계(S120)와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 탑 바인더층을 형성시키는 단계(S130)와, 습식 에칭을 통하여 상기 CNT 코팅층과, 탑 바인더층과, 베이스 바인더층의 에칭 대상 영역을 제거하는 단계(S140)를 거친다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다. 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명한다. 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 기재(110)상에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 베이스 바인더층(120)을 형성시키는 단계를 거친다.
기재(110)는 유리이거나, PET, PC, PI, PEN, COC등의 폴리머 등의 소재일 수 있다. 이 경우, 상기 기재(110)는 그 상면에CNT 코팅층이 코팅되어서, 디스플레이 패널 또는 터치 스크린 등으로 적용될 수 있다. 이를 위하여 상기 기재(110)는 투명한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 기재(110)는 전자종이 등의 유연성이 필요한 부재로 사용할 수 있다. 이 경우에는 상기 기재가 투명 무기물 기판 또는 투명 폴리머 기판으로 이루어져서 유연성을 가질 수 있는 것이 바람직하다.
베이스 바인더층(120)은 습식 에칭 가능한 물질을 포함하는 바인더 소재로 이루어진다. 상기 습식 에칭 가능한 물질은 세라믹 계열 및 금속산화물일 수 있으며, 예를 들어 TiO2, SiO2, ZnO, SnO, SiNx, SiON, SiNx, ITO, ATO등의 물질일 수 있다.
상기 베이스 바인더층(120)은 상기 기재(110)와 후술하는 탄소나노튜브 코팅층(130; 도 3 참조) 사이를 접합시키는 기능을 한다. 또한 후에 상세히 설명하겠지만, 상기 베이스 바인더층(120)은 후술하는 탑 바인더층(140; 도 4 참조)과 함께 습식 에칭되면서, 상기 베이스 바인더층(120)과 탑 바인더층 사이에 있는 CNT 코팅층(130: 도 4 참조)이 습식 에칭되도록 한다.
그 후에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 바인더층(120) 상에 CNT 코팅층(130)을 형성시킨다. CNT 코팅층(130)은 탄소나노튜브(c)를 포함한다. 탄소나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)는 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있고, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작아서 특유의 전기 화학적 특성을 나타낸다.이러한 탄소나노튜브를 플라스틱이나 유리 기판에 얇은 도전막으로 형성시키면 가시광선 영역에서 높은 투과도와 전도성을 나타내므로 투명전극으로 사용이 가능하다.
상기 CNT 코팅층(120)의 코팅 방법은 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 딥코팅, 바코팅, 롤투롤 코팅 등 일반적인 습식 코팅 방식을 이용할 수 있다.
이 경우, 상기 CNT 코팅층(130)을 이루는 탄소나노튜브(C) 일부는 상기 베이스 바인더층(120)에 삽입되어서 결합될 수 있다.
그 후에, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 CNT 코팅층(130) 상면에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 탑 바인더층(140)을 도포한다. 상기 탑 바인더층(140)은 바인더 소재로 이루어진다. 상기 탑 바인더층(140)은 세라믹 계열 및 금속산화물을 포함하는 바인더 일 수 있으며, 예를 들어 TiO2, SiO2, ZnO, SnO, SiNx, SiON, SiNx, ITO, ATO 등의 물질을 포함할 수 있다.
바인더 소재는 탄소나노튜브 가닥 사이를 결합시키는 기능을 한다. 따라서 상기 탑 바인더층(140)의 적어도 일부는 상기 CNT 코팅층(130)의 탄소나노튜브 가닥들과 서로 결합되어 있다. 이에 따라서 CNT 코팅층(130)은 하측으로는 베이스 바인더층(120)의 바인더 소재에 의하여 결합되고, 상측으로는 탑 바인더층(140)의 바인더 소재와 결합되어 있다.
그 후에, 상기 베이스 바인더층(120), CNT 코팅층(130) 및 탑 바인더층(140)의 에칭 대상 영역(E)을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계를 거친다.
에칭 페이스트를 사용하는 방법을 예로 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탑 바인더층(140)의 에칭 대상 영역(E) 상에 에칭 페이스트(150)를 패턴 도포시키는 단계를 거친다. 에칭 페이스트(150)가 도포된 면은 습식 에칭 장비에 의하여 에칭된다. 상기 에칭 페이스트는 점도가 수천 내지 수만Cps 정도로서 상기 탑 바인더층에 패턴 형성된다.
상기 에칭 페이스트(150)를 패턴 형성시키는 방법으로서는, 스크린 인쇄법을 사용할 수 있다. 상기 스크린 인쇄법은 상기 탑 바인더층(140) 상에 스크린 마스크를 배치시키고, 스퀴즈로 에칭 페이스트를 상기 스크린 마스크의 중공부를 통하여 상기 탑 바인더층에 인쇄함으로써 이루어질 수 있다.
그 후에, 도시되지는 않으나, 상기 코팅층이 에칭 페이스트와 반응할 수 있도록 적절한 온도로 가열하는 열처리 단계를 거칠 수 있다. 상기 공정을 통하여 에칭 페이스트에 열을 투입함으로써 에칭 속도를 높일 수 있다.
그 후에, 도 6에 도시된 바와 같이, 세정을 통하여, 상기 에칭 페이스트(150)와, 상기 에칭 페이스트가 도포된 탑 바인더층(140), CNT 코팅층(130) 및 베이스 바인더층(120)을 제거하는 단계를 거친다. 상기 세정단계는 초순수(Di-water)에 상기 에칭 페이스트(150)를 씻어내면, 상기 에칭 페이스트(150) 및 상기 에칭 페이스트가 도포된 탑 바인더층(140)과, CNT 코팅층(130)과, 베이스 바인더층(120)이 에칭되어 제거됨으로써 패턴화된 탄소나노튜브 필름(100)이 완성된다.
원래, 탄소나노튜브(C)는 습식 에칭에 의하여 제거되지 않는다. 반면, 탑 바인더층(140) 및 베이스 바인더층(120)은 습식 에칭에 의하여 제거될 수 있는 소재로 이루어진다.
본 발명은 상기 CNT 코팅층(130)이 상측으로는 탑 바인더층(140)과 바인딩되고, 하측으로는 베이스 바인더층(120)과 바인딩되도록 하여서, 상기 탑 바인더층(140) 및 베이스 바인더층(120)이 에칭 페이스트(150)를 따라서 에칭되면서, 이에 바인딩 된 CNT 코팅층(130)이 에칭되도록 한다.
한편, 습식 에칭 방법으로서는 상기한 에칭 페이스트를 이용한 습식 에칭 방법에 한정되지 않는 것은 명백하다. 즉, 본 발명에 적용될 수 있는 습식 에칭은 포토레지스트법을 적용할 수 있다. 즉, 감광성 수지인 포토레지스트를 도포하고, 패턴원판 역할을 하는 마스크를 이용하여서 특정 영역대의 파장을 가지는 빛을 투과시켜서 포토레지스트에 선택적으로 광반응을 일으킨 다음, 반응한 부분을 현상한다. 현상공정에 의해 선택적으로 노출된 부분인 에칭 대상 영역(E)을 에칭 용액이나 반응성 가스 등의 화학적인 방법으로 제거 할 수 있다.
본 발명은 에칭 페이스트 도포법이나, 포토레지스트법에 한정되지는 않으며, 화학적인 용액을 이용하여 에칭 대상 영역(E)에 있는 탑 바인더층(140), CNT 코팅층(130), 및 베이스 바인더층(120)을 녹여낼 수 있다면, 모두 본 발명에 해당한다.
본 발명에 따르면, CNT 코팅층(130)을 습식 에칭으로 패턴 형성시킨다. 이에 따라서 종래의 ITO 등의 전극의 패턴을 형성하기 위한 습식 에칭장비를그대로 적용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 신속한 에칭이 가능하고, 미세한 패턴 폭을 가질 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 단계를 도시한 흐름도다. 도 7에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브 필름 제조 방법(S200)은, 기재 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계(S210)와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계(S220)와, 상기 탑코팅층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계(S230)와, 상기 CNT 코팅층 중 외부로 노출된 부분을 플라즈마에칭 처리하는 단계(S240)를 포함한다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소나노튜브 필름의 제조방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 기재(210) 상에 탄소나노튜브(c)를 포함하는 CNT 코팅층(230)을 형성시키는 단계를 거친다. 상기 기재는 상기한 바와 같이 유리이거나, PET, PC, PI, PEN, COC등의 폴리머 등의 소재일 수 있다. 이 경우, 상기 기재는CNT 코팅층이 코팅되어서, 디스플레이 패널 또는 터치 스크린 등으로 적용될 수 있다. 이를 위하여 상기 기재는 투명한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 기재는 전자종이 등의 유연성이 필요한 부재로 사용할 수 있다. 이 경우에는 상기 기재가 투명 무기물 기판 또는 투명 폴리머 기판으로 이루어져서 유연성을 가질 수 있는 것이 바람직하다.
CNT 코팅층(230)은 탄소나노튜브(c)를 포함한다. 상기 CNT 코팅층(120)의 코팅 방법은 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 딥코팅, 바코팅, 롤투롤 코팅 등 일반적인 습식 코팅 방식을 이용할 수 있다.
그 다음에, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 CNT 코팅층(230) 상면에, 습식 에칭 가능한 소재로 이루어진 탑 바인더층(240)을 형성시킨다. 상기 탑 바인더층(240)은 세라믹 계열 및 금속산화물을 포함하는 바인더 일 수 있으며, 예를 들어 TiO2, SiO2, ZnO, SnO, SiNx, SiON, SiNx, ITO, ATO 등의 물질을 포함할 수 있다.
그 후에, 상기 탑 바인더층(240)의 에칭대상 영역을 습식 에칭하여 제거한다.
상기 습식 에칭 방법 중 하나로서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 탑 바인더층(240)의 에칭 대상 영역(E) 상에 에칭 페이스트(250)를 형성시킨 다음, 세정하여서 상기 에칭 페이스트(250) 및 상기 에칭 페이스트(250)에 덮여 있는 탑 바인더층(240)을 제거하는 단계를 거칠 수 있다.
상기 습식 에칭 방법 중 다른 하나로서, 상기 탑 바인더층 상에 감광성 수지인 포토레지스트를 도포하고, 패턴원판 역할을 하는 마스크를 이용하여서 특정 영역대의 파장을 가지는 빛을 투과시켜서 포토레지스트에 선택적으로 광반응을 일으킨 다음, 반응한 부분을 현상한다. 현상공정에 의해 선택적으로 노출된 부분을 화학적으로 에칭함으로써, 탑 바인더층을 선택적으로제거할 수 있다.
그 후에, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 CNT 코팅층(230) 중 탑 바인더층(240)이 제거되어서 외부로 노출된 부분을 화학적 건식 에칭 방법 처리한다. 화학적 건식 에칭은 플라즈마에서 생성된 반응 종들이 에칭될 물질의 표면에 공급되어 그곳에서 반응 종과 표면원자들 사이에 화학반응이 일어나고, 그 결과 휘발성 기체를 생성시킴으로써 진행되는 에칭을 의미한다.
화학적 건식 에칭 방법 중 하나로서, 상기 CNT 코팅층(230)을 산소 플라즈마 에칭 처리할 수 있다. 그러면, CNT 코팅층(230)의 탄소는 플라즈마 에칭시의 산소와 화학적으로 결합하여서 이산화탄소(CO2)로 되어서 제거됨으로써, 패턴화된 탄소나노튜브 필름(200)이 제조된다. 화학적 건식 에칭 방법으로서는 상기 플라즈마에칭 이외에, 반응이온 에칭, 반응스퍼터에칭, 반응 이온빔밀링 등을 포함한다.
플라즈마에칭 장비(290)를 사용함으로써, 종래의 탄소나노튜브 필름의 CNT 코팅층 패턴을 위하여 통상적으로 사용되는 레이저 에칭법에 비하여 에칭시간이 단축된다는 장점이 있다.
이 경우, 상기 산소 플라즈마 에칭 작업시에, 플라즈마 에칭 정도를 조절하여서CNT 코팅층을 이루는 탄소나노튜브(c)들을 완전히 제거하지 않은 상태이면서도, 전기가 흐르지 않도록 잔존시킬 수 있다. 상기 잔존된 탄소나노튜브(c)들이, 제거대상영역 이외의 CNT 코팅층(230)과의 육안상 차이가 나지 않도록 하는 기능을 한다. 이에 따라서 사용자가 육안으로 얼룩덜룩한 형상이 아닌, 균질한 색상을 가진 면을 볼 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법(S300)을 도시한 흐름도다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법(S300)은, 기재 상에 탄소나노튜브 및 습식 에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계(S310)와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계(S320)와, 상기 CNT 코팅층 및 탑 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계(S330)를 거친다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다.
먼저 도 14에 도시된 바와 같이, 기판(310) 상에 탄소나노튜브(c) 및 습식 에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제(336)를 포함하는CNT 코팅층(330)을 형성시키는 단계를 거친다. 상기 습식 에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제(336)는 습식 에칭에 의하여 제거 가능한 소재로, 상기 탄소나노튜브(c)와 결합이 단단히 되어 있어야 함과 동시에, 습식 에칭에 의하여 이와 결합된 탄소나노튜브 또한 제거되는 소재로 이루어져야 한다. 상기 습식 에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제는세라믹 계열 및 금속산화물을 포함하는 첨가제일 수 있으며, 예를 들어 TiO2, SiO2, ZnO, SnO, SiNx,SiON, SiNx, ITO, ATO 등의 물질을 포함할 수 있다.
이 경우, 첨가제(336)의 농도는, CNT 코팅층을 이루는 용액의 총중량 대비 0.001 내지30w%를 차지하는 것이 바람직하다. 이는 0.001wt%보다 낮은 경우 에칭효과가 열화되고, 30wt%보다 높을 경우 첨가제의 양 증가로 전도성이 열화된다는 문제점이 있기 때문이다.
그 다음, 상기 CNT 코팅층(330) 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층(340)을 형성시킨다. 상기 탑 바인더층(340)은 본 발명의 제1, 2실시예의 탑 바인더층(140, 240)과 그 소재 및 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
그 후에, 습식 에칭을 통하여 탑 바인더층(340) 및 CNT 코팅층(330)의 에칭대상 영역(E)을 제거하는 단계를 거친다.
습식 에칭 방법의 예로는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 에칭 페이스트를 사용하는 방법을 들 수 있다.
즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 탑 바인더층(340)의 에칭 대상 영역(E) 상에 에칭 페이스트(350)를 도포한다. 그 후에 도 17에 도시된 바와 같이, 세정을 통하여, 상기 에칭 페이스트(350)와, 상기 에칭 페이스트에 덮여있던 CNT 코팅층(330)이 제거됨으로써, 패턴화된 탄소나노튜브 필름(300)이 완성된다.
탄소나노튜브는 원래 습식 에칭 방법에 의하여 에칭되지 않는다. 본 발명에 의하면, CNT 코팅층(330) 내에 습식 에칭 가능한 첨가제를 포함시키고, 탑 바인더층(350)을 습식 에칭 가능한 소재로 이루어지도록 함으로써, 습식 에칭시에 탄소나노튜브도 상기 탑 바인더층 및 첨가제와 함께 제거될 수 있다.
한편, 본 발명의 습식 에칭 방법은 상기한 바와 같이, 상기 에칭 페이스트에 의한 방법만으로 한정되지 않는 것은 명확하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110, 210, 310: 기재
120: 베이스 바인더층
130, 230, 330: CNT 코팅층
140, 240, 340: 탑 코팅층
150,250, 350: 에칭 페이스트
C: 탄소나노튜브
E: 에칭 대상 영역

Claims (11)

  1. 기재 상에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 베이스 바인더층을 형성시키는 단계;
    상기 베이스 바인더층 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계;
    상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 소재를 포함하는 탑 바인더층을 형성시키는 단계; 및
    상기 CNT 코팅층과, 탑 바인더층과, 베이스 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계;
    를 포함하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 습식 에칭하는 단계는:
    상기 탑 바인더층의 에칭 대상 영역 상면에 에칭 페이스트를 도포시키는 단계; 및 상기 에칭 페이스트와, 상기 에칭 페이스트가 도포된 탑 바인더층과, CNT 코팅층과, 베이스 바인더층을 세정을 통하여 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 습식 에칭하는 단계는:
    상기 탑 바인더층의에칭 대상 영역에 맞추어 포토레지스트를 사용하여 마스크를 형성시키는 단계; 및
    상기 마스크 상에서 에칭 용액 또는 반응성 가스를 공급하여서, 상기 에칭 대상 영역을 화학적으로 에칭하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스 바인더층 및 탑 바인더층은, 세라믹 계열 및 금속산화물 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  5. 기재 상면에, 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계;
    상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계;
    상기 탑코팅층의에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계; 및
    상기 CNT 코팅층 중 외부로 노출된 부분을 플라즈마 면에칭 처리하는 단계;
    를 포함하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  6. 청구항5에 있어서,
    상기 탑 바인더층은, 세라믹 계열 및금속산화물 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  7. 청구항5에 있어서,
    상기 CNT 코팅층 중 외부로 노출된 부분을 플라즈마에칭 처리하는 단계는, 산소 플라즈마에칭 처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  8. 청구항5에 있어서,
    상기 습식 에칭하여 탑 바인더층을 제거하는 단계는, 상기 탑 바인더층을 에칭 페이스트도포법 또는 포토레지스트법에 의하여 상기 탑 바인더층을 제거하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  9. 기재 상에 탄소나노튜브 및 습식에칭 가능한 물질이 들어간 첨가제를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계;
    상기 CNT 코팅층 상면에, 습식 에칭 가능한 탑 바인더층을 형성시키는 단계 ; 및
    상기 CNT 코팅층 및 탑 바인더층의 에칭 대상 영역을 습식 에칭을 통하여 제거하는 단계;
    를 포함하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 첨가제의 농도는 CNT 코팅층을 이루는 용액의 중량당 0.001 내지 30wt% 함량을 차지하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    습식 에칭을 통하여 CNT 코팅층을 제거하는 단계는, 에칭 페이스트도포법 또는 포토레지스트법을 사용하여서, 상기 CNT 코팅층을 제거하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
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