KR20160006511A - Multi-photonic annealing and sintering of semiconductor oxide using intense pulsed white light, near infrared ray and deep ultraviolet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선을 이용한 복합 광원으로 광조사하여 소결할 수 있는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크 및 이를 이용한 광소결 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor oxide ink for composite light sintering which can be irradiated with light by a compound light source using extreme ultraviolet light, near-infrared light and far ultraviolet light, and a light sintering method using the same.
현대 출시되고 있는 휴대폰, 네비게이션, DID(Digital Information Display), 태블릿(Tablet) 등 다양한 형태의 디지털 단말기들은 터치 인터페이스(Touch interface)를 기본적으로 제공하고 있다. 터치 인터페이스와 연동하여 사용자 경험을 증강시키기 위한 방법으로 최근에 부각되는 기술이 촉감을 제공하는 햅틱(Haptic) 기술이다. 햅틱 기술을 이용하면 사용자가 디지털 객체와 상호작용할 때 다양한 형태의 촉감을 발생시켜 사용자에게 시각과 촉각이 융합된 형태의 피드백을 제공함으로써 보다 실감 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.Various types of digital terminals such as mobile phones, navigation systems, DID (Digital Information Display), and tablets are basically provided with a touch interface. A haptic technology that provides a touch is a technology that has recently emerged as a way to enhance the user experience in conjunction with a touch interface. Using haptic technology, it is possible to provide a more realistic user interface by generating various types of tactile feeling when a user interacts with a digital object, and providing feedback in the form of fusion of visual and tactile feedback to the user.
촉감을 제공하기 위한 종래 방식으로는 모터 방식이 가장 일반적이다. 모터 방식은 빠른 반응속도, 저전력 및 촉감 출력 제어의 용이성으로 인해 모바일 장치에서 다양하게 활용되어 왔다. 그러나 모터 방식으로 촉감을 제공할 경우, 촉각 모듈의 크기로 인해 모듈 배치의 어려움이 있고, 기구 자체의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다. 특히 모터 방식을 사용하는 종래 기술은 기구 전체로 진동이 전파되는 구조이기 때문에, 국부적으로 사용자 손이 닿는 곳에서만 촉감(Localized Haptic Sense)을 제공하기 어려워 휴대용 전자기기가 아닌 네비게이션, DID, 모니터 등에 적용하기는 어렵다.The motor type is the most common method for providing tactile sensation. The motor system has been widely used in mobile devices due to its high reaction rate, low power and ease of tactile output control. However, when the tactile sensation is provided by the motor method, there is a disadvantage that the tactile module is difficult to arrange due to the size of the tactile module, and the thickness of the device itself becomes thick. In particular, since the conventional technique using a motor method is a structure in which vibrations propagate throughout the device, it is difficult to provide a localized haptic sense only in a place where the user can reach the device locally. Therefore, the device is applied to navigation, DID, It is difficult to do.
이러한 단점을 극복하기 위해 최근에는 디스플레이 패널 위에 장착할 수 있는 필름형 촉각 모듈 기술이 등장하였다. 필름형 촉각 모듈은 터치패널의 구현방식에 따라 저항막(Resistive) 방식, 정전용량(Capacitive) 방식, SAW(Surface Accoustic Wave; 초음파) 방식, IR(Infrared; 적외선) 방식 등으로 구분되며 저항막 방식과 정전용량 방식이 주로 사용된다. 저항막 방식은 투명전극이 코팅되어 있는 두 장의 기판을 합착시킨 구조로써 손가락이나 펜으로 압력을 가해 상부와 하부의 전극층이 접촉되면 전기적 신호가 발생되어 위치를 인지하는 방식이다. 저항막 방식의 경우 가격이 싸고 정확도가 높으며 소형화에 유리하나 물리적으로 두 장의 기판이 접촉되어야 터치를 인식하기 때문에 견고하게 제작되는데 어려움이 있다. 한편, 정전용량 방식은 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해 구동하는 방식으로서 내구성이 강하고 반응시간이 짧으며 투과성이 좋은 반면, 가격이 높고 펜을 이용하거나 장갑을 낀 손 등에는 동작하지 않는 단점을 가지고 있다. 일부 산업용이나 카지노 게임기 중에 사용되었으며, 최근 휴대폰에 채택되기 시작하고 있다. 그 밖의 SAW 방식은 방출된 초음파가 장애물로 만나 파동의 크기(Amplitude)가 줄어든 것을 감지하는 방식으로 빛 투과율이 좋은 반면 센서의 오염과 액체에 약한 단점이 있다. 터치스크린 패널이 대형화 됨에 따라 박막의 저 저항이 요구되며, 우수한 Etching 특성과 저저항 특성을 가지는 ITO 조성 개발이 활발히 이루어지고 있다.In order to overcome these disadvantages, a film type tactile module technology that can be mounted on a display panel recently emerged. The film type tactile module is divided into a resistive type, capacitive type, SAW (Surface Accoustic Wave) type and IR (Infrared) type depending on the implementation of the touch panel. And a capacitance type are mainly used. The resistance film type is a structure in which two substrates coated with transparent electrodes are bonded together. When the upper and lower electrode layers contact each other by applying pressure with a finger or a pen, an electrical signal is generated and the position is recognized. In the case of the resistive type, the price is low, the accuracy is high, and it is advantageous for miniaturization, but it is difficult to fabricate robustly because the touch is recognized by physically contacting two substrates. On the other hand, the electrostatic capacity type is a method of sensing static electricity generated from a human body and having a strong durability, a short reaction time and good permeability, but a disadvantage in that it is expensive and does not work with a pen or a gloved hand Lt; / RTI > It has been used in some industrial or casino game machines, and it is beginning to be adopted in mobile phones recently. In other SAW methods, the emitted ultrasound meets obstacles and senses that the amplitude of the waves is reduced. In this way, the light transmittance is good, but the sensor is contaminated and weak in liquid. As the size of the touch screen panel becomes larger, low resistance of the thin film is required, and ITO composition having excellent etching characteristics and low resistance characteristics is actively developed.
상술한 종래 기술들의 경우 터치에 의한 위치 인식과 촉감 피드백을 동시에 제공하기 위해서는 기존 터치 패털의 위나 아래에 추가로 여러 개의 기판, 전극층, 절연층 등을 삽입해야 한다. 그러나 터치 스크린에 이러한 구조를 삽입할 경우 제품의 수율 하락, 단가 상승, 그리고 광 투과율이 저하되는 문제점이 있어 실제 제품에 적용되기는 매우 어렵다. In order to simultaneously provide position recognition by touch and tactile feedback, a plurality of substrates, an electrode layer, and an insulating layer should be inserted above or below the existing touch panel. However, when such a structure is inserted into a touch screen, it is difficult to apply it to an actual product because the yield of the product is lowered, the unit price is increased, and the light transmittance is lowered.
주요 요구기술로는 분말 입자 제어기술 (100nm 이하) 확보가 우선이며, 초박형 Sheet 성형기술, 바인더 조성기술, 전극 프린팅 기술, 분위기 소성기술 및 고도의 특성 분석 기술개발이 있으며 성형기술은 테이프 캐스팅법이 사용되는데 현재 약 0.8 μm 수준에 있으나 더 박층의 성형을 위한 연구가 진행되고 있다. 소재기술로는 높은 정전용량과 절연특성을 가지고 있어 정전용량 형 터치패널의 주 재료로 사용되고 있는 (Sr, Ba)TiO3 제조기술과 (Sr, Ba)TiO3에 여러 가지의 성분을 첨가하여 원하고자 하는 유전특성을 나타내는 조성기술이 핵심기술이다. The most important technology is powder particle control technology (less than 100nm), and there is development of ultrathin sheet forming technology, binder composition technology, electrode printing technology, atmosphere plasticization technology and advanced characterization technology. But it is currently about 0.8 μm. However, further studies are underway to form thin layers. (Sr, Ba) TiO 3 , which is used as a main material of capacitive touch panels, and high-dielectric constant dielectric materials such as (Sr, Ba) TiO 3 , The key technology is the composition technology that shows the desired dielectric properties.
반도체 산화물의 유전특성을 위해서는 박막을 결정화를 위한 어닐링 및 소결 공정이 필요하다. 현재까지는 졸겔 공정을 통해 결정화를 이루기 위해 어닐링을 하거나, 나노 입자 기반의 잉크를 소결하기 위하여 600℃ 이상의 고온 열 소결 공정이 요구되어 왔다. 또한, 강한 빛으로 작은 면적을 소결하는 레이저 소결법, 마이크로파를 이용한 마이크로웨이브 소결법, 분체 재료에 압력과 저전압 및 대류를 걸어서 소결하는 플라즈마 소결법이 발명되어 사용되고 있다. For the dielectric properties of the semiconductor oxide, annealing and sintering processes are required for crystallization of the thin film. Up to now, a high-temperature thermal sintering process at a temperature of 600 ° C or more has been required to perform annealing for crystallization through a sol-gel process or for sintering nano-particle-based ink. In addition, a laser sintering method in which a small area is sintered with strong light, a microwave sintering method using microwaves, and a plasma sintering method in which a powder material is sintered by applying pressure, low voltage, and convection has been invented and used.
그러나, 종래의 열 소결 공정은 폴리머 기판 사용에 제한이 있기 때문에 플렉서블 터치패널 구현이 불가능하다. 이를 위해 폴리머 기판이 손상을 입지 않는 저온 소결 공정의 필요성이 대두되어 왔다. 하지만, 대안으로 제시되고 있는 레이저 소결법은 조사면적이 매우 좁아 국부적인 소결만이 가능하여 대량생산에 한계가 있고, 플라즈마 소결법은 비활성 기체의 상태 유지를 위한 고가의 챔버와 같이 정교하고 복잡한 장비를 요구하기 때문에 산업화에 적합하지 않다.However, since the conventional thermal sintering process has a limitation in using a polymer substrate, it is impossible to realize a flexible touch panel. For this purpose, there is a need for a low-temperature sintering process in which the polymer substrate is not damaged. However, the laser sintering method, which is proposed as an alternative, is limited in mass production because it can be sintered locally only because the irradiation area is very narrow. Plasma sintering method requires sophisticated and complex equipment such as an expensive chamber for maintaining inert gas It is not suitable for industrialization.
본 발명의 목적은 유전특성을 향상시킬 수 있도록 복합 광원을 이용하여 상온/대기 조건과 매우 짧은 시간에 어닐링 및 소결을 할 수 있는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor oxide ink for composite light sintering which can be annealed and sintered in a very short time at room temperature / atmospheric conditions by using a compound light source so as to improve dielectric properties.
본 발명의 다른 목적은 상기 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크를 이용한 복합 광 소결 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a composite light sintering method using the semiconductor oxide ink for composite light sintering.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크는 스트론튬 티타늄 옥사이드(SrTiO3), 바륨 티타늄 옥사이드(BaTiO3) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 반도체 산화물 및 분산안정제를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the present invention provides a composite oxide for semiconductor light-sintering, which comprises a semiconductor oxide and a dispersion stabilizer selected from strontium titanium oxide (SrTiO 3 ), barium titanium oxide (BaTiO 3 ) .
상기 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크는 광소결 조건이 제논 플래쉬 램프의 펄스 수가 1 내지 100일 때, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이고, 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms의 조사 조건으로 조사되는 극단파 백색광; 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 근적외선 및 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 원자외선이 함께 조사되는 것일 수 있다. The semiconductor oxide ink for composite light-sintering preferably has a strength of 0.1 to 50 J / cm 2 , a pulse width of 0.1 to 100 ms and a pulse gap of 0.1 to 100 J / cm 2 , when the light sintering condition is that the pulse number of the xenon flash lamp is 1 to 100, Extreme white light irradiated under 20 ms irradiation condition; Near-infrared rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 1000 W / cm 2 and far ultraviolet rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 500 mW / cm 2 may be irradiated together.
또한, 광소결 조건이 제논 플래쉬 램프의 펄스 수가 1 일 때, 강도가 5 내지 15 J/cm2이고, 펄스 폭이 5 내지 30 ms의 조사 조건으로 조사되는 극단파 백색광; 400 내지 600 W/cm2의 세기로 150 내지 200 초간 조사되는 근적외선 및 20 내지 90 mW/cm2의 세기로 조사되는 원자외선이 함께 조사되는 것일 수 있다. Also, the extreme ultraviolet light to which the light sintering condition is irradiated under the irradiation condition of the intensity of 5 to 15 J / cm 2 and the pulse width of 5 to 30 ms when the pulse number of the xenon flash lamp is 1; Near-infrared rays irradiated at an intensity of 400 to 600 W / cm 2 for 150 to 200 seconds and far ultraviolet rays irradiated at an intensity of 20 to 90 mW / cm 2 may be irradiated together.
본 발명에 의하면, 상기 광소결은 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선이 동시에 조사될 수도 있으나, 순차적으로 조사될 수도 있다. According to the present invention, the light sintering may be irradiated simultaneously with extreme ultraviolet light, near-infrared light and far ultraviolet light, but may be sequentially irradiated.
또한, 조사 순서의 제한은 없으며, 예를 들어 근적외선 선조사 후 극단파 백색광과 원자외선을 동시에 조사할 수도 있고, 근적외선-극단파 백색광-원자외선 순으로 조사할 수도 있다. There is no limitation on the order of irradiation. For example, ultrafine-wave white light and far ultraviolet light can be irradiated at the same time after near-infrared ray irradiation, or near-infrared-ultraviolet white light and far ultraviolet light can be irradiated in that order.
상기 반도체 산화물은 반도체 산화물 전구체를 포함하는 것일 수 있는데, 상기 반도체 산화물 전구체는 스트론튬 전구체 및 바륨 전구체 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물; 아세트산; 및 티타늄 전구체;를 포함하는 것일 수 있다. The semiconductor oxide may comprise a semiconductor oxide precursor, wherein the semiconductor oxide precursor is selected from the group consisting of a strontium precursor and a barium precursor, or a mixture thereof; Acetic acid; And a titanium precursor.
본 발명에 의하면, 상기 스트론튬 전구체는 스트론튬 아세테이트, 질산 스트론튬, 스트론튬 클로라이드 헥사 하이드레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, According to the present invention, the strontium precursor may be any one or two or more selected from strontium acetate, strontium nitrate, strontium chloride hexahydrate,
바륨 전구체는 바륨 아세테이트, 질산 바륨, 바륨 클로라이드 헥사 하이드레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있고,The barium precursor may be any one or two or more selected from barium acetate, barium nitrate, barium chloride hexahydrate,
상기 티타늄 전구체는 티타늄 테트라클로라이트, 티타늄 테트라에톡사이드, 티타늄 테트라이소프로포사이드, 티타튬(이소프로포사이드)2(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2, 티타늄(디메틸아미노에톡사이드)4 및 티타늄(메틸펜탄디올)(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. The titanium precursor may be selected from the group consisting of titanium tetrachloride, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium (isopropoxide) 2 (2,2,6,6-tetramethylheptanedionate) 2 , titanium Aminoethoxides) 4 and titanium (methylpentanediol) (2,2,6,6, -tetramethylheptanedionate) 2 , or a mixture of two or more thereof.
본 발명에 의하면 상기 분산안정제는 에틸렌 글리콜, 에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 헥사놀아민, n-메틸피페리딘, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란, 아조비스 및 도데실벤젠황산나트륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, According to the present invention, the dispersion stabilizer may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, ethanolamine, ethyldiethanolamine, hexanolamine, n-methylpiperidine, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate , Dextran, azobis, and sodium dodecylbenzenesulfate, and may be one or more selected from the group consisting of,
반도체 산화물 1 몰에 대하여 분산안정제 0.1 내지 0.4 몰의 비율로 포함될 수 있다. May be contained in a proportion of 0.1 to 0.4 mol of the dispersion stabilizer per 1 mol of the semiconductor oxide.
본 발명에 의하면, 상기 반도체 산화물은 입자의 크기가 직경이 1 내지 999 nm인 나노입자 및 직경이 1 내지 10 ㎛인 마이크로입자 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것일 수 있다. According to the present invention, the semiconductor oxide may be composed of any one selected from nanoparticles having a diameter of 1 to 999 nm and microparticles having a diameter of 1 to 10 μm, or a mixture thereof.
또한 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크는 하기의 단계를 포함하는 방법을 통해 복합 광 소결될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a composite oxide for semiconductor light-sintering, which comprises the steps of:
1) 스트론튬 티타늄 옥사이드(SrTiO3), 바륨 티타늄 옥사이드(BaTiO3) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 반도체 산화물 및 분산안정제를 포함하는 광소결용 반도체 산화물 잉크를 제조하는 단계;1) preparing a semiconductor oxide ink for light-sintering comprising a semiconductor oxide and a dispersion stabilizer selected from strontium titanium oxide (SrTiO3), barium titanium oxide (BaTiO3) or a mixture thereof;
2) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크를 기판상에 코팅하는 단계; 및2) coating the semiconductor oxide ink for photo-sintering on a substrate; And
3) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크가 코팅된 기판을 상온 조건에서 극단파 백색광을 조사하여 광소결 하는 단계.3) photo-sintering the substrate coated with the semiconductor oxide ink for photo-sintering by irradiating extreme ultraviolet light at room temperature.
본 발명에 의하면, 상기 3) 단계는 근적외선 및 원자외선 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이 함께 조사되는 것일 수 있다. According to the present invention, in the step 3), one or both selected from the near-infrared light and the far ultraviolet light may be irradiated together.
상기 극단파 백색광은 제논 플래쉬 램프로부터 조사되는 것으로, 조사 조건이 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 수가 1 내지 100이고, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms으로 조사되는 것일 수 있으며, The extreme-wave white light is irradiated from a xenon flash lamp and has a pulse width of 0.1 to 100 ms, a pulse number of 1 to 100, an intensity of 0.1 to 50 J /
상기 근적외선은 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 것 일 수 있고, The near infrared rays may be irradiated at an intensity of 0 to 1000 W / cm < 2 > for 0 to 300 seconds,
상기 원자외선은 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 것 일 수 있다. The far ultraviolet ray may be irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 500 mW / cm2.
상기 기판은 전도성 물질이 코팅된 것으로 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌(PT), 폴리이미드(PI), 폴리에스터(PET), BT 에폭시/유리 섬유 및 포토페이퍼로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,The substrate is coated with a conductive material and may be selected from the group consisting of polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PT), polyimide (PI), polyester (PET), BT epoxy / glass fiber,
상기 광소결 단계는 일 단계(single-step) 또는 다 단계(multi-step)으로 수행될 수 있다. The light sintering step may be performed in a single-step or a multi-step.
본 발명에 따른 극단파 백색광 또는 극단파 백색광과 근적외선 및 원적외선 중에서 선택되는 1 종 이상의 광원을 조사하는 복합 광 소결방법을 이용한 반도체 산화물의 소결 방법은 순간적으로 넓은 영역에 강한 빛을 조사하여 상온 및 대기 상태에서 소결이 가능하므로 대면적 및 선택적 소결이 가능하고, 폴리머 기판의 손상을 야기하지 않는다. 또한 별도의 진공 장비나 대형 챔버가 필요하지 않아 정전용량 형 터치패널 제작에 있어 공정비용을 크게 줄일 수 있어 경제적이다. 이러한 복합 광 소결 방법을 이용하면 햅틱 기능을 갖춘 플렉서블 터치 스크린의 구현이 가능하여 디스플레이 산업에 유용하게 적용할 수 있다. The sintering method of a semiconductor oxide using a complex light sintering method of irradiating at least one light source selected from extreme ultraviolet light or extreme ultraviolet light and ultraviolet light and far infrared light according to the present invention instantaneously irradiates strong light to a wide region, It is possible to perform a large area and selective sintering, and does not cause damage to the polymer substrate. In addition, there is no need for a separate vacuum device or a large chamber, which is economical because the manufacturing cost of the capacitive touch panel can be greatly reduced. By using such a composite light sintering method, it is possible to implement a flexible touch screen having a haptic function, which can be applied to a display industry.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 광원을 이용하여 반도체 산화물 잉크를 소결하는 과정을 나타내는 공정순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합광 소결 장치 및 소결하는 과정을 보여주는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제논 램프의 단펄스 백색광에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 제논 램프에서 조사되는 극단파 백색광 조사 에너지의 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 근적외선과 극단파 백색광을 이용한 복합 광 소결 시 근적외선 조사시간 및 극단파 백색광의 조사에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 근적외선과 극단파 백색광을 이용한 복합 광 소결 시 근적외선 조사시간 및 극단파 백색광의 조사에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 7은 본 발명에 따른 근적외선, 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선 조사에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 근적외선, 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선 조사에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 9는 본 발명에 따른 극단파 백색광의 조사 조건에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 10은 본 발명에 따른 극단파 백색광의 펄스 폭 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 11은 본 발명에 따른 80 ℃로 처리한 반도체 산화물 박막의 단파 백색광의 펄스 폭 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 12는 본 발명에 따른 150 ℃로 처리한 반도체 산화물 박막의 단파 백색광의 펄스 폭 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 13은 본 발명에 따른 80 ℃로 처리한 반도체 산화물 박막에 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선 조사에너지 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 14는 본 발명에 따른 150 ℃로 처리한 반도체 산화물 박막에 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선 조사에너지 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.
도 15는 본 발명에 따른 열처리 하지 않은 반도체 산화물 박막에 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선 조사에너지 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3) 표면의 전자주사현미경 이미지이다.1 is a process flow diagram illustrating a process of sintering a semiconductor oxide ink using a composite light source according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a process of sintering a composite light sintering apparatus according to the present invention.
3 is a graph of a single pulse white light of a xenon lamp according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a change in dielectric constant of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to changes in irradiation energy of extreme ultraviolet light irradiated from a xenon lamp according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the dielectric constant change of semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the irradiation energy of near ultraviolet ray irradiation time and extreme ultraviolet ray in complex light sintering using near infrared rays and extreme ultraviolet white light according to the present invention.
6 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the irradiation energy of near-ultraviolet irradiation time and extreme ultraviolet-white light in the complex light sintering using near infrared rays and extreme ultraviolet white light according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a change in dielectric constant of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to far ultraviolet irradiation energy in the case of composite light sintering using near infrared rays, extreme ultraviolet white light, and far ultraviolet rays according to the present invention.
8 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to far ultraviolet irradiation energy in the case of complex light sintering using near infrared rays, extreme ultraviolet white light and far ultraviolet rays according to the present invention.
9 is an electron microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the irradiation condition of extreme ultraviolet white light according to the present invention.
10 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the pulse width change of extreme ultraviolet white light according to the present invention.
11 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the pulse width change of short-wave white light of a semiconductor oxide thin film treated at 80 ° C according to the present invention.
12 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to a change in pulse width of short-wave white light of a semiconductor oxide thin film treated at 150 ° C according to the present invention.
13 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO3) according to the variation of the far ultraviolet irradiation energy in the composite light sintering using the extreme ultraviolet white light and the deep ultraviolet light to the semiconductor oxide thin film treated at 80 캜 according to the present invention.
FIG. 14 is an electron micrograph of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO.sub.3) according to the change of the far ultraviolet irradiation energy during the sintering of the semiconductor oxide thin film treated at 150.degree. C. according to the present invention using ultraviolet white light and deep ultraviolet light.
15 is an electron scanning microscope image of the surface of a semiconductor oxide (SrTiO3) according to the change of the far ultraviolet irradiation energy in the composite light sintering using the extreme ultraviolet light and the deep ultraviolet light to the untreated semiconductor oxide thin film according to the present invention.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크는 스트론튬 티타늄 옥사이드(SrTiO3), 바륨 티타늄 옥사이드(BaTiO3) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 반도체 산화물 및 분산안정제를 포함할 수 있다. The semiconductor oxide ink for composite light-sintering of the present invention may include a semiconductor oxide and a dispersion stabilizer selected from strontium titanium oxide (SrTiO 3 ), barium titanium oxide (BaTiO 3 ), or a mixture thereof.
본 발명에 따른 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크는 광소결 조건이 제논 플래쉬 램프의 펄스 수가 1 내지 100일 때, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이고, 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms의 조사 조건으로 조사되는 극단파 백색광; 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 근적외선 및 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 원자외선이 함께 조사되는 것일 수 있다.In the semiconductor oxide ink for composite light sintering according to the present invention, the light sintering conditions are such that when the pulse number of the xenon flash lamp is 1 to 100, the intensity is 0.1 to 50 J / cm 2 , the pulse width is 0.1 to 100 ms, An extreme-wave white light irradiated under the irradiation condition of 0.1 to 20 ms; Near-infrared rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 1000 W / cm 2 and far ultraviolet rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 500 mW / cm 2 may be irradiated together.
본 발명에 있어서, 상기 근적외선 또는 원자외선이 0 초간 조사되는 조건은 상기 광원을 조사하지 않는다는 의미이다. 즉, 본 발명에 따른 광 조사는 극단파 백색광을 단독 조사, 극단파 백색광 및 근적외선을 복합조사, 극단파 백색광 및 원자외선을 복합조사 및 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선을 복합조사하는 것 일 수 있다. In the present invention, the condition that the near infrared ray or far ultraviolet ray is irradiated for 0 second means that the light source is not irradiated. That is, the light irradiation according to the present invention may be a combination irradiation of extreme ultraviolet light, ultraviolet ultraviolet light and near ultraviolet light, complex ultraviolet light, ultraviolet ultraviolet light and ultraviolet ultraviolet light, ultraviolet ultraviolet light and far ultraviolet light have.
또한, 상기 광소결 조건의 최적 조건은 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선의 설정 조건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 복합 광 조사용 반도체 산화물 잉크의 최적 광소결 조건은 제논 플래쉬 램프의 펄스 수가 1 일 때, 강도가 5 내지 15 J/cm2이고, 펄스 폭이 5 내지 30 ms의 조사 조건으로 조사되는 극단파 백색광과 400 내지 600 W/cm2의 세기로 150 내지 200 초간 조사되는 근적외선 및 20 내지 90 mW/cm2의 세기로 조사되는 원자외선이 함께 조사되는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The optimum conditions of the light sintering conditions may vary depending on the setting conditions of the extreme ultraviolet light, the near-infrared light, and the far ultraviolet light. For example, the optimal light sintering conditions of the composite light-assisted semiconductor oxide ink according to the present invention are such that when the pulse number of the xenon flash lamp is 1, the intensity is 5 to 15 J / cm 2 and the pulse width is 5 to 30 ms Ultraviolet white light irradiated under the irradiation condition, near-infrared light irradiated at an intensity of 400 to 600 W / cm 2 for 150 to 200 seconds and far ultraviolet light irradiated at an intensity of 20 to 90 mW / cm 2 may be irradiated together, It is not.
상기 극단파 백색광, 근적외선 및 원자외선은 동시에 조사될 수도 있으나, 순차적으로 조사될 수도 있으며, 이 경우 조사순서의 제한은 없으나 바람직하게는 근적외선이 먼저 조사된 후, 극단파 백색광과 원자외선이 조사될 수 있으며, 가장 바람직하게는 근적외선이 먼저 조사된 후, 극단파 백색광과 원자외선이 동시 조사되는 것일 수 있다. Although the extreme ultraviolet ray, near infrared ray and far ultraviolet ray may be irradiated simultaneously, they may be sequentially irradiated. In this case, there is no limitation on the order of irradiation, but it is preferable that near ultraviolet rays are irradiated first, then extreme ultraviolet ray and far ultraviolet ray Most preferably near ultraviolet light is irradiated first, then ultraviolet white light and far ultraviolet light are simultaneously irradiated.
본 발명에 의하면, 본 발명에 사용되는 반도체 산화물은 반도체 산화물 전구체를 포함할 수 있다. According to the present invention, the semiconductor oxide used in the present invention may include a semiconductor oxide precursor.
상기 반도체 산화물 전구체는 스트론튬 전구체 및 바륨 전구체 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물; 아세트산; 및 티타늄 전구체;를 포함하는 것일 수 있다. Wherein the semiconductor oxide precursor is selected from a strontium precursor and a barium precursor, or a mixture thereof; Acetic acid; And a titanium precursor.
본 발명에 의하면, 상기 스트론튬 전구체는 스트론튬 아세테이트, 질산 스트론튬, 스트론튬 클로라이드 헥사 하이드레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, According to the present invention, the strontium precursor may be any one or two or more selected from strontium acetate, strontium nitrate, strontium chloride hexahydrate,
바륨 전구체는 바륨 아세테이트, 질산 바륨, 바륨 클로라이드 헥사 하이드레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있고,The barium precursor may be any one or two or more selected from barium acetate, barium nitrate, barium chloride hexahydrate,
상기 티타늄 전구체는 티타늄 테트라클로라이트, 티타늄 테트라에톡사이드, 티타늄 테트라이소프로포사이드, 티타튬(이소프로포사이드)2(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2, 티타늄(디메틸아미노에톡사이드)4 및 티타늄(메틸펜탄디올)(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.The titanium precursor may be selected from the group consisting of titanium tetrachloride, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium (isopropoxide) 2 (2,2,6,6-tetramethylheptanedionate) 2 , titanium Aminoethoxide) 4, and titanium (methylpentanediol) (2,2,6,6-tetramethylheptanedionate) 2 .
본 발명에 있어서 상기 분산안정제는 에틸렌 글리콜, 에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 헥사놀아민, n-메틸피페리딘, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란, 아조비스 및 도데실벤젠황산나트륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, In the present invention, the dispersion stabilizer may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, ethanolamine, ethyldiethanolamine, hexanolamine, n-methylpiperidine, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinylbutyral, polymethylmethacrylate , Dextran, azobis, and sodium dodecylbenzenesulfate, and may be one or more selected from the group consisting of,
반도체 산화물 1 몰에 대하여 분산안정제 0.1 내지 0.4의 비율로 포함될 수 있다. 상기 분산안정제의 함량이 상기 하한치 미만이면 반도체 산화물의 분산이 용이하지 않아 인쇄 후 건조가 이루어지는 동안 패턴을 유지할 수 없으며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 반도체 산화물 잉크의 인쇄력이 저하될 수 있다. May be contained in a proportion of 0.1 to 0.4 in terms of a dispersion stabilizer per 1 mol of the semiconductor oxide. If the content of the dispersion stabilizer is less than the lower limit, dispersion of the semiconductor oxide is not easy, and the pattern can not be maintained during drying after the printing. If the content exceeds the upper limit, the printing power of the semiconductor oxide ink may be lowered.
본 발명에 사용되는 상기 반도체 산화물은 입자의 크기가 직경이 1 내지 999 nm인 나노입자 또는 직경이 1 내지 10 ㎛인 마이크로입자를 사용할 수도 있으나 이를 혼합하여 사용할 수도 있다. 서로 다른 크기의 입자를 혼합하여 사용하면 나노입자와 마이크로 입자 간에 네킹이 형성되고 공극이 줄어들어 유전상수를 증가시킬 수 있어 바람직하다. The semiconductor oxide used in the present invention may be nanoparticles having a diameter of 1 to 999 nm or microparticles having a diameter of 1 to 10 μm, but they may be used in combination. When particles of different sizes are mixed, the necking is formed between the nanoparticles and the microparticles and the porosity is reduced, thereby increasing the dielectric constant, which is preferable.
본 발명에 따른 복합 광 조사용 반도체 산화물은 연료감응형 태양전지 전극 또는 다른 에너지 소자, 전자 소자, 센서 및 정전용량 형 터치패널 등에 광범위하게 사용될 수 있다. The composite light-emitting semiconductor oxide according to the present invention can be widely used for fuel-sensitive solar cell electrodes or other energy devices, electronic devices, sensors, and capacitive touch panels.
또한, 본 발명은 정전용량 형 터치패널 제작을 위해 상기 복합 광 조사용 반도체 산화물 잉크를 소결하여 유전 특성을 높이는 소결방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a sintering method for sintering the composite light-use semiconductor oxide ink for producing a capacitive touch panel, thereby improving dielectric properties.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크를 이용하여 반도체 산화물을 복합 광 소결하는 과정은 하기 단계를 포함한다. As shown in FIG. 1, the process of composite light sintering a semiconductor oxide using the semiconductor oxide ink for composite light sintering of the present invention includes the following steps.
1) 스트론튬 티타늄 옥사이드(SrTiO3), 바륨 티타늄 옥사이드(BaTiO3) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 반도체 산화물 및 분산안정제를 포함하는 광소결용 반도체 산화물 잉크를 제조하는 단계(S1);1) preparing S1) a semiconductor oxide for light-sintering comprising a semiconductor oxide selected from strontium titanium oxide (SrTiO3), barium titanium oxide (BaTiO3) or a mixture thereof, and a dispersion stabilizer;
2) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크를 기판상에 코팅하는 단계(S2); 및2) coating the semiconductor oxide ink for photo-sintering on a substrate (S2); And
3) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크가 코팅된 기판을 상온 조건에서 극단파 백색광을 조사하여 광소결 하는 단계(S3).3) Sintering the substrate coated with the photo-sintering semiconductor oxide ink by irradiating extreme ultraviolet light at room temperature (S3).
먼저, 상기 (S1)에서는 상기 기재에 된 바에 따라 스트론튬 티타늄 옥사이드(SrTiO3), 바륨 티타늄 옥사이드(BaTiO3) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 반도체 산화물 및 분산안정제를 포함하는 광소결용 반도체 산화물 잉크를 제조한다. First, in (S1), a semiconductor oxide ink for photo-sintering comprising a semiconductor oxide and a dispersion stabilizer selected from strontium titanium oxide (SrTiO3), barium titanium oxide (BaTiO3), or a mixture thereof is prepared .
본 발명에 있어서, 상기 반도체 산화물은 반도체 산화물 전구체를 포함할 수 있다. 상기 반도체 산화물 전구체는 스트론튬 전구체 및 바륨 전구체 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물; 아세트산; 및 티타늄 전구체;를 포함할 수 있다. In the present invention, the semiconductor oxide may include a semiconductor oxide precursor. Wherein the semiconductor oxide precursor is selected from a strontium precursor and a barium precursor, or a mixture thereof; Acetic acid; And a titanium precursor.
상기 스트론튬 전구체, 바륨전구체, 티타늄 전구체 및 분산안정제는 앞에서 정의한 바와 같다. The strontium precursor, the barium precursor, the titanium precursor, and the dispersion stabilizer are as defined above.
상기 반도체 산화물 잉크 제조시 용이한 분산을 위하여 초음파 분산기, 교반기, 볼밀 및 3롤밀 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 분산하는 단계 및 탈포하는 단계를 더 포함하여 수행할 수 있으며, 분산방법이 이에 제한되는 것은 아니다. In order to facilitate dispersion in the production of the semiconductor oxide ink, it is possible to further include a step of dispersing one or more species selected from among an ultrasonic dispersing machine, a stirrer, a ball mill, and a 3 roll mill, and a defoaming step. But is not limited to.
다음으로 (S2)에서는 제조된 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크를 기판에 코팅한다. Next, in S2, the produced composite oxide for semiconductor light sintering is coated on a substrate.
상기 기판은 전도성 물질이 코팅된 것으로 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌(PT), 폴리이미드(PI), 폴리에스터(PET), BT 에폭시/유리 섬유 및 포토페이퍼로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있으며, 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라뷰어링(Gravuring) 및 스핀코팅(Spin coating) 등의 방법에 의해 기판에 도포될 수 있다. The substrate is coated with a conductive material and may be selected from the group consisting of polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PT), polyimide (PI), polyester (PET), BT epoxy / glass fiber, May be applied to a substrate by a method such as screen printing, inkjet printing, gravuring, and spin coating.
상기 전도성 물질은 ITO(Indium tin Oxide)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 플렉서블 투명기판에 이용할 수 있는 전도성 물질이면 가능하다. The conductive material may be indium tin oxide (ITO), but it is not limited thereto, and it may be a conductive material that can be used for a flexible transparent substrate.
다음으로 (S3)에서는 기판에 코팅된 반도체 산화물 잉크를 제논 플래쉬 램프로부터 조사된 백색광을 이용하여 광소결한다. Next, at (S3), the semiconductor oxide ink coated on the substrate is photo-sintered using the white light irradiated from the xenon flash lamp.
또한, 상기 (S3) 단계는 극단파 백색광 이외에 근적외선 및 원자외선 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 모두를 함께 이용할 수도 있다.In addition, in the step (S3), either one selected from the near-infrared light and the far ultraviolet light, or both may be used together.
상기 광원들을 함께 이용하는 경우에는 동시에 조사할 수도 있으나 광원을 하나씩 조사할 수도 있고, 하나의 광원을 조사한 후 나머지 두 개를 동시에 조사하는 것도 무방하다. 이러한 경우 복합 광 조사 조건은 2단계 혹은 3단계로 나누어 수행될 수 있다. When the light sources are used together, they may be simultaneously irradiated. Alternatively, the light sources may be irradiated one by one, or may be irradiated with one light source and then irradiated with the other two. In this case, the composite light irradiation condition can be divided into two steps or three steps.
또한, 상기 소결단계 전에 도포된 잉크의 용매를 건조하는 것이 바람직하다. 이때 건조가 제대로 이루어지지 않으면 복합 광 조사시 잉크가 액상에서 고상으로 상변화하는데 에너지를 많이 소모하므로 소결이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 상기 건조 방법으로, 70 내지 120 ℃ 온도의 열풍기, 핫플레이트 등을 이용하여 건조시킬 수도 있지만, 한편으로 도포된 잉크의 건조를 본 발명에 의한 복합 광 조사 조건을 조절하여 달성할 수도 있을 것이며, 조직의 치밀화를 이루기 위해 복합 광 조사 조건을 조절하여 예열할 수도 있다.In addition, it is preferable to dry the solvent of the ink applied before the sintering step. If the drying is not properly performed, the ink may be phase-changed from a liquid phase to a solid phase during the irradiation of the composite light, and energy may be consumed so that sintering may not be performed properly. The drying may be performed using a hot air heater or a hot plate at a temperature of 70 to 120 ° C. However, drying of the applied ink may be achieved by controlling the conditions of the composite light irradiation according to the present invention, It is possible to preheat the composite light irradiation condition by adjusting the conditions of the composite light irradiation.
본 발명에 의하면, 상기 반도체 산화물 잉크는 상온 대기압의 조건에서 약 0.1 내지 100 ms 정도의 매우 짧은 시간 동안 완전한 건조 및 소결이 가능하다. 본 발명에 다른 복합 광 소결 장치의 일반적인 구조를 도 2에 나타내었다. According to the present invention, the semiconductor oxide ink can be completely dried and sintered for a very short time of about 0.1 to 100 ms under the condition of room temperature and atmospheric pressure. The general structure of the composite light sintering apparatus according to the present invention is shown in Fig.
왼쪽은 제논 램프를 이용한 극단파 백색광을 이용한 광 소결 장치이며, 오른쪽은 근적외선, 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 장치이다. The left side is a light sintering device using extreme ultraviolet light using a xenon lamp and the right side is a composite light sintering device using near ultraviolet light, extreme ultraviolet light, and far ultraviolet light.
본 발명에 따른 복합 광 소결장치를 이용하면 폴리머 기판에 손상을 입히지 않는 선택적 소결 및 대면적 소결이 가능하다. By using the composite light sintering apparatus according to the present invention, selective sintering and large area sintering which do not damage the polymer substrate are possible.
극단파 백색광을 이용한 소결은 조사 조건이 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 수가 1 내지 100이고, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms으로 조사되는 것일 수 있다. 상기 펄스 폭이 100 ms보다 클 경우에는 단위 시간당 입사 에너지가 줄어들어 소결의 효율이 저하될 수 있으므로 비경제적이다. 펄스 갭이 20 ms보다 크거나 펄스 수가 100번보다 큰 경우, 강도가 0.1 J/㎠보다 작은 경우에도 너무 낮은 에너지로 인해 반도체 산화물 잉크가 소결될 수 없으며, 펄스 갭이 0.01 ms 보다 작거나 강도가 50 J/cm2보다 큰 경우에는 장비와 램프에 무리가 가해지기 때문에 장비와 램프의 수명이 급속하게 줄어드는 문제점이 있다. The sintering using extreme ultraviolet-white light may be such that the irradiation condition is a pulse width of 0.1 to 100 ms, a pulse number of 1 to 100, an intensity of 0.1 to 50 J / cm 2 , and a pulse gap of 0.1 to 20 ms . If the pulse width is larger than 100 ms, the energy incident per unit time is reduced and the efficiency of sintering may decrease, which is uneconomical. If the pulse gap is greater than 20 ms or the number of pulses is greater than 100, the semiconductor oxide ink can not be sintered due to too low energy even when the intensity is less than 0.1 J /
본 발명에서 펄스 폭(0.1 내지 100 ms), 펄스 갭(0.1 내지 20 ms), 펄스 수(1 내지 100번), 강도(0.1 J/cm2 내지 50 J/cm2)의 변화에 따라 광소결 조건이 달라지며 그에 따라 총 광에너지가 최대 50 Jcm2까지 방출하게 된다. 이때 충분한 빛 에너지가 조사되어야만 소결이 가능하며, 소결을 위한 에너지 범위는 기판에 따라 상이할 수 있는데, 예를 들어 PI(5 ~ 50J), 포토페이퍼(3 ~ 15J), BT(10 ~ 25J) 일 수 있다. In the present invention, light sintering is performed according to the change of the pulse width (0.1 to 100 ms), the pulse gap (0.1 to 20 ms), the number of pulses (1 to 100 times), and the intensity (0.1 J / cm 2 to 50 J / cm 2 ) The conditions vary and thus the total light energy is released up to 50 Jcm 2 . The energy range for sintering can be different depending on the substrate. For example, PI (5 ~ 50J), photo paper (3 ~ 15J), BT (10 ~ 25J) Lt; / RTI >
이해를 돕기 위해 제논 램프의 단 펄스 백색광에 대한 그래프가 도 3에 도시되어 있으며, 극단파 광 소결시 극단파 백색광 조사 에너지의 변화에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화를 도 4에 나타내었다. 극단파 백색광 조사 에너지가 10 J/cm2보다 작으면 조사에너지가 충분하지 않아 유전상수가 거의 측정되지 않았으며, 조사에너지가 15 J/cm2까지 증가함에 따라 유전상수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그러나 20 J/cm2이상의 백색광을 조사하면 과도한 에너지 조사로 인해 필름의 손상이 생겨 유전상수가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 효과는 필름의 두께, 입자의 크기, 분산안정제의 종류 및 기판의 종류와 두께에 따라서 달라질 수 있다. FIG. 3 shows a graph of the short-pulse white light of a xenon lamp for easy understanding, and FIG. 4 shows a change in the dielectric constant of the semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to the change of irradiation energy of extreme ultraviolet light during extreme ultraviolet sintering . If the irradiation energy of the extreme ultraviolet ray is less than 10 J / cm 2 , the irradiation energy is insufficient and the dielectric constant is hardly measured, and the dielectric constant is increased as the irradiation energy is increased to 15 J / cm 2 . However, when the white light of 20 J / cm 2 or more is irradiated, the film is damaged due to excessive energy irradiation, and the dielectric constant is reduced again. Such effects may vary depending on the thickness of the film, the size of the particles, the kind of the dispersion stabilizer, and the type and thickness of the substrate.
반도체 산화물 전구체 잉크 필름은 600 ℃ 이상의 높은 온도에서 결정화(Crystallization)가 이루어지고, 온도가 높아질수록 결정화가 잘 이루어진다. 본 발명에서는 광 조사시 필름의 온도를 향상시킬 수 있으면서 반도체 산화물의 유전상수를 향상시키기 위하여 본 발명에서는 근적외선과 극단파 백색광 이용하여 복합 광 조사함으로써 반도체 산화물의 결정화 및 유전상수를 향상시킬 수 있다. The semiconductor oxide precursor ink film is crystallized at a high temperature of 600 ° C or higher, and crystallization is performed with higher temperature. In the present invention, in order to improve the dielectric constant of the semiconductor oxide while improving the temperature of the film during light irradiation, the present invention can improve the crystallization and dielectric constant of the semiconductor oxide by irradiating a composite light using near infrared rays and extreme ultraviolet white light.
상기 근적외선과 극단파 백색광은 동시에 조사될 수도 있으나, 상기 근적외선을 조사한 후 극단파 백색광을 조사하면 필름의 온도가 높아진 상태에서 소결을 수행할 수 있으므로 결정화가 우수하며, 반도체 산화물의 유전상수를 더욱 향상시킬 수 있어 바람직하다. 하지만, 백색광 조사에너지 및 근적외선 에너지가 커질 수록 무조건적으로 소결이 효과적으로 일어나는 것은 아니다.Although the near infrared ray and extreme ultraviolet ray may be irradiated simultaneously, if the ultraviolet ray is irradiated after the near infrared rays are irradiated, the sintering can be performed in a state where the temperature of the film is increased. Therefore, the crystallization is excellent and the dielectric constant of the semiconductor oxide is further improved . However, as the white light irradiation energy and the near-infrared ray energy become larger, the sintering does not occur unconditionally effectively.
본 발명에 의하면, 상기 근적외선은 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사될 수 있는데, 상기 근적외선이 0 W/cm2의 세기 또는 0 초간 조사된다는 것은 근적외선을 조사하지 않는다는 의미이고, 바람직하게는 400 내지 700 W/cm2의 세기로 조사되는 것이 바람직하다. 상기 400 W/cm2 미만으로 조사되는 경우에는 반도체 산화물이 코팅된 필름의 온도를 높이는데 오랜 시간이 소요되며, 상기 700 W/cm2를 초과하여 조사하는 경우에는 단시간에 필름의 온도가 너무 높아질 수 있어 주의를 필요로 한다. According to the present invention, the near-infrared light is may be irradiated from 0 to 300 seconds at a strength of 0 to 1000 W / cm 2, is that the near-infrared light is 0 W / intensity of cm 2 or 0 seconds irradiation, and means that it is not irradiated with near-infrared light , Preferably 400 to 700 W / cm < 2 >. In the case of irradiating less than 400 W / cm 2 , it takes a long time to increase the temperature of the film coated with the semiconductor oxide, and in the case of irradiation exceeding 700 W / cm 2 , the temperature of the film becomes too high in a short period of time It needs attention and attention.
또한, 상기 근적외선은 0.75 내지 1.5 ㎛의 파장의 광원일 수 있다. In addition, the near-infrared ray may be a light source having a wavelength of 0.75 to 1.5 탆.
도 5 및 도 6에는 각각 근적외선과 극단파 백색광을 이용한 복합 광 소결 시 근적외선 조사시간 및 극단파 백색광의 조사에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화 그래프와 전자 주사 현미경으로 촬영한 필름의 상태를 나타내었다. FIGS. 5 and 6 show graphs of dielectric constant change of semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to irradiation time of near-infrared rays and irradiation energy of extreme ultraviolet-white light in the case of composite light sintering using near-infrared light and extreme-wave white light, respectively, Respectively.
또한, 본 발명에서는 반도체 산화물의 유전상수를 향상시키기 위하여 백색광과 함께 원자외선을 조사할 수 있다. 상기 백색광과 원자외선은 각각 순차적으로 조사할 수도 있으나, 동시에 조사할 수도 있다.Further, in the present invention, it is possible to irradiate deep ultraviolet rays together with white light to improve the dielectric constant of the semiconductor oxide. The white light and the far ultraviolet light may be sequentially irradiated, but may be simultaneously irradiated.
본 발명에 따른 반도체 산화물인 스트론튬 티타늄 옥사이드 및 바륨 티타늄 옥사이드는 원자외선 파장대인 100 내지 380 nm의 빛을 잘 흡수하는 특성을 가지고 있어 반도체 산화물의 광소결 시 백색광과 함께 본 발명에 따른 100 내지 280 nm 파장의 원자외선으로 광조사하면 반도체 산화물의 결정화가 잘 이루어지며, 필름의 표면 계질이 향상되고 반도체 산화물의 유전특성을 더욱 향상시킬 수 있어 바람직하다.The strontium titanium oxide and the barium titanium oxide, which are semiconductor oxides according to the present invention, have a characteristic of absorbing light of 100 to 380 nm in the far ultraviolet wavelength band, and are capable of absorbing light of 100 to 280 nm Light irradiation with a far ultraviolet ray of a wavelength is preferable because crystallization of the semiconductor oxide is well performed, the surface property of the film is improved, and the dielectric property of the semiconductor oxide is further improved.
상기 원자외선은 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 100 mW/cm2의 세기로 조사되는 것일 수 있다. The far ultraviolet light may be irradiated at an intensity of 0 to 500 mW / cm 2 for 0 to 300 seconds, preferably at an intensity of 20 to 100 mW / cm 2 .
도 7에는 근적외선, 극단파 백색광 및 원자외선을 이용한 복합 광 소결 시 원자외선의 조사 에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 유전상수 변화 그래프를 나타내었으며, 도 8에는 원자외선의 조사 에너지에 따른 반도체 산화물(SrTiO3)의 필름 표면 상태를 전자주사 현미경으로 촬영하여 나타내었다. FIG. 7 is a graph showing a change in the dielectric constant of a semiconductor oxide (SrTiO 3 ) according to irradiation energy of deep ultraviolet rays in the case of complex light sintering using near infrared rays, extreme ultraviolet white light, and far ultraviolet rays. The film surface state of the oxide (SrTiO 3 ) was photographed by an electron microscope.
본 발명에 의하면 상기 광소결 단계는 일 단계(single-step) 또는 다 단계(multi-step)로 수행될 수도 있다.
According to the present invention, the light sintering step may be performed in a single-step or multi-step manner.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.
실시예Example
실시예 1.Example 1.
1 단계: 스트론튬 아세테이트와 아세트산 각각 0.75 M 용액에 티타늄(IV) 이소프로포사이드 용액을 첨가하여 30분 동안 교반하여 혼합하였다. 에틸렌 글리콜을 0.25 M 첨가하여 안정화시켰다. 이후, 1 시간 동안 90 ℃로 가열하여 스트론튬 티타늄 옥사이드 반도체 산화물의 전구체 용액을 준비하였다. Step 1: Titanium (IV) isopropoxide solution was added to each 0.75 M solution of strontium acetate and acetic acid, and the mixture was stirred for 30 minutes. 0.25 M of ethylene glycol was added to stabilize it. Thereafter, the precursor solution of strontium titanium oxide semiconductor oxide was prepared by heating at 90 DEG C for 1 hour.
2 단계: 상기 준비된 용액을 ITOrk 코팅된 PEN 필름 위에 스핀 코팅(500rpm, 30 sec) 방법으로 도포한 후, 80 ℃의 핫플레이트에서 20 분 동안 건조시켰다.Step 2: The prepared solution was applied on the ITOrk coated PEN film by spin coating (500 rpm, 30 sec), and then dried on a hot plate at 80 캜 for 20 minutes.
3단계: 준비된 스트론튬 티타늄 옥사이드 반도체 산화물 박막에 제논 램프를 이용하여 강도 15 J/cm2, 펄스 폭 20 ms, 펄스 수 1번 조사조건으로 극단파 백색광을 조사하여 소결하였다.
Step 3: The prepared strontium titanium oxide semiconductor oxide thin film was irradiated with extreme ultraviolet white light by using a xenon lamp under conditions of intensity 15 J / cm 2 ,
실시예 2.Example 2.
스트론튬 아세테이트 대신에 바륨 아세테이트를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 극단파 백색광을 조사하여 소결하였다.
Except that barium acetate was used in place of strontium acetate, and then sintered by irradiation with extreme ultraviolet-white light.
실시예 3.Example 3.
스트론튬 아세테이트 대신에 스트론튬 아세테이트와 스트론튬 아세테이트를 혼합하여 이용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 극단파 백색광을 조사하여 소결하였다.
Except that strontium acetate and strontium acetate were used in place of strontium acetate, and then sintered by irradiating extreme ultraviolet white light according to the method of Example 1.
실시예 4.Example 4.
실시예 1의 3 단계에서 극단파 백색광을 조사하기 전에 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180초간 조사하는 단계를 더 추가하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
The composite light irradiation and sintering were performed in the same manner as in Example 1 except that the step of irradiating the semiconductor oxide thin film with a near infrared ray of 500 W for 180 seconds was performed before the extreme ultraviolet light was irradiated in the third step of Example 1.
실시예 5.Example 5.
스트론튬 아세테이트 대신에 바륨 아세테이트를 이용하여 제조된 반도체 산화물 박막에, 실시예 1의 3 단계에서 극단파 백색광을 조사하기 전에 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180초간 조사하는 단계를 더 추가하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
Except that the semiconductor oxide thin film prepared by using barium acetate instead of strontium acetate was further irradiated with 500 W of near infrared light for 180 seconds to the semiconductor oxide thin film before irradiation of extreme ultraviolet white light in the third step of Example 1 By the method of Example 1, and then sintered.
실시예 6.Example 6.
스트론튬 아세테이트 대신에 스트론튬 아세테이트와 바륨 아세테이트를 혼합하여 제조된 반도체 산화물 박막에, 실시예 1의 3 단계에서 극단파 백색광을 조사하기 전에 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180초간 조사하는 단계를 더 추가하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
The semiconductor oxide thin film prepared by mixing strontium acetate and barium acetate instead of strontium acetate was irradiated with 500 W of near infrared light for 180 seconds before irradiating the extreme ultraviolet white light in the third step of Example 1 , And then sintered by composite light irradiation by the method of Example 1.
실시예 7.Example 7.
실시예 1의 3 단계에서 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180 초간 먼저 조사한 후, 제논 램프를 이용하여 강도 15 J/cm2, 펄스 폭 20 ms, 펄스 수 1번 조사조건으로 극단파 백색광과 90 mW/cm2의 원자외선을 함께 조사한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
In the third step of Example 1, the semiconductor oxide thin film was irradiated with 500 W of near-infrared light for 180 seconds first, and then irradiated with extreme ultraviolet light using a xenon lamp under conditions of intensity 15 J / cm 2 ,
실시예 8.Example 8.
스트론튬 아세테이트 대신에 바륨 아세테이트를 이용하여 제조된 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180 초간 먼저 조사한 후, 제논 램프를 이용하여 강도 15 J/cm2, 펄스 폭 20 ms, 펄스 수 1번 조사조건으로 극단파 백색광과 90 mW/cm2의 원자외선을 함께 조사한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
A semiconductor oxide thin film prepared by using barium acetate instead of strontium acetate was irradiated with a near infrared ray of 500 W for 180 seconds and then irradiated with a xenon lamp at an intensity of 15 J / cm 2 , a pulse width of 20 ms, Except that ultraviolet-white light and 90-mW / cm 2 of far ultraviolet light were irradiated together.
실시예 9.Example 9.
스트론튬 아세테이트 대신에 스트론튬 아세테이트와 바륨 아세테이트를 혼합하여 제조된 반도체 산화물 박막에 500 W의 근적외선을 180 초간 먼저 조사한 후, 제논 램프를 이용하여 강도 15 J/cm2, 펄스 폭 20 ms, 펄스 수 1번 조사조건으로 극단파 백색광과 90 mW/cm2의 원자외선을 함께 조사한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법으로 복합 광 조사하여 소결하였다.
A semiconductor oxide thin film prepared by mixing strontium acetate and barium acetate instead of strontium acetate was irradiated with 500 W of near infrared rays for 180 seconds first and then irradiated with a laser beam having a intensity of 15 J / cm 2 , a pulse width of 20 ms, The composite light irradiation was performed by the method of Example 1, except that the extreme ultraviolet ray and the ultraviolet ray of 90 mW / cm 2 were irradiated together under irradiation conditions.
시험예 1: 광소결 조건 설정Test Example 1: Setting of light sintering conditions
극단파 백색광 조사 조건을 최적화하기 위하여 실시예 1의 2 단계에서 제조한 반도체 산화물 박막에 조사 에너지에 따른 유전상수 변화를 측정하였으며, 이를 표 1 및 도 9에 나타내었다. In order to optimize the extreme ultraviolet-white light irradiation conditions, the dielectric constant change according to the irradiation energy was measured on the semiconductor oxide thin film prepared in the
샘플번호
Sample number
유전상수
Dielectric constant
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 극단파 백색광은 제논 램프의 펄스 수가 1이고, 펄스 폭이 20 ms이며, 조사강도가 15 J/cm2인 경우에서 유전상수가 가장 우수한 것을 확인하였다. 또한, 이러한 결과는 실시예 2 및 3에서 제조한 반도체 산화물 박막을 이용한 경우에서도 동일하게 나타났다. As shown in Table 1, it was confirmed that the extreme ultraviolet-white light has the best dielectric constant when the pulse number of the xenon lamp is 1, the pulse width is 20 ms, and the irradiation intensity is 15 J / cm 2 . These results were the same even when the semiconductor oxide thin films prepared in Examples 2 and 3 were used.
도 9를 참고로 하면, 조사 강도가 10 J/cm2 이하에서는 반도체 산화물의 소결이 잘 이루어지지 않았으며, 조사 강도가 20 J/cm2 이상의 경우에는 과도한 에너지 조사로 인해 필름이 손상되었다. 또한, 도 10에 나타낸 바와 같이 펄스 폭이 좁아지는 경우에도 과도한 에너지의 조사로 인해 필름이 손상되었다. Referring to FIG. 9, sintering of the semiconductor oxide was not achieved at an irradiation intensity of 10 J / cm 2 or less, and when the irradiation intensity was 20 J / cm 2 or more, the film was damaged due to excessive energy irradiation. In addition, even when the pulse width is narrowed as shown in Fig. 10, the film is damaged due to excessive energy irradiation.
유전상수의 하락이 이러한 필름 손상에 기인하는 것이라 할 수 있다. 한편, 이러한 효과는 필름의 두께, 입자의 크기, 분산안정제의 종류 및 기판의 종류와 두께에 따라서 달라질 수 있다.
The lowering of the dielectric constant can be attributed to this film damage. On the other hand, such effects can be varied depending on the thickness of the film, the size of the particles, the kind of the dispersion stabilizer, and the type and thickness of the substrate.
시험예 2. 근적외선 조사에 따른 광소결 조건Test Example 2. Light sintering conditions according to near-infrared irradiation
근적외선 조사에 따른 최적 광소결 조건을 설정하기 위하여 실시예 1의 2단계에서 제조한 반도체 산화물 박막에 근적외선 조사시간을 달리하여 조사한 뒤 극단파 백색광을 조사하여 유전상수 변화를 확인하였다. In order to set the optimal light sintering condition according to the near infrared ray irradiation, the semiconductor oxide thin film prepared in the
도 5에 나타낸 바와 같이 극단파 백색광의 조사 에너지 량이 동일할 때, 근적외선 조사시간이 증가함에 따라 반도체 산화물의 유전상수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 근적외선 조사시간이 180초일 때, 백색광 조사에너지가 15 J/cm2일 때는 유전상수가 최대치였으나, 조사에너지가 20 J/cm2로 증가하였을 때는 유전상수가 감소하였는데, 필름의 손상에 기인한 결과이다. As shown in FIG. 5, it can be seen that the dielectric constant of the semiconductor oxide increases as the irradiation time of the near-infrared ray is increased when the irradiation energy amount of the extreme ultraviolet-white light is the same. In addition, when the near infrared ray irradiation time was 180 seconds, the dielectric constant was maximum at the irradiation energy of 15 J / cm 2 , but when the irradiation energy was increased to 20 J / cm 2 , the dielectric constant was decreased. This is a result.
이러한 결과는 실시예 5 및 6에서 제조한 반도체 산화물 박막을 이용한 경우에서도 동일하게 나타났다.
These results were the same even when the semiconductor oxide thin films prepared in Examples 5 and 6 were used.
비교예로서 극단파 백색광을 조사하기 전에 반도체 산화물 박막의 온도를 상승시켜 극단파 백색광을 조사하고 유전상수를 측정하였으며, 이를 하기 표 2에 나타내었다. As a comparative example, the temperature of the semiconductor oxide thin film was raised before irradiation of the extreme ultraviolet-white light, and the dielectric constant was measured by irradiating extreme ultraviolet-white light.
샘플번호
Sample number
(℃)Substrate temperature
(° C)
유전상수
Dielectric constant
80
80
150
150
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 기판의 온도가 80 ℃인 경우 유전상수는 낮아지는 결과를 나타내었으며, 기판의 온도가 150 ℃로 증가시킨 경우에는 80 ℃인 경우 보다 유전상수가 증가하였으나 제논 램프의 강도가 증가에 따라 유전상수는 하락하였다. 또한, 기판을 가열하는 경우에는 도 11(기판의 온도가 80 ℃인 경우) 및 도 12(기판의 온도가 150 ℃인 경우)에 나타낸 바와 같이, 근적외선을 조사하는 경우에 비하여 결정화가 잘 이루어지지 않았으며, 필름의 표면상태가 좋지 않은 결과를 나타내었다.
As shown in Table 2, when the temperature of the substrate was 80 ° C, the dielectric constant was lowered. When the substrate temperature was increased to 150 ° C, the dielectric constant was increased compared with that at 80 ° C. As the strength increased, the dielectric constant decreased. Further, in the case of heating the substrate, as shown in Fig. 11 (when the temperature of the substrate is 80 DEG C) and Fig. 12 (when the temperature of the substrate is 150 DEG C) And the surface state of the film was not good.
시험예 3. 원자외선 조사에 따른 광소결 조건Test Example 3. Light Sintering Conditions by Far Infrared Irradiation
원자외선 조사에 따른 최적 광소결 조건을 설정하기 위하여 실시예 1의 2단계에서 제조한 반도체 산화물 박막에 시험예 2에서 설정한 최적 근적외선 조사 조건인 500 W로 180 초간 조사한 후, 시험예 1에서 설정한 최적 극단파 백색광 조사조건인 15 J/cm2 과 원자외선을 조사하되 원자외선 조사세기를 변화시켜가며 조사하였으며 유전상수를 측정하여 이를 도 7에 나타내었고, 필름 표면상태를 촬영하여 도 8에 나타내었다. In order to set the optimal light sintering condition according to the far ultraviolet irradiation, the semiconductor oxide thin film prepared in the second step of Example 1 was irradiated with the optimum near-infrared light irradiation condition set at Test Example 2 at 500 W for 180 seconds, the optimum extreme wave white light, but irradiated with the irradiation condition of 15 J / cm 2 and the ultraviolet rays were irradiated varying the ultraviolet irradiation intensity were shown in Figure 7 this by measuring the dielectric constant, in Fig. 8 by photographing the surface of the film state Respectively.
도 7을 참조로 하면, 원자외선의 세기가 30 및 90 mW/cm2에서 유전상수가 증가되었으며, 60 mW/cm2에서는 낮은 유전상수를 나타내었다. 한편 도 8을 참조로 하면 원자외선의 세기가 90 mW/cm2인 경우가 반도체 산화물의 결정화가 우수하게 이루어지는 것으로 나타났다. Referring to FIG. 7, the dielectric constant was increased at the intensity of the far ultraviolet light of 30 and 90 mW / cm 2 , and the dielectric constant was found at 60 mW / cm 2 . On the other hand, referring to FIG. 8, it was found that the crystallinity of the semiconductor oxide was excellent when the intensity of the deep ultraviolet light was 90 mW / cm 2 .
한편, 근적외선 대신에 열을 가하여 기판의 온도를 높인 도 13(기판의 온도가 80 ℃인 경우) 및 도 14(기판의 온도가 150 ℃인 경우)과 열처리 및 근적외선 처리를 하지 않은 도 15는 근적외선을 조사하는 경우에 비하여 결정화가 잘 이루어지지 않았으며, 필름의 표면상태가 좋지 않은 결과를 나타내었다. On the other hand, FIG. 15, in which heat is applied instead of near-infrared rays to raise the temperature of the substrate and FIG. 14 (when the temperature of the substrate is 80.degree. C.) and FIG. 14 The crystallization was not performed well and the surface condition of the film was not good.
Claims (16)
광소결 조건은 제논 플래쉬 램프의 펄스 수가 1 내지 100일 때, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이고, 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms의 조사 조건으로 조사되는 극단파 백색광; 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 근적외선 및 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 원자외선이 함께 조사되는 것임을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크.The method according to claim 1,
The light sintering condition is an extreme condition in which the intensity of the pulse is 0.1 to 50 J / cm 2 , the pulse width is 0.1 to 100 ms and the pulse gap is 0.1 to 20 ms when the number of pulses of the xenon flash lamp is 1 to 100 Wave white light; Near infrared rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 1000 W / cm 2 and far ultraviolet rays irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 500 mW / cm 2 are irradiated together. ink.
상기 반도체 산화물은 반도체 산화물 전구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크. The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor oxide comprises a semiconductor oxide precursor.
상기 반도체 산화물 전구체는 스트론튬 전구체 및 바륨 전구체 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물; 아세트산; 및 티타늄 전구체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크. The method of claim 3,
Wherein the semiconductor oxide precursor is selected from a strontium precursor and a barium precursor, or a mixture thereof; Acetic acid; And a titanium precursor. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 티타늄 전구체는 티타늄 테트라클로라이트, 티타늄 테트라에톡사이드, 티타늄 테트라이소프로포사이드, 티타튬(이소프로포사이드)2(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2, 티타늄(디메틸아미노에톡사이드)4 및 티타늄(메틸펜탄디올)(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크.5. The method of claim 4,
The titanium precursor may be selected from the group consisting of titanium tetrachloride, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium (isopropoxide) 2 (2,2,6,6-tetramethylheptanedionate) 2 , titanium Aminoethoxide) 4, and titanium (methylpentanediol) (2,2,6,6, -tetramethylheptanedionate) 2 , and a mixture of two or more thereof. ink.
상기 분산안정제는 에틸렌 글리콜, 에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 헥사놀아민, n-메틸피페리딘, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타크릴레이트, 덱스트란, 아조비스 및 도데실벤젠황산나트륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며,
반도체 산화물 1 몰에 대하여 분산안정제 0.1 내지 0.4 몰의 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크.The method according to claim 1,
The dispersion stabilizer may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, ethanolamine, ethyldiethanolamine, hexanolamine, n-methylpiperidine, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinylbutyral, polymethylmethacrylate, dextran, Azobis, and sodium dodecylbenzenesulfate, and may be one or more selected from the group consisting of azobis,
Wherein the dispersion medium is contained in an amount of 0.1 to 0.4 mol of a dispersion stabilizer per 1 mol of the semiconductor oxide.
상기 반도체 산화물은 입자의 크기가 직경이 1 내지 999 nm인 나노입자 및 직경이 1 내지 10 ㎛인 마이크로입자 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 복합 광 소결용 반도체 산화물 잉크.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor oxide is any one selected from the group consisting of nanoparticles having a diameter of 1 to 999 nm and microparticles having a diameter of 1 to 10 占 퐉 or a mixture thereof.
2) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크를 기판상에 코팅하는 단계; 및
3) 상기 광소결용 반도체 산화물 잉크가 코팅된 기판을 상온 조건에서 극단파 백색광을 조사하여 광소결 하는 단계;를 포함하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결 방법.1) preparing a semiconductor oxide ink for light-sintering comprising a semiconductor oxide and a dispersion stabilizer selected from strontium titanium oxide (SrTiO 3 ), barium titanium oxide (BaTiO 3 ), or a mixture thereof;
2) coating the semiconductor oxide ink for photo-sintering on a substrate; And
3) A step of photo-sintering the substrate coated with the photo-sintering semiconductor oxide ink by irradiating extreme ultraviolet-white light under normal temperature conditions.
상기 3) 단계는 근적외선 및 원자외선 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이 함께 조사되는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step (3) comprises irradiating one or both selected from near-infrared light and far ultraviolet light together.
상기 극단파 백색광은 제논 플래쉬 램프로부터 조사되는 것으로, 펄스 폭이 0.1 내지 100 ms이며, 펄스 수가 1 내지 100이고, 강도가 0.1 내지 50 J/cm2이며, 펄스 갭이 0.1 내지 20 ms인 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법.9. The method of claim 8,
The extreme ultraviolet white light is irradiated from a xenon flash lamp and has a pulse width of 0.1 to 100 ms, a pulse number of 1 to 100, an intensity of 0.1 to 50 J / cm 2 , and a pulse gap of 0.1 to 20 ms Of the total weight of the composite oxide.
상기 근적외선은 0 내지 1000 W/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되며,
상기 원자외선은 0 내지 500 mW/cm2의 세기로 0 내지 300초간 조사되는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법.10. The method of claim 9,
The near-infrared rays are irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 1000 W / cm 2 ,
Wherein the far ultraviolet light is irradiated for 0 to 300 seconds at an intensity of 0 to 500 mW / cm 2 .
상기 반도체 산화물은 입자의 크기가 직경이 1 내지 999 nm인 나노입자 및 직경이 1 내지 10 ㎛인 마이크로입자 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법9. The method of claim 8,
Wherein the semiconductor oxide is composed of any one selected from the group consisting of nanoparticles having a diameter of 1 to 999 nm and microparticles having a diameter of 1 to 10 占 퐉 or a mixture thereof.
상기 반도체 산화물은 반도체 산화물 전구체를 포함하는 것으로,
상기 반도체 산화물 전구체는 스트론튬 아세테이트 및 바륨아세테이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물; 아세트산; 및 티타늄 전구체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법.9. The method of claim 8,
The semiconductor oxide includes a semiconductor oxide precursor,
Wherein the semiconductor oxide precursor is selected from the group consisting of strontium acetate and barium acetate, or a mixture thereof; Acetic acid; And a titanium precursor. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 티타늄 전구체는 티타늄 테트라이소프로포사이드, 티타튬(이소프로포사이드)2(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2, 티타늄(디메틸아미노에톡사이드)4 및 티타늄(메틸펜탄디올)(2,2,6,6,-테트라메틸헵단디오네이트)2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법. 14. The method of claim 13,
The titanium precursor may be selected from the group consisting of titanium tetraisopropoxide, titanium (isopropoxide) 2 (2,2,6,6-tetramethylheptanedionate) 2, titanium (dimethylaminoethoxide) 4 and titanium Diol) (2,2,6,6, -tetramethylheptanedionate) 2, or a mixture of two or more thereof.
상기 기판은 전도성 물질이 코팅된 것으로 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌(PT), 폴리이미드(PI), 폴리에스터(PET), BT 에폭시/유리 섬유 및 포토페이퍼로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법. 9. The method of claim 8,
The substrate is coated with a conductive material and is selected from the group consisting of polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PT), polyimide (PI), polyester (PET), BT epoxy / glass fiber, Wherein the semiconductor light-emitting layer is formed on the substrate.
상기 광소결 단계는 일 단계(single-step) 또는 다 단계(multi-step)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 산화물 잉크의 복합 광 소결방법.9. The method of claim 8,
Wherein the photo-sintering step is performed in a single-step or multi-step manner.
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