KR20160130358A - Substrate and manufacturing method for the same - Google Patents

Substrate and manufacturing method for the same Download PDF

Info

Publication number
KR20160130358A
KR20160130358A KR1020160142898A KR20160142898A KR20160130358A KR 20160130358 A KR20160130358 A KR 20160130358A KR 1020160142898 A KR1020160142898 A KR 1020160142898A KR 20160142898 A KR20160142898 A KR 20160142898A KR 20160130358 A KR20160130358 A KR 20160130358A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
functional material
opening
porous
porous body
Prior art date
Application number
KR1020160142898A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
전영권
Original Assignee
전영권
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전영권 filed Critical 전영권
Priority to KR1020160142898A priority Critical patent/KR20160130358A/en
Publication of KR20160130358A publication Critical patent/KR20160130358A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a substrate which can be used in various applications as well as various applications by forming a functional material such as a heat resistant material or an electrically conductive material in the opening part of a porous body composing a substrate on which an electronic device is mounted, and providing functionality. The method of manufacturing a substrate according to the present invention comprises a preparation step of preparing a porous body having a plurality of opening parts and a processing step of forming a functional material in the opening part of the porous body.

Description

기판 및 그 제조방법{SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate,

본 발명은 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, CdTe, CIGS, 염료감응형, Si 등과 같은 박막 태양전지는 물론 LED, OLED 등의 발광소자가 실장되는 기판에 유연성, 내열성 및 전기전도성을 부여함으로써 전자소자의 적용성을 개선할 수 있는 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a substrate on which a light emitting device such as an LED or an OLED is mounted as well as a thin film solar cell such as CdTe, CIGS, dye-sensitized type or Si, To a substrate and a method of manufacturing the same that can improve the applicability of an electronic device by imparting conductivity.

박막 태양전지 기술은 현재 가장 큰 시장점유율을 보이고 있는 결정질 Si 태양전지와 비교되는 차세대 태양전지 기술로서, 박막 태양전지는 결정질 Si 태양전지보다 효율은 높으면서, 저가로 제조할 수 있는 태양전지이다. Thin film solar cell technology is next generation solar cell technology compared with crystalline Si solar cell, which has the biggest market share at present. Thin film solar cell is a solar cell that can be manufactured at a lower cost and higher efficiency than crystalline Si solar cell.

박막 태양전지는 다양한 종류가 개발되고 있는데, 그 대표적인 예로 CIGS(Cu(In, Ga)Se2) 태양전지를 들 수 있다. A variety of thin-film solar cells are being developed, such as CIGS (Cu (In, Ga) Se 2 ) solar cells.

CIGS 태양전지란, 일반적인 유리를 기판으로 기판-배면 전극-광흡수층-버퍼층-전면 투명전극 등으로 이루어진 전지로서, 그 중 태양광을 흡수하는 광흡수층이 CIGS 또는 CIS(CuIn(S,Se)2)로 이루어진 전지를 의미한다. 상기 CIGS 또는 CIS 중, CIGS가 더 널리 사용되므로, 이하에서는 CIGS 태양전지에 대하여 설명하기로 한다. CIGS solar cells is, in a typical glass substrate substrate, the back electrode-light absorbing-buffer layer - the front transparent as a cell consisting of electrodes and the like, the light absorption layer CIGS or CIS (CuIn (S, Se) to absorb the sunlight of the second ). ≪ / RTI > Among CIGS or CIS, CIGS is more widely used, and therefore, a CIGS solar cell will be described below.

CIGS는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 황동광(chalcopyrite)계 화합물 반도체로서 직접천이형 에너지 밴드갭을 가지고 있고, 광흡수계수가 약 1×105cm-1로 반도체 중에서 가장 높은 편에 속하여, 두께 1㎛ 내지 2㎛의 박막으로도 고효율의 태양전지 제조가 가능한 물질이다. CIGS is a chalcopyrite compound semiconductor of group I-III-VI. It has a direct band gap energy bandgap and has a light absorption coefficient of about 1 × 10 5 cm -1 , To 2 [micro] m, it is possible to manufacture a solar cell with high efficiency.

CIGS 태양전지는 실외에서도 전기광학적으로 장기 안정성이 매우 우수하고, 복사선에 대한 저항력이 뛰어나므로 우주선용 태양전지에도 적합한 태양전지이다. CIGS solar cells are excellent for long-term electro-optic stability even outdoors, and have excellent resistance to radiation, making them suitable for spacecraft solar cells.

이러한 CIGS 태양전지는 일반적으로는 유리를 기판으로 사용하나, 유리 기판 이외에도 고분자(예: 폴리이미드) 또는 금속박막(예: 스테인리스강, Ti) 기판 위에 증착하여 플렉시블 태양전지 형태로 제조할 수도 있다. Such a CIGS solar cell generally uses glass as a substrate, but it can also be manufactured in the form of a flexible solar cell by depositing it on a substrate such as a polymer (for example, polyimide) or a metal thin film (for example, stainless steel, Ti) in addition to a glass substrate.

그러나, 상술한 바와 같은 기판 재료는 유연한 특성이 부족하거나, 내열성과 전기전도성의 측면에서 다소 부족한 등의 문제점이 있었다. However, the substrate material as described above has problems such as lack of flexibility characteristics and insufficient heat resistance and electrical conductivity.

(특허문헌 1) 1. 미국 등록 특허공보 US7,705,523 (2010년4월27일)(Patent Document 1) 1. U.S. Patent Publication No. 7,705,523 (Apr. 27, 2010)

(특허문헌 2) 2. 대한민국 공개 특허공보 제2011-0087226호 (2011년08월02일)(Patent Document 2) 2. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0087226 (Aug. 02, 2011)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전자소자가 실장되는 기판을 구성하는 다공체의 개구부를 포함하는 표면에 내열성 물질 또는 전기전도성 물질과 같은 기능성 물질을 형성하여 기능성을 부여함으로써, 다양한 용도로 사용함은 물론 다양한 디자인 적용이 가능한 기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다. It is an object of the present invention to solve the above problems in the prior art by providing a functional material such as a heat resistant material or an electrically conductive material on a surface including an opening of a porous body constituting a substrate on which an electronic device is mounted, A substrate which can be used for various applications as well as various designs, and a manufacturing method thereof.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기판의 제조방법은, (a) 다수의 개구부가 형성된 다공체를 준비하는 준비 단계; 및 (b) 상기 다공체의 개구부를 포함하는 표면에 기능성 물질(functional material)을 형성하는 처리 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a substrate, comprising: (a) preparing a porous body having a plurality of openings; And (b) forming a functional material on a surface including the opening of the porous body.

바람직하게, 상기 기능성 물질은, 내열성 물질 또는 전기전도성 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Preferably, the functional material may include at least one of a heat-resistant material and an electrically conductive material.

바람직하게, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 내열성 물질 및 전기전도성 물질 중 어느 하나의 물질을 형성하는 제1 처리 단계; 및 (b2) 상기 내열성 물질 및 전기전도성 물질 중 나머지 하나의 물질을 형성하는 제2 처리 단계;를 포함할 수 있다. Preferably, the step (b) includes: (b1) a first processing step of forming any one of the refractory material and the electrically conductive material; And (b2) a second processing step of forming the remaining one of the heat resistant material and the electrically conductive material.

바람직하게, 상기 내열성 물질은, B, C, N, O, BC, BN, AlO, SiO, ZrO 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Preferably, the refractory material may include at least one of B, C, N, O, BC, BN, AlO, SiO, and ZrO.

바람직하게, 상기 전기전도성 물질은, Al, Cu, Mo, ITO 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Preferably, the electrically conductive material includes at least one of Al, Cu, Mo, and ITO.

바람직하게, 상기 다공체는, 유기성 재료, 금속 재료, 세라믹 재료 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Preferably, the porous article may be formed of any one of organic materials, metal materials, ceramic materials, and mixtures of two or more thereof.

바람직하게, 상기 유기성 재료는, 폴리머, 폴리머 폼(foam), 부직포, 유기 직물 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Preferably, the organic material may be composed of any one of a polymer, a polymer foam, a nonwoven fabric, an organic fabric, and a mixture of two or more selected from them.

바람직하게, 상기 금속 재료는, Al, Fe, Ni, Cu, Mo 및 이들로부터 선택된 2 이상의 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Preferably, the metal material may be any one of Al, Fe, Ni, Cu, Mo, and at least two alloys selected therefrom.

바람직하게, 상기 세라믹 재료는, Si, SiO2, Al2O3, Zr2O3 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Preferably, the ceramic material may be made of any one of Si, SiO 2, Al 2 O 3, Zr 2 O 3 and a mixture of two or more selected from these.

바람직하게, 상기 다공체의 개구부는, 개기공(open pore)을 포함할 수 있다. Preferably, the openings of the porous body may include open pores.

바람직하게, 상기 다공체의 개구부는, 10㎛ 내지 1㎜의 크기로 형성될 수 있다. Preferably, the opening portion of the porous body may be formed to have a size of 10 mu m to 1 mm.

바람직하게, 상기 다공체의 개구율은, 50% 내지 90% 일 수 있다. Preferably, the opening ratio of the porous body may be 50% to 90%.

바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 상기 기능성 물질은 100㎚ 내지 10㎛의 두께로 형성할 수 있다. Preferably, in the step (b), the functional material may be formed to a thickness of 100 nm to 10 탆.

바람직하게, 상기 기능성 물질은, 건식 증착법 또는 습식 코팅법 중에서 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있다. Preferably, the functional material may be formed by any one of a dry vapor deposition method and a wet coating method.

바람직하게, 상기 (b) 단계 이후에, (c) 상기 기능성 물질을 제외한 다공체를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다. Preferably, after step (b), (c) removing the porous body except for the functional material.

바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 상기 기능성 물질은 상기 다공체의 일측 개구부와 일측 표면에만 형성할 수 있다. Preferably, in the step (b), the functional material may be formed only on one opening and one surface of the porous body.

바람직하게, 산소 분위기에서 플라즈마를 이용하여 열처리함에 따라 상기 다공체를 제거할 수 있다. Preferably, the porous body can be removed by heat treatment using plasma in an oxygen atmosphere.

바람직하게, 상기 (c) 단계에서, 산성 용액에서 습식 식각함에 따라 상기 다공체를 제거할 수 있다. Preferably, in the step (c), the porous body may be removed by wet etching in an acidic solution.

한편, 상술한 바와 같은 기판의 제조방법으로 제조된 기판이 개시된다. On the other hand, a substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate as described above is disclosed.

상술한 바와 같은 본 발명은, 기판으로서 규칙적인 개구부를 갖는 다공체를 사용함으로써 기존의 전자소자보다 유연성을 향상시킴으로써 박막 전자소자를 다양한 디자인과 용도에 적용하는데 유리하다. The present invention as described above is advantageous in that the thin film electronic device is applied to various designs and uses by improving the flexibility of the electronic device by using a porous article having regular openings as the substrate.

또한, 본 발명에 따른 전자소자의 기판에 내열성 물질이나 전기전도성 물질을 형성하는 경우에는 전자소자의 기능성을 더욱 개선할 수 있다. In addition, when a heat-resistant material or an electrically conductive material is formed on the substrate of the electronic device according to the present invention, the functionality of the electronic device can be further improved.

또한, 전자소자가 실장되는 유연성 기판을 구성하는 다공체의 개구부를 포함하는 표면에 내열성 물질 또는 전기전도성 물질과 같은 기능성 물질을 형성하여 기능성을 부여함으로써, 다양한 용도와 디자인 적용이 가능하다는 이점이 있다. In addition, there is an advantage that a variety of uses and designs can be applied by providing functionalities by forming a functional material such as a heat resistant material or an electrically conductive material on a surface including openings of a porous body constituting a flexible substrate on which electronic elements are mounted.

또한, 다공체의 개구부를 포함하는 표면에 내열성 물질과 전기전도성 물질을 함께 형성함에 따라 내열성과 전기전도성의 향상을 동시에 이룰 수 있다는 이점이 있다. In addition, by forming a heat-resistant material and an electrically conductive material on the surface including the openings of the porous body, the heat resistance and the electrical conductivity can be improved at the same time.

또한, 유연성 기판을 구성하는 다공체를 유기성 재료로 구성함에 따라 경량화와 개구부의 형성이 용이하다는 이점이 있다. In addition, since the porous substrate constituting the flexible substrate is made of an organic material, it is advantageous in that it is light in weight and easy to form openings.

또한, 유연성 기판을 구성하는 다공체를 금속 재료로 구성함에 따라 기계적 가공성과 강도가 우수함은 물론 형상 디자인 특성을 보다 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. Further, when the porous body constituting the flexible substrate is made of a metal material, there is an advantage that not only the mechanical workability and strength, but also the shape design characteristic can be further improved.

또한, 유연성 기판을 구성하는 다공체를 세라믹 재료로 구성함에 따라 열에 대한 안정성이 우수하고 경도가 높은 이점이 있다. In addition, the porous substrate constituting the flexible substrate is made of a ceramic material, which is advantageous in terms of stability against heat and high hardness.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 기판의 제조방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 개기공 망목 구조를 갖는 전자소자 기판의 평면구조를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 개기공 망목 구조를 갖는 전자소자 기판에 기능성 물질이 형성된 상태를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 망목구조의 개구부를 갖는 기판의 표면에 기능성 물질을 형성하기 전과 후의 온도에 따른 변형 특성을 비교한 도표이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 망목구조의 개구부를 갖는 기판의 표면에 기능성 물질을 형성하기 전과 후의 전기전도도 변화를 비교한 도표이다. 1 is a flowchart illustrating a procedure of a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing a planar structure of an electronic device substrate having a three-dimensional open pore network structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a state in which a functional material is formed on an electronic device substrate having a three-dimensional open pore network structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph comparing deformation characteristics according to temperature before and after forming a functional material on a surface of a substrate having an opening of a three-dimensional network structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph comparing electrical conductivity changes before and after forming a functional material on a surface of a substrate having an opening of a three-dimensional network structure according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 기판의 제조방법의 순서를 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 개기공 망목 구조를 갖는 전자소자 기판의 평면구조를 나타낸 사진이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 개기공 망목 구조를 갖는 전자소자 기판에 기능성 물질이 형성된 상태를 도시한 개략도이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a planar structure of an electronic device substrate having a three-dimensional open pore network structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a functional material is formed on an electronic device substrate having a three-dimensional open pore network structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 유연성 기판의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 개구부(110)가 형성된 다공체(100)를 준비하는 준비 단계 및 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 기능성 물질(120, functional material)을 형성하는 처리 단계를 포함하여 이뤄진다. 1, a method of manufacturing a flexible substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes preparing a porous body 100 having a plurality of openings 110 and forming a plurality of openings 110 of the porous body 100 And forming a functional material 120 on the surface including the functional material 120.

먼저, 다수의 개구부(110)가 형성된 다공체(100)를 준비하는 준비 단계에 대하여 설명하도록 한다. First, the preparing step of preparing the porous article 100 having the plurality of openings 110 will be described.

상기 다공체(100)는 다수의 개구부(110)가 형성된 구조체로서, 상기 개구부(110)는 외부측에 구멍이 노출되어 열려있는 상태의 개구부(110)를 의미한다. 상기 개구부(110)는 개기공(open pore)으로 형성되는 것이 바람직하다. The porous body 100 is a structure in which a plurality of openings 110 are formed, and the openings 110 refer to openings 110 in which openings are opened to the outside. The opening 110 is preferably formed as an open pore.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다공체(100)는 각 개구부(110)가 이웃하는 다른 개구부(110)와 연결되어 있지 않고 외부 분위기 가스의 흐름이 가능한 형태로 폐쇄되지 않은 구멍 형태의 다공체(100), 또는, 각각의 개구부(110)들이 상호 연결된 형태의 개기공(open pore) 다공체(100)일 수 있다. 2, the porous member 100 is formed in a shape of a hole in which each opening 110 is not connected to another neighboring opening 110, The porous body 100 or the open pore porous body 100 in which the respective openings 110 are interconnected.

한편, 상기 다공체(100)의 개구부(110) 크기는, 대략 10㎛ 내지 1㎜인 것이 바람직하다. On the other hand, the size of the opening 110 of the porous article 100 is preferably about 10 μm to 1 mm.

상기 다공체(100)의 개구부(110) 크기가 10㎛ 미만인 경우에는, 상기 개구부(110)에 형성되는 기능성 물질(120)의 두께가 다소 얇게 형성되어 기능성 물질(120)의 형성에 따라 부여하고자 하는 기능의 발휘가 충분히 효과적이지 못한 문제점이 있기 때문이다. When the size of the opening 110 of the porous body 100 is less than 10 탆, the thickness of the functional material 120 formed in the opening 110 is formed to be somewhat thin, This is because the function is not sufficiently effective.

예를 들어, 개구부(110)에 기능성 물질(120)을 형성하여 기능성을 부여하기 위해서는 기능성 물질(120)의 형성 두께가 대략 5㎛로 형성되어야 하는데, 개구부(110)의 크기가 10㎛ 미만으로 형성되면 기능성 물질(120)의 두께가 5㎛미만으로 형성되어 기능의 발휘가 일부 발생하지만 충분히 효과적이지 못하게 된다. For example, in order to form the functional material 120 in the opening 110 to provide functionality, the functional material 120 is formed to have a thickness of about 5 탆. When the size of the opening 110 is less than 10 탆 The thickness of the functional material 120 is less than 5 [micro] m, so that the function of the functional material 120 is not sufficiently effective.

즉, 개구부(110)에 형성되는 기능성 물질(120)의 두께를 5㎛ 이상으로 설정하면, 해당 두께로 기능성 물질(120)을 형성하기 이전에 개구부(110)가 폐쇄되어 원하는 두께를 형성할 수 없기 때문이다. That is, if the thickness of the functional material 120 formed on the opening 110 is set to 5 탆 or more, the opening 110 is closed before the functional material 120 is formed, It is because there is not.

한편, 상기 다공체(100)의 개구부(110) 크기가 1㎜를 초과하는 경우에는, 다공체(100)의 전체적인 밀도가 감소하게 되어 강도가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다. On the other hand, when the size of the opening 110 of the porous article 100 exceeds 1 mm, the overall density of the porous article 100 decreases and the strength of the porous article 100 decreases.

따라서, 상기 다공체(100)의 개구부(110) 크기는, 대략 10㎛ 내지 1㎜, 바람직하게는, 10㎛ 내지 100㎛의 범위를 갖도록 형성되어 기능성 물질(120)에 의한 기능이 충분히 발휘되고, 충분한 강도를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Accordingly, the size of the opening 110 of the porous article 100 is formed to be in the range of about 10 탆 to 1 mm, preferably 10 탆 to 100 탆, so that the function of the functional material 120 is sufficiently exhibited, It is desirable to maintain sufficient strength.

상기 다공체(100)의 개구율(다공체(100) 면적에 대한 개구부(110) 면적의 비율)은 기판에 요구되는 가공 특성이나 강도 등의 기계적 특성에 맞추어 변형이 가능하며, 대략 50% 내지 90% 인 것이 바람직하다. The opening ratio of the porous article 100 (the ratio of the area of the opening 110 to the area of the porous article 100) can be varied in accordance with mechanical characteristics such as processing characteristics and strength required for the substrate, and is approximately 50% to 90% .

이는, 다공체(100)의 개구율이 50% 미만인 경우에는 다공체의 부피가 상대적으로 과다하여 유연성을 감소시키는 문제점이 있고, 90% 초과인 경우에는 다공체의 부피가 상대적으로 부족하여 기계적 강도가 취약하게 되는 문제점이 있기 때문이다. When the porosity of the porous article 100 is less than 50%, the volume of the porous article is relatively large and flexibility is reduced. When the porosity of the porous article 100 is more than 90%, the volume of the porous article is relatively insufficient, There is a problem.

한편, 상기 다공체(100)는, 유기성 재료, 금속 재료, 세라믹 재료 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the porous article 100 may be formed of any one of organic materials, metal materials, ceramic materials, and mixtures of two or more thereof.

상기 다공체(100)를 구성하는 유기성 재료로서, 폴리머, 폴리머 폼(foam), 부직포, 유기 직물 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. As the organic material constituting the porous article 100, a polymer, a polymer foam, a nonwoven fabric, an organic fabric, and a mixture of two or more selected from them may be used.

상기 폴리머 폼(foam)으로서, 폴리우레탄(PU) 폼 또는 유기 직물이 바람직하다. As the polymer foam, a polyurethane (PU) foam or an organic fabric is preferable.

상술한 바와 같은 유기성 재료로 이루어진 다공체(100)는, 경량화나 개구부(110) 구조의 제조가 용이하다는 장점이 있다. The porous article 100 made of an organic material as described above is advantageous in that it is light in weight and easy in manufacturing of the opening 110 structure.

상기 다공체(100)를 구성하는 금속 재료로서, Al, Fe, Ni, Cu, Mo 및 이들로부터 선택된 2 이상의 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The metal material constituting the porous body 100 may be made of any one of Al, Fe, Ni, Cu, Mo, and two or more alloys selected therefrom.

상술한 바와 같은 금속 재료로 이루어진 다공체(100)는, 그 자체로 기계적 가공성이 우수하여 다른 재료에 비해 형상 디자인 특성을 보다 향상시킬 수 있고, 소재의 강도를 높일 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 다공체(100)는 메쉬(mesh)형태를 갖는 것을 포함한다. The porous article 100 made of a metal material as described above is excellent in mechanical workability itself and has an advantage that the shape design characteristic can be further improved as compared with other materials and the strength of the material can be increased. At this time, the porous article 100 may have a mesh shape.

상기 다공체(100)를 구성하는 세라믹 재료로서, Si, SiO2, Al2O3, Zr2O3 및 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. As the ceramic material constituting the porous article 100, any one of Si, SiO 2 , Al 2 O 3 , Zr 2 O 3 and a mixture of two or more selected from them may be used.

상술한 바와 같은 세라믹 재료로 이루어진 통기성 다공체(100)는, 열에 대한 안정성이 우수하고 경도가 높은 장점이 있다. The air-permeable porous article 100 made of the above-described ceramic material has an advantage of excellent stability against heat and high hardness.

다음으로, 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 기능성 물질(120, functional material)을 형성하는 처리 단계에 대하여 설명하도록 한다. Next, the processing step of forming the functional material 120 on the surface including the opening 110 of the porous article 100 will be described.

상기 기능성 물질(120)은 내열성 물질 또는 전기전도성 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The functional material 120 may include at least one of a heat-resistant material and an electrically conductive material.

상기 기능성 물질(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 형성되는 물질이다. The functional material 120 is a material formed on a surface of the porous body 100 including the opening 110 as shown in FIG.

상기 내열성 물질은, B, C, N, O 등의 경량 원소 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 구체적으로, 상기 화합물은 BC, BN, AlO, SiO, ZrO 등의 세라믹 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. The heat resistant material includes at least one of light elements such as B, C, N, O and compounds thereof. Specifically, the compound includes a ceramic material such as BC, BN, AlO, SiO, ZrO Lt; / RTI >

상기 전기전도성 물질은, Al, Cu, Mo, ITO 등의 저저항 물질 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The electrically conductive material may include at least one of low resistance materials such as Al, Cu, Mo, and ITO, and a compound thereof.

예를 들어, 상기 기능성 물질(120)은 상기 경량원소를 포함하는 전구체 기체를 원료로 이용하는 플라즈마 도핑 방법으로 형성할 수 있다. For example, the functional material 120 may be formed by a plasma doping method using a precursor gas containing the light-weight element as a raw material.

상술한 바와 같이, 플라즈마 도핑 방법으로 기능성 물질(120)을 형성하는 경우에, BF3, CH3, N2 및 CDA 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 반응가스를 사용할 수 있다. As described above, when the functional material 120 is formed by the plasma doping method, BF 3 , CH 3 , N 2 And CDA may be used as the reaction gas.

그 외에도, 상기 기능성 물질(120)은 상기 경량원소를 포함하는 전구체 기체를 원료로 이용하는 플라즈마 도핑 방법과 추가적인 열처리 방법을 이용하여 형성할 수도 있다. In addition, the functional material 120 may be formed using a plasma doping method using a precursor gas containing the light-weight element as a raw material and an additional heat treatment method.

여기서, 상기 열처리는, N2, Ar 및 공기 분위기로 300℃ 이상의 온도에서 1분 이상 가열하여 이루어질 수 있다. Here, the heat treatment may be performed using N 2 , Ar And heating at a temperature of 300 DEG C or more in an air atmosphere for 1 minute or more.

한편, 기능성 물질(120)을 형성하기 위한 다른 방법으로서, 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 상기 경량원소 및 이들의 화합물을 포함하는 기체를 원료로 이용하여 증착 방법으로 형성하는 방법을 이용할 수 있다. As another method for forming the functional material 120, a gas containing the light-weight element and a compound thereof is formed on the surface including the opening 110 of the porous article 100 by a vapor deposition method Can be used.

예를 들어, 상기 기능성 물질(120)은 스퍼터링(sputtering)법, 증발(evaporation)법 등과 같은 물리기상증착(PVD, Physical Vapor Deposition)법이나, 화학기상증착(CVD, Chemical Vapor Deposision)법, 원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)법 등과 같은 건식 증착법이나, 화학적 용액 성장(chemical bath deposition; CBD), 스핀 코팅(spin coating), 닥터 블레이드 코팅(doctor-blade coating), 드롭 캐스팅(drop-casting), 스크린 프린팅(screen printing) 및 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 등의 습식 코팅법 중에서 어느 한가지의 방법을 이용하여 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 소정 두께의 박막층으로 형성될 수 있다. For example, the functional material 120 may be formed by a physical vapor deposition (PVD) method such as a sputtering method or an evaporation method, a chemical vapor deposition (CVD) method, Dry chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition (CBD), spin coating, doctor-blade coating, drop-casting (ALD), and atomic layer deposition A thin film layer having a predetermined thickness is formed on the surface including the opening 110 of the porous article 100 by using any one of wet coating methods such as screen printing and inkjet printing .

상기 스퍼터링법을 사용할 경우에는, 진공 챔버 내에 형성하고자 하는 금속재료의 타겟(target)을 설치하고, 진공상태에서 Ar 등의 불활성 가스를 주입하고 플라즈마를 발생시켜서 Ar 이온이 타겟에 충돌하여 방출되는 금속원자가 다공체(100) 상에 증착되어 기능성 물질(120)이 형성되도록 할 수 있다. In the case of using the above sputtering method, a target of a metal material to be formed in a vacuum chamber is provided, an inert gas such as Ar is injected in a vacuum state, a plasma is generated, Atoms may be deposited on the porous body 100 to form the functional material 120.

상기 증발법을 사용할 경우에는, 진공 챔버의 증발원 홀더에 기능성 물질(120)층을 형성할 재료의 분말이나 조각을 장입하고, 저항가열에 의하여 기능성 재료의 원자를 증발시킴으로써 다공체(100) 상에 기능성 물질(120)이 형성되도록 할 수 있다. When the evaporation method is used, powders or pieces of a material for forming the functional material layer 120 are charged in an evaporation source holder of a vacuum chamber, and atoms of the functional material are evaporated by resistance heating, So that the material 120 is formed.

상기 화학기상증착법을 사용할 경우에는, 전구체로 기능성 물질(120)을 포함하는 유기금속 착화합물 가스를 사용하며, 아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스와 같은 불활성 가스를 전달 가스로 사용하여, 공지의 화학기상증착 조건을 통해, 다공체(100) 상에 기능성 물질(120)이 형성되도록 할 수 있다. When the chemical vapor deposition method is used, an organic metal complex gas including the functional material 120 is used as a precursor, and an inert gas such as argon (Ar) gas or nitrogen (N 2 ) Through the known chemical vapor deposition conditions, the functional material 120 can be formed on the porous article 100.

상기 원자층 증착법을 사용할 경우에는, 기능성 물질(120)의 원료 전구체를 유입하여 흡착시키는 단계, 퍼지 가스를 이용하여 부산물을 탈착시키고 잔류 가스를 제거하는 단계, 반응 가스를 공급하여 원료 전구체와 반응시키는 단계, 퍼지 가스를 이용하여 부산물을 탈착시키고 잔류 가스를 제거하는 단계를 포함하는 사이클을 반복함에 따라 원하는 두께의 기능성 물질(120)을 형성할 수 있다. In the case of using the atomic layer deposition method, the raw material precursor of the functional material 120 is introduced and adsorbed, the by-product is desorbed by using a purge gas, the residual gas is removed, and the reaction gas is supplied to react with the raw precursor Removing the by-product using a purge gas, and removing the residual gas, to form the functional material 120 having a desired thickness.

상기 원자층 증착법은 상기 기능성 물질(120)층의 두께를 얇은 두께로 형성할 수 있고, 또한, 박막층이 치밀하게 형성되고 단차 피복성(stepcoverage)이 우수하게 형성될 수 있다는 점에서 기능성 물질(120)을 형성하기 위한 가장 바람직한 방법이다. In the atomic layer deposition method, the functional material 120 may be formed to have a small thickness, and the thin film layer may be densely formed and the step coverage may be excellent. ). ≪ / RTI >

한편, 상술한 방법 이외에도 상기 통기성 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 기능성 물질(120)층을 형성할 수 있는 방법이라면 공지의 방법을 채택하여 사용할 수도 있음은 물론이다. In addition, it is also possible to employ a known method as long as the functional material 120 can be formed on the surface including the opening 110 of the breathable porous body 100 in addition to the above-described method.

특히, 상기 전기전도성 물질을 형성하는 방법으로서, 상기 저저항 물질의 원소를 포함하는 전구체나 타겟 재료를 이용하는 스퍼터링법, 플라즈마 증착 방법 등의 건식 증착 방법이나, 화학적 용액 성장, 스핀 코팅 등의 습식 코팅 방법을 이용할 수 있으며, 상술한 방법 이외에도 도전성 물질층을 형성할 수 있는 방법이라면 공지의 방법을 채택하여 사용할 수도 있음은 물론이다. Particularly, as the method for forming the electrically conductive material, a dry deposition method such as a sputtering method or a plasma deposition method using a precursor or a target material containing the element of the low resistance material, a wet deposition method such as a chemical solution growth, Method may be used. In addition to the above-mentioned method, a known method may be employed as long as it is a method of forming a conductive material layer.

한편, 상술한 바와 같은 내열성 물질 또는 전기전도성 물질로 이루어지는 기능성 물질(120)을 형성하는 두께는 100㎚ 내지 10㎛의 범위인 것이 바람직하다. On the other hand, the thickness for forming the functional material 120 made of the heat-resistant material or the electrically conductive material as described above is preferably in the range of 100 nm to 10 mu m.

이는, 기능성 물질(120)의 형성 두께가 100㎚ 미만일 경우에는, 기능성 물질(120)의 두께가 너무 얇아서 기능성 효과가 떨어지거나 발휘되지 못하는 문제점이 있고, 10㎛ 초과인 경우에는, 형성 두께의 증가에 따른 기능성 효과는 충분히 발휘되지만 기판의 유연성이 감소하는 문제점과 공정 시간과 공정 비용이 증가되는 단점이 있기 때문이다. When the thickness of the functional material 120 is less than 100 nm, the thickness of the functional material 120 is too thin, so that the functional effect is not exhibited or exhibited. When the thickness exceeds 10 탆, But the drawback is that the flexibility of the substrate is reduced and the process time and process cost are increased.

한편, 상기 다공체(100)의 개구부(110)를 포함하는 표면에 기능성 물질(120, functional material)을 형성하는 처리 단계는, 상기 내열성 물질 및 전기전도성 물질 중 어느 하나의 물질을 형성하는 제1 처리 단계 및 상기 내열성 물질 및 전기전도성 물질 중 나머지 하나의 물질을 형성하는 제2 처리 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, the process of forming the functional material 120 on the surface of the porous body 100 including the opening 110 may include a first process for forming the heat resistant material and the electrically conductive material And a second processing step of forming the remaining one of the refractory material and the electrically conductive material.

구체적으로, 상기 제1 처리 단계에서는 상기 개구부(110)를 포함하는 표면에 내열성 물질을 형성하는 것으로 이루어질 수 있고, 상기 제2 처리 단계에서는 상기 개구부(110)를 포함하는 표면에 형성된 내열성 물질 위에 전기전도성 물질을 형성하는 것으로 이뤄질 수 있다. Specifically, in the first processing step, a heat resistant material may be formed on the surface including the opening 110. In the second processing step, the heat treatment may be performed on the heat resistant material formed on the surface including the opening 110, Forming a conductive material.

즉, 상기 개구부(110)를 포함하는 표면에 1차적으로 내열성 물질을 형성하고, 그 표면에 2차적으로 전기전도성 물질을 형성하는 것이다. That is, a heat resistant material is primarily formed on the surface including the opening 110, and a second electrically conductive material is formed on the surface.

한편, 상기 제1 처리 단계에서 상기 개구부(110)를 포함하는 표면에 전기전도성 물질을 형성한 후 상기 제2 처리 단계에서 상기 개구부(110)를 포함하는 표면에 형성된 전기전도성 물질 위에 내열성 물질을 형성할 수도 있음은 물론이다. Meanwhile, in the first processing step, an electrically conductive material is formed on the surface including the opening 110, and then a heat resistant material is formed on the electrically conductive material formed on the surface including the opening 110 in the second processing step Of course.

상술한 바와 같은 기능성 물질(120)이 형성된 다공체(100)는 각종 박막 태양전지나 발광소자 등 전자소자가 실장되는 유연성 기판으로서 적용할 수 있다. The porous member 100 on which the functional material 120 is formed can be applied as a flexible substrate on which electronic devices such as various thin film solar cells and light emitting devices are mounted.

예를 들어, 곡면을 갖거나 구부러질 수 있는 기판 소재로서 커튼, 두루마리, 가방, 케이스 등의 여러 가지 형상에 적합하도록 다공체(100)를 가공한 후에 상기 기능성 처리를 적용함으로써 유연성과 중량 저감을 도모하는 동시에 내열성과 전기전도성 등의 기능성을 부가할 수 있다. For example, after processing the porous article 100 so as to be suitable for various shapes such as a curtain, a scroll, a bag, a case and the like as a substrate material having a curved surface or a curved shape, And heat resistance and electrical conductivity can be added.

<제1실시예>&Lt; Embodiment 1 >

본 발명의 제1실시예로서, 유기 다공체의 표면에 내열성을 갖는 기능성 물질(120)을 형성하였다. In the first embodiment of the present invention, the functional material 120 having heat resistance is formed on the surface of the organic porous body.

3차원 개기공 망목구조를 갖는 다공체로서, 유기 다공체인 폴리우레탄 폼의 표면에 내열성을 갖는 기능성 물질을 형성하였다. A functional material having heat resistance was formed on the surface of a polyurethane foam, which is an organic porous material, as a porous material having a three-dimensional open pore network structure.

상기 폴리우레탄 폼은 개구부(또는 셀)의 크기가 70㎛ ~ 600㎛ 범위이고, 상기 내열성을 갖는 기능성 물질로서, 보론나이트라이드(BN) 화합물 박막, 알루미나(Al2O3)박막을 원자층 증착 방법으로 50㎚의 두께로 형성하였다. The polyurethane foam is formed by atomic layer deposition of a boron nitride (BN) compound thin film and an alumina (Al 2 O 3 ) thin film as the functional material having an opening (or cell) size ranging from 70 μm to 600 μm, To a thickness of 50 nm.

원자층 증착 공정을 적용함에 있어서, Al 화합물 전구체로서는 알루미늄 하이드라이드(aluminum hydride: AlH3), 트리메틸 알루미늄(trimethylaluminum: (CH3)3Al), 디메틸 알루미늄 하이드라이드(dimethyl aluminum hydride: (CH3)2AlH), 디메틸에틸아민 알란(dimethylethylamine alane: [(CH3)2C2H5N]AlH3) 중에서 선택된 1 종 이상을 이용하였다. Aluminum hydride (AlH 3 ), trimethylaluminum (CH 3 ) 3 Al, and dimethyl aluminum hydride (CH 3 ) are used as the Al compound precursor in the application of the atomic layer deposition process. 2 AlH), and dimethylethylamine alane ([(CH 3 ) 2 C 2 H 5 N] AlH 3 ).

원자층 증착 단계는 시간대별로 4개 구간으로 구분하여 진행하였으며, 구체적으로 Ar을 희석가스로 하여 Al 화합물 전구체를 흡착시키는 제1단계, Ar 가스로 부산물과 잔류가스를 제거하는 제2단계, 산소 플라즈마를 발생시켜서 산화반응을 일으키는 제3단계, Ar 가스로 부산물과 잔류가스를 제거하는 제4단계를 거쳐서 Al2O3 박막을 형성하였다. The atomic layer deposition step is divided into four sections in each time period. Specifically, the atomic layer deposition step is divided into four sections by time, specifically, a first step of adsorbing an Al compound precursor using Ar as a diluent gas, a second step of removing by-products and residual gas by Ar gas, And a fourth step of removing by-products and residual gas by an Ar gas to form an Al 2 O 3 thin film.

한편, 제1단계에서는 Al 화합물 전구체와 함께 수소(H2) 기체를 동시에 적용할 수도 있다. Meanwhile, in the first step, hydrogen (H 2 ) gas may be simultaneously applied together with an Al compound precursor.

이때, 상기 제1단계는 0.3 ~ 5초, 제2단계는 10 ~ 20초, 제3단계는 3 ~ 5초, 제4단계는 5 ~ 20초 동안 진행하며, 반응온도는 100℃ ~ 300℃에서 상기 4개의 단계를 1개의 사이클로 하여 성막 두께와 성막 속도(약 0.2nm/sec)에 따라 50회 ~ 500회 사이클을 반복하여 10 ~ 100nm의 두께로 내열성 물질을 형성할 수 있으며, 본 실시예에서는, 공정 온도 100℃에서 제1단계는 1초, 제2단계는 10초, 제3단계는 3초, 제4단계는 5초로 구성된 원자층 증착 사이클을 250회 적용하여 약 50nm의 Al2O3 물질로 된 박막층을 형성할 수 있었다. In this case, the first step is performed for 0.3 to 5 seconds, the second step is performed for 10 to 20 seconds, the third step is performed for 3 to 5 seconds, the fourth step is performed for 5 to 20 seconds, It is possible to form a heat resistant material with a thickness of 10 to 100 nm by repeating 50 to 500 cycles according to the film forming thickness and the film forming speed (about 0.2 nm / sec) by using the four steps as one cycle, , An atomic layer deposition cycle consisting of a first step of 1 second, a second step of 10 seconds, a third step of 3 seconds and a fourth step of 5 seconds was applied 250 times at a process temperature of 100 占 폚 to form about 50 nm of Al 2 O A thin film layer composed of three materials can be formed.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 망목구조의 개구부를 갖는 기판의 표면에 기능성 물질을 형성하기 전과 후의 온도에 따른 변형 특성을 비교한 도표로서, 내열성 물질을 형성하지 않은 경우에는 137℃에서 변형이 일어났으나, Al2O3 물질을 50nm 두께로 증착한 경우에는 225℃까지 변형이 일어나지 않아 내열성이 향상된 것을 확인할 수 있다. FIG. 4 is a graph comparing deformation characteristics according to temperature before and after forming a functional material on the surface of a substrate having an opening of a three-dimensional network structure according to an embodiment of the present invention. In the case where a heat resistant material is not formed, 137 nateu or deformation occurred in ℃, Al 2 O 3 When the material is deposited to a thickness of 50 nm, no deformation occurs up to 225 DEG C, indicating that the heat resistance is improved.

<제2실시예>&Lt; Embodiment 2 >

본 발명의 제2실시예로서 유기 다공체의 표면에 전기전도성을 갖는 기능성 물질(120)을 형성하였다. As a second embodiment of the present invention, a functional material 120 having electrical conductivity is formed on the surface of an organic porous body.

3차원 개기공 망목구조를 갖는 다공체로서, 유기 다공체인 폴리우레탄 폼의 표면에 내열성을 갖는 기능성 물질을 형성하였다. A functional material having heat resistance was formed on the surface of a polyurethane foam, which is an organic porous material, as a porous material having a three-dimensional open pore network structure.

상기 폴리우레탄 폼은 개구부(또는 셀)의 크기가 70㎛ ~ 600㎛ 범위이고, 상기 내열성을 갖는 기능성 물질로서, Al박막을 스퍼터링 방법으로 1㎛의 두께로 형성하였다. The polyurethane foam was formed to have a thickness of 1 탆 by sputtering as a functional material having the opening (or cell) size of 70 탆 to 600 탆 and the heat resistance.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 망목구조의 개구부를 갖는 기판의 표면에 기능성 물질을 형성하기 전과 후의 전기전도도 변화를 비교한 도표로서, 전기전도성 물질을 형성하지 않은 경우에는 부도체였으나, 전기전도성 물질인 Al을 1㎛의 두께로 증착한 후에는 0.38Ω-1까지 전기전도성이 개선되는 것을 확인할 수 있다. FIG. 5 is a graph comparing electrical conductivity changes before and after forming a functional material on the surface of a substrate having an opening of a three-dimensional network structure according to an embodiment of the present invention, and it was non-conductive when no electrically conductive material was formed , And the electrical conductivity is improved to 0.38? -1 after the deposition of the electrically conductive material Al to a thickness of 1 m.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서는 유기 다공체의 표면에 내열성이나 전기전도성을 갖는 기능성 물질을 형성하는 방법을 제시하였으나, 다공체 기판의 전면또는 일측면에만 선택적으로 기능성 물질을 형성하고, 후속 단계로서 상기 다공체 기판의 후면 또는 다른 일측면을 통하여 상기 다공체 물질을 선택적으로 제거함으로써 기능성 물질로만 구성된 다공체 기판을 형성하는 방법을 적용할 수도 있다. 다공체 기판 물질이 폴리우레탄인 경우에는 산소 분위기에서 플라즈마를 이용하여 열처리하거나, 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF) 등과 같은 극성 유기용매로 용해하여 상기 다공체를 제거하는 방법을 적용할 수도 있다. Meanwhile, in the embodiments of the present invention, a method of forming a functional material having heat resistance and electrical conductivity on the surface of an organic porous material has been proposed. However, it is also possible to form a functional material selectively only on the entire surface or one side surface of the porous substrate, A method of forming a porous substrate composed of a functional material by selectively removing the porous material through the rear surface or another side surface of the porous substrate may be applied. In the case where the porous substrate material is polyurethane, a method of removing the porous body by heat treatment using plasma in an oxygen atmosphere or dissolving in a polar organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) may be applied.

이러한 경우에 있어서, 상기 산소 분위기에서 열처리하는 과정은 산소 또는 수증기 플라즈마를 이용하여 25℃ ~ 300℃의 온도에서 10분 ~ 30분으로 열처리하는 건식 식각 방법을 이용할 수 있다. In this case, the heat treatment in the oxygen atmosphere may be performed using oxygen or steam plasma at a temperature of 25 ° C to 300 ° C for 10 minutes to 30 minutes.

열처리 온도가 25℃ 미만인 경우에는 산소 반응이 부족하여 식각 제거가 제한적일 수 있고, 열처리 온도가 300℃ 초과인 경우에는 기능성 물질의 산화가 과도하게 일어날 수 있다. If the heat treatment temperature is less than 25 ° C, the oxygen reaction may be insufficient and the etching removal may be limited. If the heat treatment temperature is higher than 300 ° C, oxidation of the functional material may occur excessively.

또한, 열처리 시간이 10분 미만인 경우에는 식각 제거량이 부족할 수 있고, 열처리 시간이 30분 초과인 경우에는 기능성 물질의 산화량이 증가할 수 있다. If the heat treatment time is less than 10 minutes, the etching removal amount may be insufficient. If the heat treatment time is more than 30 minutes, the oxidation amount of the functional material may increase.

한편, 상기 극성 유기용매를 이용하여 습식 식각하는 과정은 과산화수소(H2O2)나 테트라하이드로퓨란 등이 포함된 용액을 이용하여 실온에서 10분 ~ 30분으로 용해시키는 방법을 이용할 수 있다. Meanwhile, the wet etching using the polar organic solvent may be performed by dissolving a solution containing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or tetrahydrofuran at room temperature for 10 minutes to 30 minutes.

또한, 식각 시간이 10분 미만인 경우에는 식각 제거량이 부족할 수 있고, 식각 시간이 30분 초과인 경우에는 기능성 물질의 산화량이 증가할 수 있다. In addition, if the etching time is less than 10 minutes, the etching removal amount may be insufficient, and if the etching time is more than 30 minutes, the oxidation amount of the functional material may increase.

이상과 같이 기능성 물질층으로만 이루어진 다공체 기판을 형성하면 다공체 물질의 종류에 무관하게 기능성 물질층의 유연성을 활용할 수 있으므로 기판의 유연성을 더욱 향상시킬 수 있다. As described above, since the flexibility of the functional material layer can be utilized regardless of the kind of the porous material, the flexibility of the substrate can be further improved by forming the porous substrate made of only the functional material layer.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다. Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.

100:다공체
110:개구부
120:기능성 물질100: Porous body
110: opening
120: Functional substance

Claims (1)

(a) 다수의 개구부가 형성된 유기성 재료로 이루어진 다공체를 준비하는 준비 단계; 및
(b) 상기 다공체의 개구부를 포함하는 표면에 기능성 물질(functional material)을 형성하는 처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법. (a) preparing a porous body made of an organic material having a plurality of openings formed therein; And
(b) forming a functional material on the surface including the opening of the porous body.
KR1020160142898A 2016-10-31 2016-10-31 Substrate and manufacturing method for the same KR20160130358A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142898A KR20160130358A (en) 2016-10-31 2016-10-31 Substrate and manufacturing method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160142898A KR20160130358A (en) 2016-10-31 2016-10-31 Substrate and manufacturing method for the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140035761A Division KR20150112186A (en) 2014-03-27 2014-03-27 Substrate and manufacturing method for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160130358A true KR20160130358A (en) 2016-11-11

Family

ID=57527726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160142898A KR20160130358A (en) 2016-10-31 2016-10-31 Substrate and manufacturing method for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160130358A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7705523B2 (en) 2008-05-27 2010-04-27 Georgia Tech Research Corporation Hybrid solar nanogenerator cells
KR20110087226A (en) 2010-01-25 2011-08-02 (주)루미나노 Solar cells showing improved light conversion efficiency by electric field enhancement effects

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7705523B2 (en) 2008-05-27 2010-04-27 Georgia Tech Research Corporation Hybrid solar nanogenerator cells
KR20110087226A (en) 2010-01-25 2011-08-02 (주)루미나노 Solar cells showing improved light conversion efficiency by electric field enhancement effects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Flexible ITO films with atomically flat surfaces for high performance flexible perovskite solar cells
JP7013424B2 (en) Solar cells and their manufacturing methods
JP5878465B2 (en) Solar cell front contact doping
JP2008177539A5 (en)
KR20130023608A (en) Solar cell comprising bulk heterojunction inorganic thin film and fabrication of the solar cell
KR101389832B1 (en) Cigs or czts based film solar cells and method for preparing thereof
KR20130038829A (en) Epitaxial structures, methods of forming the same, and devices including the same
TW200834944A (en) Doping techniques for group IB III AVIA compound layers
JP2018528326A (en) Formation of lead-free perovskite films
JP3166107B2 (en) Manufacturing method of thin film gas sensor using double ion beam sputtering
Huang et al. Room-temperature processible TiO2 electron selective layers with controllable crystallinity for high efficiency perovskite photovoltaics
KR101542342B1 (en) Fabrication of thin film for CZTS or CZTSe solar cell and solar cell made therefrom
KR101983320B1 (en) Tin Sulfide Thin Films and Nano particles Using Vapor Deposition Method and Their Formation Method
KR101512749B1 (en) Precursor for preparing the SnS thin-film and manufacturing method thereof
KR20160130358A (en) Substrate and manufacturing method for the same
KR20150112186A (en) Substrate and manufacturing method for the same
KR101472409B1 (en) Preparation of CIS thin film solar cells using chemical vapor depositions
Sheikh et al. Effects of chlorine contents on perovskite solar cell structure formed on CdS electron transport layer probed by Rutherford Backscattering
KR101540032B1 (en) Precursor for preparing the SnS thin-film and manufacturing method thereof
KR101403462B1 (en) Thin film type solar cell and method for manufacturing same
CN107988629A (en) A kind of preparation method of low resistivity p-type cuprous oxide epitaxial film
KR101583027B1 (en) Method of manufacturimg of CZTS-based solar cell light absorber and CZTS-based solar cell light absorber thereby
KR20160133727A (en) Preparing method of metal chacogenide film
Anh Dinh et al. Parameters Affecting the Electrical and Optical Properties of p-Type Aluminum-Doped ZnO: A Review
KR20180085162A (en) CIGS thin solar cell and the fabricating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application