WO2011129613A2 - 탄소나노튜브 필름 제조 방법 - Google Patents

탄소나노튜브 필름 제조 방법 Download PDF

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WO2011129613A2
WO2011129613A2 PCT/KR2011/002638 KR2011002638W WO2011129613A2 WO 2011129613 A2 WO2011129613 A2 WO 2011129613A2 KR 2011002638 W KR2011002638 W KR 2011002638W WO 2011129613 A2 WO2011129613 A2 WO 2011129613A2
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masking layer
layer
coating layer
nanotube film
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이동면
박도형
윤여환
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(주)탑나노시스
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    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/168—After-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a carbon nanotube film, and more specifically, to form a carbon nanotube pattern in a desired shape on a substrate, and can be applied to various fields such as charging, display, and optics. It relates to a film production method.
  • the transparent conductive film has high conductivity (for example, sheet resistance of 1 ⁇ 10 3 ⁇ / sq or less) and high transmittance (80% or more) in the visible region.
  • the transparent conductive film may include a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD) device, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • PDP plasma display panel
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • the carbon nanotubes are evaluated as an ideal material capable of realizing conductivity while maintaining optical properties due to the theoretical percolation concentration of only 0.04%, and when light is coated on a specific substrate in nanometer units, light transmits in the visible region. It can be used as a transparent electrode because it shows transparency and maintains electrical property, which is a unique characteristic of carbon nanotubes.
  • carbon nanotubes can be printed and used in a paste state in addition to the direct growth method, so that the large area is easy.
  • Carbon nanotubes are chemically very stable and resistant to wet etching. Accordingly, dry etching is used to form the carbon nanotube pattern.
  • plasma etching may be performed instead of laser etching. That is, the mask patterned according to the pattern shape is moved and disposed on the carbon nanotube paste. Subsequently, when plasma etching is performed, the carbon nanotube paste located below the mask is not etched, but the patterned and exposed carbon nanotube paste is etched. Plasma etching can be etched in a large area, and the process speed is high.
  • the conventional mask is not easy to manufacture in a shape having a desired pattern.
  • the carbon nanotube pattern used as the electrode of the display device is fine and its shape is complicated, this problem becomes more serious.
  • the substrate may be damaged, and the transmittance may decrease.
  • the carbon nanotube film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention, the step of forming a CNT coating layer comprising carbon nanotubes on the substrate, and patterning and coating the masking layer of the non-conductive material on the upper surface of the CNT coating layer And etching the CNT coating layer which is not covered with the masking layer, and removing the masking layer.
  • the forming of the masking layer may be performed by screen coating a masking layer material on the CNT coating layer.
  • the masking layer material is a solvent selected from the group consisting of PMMA copolymer, PVC, polyester, petroleum resin, acrylic resin, natural rubber resin and latex resin, methyl isobutyl ketone, toluene and acetone selected from the group consisting of By dissolving in a solvent.
  • the removing of the masking layer may further include supporting the organic solvent on the substrate.
  • the organic solvent may be any one selected from acetone, toluene, and methyl ethyl ketone.
  • a protective layer made of a ceramic material may be formed on the upper surface of the carbon nanotube coating layer.
  • the protective layer preferably has a hardness of H or more, a haze of 1% or less, and a transmittance of 95% to 100%.
  • the masking layer by coating the masking layer while forming a pattern on the CNT coating layer using a screen printing method or the like, the working time is shortened, and it is easily applicable to a large-area substrate and forms a fine carbon nanotube pattern. You can.
  • the transmittance does not decrease even after the plasma etching, it is possible to compensate for damage to the substrate.
  • FIG. 1 is a flow chart of a carbon nanotube film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 6 are cross-sectional views showing each step of the carbon nanotube film manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the step of forming a CNT coating layer on a substrate.
  • 3 is a cross-sectional view showing the coating of the masking layer on the CNT coating layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the dry etching of the CNT coating layer.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a step of removing a masking layer.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of forming a protective layer on the upper surface of the CNT coating layer.
  • FIG. 1 is a flow chart showing each step of the method for producing a carbon nanotube film according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the carbon nanotube film production method according to a preferred embodiment of the present invention, the step of forming a CNT coating layer including carbon nanotubes on the substrate (S1), and the upper surface of the CNT coating layer, Forming a non-conductive masking layer while patterning (S2), dry etching the CNT coating layer not covered with the masking layer (S3), and removing the masking layer (S4).
  • the present invention may further comprise the step (S6) of forming a protective layer on the upper surface of the CNT coating layer after removing the masking layer.
  • FIGS 2 to 6 are cross-sectional views showing each step of the carbon nanotube film production method of the present invention.
  • each step of the carbon nanotube film manufacturing method of the present invention in more detail, first, as shown in Figure 2, the CNT coating layer comprising a carbon nanotube on the substrate 10 (20) is formed.
  • the substrate 10 may be a transparent material and thus may be made of a transparent polymer such as glass, PET, or PC.
  • the substrate 10 is preferably made of a highly transparent inorganic substrate or a transparent polymer substrate to have flexibility.
  • the CNT coating layer 20 is formed on the substrate 10.
  • the CNT coating layer 20 includes carbon nanotubes.
  • Carbon nanotubes (CNTs) form a tube where one carbon is combined with another carbon atom in a hexagonal honeycomb pattern to form a tube.
  • the carbon nanotubes are formed in a thin conductive film on a plastic or glass substrate, they can be used as transparent electrodes because they exhibit high transmittance and conductivity in the visible light region.
  • the coating method of the CNT coating layer 20 may be a spray coating, a filtering transition method of the dispersion, a coating method using a binder mixture, and the like.
  • the masking layer 30 having the hollow portion 30a patterned as a non-conductor is coated on the upper surface of the CNT coating layer 20.
  • the masking layer 30 is coated on the CNT coating layer 20 and has a hollow portion 30a having a predetermined pattern. As one method for forming the hollow part 30a, the masking layer 30 may be coated on the CNT coating layer 20 by using a screen printing method.
  • the masking layer 30 should not conduct electricity as a non-conductor. In addition, after the pattern is formed on the CNT coating layer 20 should be removed well. In this case, as will be described later, if the masking layer 30 is made of a material removed in an organic solvent, the removal is more simple. In addition, the masking layer 30 should not affect the CNT coating layer 20 before and after formation.
  • the masking layer 30 may include at least one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA) copolymer resin, PVC, polyester, petroleum resin, acrylic resin, natural rubber, latex, and the like.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the addressing material may be dissolved in a solvent such as methyl isobutyl ketone, toluene or acetone to form a solution for the masking layer 30.
  • the process of curing the solution for the masking layer 30 may be further roughened.
  • the curing temperature does not exceed 130 ° C. This is because the substrate may be damaged by temperature.
  • the curing time is 5 minutes to 10 minutes when the curing temperature is 130 °C, 10 minutes to 20 minutes when the curing temperature is 120 °C, 20 minutes to 30 minutes when the curing temperature is 110 °C It is preferable. This is a time sufficient to dry, and if the time is exceeded, deformation of the masking layer shape may occur.
  • the thickness K of the masking layer 30 is preferably 100 ⁇ m or less. This is to increase the resolution in dry etching.
  • the dry etching method may be plasma etching or corona etching.
  • the dry etching is performed, a portion of the CNT coating layer 20 exposed to the outside due to the hollow portion 30a of the masking portion is etched by reacting with the plasma.
  • the masking layer 30 is removed.
  • the masking layer 30 may be removed by supporting the substrate 10 in an organic solvent such as acetone or toluene.
  • the masking layer 30 can be removed more quickly by shaking in a state in which the substrate 10 is supported on the organic solvent or by shaking with a soft brush after supporting the organic solvent.
  • the organic solvent may be contained in an ultrasonic cleaner. In this case, while the substrate 10 is sonicated, the masking layer 30 is removed without further damage to the pattern formed on the CNT coating layer 20.
  • the protective layer 40 may be further formed on the CNT coating layer 20. This may completely damage the surface of the substrate 10 when the CNT coating layer 20 exposed to the outside during the plasma etching is completely etched. As a result, the permeability decreases and the haze rises.
  • a protective layer 40 made of ceramic may be further formed.
  • the protective layer 40 is transparent, resistant to moisture, and preferably has a hardness of H or more. Moreover, it is preferable that haze after coating is 1% or less, and the transmittance
  • the protective layer 40 may be made of a binder material of ceramic material.
  • the ceramic binder is capable of producing a coating film having a high light transmittance, and has excellent adhesive strength, which is advantageous for reinforcing microcracking, having excellent heat and fire resistance, and coating application.
  • the protective layer 40 made of the ceramic polymer has excellent oxidation stability, excellent weatherability, low surface tension, stain resistance, and excellent permeability.
  • the protective layer 40 has contact stability with the surface of the CNT coating layer 20.
  • the ceramic binder may be tin oxide (SnO 2 ) of a conductive material, yttrium oxide (Y 2 O 3 ) having a high water repellency, magnesium oxide (MgO) used as an electronic filter, and silicon oxide (SiO 2 ) used as an adhesive, depending on its use. ), Zinc oxide (ZnO), silicon, and the like, may be selected.
  • a silicone binder exhibits various physical properties according to a functional group substituted with a silicon element. These functional groups may be converted to other functional groups by various chemical reactions, and in addition to the methyl group, organic groups such as phenyl group, vinyl group, propyl trifluoride group, alkyl group, etc. are substituted and are widely used commercially.
  • silicone binder organic groups bonded to the inorganic main chain are simultaneously present in one material.
  • silicon molecules have a structure having a main chain in the form of polysiloxane [Si (RR ')-O-] n.
  • Silicone polymer has a low surface tension and shows strong hydrophobicity, and because of this property, it can be easily used as a water repellent material without any modification process.
  • the protective layer 40 preferably has a thickness of several to several hundred nanometers, in order to maintain the conductivity of the CNT coating layer 20.
  • a thin ceramic coating film of nano units is formed on one side of the carbon nanotubes.
  • the CNT coating layer 20 is to prevent the electrode characteristic of the degradation as much as possible.
  • the thickness of the protective layer 40 / CNT coating layer 20 should be adjusted in the range of 2 or less.
  • the protective layer 40 may further include carbon nanotubes.
  • the present invention can be applied to a field to which a conductive film is applied, including a charging field, a display field, and an optical field.

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 필름 제조 방법을 제공한다. 본 발명인 탄소나노튜브 필름 제조 방법은, 기재 상에 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 부도체로서 패턴을 가지도록 중공을 가진 마스킹층을 형성시키는 단계와, 상기 마스킹층이 덮여지지 않은 CNT 코팅층을 건식 에칭하는 단계를 가진다. 본 발명에 따르면, 작업 시간이 단축되고, 대면적의 기재에 용이하게 적용가능하며, 미세한 탄소나노튜브 패턴을 형성시킬 수 있다.

Description

탄소나노튜브 필름 제조 방법
본 발명은 탄소나노튜브 필름 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기재상에 원하는 형상으로 탄소나노튜브 패턴을 형성시켜서, 대전 분야, 디스플레이 분야, 광학 분야 등 여러 분야에 적용할 수 있는 탄소나노튜브 필름 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 투명전도성 필름은 높은 전도성(예를 들면, 1x103Ω/sq 이하의 면저항)과 가시영역에서 높은 투과율(80%이상)을 가진다. 이에 따라서 상기 투명전도성 필름은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid crystal Display, LCD)소자, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기전계발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 터치패널 또는 태양전지 등에서 각종 수광소자와 발광소자의 전극으로 이용되는 것 이외에 자동차 창유리나 건축물의 창유리 등에 쓰이는 대전 방지막, 전자파 차폐막 등의 투명전자파 차폐제 및 열선 반사막, 냉동 쇼케이스 등의 투명 발열체로 사용되고 있다.
최근에는 기재 상에 코팅되는 전극을 탄소나노튜브로 하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다.
상기 탄소나노튜브는 이론적 퍼콜레이션 농도가 0.04%에 불과하여 광학적 성질을 유지시키면서 전도성을 구현할 수 있는 이상적인 재료로 평가되고 있으며 나노미터 단위로 특정 기재위에 박막으로 코팅하게 되면 가시광선 영역에서 빛이 투과되어 투명성을 나타내며 탄소나노튜브가 가지고 있는 고유한 특성인 전기적 성질을 유지하게 되어 투명전극으로 사용할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브는 직접 적인 성장 방식 외에도 페이스트 상태로 인쇄하여 사용할 수 있으므로 대면적화가 쉽다.
탄소나노튜브는 화학적으로 매우 안정적이고 내성이 강해서 습식 에칭이 어렵다. 이에 따라서 탄소나노튜브 패턴을 형성하기 위해서는 건식 에칭이 사용된다.
종래에는 탄소나노튜브 패턴을 형성시키기 위한 건식 에칭 방법의 하나로서, 레이저를 사용하였다. 그런데, 상기 레이저는 빔 사이즈가 작음으로써, 대면적의 패턴을 형성시키는데 걸리는 작업시간이 길어지고, 패턴 불량률이 높다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 레이저 에칭 대신 플라즈마 에칭을 행할 수 있다. 즉, 패턴 형상에 맞추어 패턴된 마스크를 상기 탄소나노튜브 페이스트 상으로 이동시켜서 배치한다. 그 후에, 플라즈마 에칭을 행하면 마스크 하측에 위치한 탄소나노튜브 페이스트는 에칭되지 않고, 패턴되어서 외부로 노출된 탄소나노튜브 페이스트는 에칭되도록 한다. 플라즈마 에칭은 넓은 면적의 에칭이 가능하고, 공정속도도 빠르다.
상기한 바와 같이, 플라즈마 에칭을 위해서는 마스크가 필요하다. 그런데, 종래의 마스크는 원하는 패턴을 가진 형상으로 제조하기가 쉽지 않다. 특히, 디스플레이 장치의 전극으로 사용되는 탄소나노튜브 패턴은 미세하고, 그 형상도 복잡하기 때문에, 이러한 문제점은 보다 심각해진다.
한편, 상기 플라즈마에 의하여 탄소나노튜브 페이스트를 완전히 에칭하면, 기재에도 손상이 발생하고, 투과도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은, 대면적 및 미세한 탄소나노튜브 패턴을 간단하고 신속하게 제조할 수 있는 탄소나노튜브 필름 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 에칭 후에 기저면의 손상을 보완되는 동시에, 투과도가 저하되지 않은 탄소나노튜브 필름 제조 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법은, 기재 상에 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계와, 상기 CNT 코팅층 상면에 부도체 소재의 마스킹층을 패턴화시키며 코팅시키는 단계와, 상기 마스킹층이 덮여지지 않은 CNT 코팅층을 건식 에칭하는 단계와, 상기 마스킹층을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 마스킹층을 형성시키는 단계는, 상기 CNT 코팅층 상에 마스킹층용 소재를 스크린 코팅함으로써 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 마스킹층용 소재는 PMMA공중합수지, PVC, 폴리에스테르, 석유 수지, 아크릴 수지, 천연고무 수지 및 라텍스 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 용매를, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔 및 아세톤으로 이루어진 군 중에서 선택된 용매에 용해시켜서 이루어질 수 있다.
상기 마스킹층을 제거하는 단계는, 상기 기재를 유기 용매 담지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 유기 용매는 아세톤, 톨루엔, 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone) 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 마스킹층을 제거하는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브 코팅층 상면에 세라믹 소재로 이루어진 보호층을 형성시킬 수 있다.
이 경우, 상기 보호층은, 경도가 H 이상이고, 헤이즈(haze)가 1% 이하이며, 투과도가 95% 내지 100% 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 마스킹층을 CNT 코팅층 상에 스크린 인쇄법 등을 이용하여 패턴 형성하면서 코팅 처리함으로써, 작업 시간이 단축되고, 대면적의 기재에 용이하게 적용가능하며, 미세한 탄소나노튜브 패턴을 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 CNT 코팅층 상에 세라믹 소재의 보호층을 형성시킴으로써, 플라즈마 에칭 후에도 투과도가 저하되지 않고, 기재의 손상을 보완할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들로서, 도 2는 기재 상에 CNT 코팅층을 형성시키는 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 CNT 코팅층 상에 마스킹층을 코팅시키는 단계를 도시한 단면도이다.
도 4는 CNT 코팅층을 건식에칭한 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 마스킹층을 제거하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 CNT 코팅층 상면에 보호층을 형성시키는 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브 필름의 제조 방법의 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소나노튜브필름 제조 방법은, 기재 상에 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계(S1)와, 상기 CNT 코팅층 상면에, 부도체인 마스킹층을 패턴시키면서 형성시키는 단계(S2)와, 상기 마스킹층이 덮여지지 않은 CNT 코팅층을 건식 에칭하는 단계(S3)와, 상기 마스킹층을 제거하는 단계(S4)를 포함한다. 본 발명은 상기 마스킹층을 제거하는 단계 이후에, CNT 코팅층 상면에 보호층을 형성시키는 단계(S6)를 더 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 탄소나노튜브 필름 제조 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명하면, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 기재(10)상에 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층(20)을 형성시킨다.
기재(10)는 투명재질일 수 있으며 이에 따라 유리, PET, PC등의 투명 폴리머로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 기재(10)는 고투명 무기물 기판 또는 투명 폴리머 기판으로 이루어져서 유연성을 가지는 것이 바람직하다.
상기 기재(10)상에 CNT 코팅층(20)을 형성시킨다. CNT 코팅층(20)은 탄소나노튜브를 포함한다. 탄소나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)는 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있고, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작아서 특유의 전기 화학적 특성을 나타낸다. 이러한 탄소나노튜브를 플라스틱이나 유리 기판에 얇은 도전막으로 형성시키면 가시광선 영역에서 높은 투과도와 전도성을 나타내므로 투명전극으로 사용이 가능하다.
상기 CNT 코팅층(20)의 코팅 방법은 스프레이 코팅, 분산액의 필터링 전이방식, 바인더 혼합액을 이용한 코팅 방식 등을 이용할 수 있다.
그 후에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 CNT 코팅층(20) 상면에, 부도체로서 패턴된 중공부(30a)를 가진 마스킹층(30)을 코팅시키는 단계를 거친다.
마스킹층(30)은 상기 CNT 코팅층(20) 상에 코팅됨과 동시에, 일정한 패턴을 가진 중공부(30a)를 가진다. 상기 중공부(30a)를 형성시키기 위한 하나의 방법으로, 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 CNT 코팅층(20) 상에 마스킹층(30)을 코팅할 수 있다.
상기 마스킹층(30)은 부도체로서 전기가 통하지 않아야 한다. 또한 후에 CNT 코팅층(20)에 패턴 형성시킨 후에는 잘 제거되어야 한다. 이 경우, 후술하다시피, 상기 마스킹층(30)이 유기 용매에 제거되는 물질로 이루어진다면, 제거가 보다 간편하다. 또한, 상기 마스킹층(30)은, 형성 전후에 CNT 코팅층(20)에 영향을 주지 않아야 한다.
상기 마스킹층(30)을 이루는 주소재로서, PMMA(Polymethyl methacrylate)공중합수지, PVC, 폴리에스테르, 석유 수지, 아크릴 수지, 천연 고무, 라텍스 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 상기 주소재를 메틸이소부틸케톤, 틀루엔 또는 아세톤 등의 용매에 용해시켜서 마스킹층(30)용 용액을 만들 수 있다.
이 경우, 상기 마스킹층(30)의 변형방지를 위하여 마스킹층(30)용 용액을 큐어링(curing) 하는 공정을 더 거칠 수 있다. 이 경우, 상기 큐어링 온도는 130℃를 넘지 않는 것이 바람직하다. 이는 기재가 온도에 의해 손상을 받을 수 있기 때문이다.
상기 큐어링 시간은, 큐어링 온도가 130℃인 경우에 5분 내지 10분, 큐어링 온도가 120℃인 경우에 10분 내지 20분, 큐어링 온도가 110℃인 경우에 20분 내지 30분인 것이 바람직하다. 이는 충분히 건조 되는 시간이며, 시간을 초과 할 경우 마스킹층 형상에 변형이 발생 할 수 있다.
상기 마스킹층(30)의 두께(K)는 100㎛이하인 것이 바람직하다. 이는 건식 에칭 시 해상력을 높이기 위해서이다.
그 후에, 도 4에 도시된 바와 같이, CNT 코팅층(20)을 건식 에칭하는 단계를 가진다. 이 경우, 상기 건식 에칭 방법으로서는 플라즈마 에칭 또는 코로나 에칭일 수 있다. 상기 건식 에칭을 행하게 되면, CNT 코팅층(20) 중 마스킹부의 중공부(30a)로 인하여 외부로 노출된 부분은 상기 플라즈마와 반응하여서 식각된다.
그 후에, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스킹층(30)을 제거하는 단계를 거친다. 상기 마스킹층(30)이 유기 용매에 제거되는 소재로 이루어진다면, 아세톤이나 톨루엔 등의 유기 용매에 상기 기재(10)를 담지시킴으로써 마스킹층(30)을 제거할 수 있다.
이 경우, 상기 유기 용매에 상기 기재(10)를 담지시킨 상태에서 흔들거나, 담지 시킨 후에 부드러운 솔 등으로 털어주면, 보다 신속하게 마스킹층(30)을 제거할 수 있다.
또한, 상기 유기 용매는 초음파 세척기에 담겨 있을 수 있다. 이 경우가 상기 기재(10)가 초음파 처리되면서, 상기 CNT 코팅층(20)에 형성된 패턴에 보다 손상 없이 마스킹층(30)이 제거된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마스킹층(30)을 제거하는 공정 이후에, 상기 CNT 코팅층(20) 상에 보호층(40)을 형성시키는 단계를 더 거칠 수 있다. 이는 플라즈마 에칭 시에 외부로 노출된 CNT 코팅층(20)을 완전히 에칭시키게 되면, 기재(10)면에 손상이 발생할 수 있다. 이로 인하여 투과도 저하 및 헤이즈(haze)가 상승된다.
본 발명에서는, 기재(10)면에 발생하는 손상을 보수함과 동시에, 투과도를 상승시키기 위하여, 세라믹 계열로 된 보호층(40)을 더 형성시킬 수 있다. 상기 보호층(40)은 투명하고, 습기에 강하며, 경도가 H이상인 것이 바람직하다. 또한, 코팅 후 헤이즈가 1% 이하이고, 필름의 투과도가 95% 이상인 것이 바람직하다.
상기 보호층(40)은 세라믹 소재의 바인더 소재로 이루어질 수 있다. 일반적으로 세라믹 바인더는 광투과도가 높은 코팅막의 제조가 가능하고, 접착력이 우수하여 미세균열보강에 유리하고, 내열, 내화특성이 우수하며, 코팅 적용이 유용하다.
상기 세라믹 고분자로 이루어진 보호층(40)은 산화안정성이 우수하여 내후성이 뛰어나고, 저 표면장력을 가져서 내오염성을 가지고, 투과성이 우수하다.
또한, 세라믹의 유기기는 탄소나노튜브와 혼합이 용이하고 안정성을 유지한다. 이에 따라서 상기 보호층(40)이 CNT 코팅층(20) 표면과 접촉 안정성을 가진다.
상기 세라믹 바인더는 그 용도에 따라 전도성 물질의 산화주석(SnO2), 발수성이 강한 산화이트륨(Y2O3), 전자필터로 사용되는 산화마그네슘(MgO), 접착제로 사용되는 산화규소(SiO2), 자외선 차단제인 산화아연(ZnO), 실리콘 등을 선택할 수 있다.
그 중 세라믹 바인더의 하나의 예로서 실리콘(silicone) 바인더는 규소 원소에 치환된 관능기에 따라 다양한 물성을 나타낸다. 이들 관능기는 다양한 화학반응으로 다른 관능기로 변환될 수 있으며, 메틸기 이외에도 페닐기, 비닐기, 삼불화프로필기, 알킬기 등과 같은 유기기가 치환되어서 상업적으로 많이 사용된다.
상기 실리콘 바인더는 무기 주쇄에 결합된 유기기가 동시에 한 물질 내에 존재한다. 예를 들어, 대부분의 실리콘 분자는 폴리실록산(polysiloxane) [Si(RR’)-O-]n 형태의 주쇄를 가진 구조로 되어 있다. 실리콘 고분자는 낮은 표면장력을 가지고 있어 강한 소수성을 나타내며, 이러한 성질로 인하여 발수성 재료로 별다른 개질 과정 없이 쉽게 사용될 수 있다.
상기 보호층(40)은 수 내지 수백 나노미터 단위의 두께를 가지는 것이 바람직한데, 이는 상기 CNT 코팅층(20)의 전도성을 유지시키기 위해서이다. 일반적으로 바인더 물질은 높은 전도성을 가지고 있지 않으며 실리콘 바인더 역시 투명전극에서 요구하는 1kΩ/sq이하의 면저항을 가지지는 못하는 문제점을 해결하기 위하여, 탄소나노튜브 일측에 나노 단위의 얇은 세라믹 코팅막을 형성하여 아래층에 있는 CNT 코팅층(20)의 전극적인 특성을 최대한 저하시키지 않도록 하는 것이다. 바람직하게는 보호층(40) 두께/CNT 코팅층(20) 두께 비가 2 이하인 범위에서 조절하여야 한다.
이 경우, 상기 CNT 코팅층(20)의 전도성을 유지시키기 위해서, 상기 보호층(40)이 탄소나노튜브를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재(10)된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 대전 분야, 디스플레이 분야, 광학 분야를 포함하여 도전 필름이 적용되는 분야에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기재 상에 탄소나노튜브를 포함하는 CNT 코팅층을 형성시키는 단계;
    상기 CNT 코팅층 상면에, 부도체 소재의 마스킹층을 패턴화시키면서 코팅시키는 단계;
    상기 CNT 코팅층을 건식 에칭하는 단계; 및
    상기 마스킹층을 제거하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스킹층을 형성시키는 단계는, 상기 CNT 코팅층 상에 마스킹층용 소재를 스크린 코팅함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마스킹층용 소재는 PMMA공중합수지, PVC, 폴리에스테르, 석유 수지, 아크릴 수지, 천연고무 수지 및 라텍스 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 용매를, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔 및 아세톤으로 이루어진 군 중에서 선택된 용매에 용해시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마스킹층을 제거하는 단계는, 상기 기재를 유기 용매에 담지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기 용매는 아세톤(acetone), 톨루엔(toluene), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 마스킹층을 제거하는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브 코팅층 상면에 세라믹 소재로 이루어진 보호층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호층은, 경도가 H 이상이고, 헤이즈(haze)가 1% 이하이며, 투과도가 95% 내지 100% 인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호층은 세라믹 소재의 바인더 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 필름 제조 방법.
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