[go: up one dir, main page]

KR100801670B1 - 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법 - Google Patents

잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100801670B1
KR100801670B1 KR1020060099975A KR20060099975A KR100801670B1 KR 100801670 B1 KR100801670 B1 KR 100801670B1 KR 1020060099975 A KR1020060099975 A KR 1020060099975A KR 20060099975 A KR20060099975 A KR 20060099975A KR 100801670 B1 KR100801670 B1 KR 100801670B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
carbon nanotubes
ink
electrode pattern
inkjet printing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
KR1020060099975A
Other languages
English (en)
Inventor
한창수
송진원
윤여환
이응숙
Original Assignee
한국기계연구원
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 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020060099975A priority Critical patent/KR100801670B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100801670B1 publication Critical patent/KR100801670B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02527Carbon, e.g. diamond-like carbon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02587Structure
    • H01L21/0259Microstructure
    • H01L21/02606Nanotubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린팅 방법에 의해 탄소나노튜브를 패터닝하고, 투명도가 우수한 전극을 제작하는 제조방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 탄소나노튜브 박막을 기판 상에 균일한 네트워크를 형성시키기 위한 기판의 표면처리 단계; 잉크젯 프린팅 방법에 의해 상기 기판 상에 열을 가하면서 탄소나노튜브 박막을 프린팅 하는 단계; 프린팅 된 탄소나노튜브 박막을 기판 상에 고정시키기 위한 후처리 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
잉크젯 프린트, 탄소나노튜브, 투명전극, 전기전도성

Description

잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조 방법{fine electrode pattren manufacturing methode by the ink jet printing}
도 1은 본 발명에 따른 미세 전극 패턴 제조 방법을 설명하기 위한 과정도,
도 2a는 소수성의 기판위에 탄소나노튜브 잉크를 떨어뜨렸을 때 잉크가 건조되는 모습의 이미지,
도 2b는 소수성의 기판위에 탄소나노튜브 잉크를 떨어뜨렸을 때 잉크가 건조된 후의 이미지,
도 3은 인쇄 횟수에 따른 기판상 탄소나노튜브의 분포 이미지와 투명도, 전도도를 측정한 결과를 도시한 도표,
도 4는 위와 같은 방법으로 제작한 탄소나노튜브의 전계 방출효과를 측정한 결과를 도시한 도표,
도 5는 잉크젯 방법에 의하여 탄소나노튜브를 이용한 "Nanptechnology" 글자를 패터닝한 이미지,
본 발명은 미세 전극 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 투명도가 우수한 전도성 박막을 쉽게 제작할 수 있도록 잉크젯 프린팅 방법에 의해 탄소나노튜브 박막 전극 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
전기, 전자 기술의 발달과 더불어 전기 전자 부품 및 장비의 소형화가 급속히 진행되고 있다.
이러한 전기, 전자 장비에는 서로 다른 기능을 하는 다수의 소자를 상호 연결하여 독특한 기능을 갖는 모듈이 만들어지고 있으며, 이러한 기능 모듈들은 통상적으로 회로 기판에 형성된 전극 패턴의 해당 부분에 소자를 접합하여 구성된다.
이러한 전극 패턴을 형성하는 방법에는 많은 종류가 있으나 최근 그 사용이 늘고 있는 방법으로는 탄소나노튜브 박막을 이용한 것이 있다.
이러한 탄소나노튜브 박막은 1㎛ 이하 수준의 두께를 갖는 나노구조물을 의미하는 것으로, 이러한 나노필름 구조물은 광투과성을 가질 수 있고, 전도체로서 전계 전자 방출 디스플레이(Field emitted display), X-ray source, Microwave amplifier의 전자빔과 같은 Cold Cathode Source 장치로도 사용할 수 있으며, 고강도를 지닌 복합재료, 화학 및 바이오 센서, 태양 전지, 에너지 저장물질, 분자전자소자, 고집적회로 제조 등에 활용이 가능하다.
또한 탄소나노튜브를 화학결합을 이용해 전자소자와 접목시키면 차세대 센서, 자기기록매체, 트랜지스터와 같은 장치로 개발할 수 있을 뿐만 아니라 탄소나노튜브 관련 기술은 화학의 분자 개념을 기초로 발전한 분자생물학, 소재나 재료공학, 전자공학 등 관련 산업 발전으로 이어질 수 있다.
나노박막을 제작하는 일반적인 방법은 전기 절연 물질상에서 건식법 또는 습 식법에 의하여 형성된다. 건식법에서는 스퍼터링법, 이온 도금법, 진공 증착법을 포함하는 물리적 증착방법(PVD) 또는 화학적 증착방법(CVD)을 사용하여 금속 산화물 형태, 예컨대, 인듐-주석 혼합 산화물(ITO; tin-indium mixed oxide), 안티몬-주석 혼합 산화물(ATO; antimony-tin mixed oxide), 플루오르-도핑 주석 산화물(FTO; fluorine-doped tin oxide), 알루미늄-도핑 아연산화물(AZO; aluminium-doped zinc oxide)의 박막을 형성시킨다.
이러한 건식법은 우수한 투명성 및 우수한 전도성을 모두 갖는 필름을 생산할 수 있으나, 진공 시스템을 포함하는 복잡한 장치를 필요로 하며, 환경에 따라 수율이 달라져 생산성이 낮은 문제가 있을 뿐만 아니라 사진용 필름과 같은 플렉서블(flexible)하고 연속적이거나 큰 기판에는 패턴을 형성하기가 어렵운 문제가 있었다.
습식법은 전기 전도성 분말, 예컨대 상기 중 한 개의 혼합 산화물 및 결합제를 이용하여 전도성 코팅 조성물을 형성시키는 방법으로 이러한 습식법은 건식법에 비해 상대적으로 단순한 장치를 필요로 하고, 생산성이 높고, 연속적이거나 큰 물질에 도포하는데 용이하다.
이러한 습식법으로 사용되는 전기 전도성 분말은 생성 필름의 투명성을 방해하지 않도록 평균 기본 입경이 0.5㎛ 이하인 매우 미세한 분말을 사용하고 있으며, 투명한 코팅 필름을 얻기 위하여, 전도성 분말은 가시광선을 흡수하지 않고 가시광선의 산란을 억제하도록 가시광선의 최단 파장의 1/2 이하(0.2 ㎛)를 가져야 한다.
그러나 이러한 기존의 방법으로 탄소나노튜브를 박막화시키는 데에는 많은 제약이 따른다. 탄소나노튜브는 제조 단계에서 결정성 흑연인 그래펀시트(graphene sheet)가 튜브형상으로 감겨있는 구조를 가지며, 이를 스퍼터링 등 건식법에 의하여 박막화시키는 것은 불가능하며, 액체로 분산시켜 기판에 전이시키는 방법은 균일한 박막을 형성시킬 수는 있으나. 그 방법상 효율성이 매우 낮고, 넓은 면적에 패턴을 형성하는데 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 극소량의 탄소나노튜브를 사용하여 우수한 전기 전도성을 갖는 패턴을 형성할 수 있고, 투명하고 유연한 전극을 제작할 수 있도록 용액에 탄소나노튜브를 분산시켜 잉크를 탄소나노튜브 잉크를 제조하고, 제조된 탄소나노튜브 잉크를 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 기판 상에 박막 전극 패턴을 형성시키는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적에 따른 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조 방법은 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브 잉크를 기판 상에 투명도 10%내지 99%, 표면저항 1Ω/sq 내지 106 Ω/sq로 젯팅하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법은 상기한 바와 같이 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브 잉크를 기판 상에 투명도 10%내지 99%, 표면저항 1Ω/sq 내지 106 Ω/sq로 젯팅(jetting)하여 이루어진다. 상기의 탄소나노튜브 잉크는 용액에 포함된 탄소나노튜브의 중량이 0.01%이상인 것을 특징으로 한다. 조성된 잉크 조성물로서 투명도를 10%내지 99%, 표면저항 1Ω/sq 내지 106 Ω/sq로 유지하기 위해서는 두께를 1nm∼1㎛ 이하의 두께로 젯팅한다.
상기 탄소나노튜브는 직경이 수 nm, 길이는 수백∼수천㎚로서 반도체·초전도 등 다양한 성질을 가지는 것으로 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브, 다중벽탄소나노튜브, 탄소나노섬유 등 튜브 형태로 이루어진 탄소 군에서 선택된 1종을 선택적으로 사용하거나, 또는 이러한 것들의 표면에 금, 은, 동 중 어느 하나의 나노 입자가 표면수식(SURFACE-MODIFIED)된 것을 사용할 수 있다.
상기 탄소나노튜브 잉크를 젯팅(jetting)할 때 기판의 온도는 상온보다 높은 온도인 30℃이상 유지되게 함으로서 탄소나노튜브 잉크가 건조할 때 충분히 넓게 퍼져 균일한 전극 패턴이 형성될 수 있으며, 이보다 온도를 높일 경우에는 지나치게 빨리 잉크가 건조됨으로 잉크가 충분히 퍼지지 않은 상태에서 잉크가 건조되어 균일한 전극 패턴을 형성할 없으며, 이보다 낮은 온도일 경우에는 잉크가 건조되지 않은 상태에서 기판이 이동될 수 있어 패턴이 변형되는 문제가 있다.
상기 기판의 표면은 잉크가 넓게 퍼지도록 친수성을 띄도록 표면 처리하고, 금속기판, 불투명 무기기판, 투명 무기기판, 폴리머 기판 , 투명 전도성 무기기판, 투명 전도성 폴리머기판으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용하여 제작할 수 있다.
또한, 상기 기판은 잉크의 크기가 표면 위에서 최소화되도록 하기 위해 패턴 형성 표면이 소수성 처리한다. 즉, 이렇게 소수성 처리함으로서 잉크가 기판에 보다 쉽게 흡착되어 잉크가 번지는 것을 방지하여 보다 선명한 전극 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 기판에 탄소나노튜브가 프린팅된 후 기판상에는 탄소나노튜브 이외의 이물질이 잔류할 수 있으며, 이러한 이물질을 제거하기 위해 고온 열처리하는 과정을 더 수행할 수 있다. 이러한 고온 열처리과정은 대개 200~300도 정도에서 이루어질 수 있으며, 기판의 종류에 따라 그 온도범위를 달리 설정하게 된다.
상기와 같이 탄소나노튜브를 젯팅하여 패턴을 형성하는 과정에서 탄소나노튜브 잉크를 젯팅하기 전에 기판의 표면에 요철과 구멍을 먼저 형성하고, 이렇게 형성된 요철과 구멍에 탄소나노튜브 잉크가 페인팅되게 함으로서 요철이나 구멍을 갖는 기판의 요철이나 구멍에도 탄소나노튜브 잉크가 젯팅 될 수 있게 하여 별도로 요철이나 구멍에 젯팅하는 과정을 수행하지 않게 하였다.
또한, 요철 또는 구멍에 인쇄된 탄소나노튜브의 외부에 인쇄된 불필요한 부분은 세정과정을 통해 제거한다.
상기 세정과정은 순도가 높은 증류수 등을 사용하여 이루어진다. 상기 기판에 형성된 요철 또는 구멍 또는 이들의 주위의 잉크가 인쇄되지 않아야 할 부분은 서로 다른 친수성을 갖도록 표면 처리함으로서 상기 세정 과정을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 잉크가 인쇄될 부분은 친수성을 높이고, 인쇄되지 말아야 할 부분을 친수성을 낮추어 잉크가 인쇄되지 않게 함으로서 세정과정에서 단순한 수세만으로 불필요한 부분의 잉크를 제거할 수 있다.
또한 상기와 같은 방법으로 탄노나노튜브 전극 패턴을 형성할 때 상기 기판을 전도성을 가지는 재질을 사용함으로서 탄소나노튜브 전계 발광 소자를 제작할 수 있다. 이때 제작된 탄소나노튜브 전계발광 소자는 전도성 기판에 형성된 탄소나노튜브를 포함하여 전체의 투명도가 10%내지 99%를 가지게 한다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 방법으로 전극 패턴을 인쇄하되 필름 형태로 제작할 경우, 필름으 두께는 1nm이상 1㎛이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 탄소나노튜브가 필름의 형태로 기판의 표면상에 잉크젯 프린팅을 이용하여 박막 형성시키는 방법으로 고안되어 탄소나노튜브의 전도성을 효율적으로 이용 할 수 있도록 하였다. 따라서 본 발명에 의하면 투명 탄소나노튜브 전극의 제조에 있어서 탄소나노소재의 사용량을 최소화 할 뿐 아니라, 수십 ㎛ 이하의 정밀도를 갖는 정밀 패터닝이 가능하며, 종래의 넓은 면적에 박막화가 불가능한 단점을 개선하였다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
[실시 예 1]
잉크젯 프린터를 이용하여 탄소나노튜브의 박막을 형성시키기 위해서는 잉크에 분산되어 있는 탄소나노튜브가 기판에 드롭(drop)되었을 때 망(network) 형태로 연결되어야 하며, 이렇게 망 형태로 연결되기 위한 효율적인 조건으로는 탄소나노튜브의 길이와 기판의 표면 상태, 잉크의 건조시간 등을 조절해 주어야 한다.
예를 들어 기판이 소수성의 표면 성질을 갖고 있으면 잉크 방울의 접촉각이 커지게 되고 잉크 방울의 가장자리와 가운데 부분의 건조 시간이 다르게 되어 잉크의 건조시 잉크에 분산되어 있는 탄소나노튜브가 가운데로 모이게 된다. 도 2a는 소수성의 기판위에 탄소나노튜브 잉크를 떨어뜨렸을 때 잉크가 건조되는 모습의 이미지이다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하고 탄소나노튜브 망 형성이 효과적으로 이루어지게 하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다. 탄소나노튜브 잉크 제조 시 탄소나노튜브의 길이를 5㎛이상으로 제조함으로써, 탄소나노튜브 망 형성이 원활하게 이루어지게 한다.
이러한 방법으로 제작된 탄소나노튜브 잉크를 인쇄할 기판의 표면을 플라즈마 처리를 비롯한 다양한 방법으로 친수성을 갖게 처리함으로써 탄소나노튜브 잉크의 접촉각을 작게 하고 잉크의 건조시간이 전체적으로 고르게 하여 탄소나노튜브가 뭉치지 않게 한다. 도 2b는 소수성의 기판위에 탄소나노튜브 잉크를 떨어뜨렸을 때 잉크가 건조된 후의 이미지이다.
[실시 예 2]
실시 예 2에서는 실시 예 1과 같은 과정으로 이루어지는 패턴 형성 과정에서 탄소나노튜브 잉크의 건조시간을 단시간에 이루어지게 하기 위한 한 방법으로 기판의 표면 온도를 높여주는 방법을 사용한다.
기판의 온도는 30℃이상으로 하되 90℃ 이하로 하는 것이 적당하다. 기판의 온도를 높여 주면 탄소나노튜브가 반데르발스 힘에 의해 서로 뭉치기 전에 용액을 증발시킬 수 있게 되어, 기판 표면에 골고루 분산된 형태로 탄소나노튜브 망을 형성시킬 수 있게 된다.
기판의 온도가 너무 낮으면 탄소나노튜브는 넓게 퍼지지 않고, 외곽부분과 안쪽 부분에 집중적으로 응집되는 현상이 발생하게 되고, 지나치게 높으면 용액이 표면에 닿기도 전에 증발하기 시작되므로 정확한 네트워킹이 잘 이루어지지 않는다.
[실시 예 3]
도 3은 인쇄 횟수에 따른 기판상 탄소나노튜브의 분포 이미지와 투명도, 전도도를 측정한 결과이다.
상기 실시 예 1, 2에 의한 방법으로 탄소나노튜브가 박막층을 형성하고 일정 수준의 전도도와 투명도 등을 갖게 하기 위해서는 1nm∼1㎛ 이하의 두께를 형성하는 것이 바람직하다.
탄소나노튜브는 일정한 농도 이상으로 용액에 분산시키기가 어려우며 이 경우 탄소나노튜브 잉크 한 방울에 포함되어 있는 탄소나노튜브의 양은 한정되어 있게 된다.
따라서 탄소나노튜브를 잉크젯 방법에 의하여 박막화할 경우 여러 번의 인쇄 가 필요하다. 또한 일반적인 탄소나노튜브 분산용액은 점도가 매우 낮기 때문에 잉크젯 방법에 의하여 기판에 인쇄를 하였을 경우 용액이 건조되기까지 수초간의 시간이 필요하다. 따라서 잉크 방울을 겹치게 인쇄하였을 경우 서로간의 응집력에 의해 잉크 방울이 뭉치게 되며 원하는 크기의 패터닝(patterning)이 불가능하게 된다.
본 발명에서는 이러한 점을 해결하기 위하여 잉크 방울과 방울 사이의 간격을 일정정도 띄워서 첫 번째 인쇄를 실시하고, 재차, 삼차 인쇄 시 잉크 방울과 방울 사이에 인쇄를 실시하여 잉크방울이 서로 겹치지 않게 인쇄를 하였다.
[실시 예 4]
상기 실시 예 3에 의하여 인쇄된 탄소나노튜브 박막에는 분산용액이 완전 건조되지 않고 남아있을 수가 있다.
이러한 분산 용액 찌꺼기는 탄노나노튜브 박막의 전도성을 저해하게 되므로 잉크가 건조된 후 남아있는 잔여 분산용액은 진공이나 대기 환경 중에서 고온 열처리를 통해 제거할 수 있다.
또한 탄소나노튜브의 경우 고온에서 나노튜브간의 상호 접촉 저항을 줄이기 위해 고온에서의 열처리를 수행할 수 있다. 이 외에도 물리적으로 필름을 눌러 줌으로써 나노튜브간의 접촉력을 개선할 수 있다. 또한 금속 용액 안에서 담가 둠으로써 전도성을 개선하는 과정을 수행할 수 있다. 이러한 후처리 과정은 탄소나노튜브 박막의 표면 저항을 감소시키고, 기판과 탄소나노튜브의 접착력을 개선하는데 기여할 수 있다.
[실시 예 5]
상기 실시 예 1, 2, 3에서 기판으로 ITO를 사용할 수 있다. 이 경우 ITO 박막 위에 탄소나노튜브가 위치하게 되며, 탄소나노튜브를 전계 방출원으로 사용할 수 있게 된다.
도 4는 위와 같은 방법으로 제작한 탄소나노튜브의 전계 방출효과를 측정한 결과이다.
잉크젯 방법에 의한 탄소나노튜브 전계 방출 소자 제작은 기존의 롤투롤(roll-to-roll)법이나 스프레이법, 스크린 인쇄법 등에 의한 제작 방법보다 간단하며, 마스크 등을 사용하지 않고 직접 미세 패터닝이 가능하여 공정이 단순한 장점이 있다.
도 5는 잉크젯 방법에 의하여 탄소나노튜브를 이용한 "Nantechnology" 글자를 패터닝한 이미지이다. 이와 같이 잉크를 젯팅하는 방법에 의해서 다양한 패턴은 직접적으로 그릴 수 있는 장점이 있다.
[실시 예 6]
상기 기판위에 요철을 가지는 패턴을 먼저 만든 후에 그 요철이 형성된 곳에 잉크를 젯팅하게 되면 여러 가지 이점이 있다.
예를 들어 젯팅되는 잉크의 직경은 헤드에서 출발할 때에 비해 고체 표면에 떨어졌을 때, 표면위에 퍼짐으로 인해 그 직경이 헤드에서 떨어져 나왔을 때 보다 커지는 것이 일반적이어서 대체적으로 잉크젯헤드의 노즐 크기에 비해 커지게 된 다.
본 발명에서는 이러한 점을 보상하기 위해 격벽이나 구멍을 기판위에 형성하고, 캐필러리 포스(capillary force)에 의해 격벽이나 구멍 밖보다는 그 안에 잉크가 떨어져서 그대로 건조되어 최종적으로 건조된 후의 패턴 크기가 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.
또한 목적하는 위치에서 약간 벗어나더라도 격벽이나 구멍 밖에 떨어져 있는 잉크의 경우는 세정 과정 등을 통해 제거함으로써 최종적으로 원하는 위치에 잉크를 패터닝할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 특히 이러한 격벽이나 구멍의 구조는 반드시 원형일 필요는 없으며, 직선이나 곡선의 형태를 가질 수 있다.
또한 선택적으로 격벽이나 구멍안과 밖의 표면처리를 달리하여 격벽이나 구멍안으로 떨어진 잉크가 모아지도록 만들 수도 있다. 예를 들어, 구멍이나 격벽 주위를 소수성으로 표면처리하게 되면 구멍 근처에 떨어진 잉크들은 구멍으로 빨려들어가게 되는데, 이는 소수성에 의해 밀려난 잉크가 친수성이 있는 쪽으로 이동하게 되기 때문이다. 이와 같은 효과와 구멍이나 격벽의 구조상 갖게 되는 캐필러리 포스(capillary force)에 의한 힘이 합쳐져서 보다 용이하게 잉크가 구멍이나 격벽에 들어가서 안착될 수 있게 된다.
이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 극소량의 탄소나노튜브를 사용하여 우수한 전기 전도성을 갖는 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 용액에 탄소나노튜브를 분산시켜 탄소나노튜브 잉크를 제조 하고, 이 잉크를 젯팅하여 패턴을 형성함으로서 투명하고 유연한 전극을 제작할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다.

Claims (12)

  1. 탄소나노튜브 박막을 기판 상에 균일한 네트워크를 형성시키기 위하여 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브 잉크를 기판 상에 투명도 10%내지 99%, 표면저항 1Ω/sq 내지 106 Ω/sq로 젯팅하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 젯팅(jetting)할 때 기판의 온도는 30℃이상인 것을 특징으로 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 표면은 잉크가 넓게 퍼지도록 친수성을 띄도록 표면 처리함을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브, 다중벽탄소나노튜브, 탄소나노섬유튜브로 이루어진 탄소 군에서 선택된 1종 혹은 상기 탄소나노튜브 표면에 금, 은, 동 중 어느 하나의 나노 입자가 표면수식(SURFACE-MODIFIED) 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판으로 금속기판, 불투명 무기기판, 투명 무기기판, 폴리머 기판 , 투명 전도성 무기기판, 투명 전도성 폴리머기판으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  6. 제 1 항에서, 상기 기판은 잉크의 크기가 표면 위에서 최소화되도록 하기 위해 패턴 형성 표면이 소수성 처리됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  7. 제 1 항에서, 상기 기판에 탄소나노튜브가 프린팅된 후 탄소나노튜브 이외의 잔여물을 완전한 제거를 위하여 고온 열처리하는 과정을 더 수행함을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  8. 제 1 항에서, 상기 탄소나노튜브를 젯팅하기 전에 기판의 표면에 요철과 구멍을 먼저 형성하여 요철과 구멍에 탄소나노튜브 잉크가 페인팅되게 함을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  9. 제 8 항에서, 상기 요철의 외부 또는 구멍의 외부에 프린트된 탄소나노튜브 잉크는 세정과정을 통해 제거됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 기판에 형성된 요철의 내부와 외부 또는 구멍의 내부와 외부는 서로 다른 친수성을 갖도록 표면 처리됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 전도성을 가짐을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전도성 기판에 형성된 탄소나노튜브를 포함하여 전체 기판은 10%내지 98%의 투명도를 가짐을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅법에 의한 나노 소재의 미세 전극 패턴 제조 방법.
KR1020060099975A 2006-10-13 2006-10-13 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법 Active KR100801670B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060099975A KR100801670B1 (ko) 2006-10-13 2006-10-13 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060099975A KR100801670B1 (ko) 2006-10-13 2006-10-13 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100801670B1 true KR100801670B1 (ko) 2008-02-11

Family

ID=39342612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060099975A Active KR100801670B1 (ko) 2006-10-13 2006-10-13 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100801670B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011040685A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Kyunghee University Industrial & Academic Collaboration Foundation Method for fabricating flexible board using solution process
WO2013165194A1 (ko) * 2012-05-02 2013-11-07 서강대학교 산학협력단 잉크젯 프린팅을 이용한 모듈형 마이크로유체 종이 칩의 제작방법
KR101522225B1 (ko) * 2013-06-19 2015-05-26 한국과학기술연구원 탄소나노튜브 미세배선 형성방법, 이에 의하여 형성된 미세배선기판 및 이 미세배선 제조용 탄소나노튜브 분산용액
WO2015096591A1 (zh) * 2013-12-23 2015-07-02 北京阿格蕾雅科技发展有限公司 高分散碳纳米管复合导电墨水
CN110482530A (zh) * 2019-09-04 2019-11-22 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 一种制备图案化碳纳米管薄膜的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060062437A (ko) * 2004-12-03 2006-06-12 한국과학기술연구원 탄소나노튜브 후막 및 이를 이용한 전계방출형 표시소자,평판형 램프 및 화학센서 감지막

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060062437A (ko) * 2004-12-03 2006-06-12 한국과학기술연구원 탄소나노튜브 후막 및 이를 이용한 전계방출형 표시소자,평판형 램프 및 화학센서 감지막

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011040685A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Kyunghee University Industrial & Academic Collaboration Foundation Method for fabricating flexible board using solution process
WO2013165194A1 (ko) * 2012-05-02 2013-11-07 서강대학교 산학협력단 잉크젯 프린팅을 이용한 모듈형 마이크로유체 종이 칩의 제작방법
KR101360404B1 (ko) 2012-05-02 2014-02-11 서강대학교산학협력단 잉크젯 프린팅을 이용한 모듈형 마이크로유체 종이 칩의 제작방법
US10201811B2 (en) 2012-05-02 2019-02-12 Industry-University Cooperation Foundation Sogang University Method for manufacturing modular microfluidic paper chips using inkjet printing
KR101522225B1 (ko) * 2013-06-19 2015-05-26 한국과학기술연구원 탄소나노튜브 미세배선 형성방법, 이에 의하여 형성된 미세배선기판 및 이 미세배선 제조용 탄소나노튜브 분산용액
WO2015096591A1 (zh) * 2013-12-23 2015-07-02 北京阿格蕾雅科技发展有限公司 高分散碳纳米管复合导电墨水
CN110482530A (zh) * 2019-09-04 2019-11-22 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 一种制备图案化碳纳米管薄膜的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100982631B1 (ko) 입자들과 혼합된 카본 나노튜브로부터의 전계 방출
JP5290926B2 (ja) 導電性構造体を利用した導電性フィルム製造方法
KR101410854B1 (ko) 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재와 금속나노소재를 하이브리드하여 형성된 고전도성 소재 및 그 제조방법
CN103021532A (zh) 透明电极层积体
US20110217455A1 (en) Large-area transparent conductive coatings including alloyed carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
WO2011109123A1 (en) Electronic devices including transparent conductive coatings including carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
Chang-Jian et al. Laser patterning of carbon-nanotubes thin films and their applications
KR100801670B1 (ko) 잉크젯 프린팅법에 의한 나노소재의 미세 전극 패턴 제조방법
KR20090093655A (ko) 전자방출원, 이를 적용한 전자장치 및 전자방출원의제조방법
Naito et al. Transparent conducting films composed of graphene oxide/Ag nanowire/graphene oxide/PET
Chang-Jian et al. Fabrication of carbon nanotube field emission cathodes in patterns by a laser transfermethod
TWI474371B (zh) 圖案化奈米粒子場射極
KR101092540B1 (ko) 활성화 없는 탄소 나노튜브들로부터의 개선된 전자 필드방출
Polikarpov et al. High uniform carbon nanotube thin films spray deposition on substrates with patterned structures having height difference
Oytun et al. Preparation of transparent conducting electrode on polysulfone film via multilayer transfer of layer-by-layer assembled carbon nanotubes
KR20080107688A (ko) 탄소나노튜브로 구성되는 투명한 디스플레이용 전도성필름의 제조방법
JP2018517238A (ja) パターニングされた透明導電膜及びこのようなパターニングされた透明導電膜の製造方法
Sun et al. Carbon nanotube transparent electrode
KR20140121663A (ko) 그래핀을 이용한 방열 도료, 방열 시트 및 그 제조 방법
Oh et al. Fabrication of high-performance graphene nanoplatelet-based transparent electrodes via self-interlayer-exfoliation control
Fan et al. A novel method of fabricating flexible transparent conductive large area graphene film
TWI441577B (zh) 元件散熱方法
KR20050035191A (ko) 탄소 나노튜브 코팅의 패턴화 방법 및 탄소 나노튜브 배선
US20100055562A1 (en) Nanowire layer adhesion on a substrate
Woo et al. Rapid transformation of transparent conducting films into superhydrophobic conductive films

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20061013

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20070919

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20080125

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20080130

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20080131

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110124

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120116

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130103

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130103

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131206

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20131206

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141230

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151208

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20151208

Start annual number: 9

End annual number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161207

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161207

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171204

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181211

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191210

Start annual number: 13

End annual number: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201209

Start annual number: 14

End annual number: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240102

Start annual number: 17

End annual number: 17