KR101284873B1 - Electric conductive flexible substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101284873B1
KR101284873B1 KR1020120021925A KR20120021925A KR101284873B1 KR 101284873 B1 KR101284873 B1 KR 101284873B1 KR 1020120021925 A KR1020120021925 A KR 1020120021925A KR 20120021925 A KR20120021925 A KR 20120021925A KR 101284873 B1 KR101284873 B1 KR 101284873B1
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정관호
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동완재
함주영
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A conductive flexible substrate and a manufacturing method thereof are provided to improve light transmission properties by forming multiple nano branch structures in a branch shape. CONSTITUTION: A sacrificial layer is formed on a substrate (100). Multiple nano branch structures (110) are formed on the upper side of the sacrificial layer. A conductive film (120) is formed on the upper side of the sacrificial layer. The conductive film is separated. The conductive film is composed of polymer materials having light transmission properties.

Description

도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법 {ELECTRIC CONDUCTIVE FLEXIBLE SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Conductive Flexible Substrate and Manufacturing Method Thereof {ELECTRIC CONDUCTIVE FLEXIBLE SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도전 효율 및 광투과성을 더욱 향상시키면서도 충분한 유연성을 확보할 수 있고, 대기 중의 안정성도 향상시킬 수 있으며, 이러한 고효율의 도전성 플렉서블 기판을 대면적으로 저렴하고 신속하게 제조할 수 있는 도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive flexible substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly, it is possible to secure sufficient flexibility while further improving conductivity and light transmittance, and to improve stability in the atmosphere. The present invention relates to a conductive flexible substrate and a method for manufacturing the same, which can be manufactured at low cost and in a large area.

일반적으로 유연하면서도 높은 전기 전도도를 갖고 광투과성이 높은 도전성 플렉서블 기판은, 태양전지용 기판, 디스플레이용 기판, 터치 패드용 전극 기판 등의 기판 및 전극 기판으로 활용도가 매우 높다.In general, flexible flexible substrates having high electrical conductivity and high light transmittance are highly applicable to substrates and electrode substrates such as solar cell substrates, display substrates, and touch pad electrode substrates.

특히, 디스플레이용 기판 또는 태양전지 기판이나 전극 기판으로 사용되는 도전성 플렉서블 기판은 비저항이 1×10-3 Ω/cm 이하이고, 면 저항이 102 Ω/sq 이하이며, 빛의 파장 380 ~ 780㎚의 가시광선 영역에서 투과율이 80% 이상인 조건을 만족해야 하며, 플렉서블하게 휘어짐에 따른 변형에도 불구하고 높은 도전성이 확보되어야 한다.In particular, a conductive flexible substrate used as a display substrate, a solar cell substrate, or an electrode substrate has a specific resistance of 1 × 10 −3 Ω / cm or less, a sheet resistance of 10 2 Ω / sq or less, and a wavelength of light of 380 to 780 nm. In the visible region of, the transmittance should satisfy 80% or more, and high conductivity should be ensured despite deformation due to flexible bending.

종래의 도전성 플렉서블 기판은 기존의 투명 전극에 사용되던 ITO(Tin doped Indium Oxide)계, FTO(Fluor doped Tin Oxide)계, ZnO(Zinc Oixde)계와 같은 산화물계 무기재료 필름 또는 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly (styrenesulfonate))와 같은 도전성 고분자재료 필름으로 이루어진다.Conventional conductive flexible substrates are oxide-based inorganic material films such as tin doped indium oxide (ITO), fluor doped tin oxide (FTO), zinc oxide (ZnO), or PEDOT: Polys (Poly) Conductive polymer film such as (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)).

그러나 산화물계 무기재료 필름의 경우, 광투과성 및 도전성은 우수하지만, 무기재료의 특성상 취성을 갖기 때문에 유연성이 부족한 문제점이 있고, 이러한 단점을 보완하기 위해 응용되고 있는 도전성 고분자재료 필름은 광투과성 및 도전성이 무기재료에 비해 현저히 떨어지는 문제점이 있다.However, in the case of an oxide-based inorganic material film, although excellent in light transmittance and conductivity, there is a problem in that the flexibility is insufficient because of the brittleness due to the characteristics of the inorganic material, the conductive polymer material film is applied to compensate for this disadvantage is light transmittance and conductivity There is a problem that is considerably lower than this inorganic material.

이에 따라, 최근에는 카본나노튜브 등을 이용한 다양한 접근이 이루어지고 있는데, 그 대표적인 예로서, Science 321 (2008) 1468과 Nature Materials 8 (2009) 494에는 단층카본나노튜브(single walled carbon nanotubes, SWNTs) 등이 분산된 용액을 필터링(filtering) 기법을 사용하여 다양한 기재상에 코팅하여 가요성 투명전극을 제조하는 방법이 개시되어 있다.Accordingly, in recent years, various approaches using carbon nanotubes have been taken. As representative examples, science 321 (2008) 1468 and Nature Materials 8 (2009) 494 have single walled carbon nanotubes (SWNTs). A method of manufacturing a flexible transparent electrode by coating a solution in which the back is dispersed is coated on various substrates using a filtering technique is disclosed.

또한, Nature Materials 10 (2011) 424에는 그물망과 같은 그래핀 네트워크에 PDMS를 침투 (infiltration) 시켜서 유연한 전도체를 제조하는 방법을 소개하고 있다.Nature Materials 10 (2011) 424 also introduces a method for producing flexible conductors by infiltration of PDMS into graphene networks such as mesh.

그러나 상기와 같은 방법의 경우, 기재상에 카본나노튜브(CNT)층을 손쉽게 형성할 수 있으나 대면적화에는 한계가 있다. 이는 도전성 플렉서블 기판이 적용되는 태양전지용 기판, 디스플레이용 기판, 터치 패드용 전극 등이 나날이 대면적화 되어가는 추세에 비추어 보아 치명적인 단점이다.However, in the case of the above method, the carbon nanotube (CNT) layer can be easily formed on the substrate, but there is a limit in large area. This is a fatal drawback in view of the trend that the solar cell substrate, the display substrate, the touch pad electrode, etc., to which the conductive flexible substrate is applied, are becoming more and more large.

이 밖에도 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방법을 이용한 다양한 기법들이 개발되어 이들의 응용에 관한 연구가 이루어지고 있으나, 마찬가지로 대면적화에는 한계를 나타내고 있으며, 은 나노선 등을 고분자 기판에 코팅하여 응용하는 연구도 진행되고 있으나, 아직까지 전술한 바와 같은 도전성 플렉서블 기판에서 요구되는 물성의 한계를 극복하지는 못하고 있는 실정이다.In addition, various techniques using ink-jet printing have been developed and researches on their application have been made, but similarly, there is a limit to large area, and silver nanowires are coated on a polymer substrate for application. Although research is being conducted, it is not yet possible to overcome the limitations of the physical properties required in the conductive flexible substrate as described above.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 기판 내부에서 전하를 신속하게 이동시킬 수 있으며, 대면적의 기판 제조에도 적용 가능하면서도 간편 용이한 방식으로 제조될 수 있는 도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the problems as described above, the present invention, a conductive flexible substrate that can quickly move the charge inside the substrate, can be applied to a large-area substrate manufacturing and can be manufactured in a simple and easy manner and a method for manufacturing the same To provide.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판은, 도전성과 광투과성을 갖는 무기 물질로 이루어지며, 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체; 및 광투과성을 갖는 고분자 물질로 이루어지고, 상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체;를 포함한다.In order to solve the problems as described above, the conductive flexible substrate according to the present invention is made of an inorganic material having conductivity and light transmittance, a plurality of nano-branched structure having a branch shape; And a conductive film body made of a polymer material having light transmittance and containing the plurality of nano-branched structures.

상기 나노 가지 구조체는, 산화물계의 무기 물질로 이루어질 수 있다.The nano branch structure may be formed of an inorganic inorganic material.

상기 나노 가지 구조체는, 인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO) 중에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하여 이루어질 수 있다.The nano branch structure may include one or more components selected from indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).

상기 도전성 필름체를 구성하는 고분자 물질은, 폴리디메틸실록세인(PDMS), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 폴리벤질이미다졸(polybenzimidazol), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(polyurethene), 폴리아닐린, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하여 이루어질 수 있다.The polymer material constituting the conductive film body may include polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, polycarbonate (PC), polybenzimidazol, polystyrene (PS), and polyurethane (polyurethene). It may comprise one or more components selected from the group consisting of polyaniline, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), polyvinyl chloride (PVC).

본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법은, 편평한 모 기판 상에 도전성 물질로 이루어진 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계; 및 상기 다수의 나노 가지 구조체를 광투과성을 갖는 고분자 물질로 이루어진 도전성 필름체의 내부로 전사하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a conductive flexible substrate according to the present invention includes forming a plurality of nano-branched structures made of a conductive material on a flat mother substrate; And transferring the plurality of nano-branched structures into the conductive film body made of a polymer material having light transmittance.

본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법은, 편평한 모 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 상면에 도전성 물질로 이루어지는 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계; 상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하도록 상기 희생층의 상면에 광투과성을 갖는 고분자 물질로 도전성 필름체를 형성하는 단계; 및 상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체만 분리하여 도전성 플렉서블 기판을 얻는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a conductive flexible substrate according to the present invention includes forming a sacrificial layer on a flat mother substrate; Forming a plurality of nano branch structures formed of a conductive material on an upper surface of the sacrificial layer; Forming a conductive film body from a polymer material having light transmittance on an upper surface of the sacrificial layer to contain the plurality of nano branch structures; And separating only the conductive film body containing the plurality of nano-branched structures to obtain a conductive flexible substrate.

상기 다수의 나노 가지 구조체는, 인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO) 중에서 선택되는 1종 이상의 성분으로 형성될 수 있다.The plurality of nano-branched structures may be formed of one or more components selected from indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).

상기 도전성 필름체를 구성하는 고분자 물질은, 폴리디메틸실록세인(PDMS), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 폴리벤질이미다졸(polybenzimidazol), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(polyurethene), 폴리아닐린, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분으로 형성될 수 있다.The polymer material constituting the conductive film body may include polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, polycarbonate (PC), polybenzimidazol, polystyrene (PS), and polyurethane (polyurethene). It may be formed of one or more components selected from the group consisting of polyaniline, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), polyvinyl chloride (PVC).

상기 모 기판은, 표면 거칠기가 5nm 이하인 이산화규소(SiO2)를 포함하는 실리콘 기판 및 유리 기판 중 어느 하나를 적용할 수 있다.As the mother substrate, any one of a silicon substrate and a glass substrate including silicon dioxide (SiO 2 ) having a surface roughness of 5 nm or less may be applied.

상기 다수의 나노 가지 구조체는, 전자선 증착 방식으로 형성될 수 있다.The plurality of nano-branched structures may be formed by electron beam deposition.

상기 희생층은, Ni, Ti, Al, W 중에서 선택되는 1종 이상의 금속 성분으로 전자선 증착, 스퍼터링 증착 또는 열 증착의 방식을 통해 상기 모 기판 상에 형성될 수 있다.The sacrificial layer may be formed on the mother substrate by at least one metal component selected from Ni, Ti, Al, and W through electron beam deposition, sputter deposition, or thermal deposition.

상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 상기 도전성 필름체만 분리하는 단계는, 상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체를 상기 모 기판 및 상기 희생층으로부터 박리시키는 박리용액에 담가 상기 모 기판 및 상기 희생층으로부터 분리하는 단계;일 수 있다.Separating only the conductive film body containing the plurality of nano-branched structures, the mother substrate and immersed in a peeling solution to peel the conductive film body containing the plurality of nano-branched structures from the mother substrate and the sacrificial layer and Separating from the sacrificial layer; may be.

상기 박리용액은, 물, 아세톤, 이소프로필 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The peeling solution may include one or more selected from the group consisting of water, acetone and isopropyl alcohol.

이러한 본 발명의 도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 의하면, 유연성이 높은 고분자 재료로 이루어지는 도전성 필름체 내부에 전하를 신속하게 이동시키는 무기재료로 이루어지는 다수의 나노 가지 구조체가 나뭇가지 형태로 구비되어 도전성 플렉서블 기판의 도전 효율 및 광투과성을 향상시키면서도 충분한 유연성을 확보할 수 있다.According to the conductive flexible substrate of the present invention and a method of manufacturing the same, a plurality of nano-branched structures made of an inorganic material for quickly transferring electric charges are provided in the form of branches in the conductive film body made of a highly flexible polymer material, and thus the conductive flexible substrate is provided. Sufficient flexibility can be secured while improving the conductivity and light transmittance of the substrate.

또한, 바람직하게는 다수의 나노 가지 구조체가 인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO)과 같은 산화물계로 이루어짐으로써, 내산화성이 우수하여 대기 중에서의 안정성도 향상시킬 수 있다.In addition, the plurality of nano-branched structures are preferably made of oxides such as indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO), so that the oxidation resistance is excellent and stability in the air can be improved.

또한, 이러한 다수의 나노 가지 구조체를 화학기상증착 방식에 비해 높은 증착 온도가 요구되지 않는 전자선 증착 방식으로써 증착시켜 성장 형성함으로써, 제조 단가를 절감하고 제조 시간도 줄일 수 있으며 대면적의 도전성 플렉서블 기판도 용이하게 제조할 수 있다.In addition, by forming and growing a plurality of nano-branched structures by the electron beam deposition method that does not require a higher deposition temperature than the chemical vapor deposition method, it is possible to reduce the manufacturing cost and to reduce the manufacturing time, and also to a large area conductive flexible substrate It can be manufactured easily.

그리고 이러한 고효율의 도전성 플렉서블 기판을 다수의 나노 가지 구조체를 전자선 증착 방식으로 증착시켜 성장 형성하고 이렇게 형성된 다수의 나노 가지 구조체를 도전성 필름체에 전사하는 방식으로 제조되므로, 제조 단가를 절감하고 제조 시간도 줄일 수 있으며 대면적으로도 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the highly efficient conductive flexible substrate is manufactured by growing and forming a plurality of nano branch structures by an electron beam deposition method and transferring the formed nano branch structures to a conductive film, thereby reducing manufacturing costs and manufacturing time. It can be reduced and can be easily manufactured in a large area.

즉, 희생층, 다수의 나노 가지 구조체 및 도전성 필름체 형성의 전 공정이 증착 방식만으로 이루어질 수 있으므로 제조 단가가 저렴하면서도 생산 효율이 높고 대면적 제작이 가능하여, 대면적 태양전지용 기판이나 대면적 디스플레이용 기판으로도 널리 적용될 수 있다.That is, since the entire process of forming the sacrificial layer, the plurality of nano branch structures, and the conductive film body can be made only by the deposition method, the manufacturing cost is low, the production efficiency is high, and the large area can be manufactured. It can also be widely applied as a substrate.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판을 휘어진 상태로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법을 보여주는 순서도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법에 있어서, 모 기판 상에 희생층을 형성한 상태를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법에 있어서, 희생층의 상면에 다수의 나노 가지 구조체를 형성한 상태를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법에 있어서, 희생층의 상면에 전자선 증착 방식을 통해 증착 형성한 다수의 나노 가지 구조체의 주사 전자현미경 사진,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법에 있어서, 다수의 나노 가지 구조체를 내포하도록 희생층의 상면에 도전성 필름체를 형성한 상태를 도시한 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판의 제조방법에 있어서, 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체를 모 기판과 희생층으로부터 분리하는 상태를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a conductive flexible substrate in a bent state according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a schematic view showing a state in which a sacrificial layer is formed on a mother substrate in a method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a schematic view showing a state in which a plurality of nano-branched structures are formed on an upper surface of a sacrificial layer in the method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a scanning electron micrograph of a plurality of nano-branched structures formed by depositing an electron beam deposition method on an upper surface of a sacrificial layer in the method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
6 is a schematic view showing a state in which a conductive film body is formed on an upper surface of a sacrificial layer to include a plurality of nano-branched structures in a method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram showing a state in which a conductive film body containing a plurality of nano-branched structures is separated from a mother substrate and a sacrificial layer in the method of manufacturing a conductive flexible substrate according to a preferred embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art will be able to easily carry out the present invention . The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판은, 유연하면서도 높은 전기 전도도를 갖고 광투과성이 높은 기판으로서, 태양전지용 기판, 디스플레이용 기판, 터치 패드용 전극 등의 기판 및 전극으로 활용도가 높은 기판이며, 특히 플렉서블하게 휘어짐에 따른 변형에도 불구하고 비저항이 1×10-3 Ω/cm 이하이고, 면 저항이 102 Ω/sq 이하이며, 빛의 파장 380 ~ 780㎚의 가시광선 영역에서 투과율이 80% 이상인 조건을 만족하는 기판이다.The conductive flexible substrate according to the present invention is a flexible, high electrical conductivity and high light-transmitting substrate, and is a substrate having high utilization as substrates and electrodes such as solar cell substrates, display substrates, and touch pad electrodes, and particularly flexible. Despite the deformation caused by the bending, the specific resistance is 1 × 10 -3 Ω / cm or less, the surface resistance is 10 2 Ω / sq or less, and the transmittance is 80% or more in the visible light region having a wavelength of 380 to 780 nm. It is a satisfied substrate.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판(100)의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 1, the configuration and operation effects of the conductive flexible substrate 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판은, 다수의 나노 가지 구조체(110) 및 도전성 필름체(120)를 포함하여 이루어진다.The conductive flexible substrate according to the preferred embodiment of the present invention includes a plurality of nano branch structures 110 and a conductive film body 120.

상기 다수의 나노 가지 구조체(110)는 높은 도전성을 갖는 무기재료로 이루어지며, 도전성 필름체(120)의 내부에 나뭇가지 형태로 연장 구비됨으로써, 도전성 필름체(120)를 통해 전달되는 전하들의 이동 경로를 단축시켜 도전성 플렉서블 기판(100)의 도전 효율을 상승시키는 역할을 한다.The plurality of nano-branched structures 110 are made of an inorganic material having high conductivity, and are provided in the form of a branch in the conductive film body 120 to transfer the charges transferred through the conductive film body 120. By shortening the path, the conductive efficiency of the conductive flexible substrate 100 is increased.

이러한 나노 가지 구조체(110)는 나노 스케일의 나뭇가지 형상으로 구비되는데, 여기서 나노 스케일이라 함은 1,000nm 이내의 크기를 갖는 것을 의미한다.The nano-branched structure 110 is provided in the shape of a twig of a nano scale, where the nano scale means having a size within 1,000 nm.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 나노 가지 구조체(110)는 그 직경이 수십 nm이며, 그 길이는 1,000nm에 가깝게 형성될 수 있으나, 그 크기가 이에 한정되는 것은 아니다.In a preferred embodiment of the present invention, the nano-branched structure 110 has a diameter of several tens of nm, the length may be formed close to 1,000 nm, but the size is not limited thereto.

상기 나노 가지 구조체(110)는 도전성 및 광투과성이 우수한 인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO) 중 하나 이상을 포함하는 무기재료로 이루어질 수 있다.The nano branch structure 110 may be formed of an inorganic material including at least one of indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO) having excellent conductivity and light transmittance.

상기 나노 가지 구조체(110)가 이와 같은 산화물계 무기재료로 이루어질 경우, 내산화성이 우수하므로 대기 중에서의 안정성이 향상될 수 있다.When the nano-branched structure 110 is formed of such an oxide-based inorganic material, since the oxidation resistance is excellent, stability in the atmosphere may be improved.

그러나 상기 나노 가지 구조체(110)의 구성 성분이 이에 한정되는 것은 아니며, 도전성 및 광투과성이 우수한 다양한 무기재료가 적용될 수도 있다.However, the components of the nano-branched structure 110 are not limited thereto, and various inorganic materials having excellent conductivity and light transmittance may be applied.

이렇게 상기 나노 가지 구조체(110)가 특유의 취성을 갖는 무기재료로 이루어지더라도, 규모가 있는 솔리드 형태가 아닌 나노 스케일의 나뭇가지 형상으로 도전성 필름체(120)에 내포되게 구비됨으로써, 도전성 플렉서블 기판이 자유롭게 휘어지더라도 손상될 우려가 없다.Thus, even if the nano-branched structure 110 is made of an inorganic material having a specific brittleness, the conductive flexible substrate is included in the conductive film body 120 by being embedded in a nano-scale twig shape instead of a solid solid form. There is no fear of damage even if it bends freely.

한편, 이와 같은 다수의 나노 가지 구조체(110)는 소정의 모 기판 또는 모 기판 상에 형성된 희생층의 상면에 전자선 증착 방식으로 형성되어 도전성 필름체(120)에 전사되는 형태로 도전성 필름체(120)에 구비되는 것이 바람직하다.On the other hand, such a plurality of nano-branched structure 110 is formed on a predetermined parent substrate or the upper surface of the sacrificial layer formed on the mother substrate by an electron beam deposition method is transferred to the conductive film body 120 in the form of a conductive film body 120 Is preferably provided).

보다 구체적으로는 다수의 나노 가지 구조체(110)는 VLS(Vapor-Liquid-Solid) 방법을 통해 모 기판 또는 모 기판 상에 형성된 희생층의 상면에 성장 형성되는 것이 바람직하다.More specifically, it is preferable that the plurality of nano branch structures 110 are grown and formed on the mother substrate or the top surface of the sacrificial layer formed on the mother substrate through a VLS (Vapor-Liquid-Solid) method.

그 이유는 이러한 전자선 증착 방식은 화학기상증착 방식에 비해 높은 증착 온도가 요구되지 않으므로 제조 단가를 절감하고 제조 시간도 줄일 수 있으며 대면적으로도 용이하게 형성할 수 있기 때문이다.The reason for this is that the electron beam deposition method does not require a higher deposition temperature than the chemical vapor deposition method, so that the manufacturing cost can be reduced, manufacturing time can be reduced, and it can be easily formed in a large area.

상기 도전성 필름체(120)는 광투과성을 가지면서 유연성이 높은 고분자 물질로 이루어져 도전성 플렉서블 기판의 몸체를 이루며, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 형태로 구비된다.The conductive film body 120 is formed of a polymer material having high transparency and high flexibility to form a body of the conductive flexible substrate, and is provided in a form that includes a plurality of nano branch structures 110.

상기 도전성 필름체(120)는 유연성이 높은 고분자 물질로 이루어지므로 도전성 플렉서블 기판에 높은 유연성을 부여한다.Since the conductive film body 120 is made of a highly flexible polymer material, the conductive film body 120 provides high flexibility to the conductive flexible substrate.

상기 도전성 필름체(120)를 구성하는 고분자 물질은 폴리디메틸실록세인(PDMS), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 폴리벤질이미다졸(polybenzimidazol), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(polyurethene), 폴리아닐린, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐클로라이드(PVC) 중 하나 이상의 성분을 포함하여 이루어질 수 있다.The polymer material constituting the conductive film body 120 is polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide (polyimide), polycarbonate (PC), polybenzimidazol (polybenzimidazol), polystyrene (PS), polyurethane ( polyurethene), polyaniline, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), polyvinyl chloride (PVC) may comprise one or more components.

그러나 상기 도전성 필름체(120)의 구성 성분이 이에 한정되는 것은 아니며, 필름의 몸체를 이룰 수 있는 유연성이 높은 다양한 고분자 물질이 적용될 수 있다.
However, the components of the conductive film body 120 are not limited thereto, and various polymer materials having high flexibility for forming the body of the film may be applied.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 플렉서블 기판(100)의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the conductive flexible substrate 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7.

본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판(100)은 편평한 모 기판(10) 상에 무기 물질로 이루어진 다수의 나노 가지 구조체(110)를 형성한 후, 이 다수의 나노 가지 구조체(110)를 고분자 물질로 이루어진 도전성 필름체(120)의 내부로 전사하는 방식으로 제조되는데, 이하에서는 이 같이 다수의 나노 가지 구조체(110)를 도전성 필름체(120)의 내부로 전사하여 도전성 플렉서블 기판(100)을 제조하는 일실시예를 설명한다.The conductive flexible substrate 100 according to the present invention forms a plurality of nano-branched structures 110 made of an inorganic material on a flat mother substrate 10, and then, the plurality of nano-branched structures 110 is made of a polymer material. It is manufactured by the method of transferring to the inside of the conductive film body 120, in the following to transfer the plurality of nano-branched structure 110 to the inside of the conductive film body 120 to manufacture the conductive flexible substrate 100. An Example is described.

그리고 이하의 설명에 있어서, 다수의 나노 가지 구조체(110) 및 도전성 필름체(120)의 구성 등의 설명은 전술된 바와 같으므로 생략하기로 한다.In the following description, description of the configuration of the plurality of nano-branched structures 110 and the conductive film body 120 is the same as described above, and thus will be omitted.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 모 기판(10) 상에 전자선 증착, 스퍼터링 증착 또는 열 증착의 방식을 통해 희생층(20)을 형성한다(s100). 이러한 모 기판(10)은 표면 거칠기가 5nm 이하인 이산화규소(SiO2)를 포함하는 실리콘 기판 및 유리 기판 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 상기 희생층(20)은 Ni, Ti, Al, W 중에서 선택되는 1종 이상의 금속 성분으로 이루어질 수 있다.First, as shown in FIG. 3, the sacrificial layer 20 is formed on a predetermined mother substrate 10 through electron beam deposition, sputter deposition, or thermal deposition (S100). The mother substrate 10 may be any one of a silicon substrate and a glass substrate including silicon dioxide (SiO 2 ) having a surface roughness of 5 nm or less, and the sacrificial layer 20 may be selected from Ni, Ti, Al, and W. It may consist of one or more metal components.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 희생층(20)의 상면에 전자선 증착 방식을 통해 인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO) 중 하나 이상을 포함하는 무기재료로 다수의 나노 가지 구조체(110)를 성장 형성한다(s200).Next, as shown in FIG. 4, a plurality of nano-branched structures made of an inorganic material including at least one of indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO) through an electron beam deposition method on the top surface of the sacrificial layer 20 ( 110 to form a growth (s200).

이러한 다수의 나노 가지 구조체(110)의 성장 형성 초기에는 무기재료가 나노 입자형태를 띠고 있다가, 생성된 나노 입자를 기초로 시간 경과에 따라 수직에 가까운 방향으로 성장하여 막대 형상을 이루며, 막대 형상을 이루어 감과 동시에 그 측부로 다수의 가지가 함께 성정 형성되어 상호 연결성을 갖는 복잡한 나뭇가지 형상을 갖게 되면서 나노 구조의 밀도가 증가한다.In the initial stages of growth formation of the plurality of nano-branched structures 110, the inorganic material is in the form of nanoparticles, and then grows in a direction perpendicular to the vertical direction over time based on the generated nanoparticles to form a rod shape. At the same time, a number of branches are formed together on the side, and the density of the nano-structure increases as a complex twig shape having interconnection is formed.

도 5는 이렇게 희생층(20)의 상면에 전자선 증착 방식을 통해 증착되어 성장 형성된 다수의 나노 가지 구조체(110)의 주사 전자현미경 사진이다.FIG. 5 is a scanning electron micrograph of the plurality of nano branch structures 110 formed by growing and deposited on the top surface of the sacrificial layer 20 through an electron beam deposition method.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하도록 유연성이 높은 고분자 물질로 이루어지는 도전성 필름체(120)를 희생층(20)의 상측에 형성한다(s300).Thereafter, as shown in FIG. 6, a conductive film body 120 made of a highly flexible polymer material is formed on the sacrificial layer 20 so as to contain the plurality of nano branch structures 110 (S300).

이러한 도전성 필름체(120)의 형성 과정은 희생층(20)이나 나노 가지 구조체(110)의 형성과 유사하게 증착 방식으로 구현될 수 있고, 고분자 물질의 도포 및 코팅 방식으로 구현될 수도 있다.The formation process of the conductive film body 120 may be implemented by a deposition method similar to the formation of the sacrificial layer 20 or the nano-branched structure 110, or may be implemented by a method of applying and coating a polymer material.

그 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 도전성 필름체(120)만 분리하여 도전성 플렉서블 기판(100)을 얻는다(s400).Thereafter, as illustrated in FIG. 7, only the conductive film body 120 including the plurality of nano branch structures 110 is separated to obtain a conductive flexible substrate 100 (S400).

이와 같은 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 도전성 필름체(120)의 박리 작업은, 도 6에 도시된 바와 같은 모 기판(10), 희생층(20), 다수의 나노 가지 구조체(110) 및 도전성 필름체(120)로 이루어지는 구조물을 소정의 박리용액에 담가 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 도전성 필름체(120)를 모 기판(10) 및 희생층(20)으로부터 분리하는 형태로 간편하게 구현될 수 있다.The peeling operation of the conductive film body 120 including the plurality of nano branch structures 110 is performed by the mother substrate 10, the sacrificial layer 20, and the plurality of nano branch structures 110 as illustrated in FIG. 6. ) And the conductive film body 120 containing the plurality of nano-branched structures 110 are separated from the mother substrate 10 and the sacrificial layer 20 by immersing a structure composed of the conductive film body 120 in a predetermined peeling solution. It can be easily implemented in the form.

여기서, 상기 박리용액은 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 도전성 필름체(120)를 모 기판(10) 및 희생층(20)으로부터 박리시키는 역할을 수행하는 것으로서, 물, 아세톤, 이소프로필 알코올 중 하나 이상의 성분을 포함하는 용액으로 구비될 수 있다.Here, the peeling solution serves to peel the conductive film body 120 containing the plurality of nano-branched structures 110 from the mother substrate 10 and the sacrificial layer 20, water, acetone, isopropyl It may be provided as a solution containing one or more components of the alcohol.

전술된 본 발명의 바람직한 실시예는, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 고분자 물질로 이루어진 도전성 필름체(120)의 내부로 전사하는 방식 중 하나의 실시예로 설명한 것이므로, 그 전사 방식은 이와 상이하게 구현될 수도 있다.Since the preferred embodiment of the present invention described above is described as one embodiment of the method of transferring the plurality of nano-branched structures 110 into the conductive film body 120 made of a polymer material, the transfer method is different from this. May be implemented.

예를 들어, 별도의 희생층(20)을 형성하지 않고 모 기판(10) 상에 직접 다수의 나노 가지 구조체(110)를 형성한 후, 이를 도전성 필름체(120)의 내부로 전사하는 방식으로 구현될 수 있으며, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 내포하는 도전성 필름체(120)를 모 기판(10) 및 희생층(20)으로부터 분리하는 작업도 박리용액을 사용하는 방식이 아닌 다른 방식으로 구현될 수도 있을 것이다.For example, after forming a plurality of nano-branched structure 110 directly on the parent substrate 10 without forming a separate sacrificial layer 20, it is transferred to the inside of the conductive film body 120 The separation of the conductive film body 120 containing the plurality of nano-branched structures 110 from the mother substrate 10 and the sacrificial layer 20 may also be carried out in a manner other than using a peeling solution. It may be implemented.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도전성 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 의하면, 도전성 필름체(120) 내부에 전하를 신속하게 이동시키는 다수의 나노 가지 구조체(110)가 구비되어 도전성 플렉서블 기판(100)의 도전 효율 및 광투과성을 더욱 향상시키면서도 충분한 유연성을 확보할 수 있고, 다수의 나노 가지 구조체(110)를 산화물계 무기재료로 형성함으로써 대기 중의 안정성도 향상시킬 수 있으며, 이러한 고효율의 도전성 플렉서블 기판(100)은 다수의 나노 가지 구조체(110)를 전자선 증착 방식으로 증착시켜 성장 형성하고 이렇게 형성된 다수의 나노 가지 구조체(110)를 도전성 필름체(120)에 전사하는 방식으로 제조되므로, 제조 단가 및 제조 시간을 절감할 수 있고, 대면적으로도 용이하게 제조할 수 있다.As described above, according to the conductive flexible substrate and the method of manufacturing the same, a plurality of nano-branched structures 110 for quickly moving charges are provided in the conductive film body 120 to provide the conductive flexible substrate 100. In addition, it is possible to secure sufficient flexibility while further improving the conductivity efficiency and light transmittance, and by forming a plurality of nano-branched structures 110 from an oxide-based inorganic material, stability in the atmosphere can be improved, and such a highly efficient conductive flexible substrate ( 100 is manufactured by depositing and forming a plurality of nano-branched structures 110 by electron beam deposition, and transferring the plurality of nano-branched structures 110 formed on the conductive film body 120, thereby manufacturing costs and manufacturing. It can save time and can manufacture easily in large area.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. Of course.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 도전성 플렉서블 기판 110 : 나노 가지 구조체
120 : 도전성 필름체 10 : 모 기판
20 : 희생층Description of the Related Art [0002]
100: conductive flexible substrate 110: nano branch structure
120: conductive film body 10: mother substrate
20: sacrificial layer

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 편평한 모 기판 상에 희생층을 형성하는 단계;
상기 희생층의 상면에 도전성 물질로 이루어지는 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계;
상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하도록 상기 희생층의 상면에 광투과성을 갖는 고분자 물질로 도전성 필름체를 형성하는 단계; 및
상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체만 분리하여 도전성 플렉서블 기판을 얻는 단계;
를 포함하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.Forming a sacrificial layer on a flat parent substrate;
Forming a plurality of nano branch structures formed of a conductive material on an upper surface of the sacrificial layer;
Forming a conductive film body from a polymer material having light transmittance on an upper surface of the sacrificial layer to contain the plurality of nano branch structures; And
Separating only the conductive film body containing the plurality of nano-branched structures to obtain a conductive flexible substrate;
Method of manufacturing a conductive flexible substrate comprising a. 제6항에 있어서,
상기 다수의 나노 가지 구조체는,
인듐 주석 산화물(ITO) 및 산화 아연(ZnO) 중에서 선택되는 1종 이상의 성분으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
The plurality of nano-branched structure,
A method of manufacturing a conductive flexible substrate, characterized in that it is formed of at least one component selected from indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO). 제6항에 있어서,
상기 도전성 필름체를 구성하는 고분자 물질은,
폴리디메틸실록세인(PDMS), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 폴리벤질이미다졸(polybenzimidazol), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(polyurethene), 폴리아닐린, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
The polymer material constituting the conductive film body,
Polydimethylsiloxane (PDMS), polyimide, polycarbonate (PC), polybenzimidazol, polystyrene (PS), polyurethane (polyurethene), polyaniline, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene Method for producing a conductive flexible substrate, characterized in that formed of at least one component selected from the group consisting of glycol (PEG), polyvinyl chloride (PVC). 제6항에 있어서,
상기 모 기판은,
표면 거칠기가 5nm 이하인 이산화규소(SiO2)를 포함하는 실리콘 기판 및 유리 기판 중 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
The mother substrate,
A method of manufacturing a conductive flexible substrate, wherein any one of a silicon substrate and a glass substrate containing silicon dioxide (SiO 2 ) having a surface roughness of 5 nm or less is applied. 제6항에 있어서,
상기 다수의 나노 가지 구조체는,
전자선 증착 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
The plurality of nano-branched structure,
A method of manufacturing a conductive flexible substrate, characterized in that formed by the electron beam deposition method. 제6항에 있어서,
상기 희생층은,
Ni, Ti, Al, W 중에서 선택되는 1종 이상의 금속 성분으로 전자선 증착, 스퍼터링 증착 또는 열 증착의 방식을 통해 상기 모 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
The sacrificial layer may include,
At least one metal component selected from Ni, Ti, Al, and W is formed on the mother substrate by electron beam deposition, sputter deposition, or thermal deposition. 제6항에 있어서,
상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 상기 도전성 필름체만 분리하는 단계는,
상기 다수의 나노 가지 구조체를 내포하는 도전성 필름체를 상기 모 기판 및 상기 희생층으로부터 박리시키는 박리용액에 담가 상기 모 기판 및 상기 희생층으로부터 분리하는 단계;
인 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method according to claim 6,
Separating only the conductive film body containing the plurality of nano-branched structure,
Separating the conductive film body containing the plurality of nano-branched structures from the mother substrate and the sacrificial layer by immersing the conductive film in the peeling solution that separates the mother substrate and the sacrificial layer;
The manufacturing method of the conductive flexible substrate characterized by the above-mentioned. 제12항에 있어서,
상기 박리용액은,
물, 아세톤, 이소프로필 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플렉서블 기판의 제조방법.The method of claim 12,
The peeling solution,
A method for producing a conductive flexible substrate, comprising at least one member selected from the group consisting of water, acetone and isopropyl alcohol.
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