KR20210124577A - Method for selective coating of nano materials - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a selective coating method of nanomaterials, comprising the following steps of: manufacturing nanomaterial dispersion solution by mixing and dispersing nanomaterials with dispersion solvent; spreading the nanomaterial dispersion solution on a surface of a base material; and removing a part of the nanomaterials spread on the base material by applying ultrasonic vibration on the base material where the nanomaterials are spread. The selective coating method efficiently coats nanomaterials on a fine metal pattern surface with a desired thickness.

Description

나노소재의 선택적 코팅 방법{Method for selective coating of nano materials}Method for selective coating of nano materials

본 발명은 미세 금속 패턴을 포함하는 기재 표면에 나노소재를 코팅하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속 패턴영역과 비 패턴영역을 포함하는 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부를 초음파 진동을 통하여 제거함으로써, 상기 금속 패턴영역의 표면에만 나노소재가 코팅되게 하여, 상기 나노소재를 선택적으로 코팅하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of coating a nanomaterial on the surface of a substrate including a fine metal pattern, and more particularly, ultrasonically vibration a part of the nanomaterial applied to the surface of the substrate including the metal pattern region and the non-pattern region. By removing through, the nanomaterial is coated only on the surface of the metal pattern region, and relates to a method of selectively coating the nanomaterial.

나노코팅(Nano Coating) 기술이란 소재 자체를 나노 구조화 하는 것과는 달리 기존의 부품이나 기재의 표면에 나노구조의 보호막을 코팅하는 기술을 의미한다. Nano coating technology refers to a technology of coating a nano-structured protective film on the surface of an existing part or substrate, unlike the nano-structured material itself.

상기 나노코팅 기술은 상기 나노소재를 코팅함으로써, 상기 기재 표면의 강도와 경도를 증가시킬 수 있으며, 내마모성, 내식성, 내열성, 전기 전도성, 열 전도성 및 코팅성 등을 비롯한 다양한 물성을 보충할 수 있다. 따라서, 상기 나노코팅 기술은 산업 여러 분야에서 정전기 방지, 대전방지, EMI 차폐 및 흡수, 계면 접착력 강화, 방열 및 발열 등의 기능성 소재를 제공하기 위하여 다양하게 사용되고 있다.The nano-coating technology can increase the strength and hardness of the surface of the substrate by coating the nanomaterial, and can supplement various physical properties including abrasion resistance, corrosion resistance, heat resistance, electrical conductivity, thermal conductivity and coating properties. Therefore, the nano-coating technology is used in various industries to provide functional materials such as antistatic, antistatic, EMI shielding and absorption, interfacial adhesion reinforcement, heat dissipation and heat generation, etc. in various industries.

상술한 나노코팅에 사용하는 대표적인 나노소재인 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재로, 전기 전도도가 구리와 유사하고, 열전도율이 높으며, 강도 및 안정도가 높은 물질로, 산업 여러 분야에서 상기 탄소나노튜브를 코팅하는 방법이 연구되고 있다. Carbon nanotube, which is a representative nanomaterial used for the above-mentioned nanocoating, is a new material in which hexagons made of six carbons are connected to each other to form a tube, and has electrical conductivity similar to copper, high thermal conductivity, and high strength and stability As a result, a method of coating the carbon nanotubes is being studied in various fields of industry.

종래 상기 탄소나노튜브를 기재의 표면에 코팅하기 위한 방법으로, 촉매를 기재 위에 형성시키고, 기재를 가열하여 하이드로 카본 전구체가 열적-화학적 작용에 의하여 깨지면서, 상기 촉매에서 탄소나노튜브가 자라도록 하는 CVD(chemical vapor deposition)법을 이용하거나, 탄소나노튜브에 화학적 처리를 통하여 액상 분산 시키거나 폴리머 또는 포토 레지스트에 혼합한 후 기판에 코팅하는 폴리머 분산법을 이용하거나, 화학적으로 분산된 탄소나노튜브 용액을 에어 브러쉬를 이용하여 대기압 하에서 기판에 분사하는 방법 등을 이용하였다. Conventionally, as a method for coating the carbon nanotubes on the surface of a substrate, a catalyst is formed on the substrate, and the hydrocarbon precursor is broken by thermal-chemical action by heating the substrate, so that the carbon nanotubes grow on the catalyst. (chemical vapor deposition) method, liquid dispersion through chemical treatment on carbon nanotubes, polymer dispersion method that coats the substrate after mixing with polymer or photoresist, or chemically dispersed carbon nanotube solution A method of spraying the substrate under atmospheric pressure using an air brush was used.

한편, 공개특허 제2006-0117074호는 아음속 또는 초음속으로 분사되는 반송가스를 이용하여 탄소나노튜브를 기판에 충돌시킴으로써 상기 탄소나노튜브를 상기 기판상에 부착시키는 전계방출 에미터전극 제조방법을 제공하여, 콜드 스프레이공정을 이용하여 탄소나노튜브를 기재에 부착시키는 방법을 제안하였다. On the other hand, Patent Publication No. 2006-0117074 provides a method for manufacturing a field emission emitter electrode in which carbon nanotubes are attached to the substrate by colliding the carbon nanotubes onto the substrate using a carrier gas injected at subsonic or supersonic velocity. , proposed a method of attaching carbon nanotubes to a substrate using a cold spray process.

나아가, 선택적 부분에 대한 나노 소재의 코팅, 예를 들면, 미세 금속 패턴의 표면의 제한적 범위인 미소 부위에 코팅을 하기 위해서는 마스크를 이용하거나 바인더 용액을 혼합하여 사용하는 공정을 이용하였다. Furthermore, a process of using a mask or mixing a binder solution was used in order to coat the nano-material on the selective part, for example, on the micro-site, which is a limited range of the surface of the fine metal pattern.

그러나, 상술한 종래 기술들은 고가의 장비를 필요로 하거나, 별도의 처리가 필요하여 비용이 든다는 단점이 있다. However, the above-described conventional techniques have disadvantages in that expensive equipment is required or a separate treatment is required, resulting in high costs.

따라서, 비용 및 제조 공정면에서 효율적이고, 간단한 방법으로 원하는 부분에 대하여 나노소재를 선택적으로 코팅할 수 있는 나노소재의 코팅 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a method for coating a nanomaterial that is efficient in terms of cost and manufacturing process, and can selectively coat a nanomaterial on a desired portion in a simple manner.

대한민국 공개특허 제2006-0117074호Republic of Korea Patent Publication No. 2006-0117074

따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 별도의 장비 또는 공정을 필요로 하지 않아 간단하고 쉬우나, 효율적으로 미세 금속 패턴의 표면에 원하는 두께로 나노소재를 코팅할 수 있는 나노소재의 선택적 코팅 방법을 제공하는 것을 일 과제로 한다. Therefore, in order to solve the problems of the prior art described above, an embodiment of the present invention is simple and easy because it does not require a separate equipment or process, but it is possible to efficiently coat the nanomaterial with a desired thickness on the surface of the fine metal pattern. An object of the present invention is to provide a method for selectively coating nanomaterials.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 나노소재를 분산용매와 혼합하고, 분산하여 나노소재 분산용액을 제조하는 단계; 상기 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계; 및 상기 나노소재가 도포된 기재에 초음파 진동을 가하여 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계; 를 포함하는 나노소재의 선택적 코팅 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical object, an aspect of the present invention comprises the steps of mixing and dispersing a nanomaterial with a dispersion solvent to prepare a nanomaterial dispersion solution; applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate; and applying ultrasonic vibration to the substrate to which the nanomaterial is applied to remove a portion of the nanomaterial applied to the surface of the substrate; It provides a selective coating method of a nanomaterial comprising a.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계 이후에, 상기 나노소재가 코팅된 영역에 추가 초음파 진동을 가하여 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께를 목표 두께로 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 추가 초음파 진동을 가하는 시간이 증가할수록 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께가 감소될 수 있다. In an embodiment of the present invention, after the step of removing a part of the nanomaterial, applying additional ultrasonic vibration to the area coated with the nanomaterial to adjust the thickness of the area coated with the nanomaterial to a target thickness Including further, as the time for applying the additional ultrasonic vibration increases, the thickness of the nanomaterial-coated region may be reduced.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기재는 금속 패턴영역과 비 패턴영역을 포함하고, 상기 금속 패턴영역 및 비 패턴영역은 상기 나노소재와의 계면 접착 에너지가 상이한 물질로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the substrate may include a metal pattern region and a non-pattern region, and the metal pattern region and the non-pattern region may be made of a material having different interfacial adhesion energy with the nanomaterial.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 초음파 진동을 가하는 공정을 통하여, 상기 비 패턴영역의 표면에 도포된 나노소재는 제거되고, 상기 금속 패턴영역의 표면에만 나노소재가 코팅될 수 있다. In an embodiment of the present invention, through the process of applying the ultrasonic vibration, the nanomaterial applied to the surface of the non-patterned area may be removed, and the nanomaterial may be coated only on the surface of the metal patterned area.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴영역은 Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Rh(로듐), Ru(루테늄), Zn(아연), Ag(은), Ti(티타늄), Co(코발트), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), Al(알루미늄), Fe(철), V(바나듐), Ir(이리듐), Sb(안티몬), Sn(주석), Bi(비스무트), Mn(망간), Cu(구리), Ba(바륨) 또는 이들의 조합으로 구성되는 군으로 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal pattern region is Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Zn (zinc), Ag (silver), Ti ( Titanium), Co (cobalt), Mo (molybdenum), W (tungsten), Al (aluminum), Fe (iron), V (vanadium), Ir (iridium), Sb (antimony), Sn (tin), Bi ( bismuth), Mn (manganese), Cu (copper), Ba (barium), or a combination thereof may include any one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계는, 교반용매에 상기 기재를 주입하고 초음파를 인가하여 수행될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the step of removing a portion of the nanomaterial may be performed by injecting the substrate into a stirring solvent and applying ultrasonic waves.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 교반용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the stirring solvent may include one or more of superionized water, methanol, isopropyl alcohol, and ethanol.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재는 탄소나노튜브, 그래핀, 플러렌 및 금속 나노와이어 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the nanomaterial may include one or more of carbon nanotubes, graphene, fullerene, and metal nanowires.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 분산용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the dispersion solvent may include at least one of superionized water, methanol, isopropyl alcohol, and ethanol.

본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법은 나노소재를 상온습식 공정을 이용하여 미세 금속 패턴영역에 선택적으로 증착할 수 있는 방법으로, 종래의 나노소재 코팅 방법에 비하여 제조 공정이 간단하고, 고가의 장비를 필요로 하지 않으며, 나노소재 코팅을 위한 모재가 필요없이 코팅이 가능하여 간단하고 쉬우나, 효율적으로 미세 금속 패턴의 표면에만 원하는 두께로 나노소재를 코팅할 수 있다. The selective coating method of the nanomaterial of the present invention is a method that allows the nanomaterial to be selectively deposited on the fine metal pattern area using a room temperature and wet process. Compared to the conventional nanomaterial coating method, the manufacturing process is simple and expensive equipment It is simple and easy to apply without the need for a base material for nanomaterial coating, but it is possible to efficiently coat the nanomaterial with a desired thickness only on the surface of the fine metal pattern.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 금속 패턴 영역에만 선택적으로 나노소재가 코팅된 기재의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서, 초음파 인가 시간에 따라 금속 패턴 영역에만 선택적으로 나노소재가 코팅된 기재의 SEM 이미지이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에서, 추가 초음파 인가 시간에 따라 금속 패턴 영역에 코팅된 나노소재의 두께가 달라진 기재의 SEM 이미지이다.1 is a flowchart of a method for selectively coating a nanomaterial of the present invention.
2 is a schematic diagram of a method for selectively coating a nanomaterial of the present invention.
3 is a schematic diagram of a substrate on which a nanomaterial is selectively coated only on a metal pattern region according to an embodiment of the present invention.
4 is an SEM image of a substrate on which a nanomaterial is selectively coated only on a metal pattern region according to an ultrasonic application time according to an embodiment of the present invention.
5 is an SEM image of a substrate in which the thickness of a nanomaterial coated on a metal pattern region is changed according to an additional ultrasonic application time in an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 양태는 나노소재의 선택적 코팅 방법을 제공한다. One aspect of the present invention provides a method for selectively coating a nanomaterial.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 나노소재의 선택적 코팅 방법의 흐름도이고, 도 2는 상기 나노소재의 선택적 코팅 방법의 모식도이다. 1 is a flowchart of a method for selective coating of nanomaterials in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a method for selective coating of nanomaterials.

도 1을 참조하면, 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법은, 나노소재를 분산용매와 혼합하고, 분산하여 나노소재 분산용액을 제조하는 단계(S10); 상기 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계(S20); 및 상기 나노소재가 도포된 기재에 초음파 진동을 가하여 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30); 를 포함한다. Referring to Figure 1, the selective coating method of the nanomaterial of the present invention, mixing and dispersing the nanomaterial with a dispersion solvent to prepare a nanomaterial dispersion solution (S10); applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate (S20); and applying ultrasonic vibration to the substrate to which the nanomaterial is applied to remove a portion of the nanomaterial applied to the surface of the substrate (S30); includes

먼저, 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법은, 나노소재를 분산용매와 혼합하고, 분산하여 나노소재 분산용액을 제조하는 단계(S10)를 포함한다. First, the selective coating method of the nanomaterial of the present invention includes a step (S10) of preparing a nanomaterial dispersion solution by mixing and dispersing the nanomaterial with a dispersion solvent.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재는 약 100 nm이하의 크기를 가지는 물질을 의미하며, 상기 기재의 표면에 도포되어, 기재가 가지지 못하는 물성, 예를 들면, 전기전도성, 열전도성, 내마모성, 내식성 또는 내열성 등을 보충하여 기재에 상술한 물성을 부여하는 물질에 해당한다. In one embodiment of the present invention, the nanomaterial means a material having a size of about 100 nm or less, and is applied to the surface of the substrate, and has physical properties that the substrate does not have, for example, electrical conductivity, thermal conductivity, abrasion resistance , corresponds to a material that provides the above-described physical properties to the substrate by supplementing corrosion resistance or heat resistance.

상기 나노소재는 탄소나노튜브, 그래핀, 플러렌 및 금속 나노와이어 중 하나 이상, 예를 들면 탄소나노튜브 또는 은 나노와이어를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브 또는 단일벽 탄소나노튜브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The nanomaterial may include one or more of carbon nanotubes, graphene, fullerene, and metal nanowires, for example, carbon nanotubes or silver nanowires, and the carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes or single-walled carbon nanotubes. It may include one or more of walled carbon nanotubes.

본 명세서에서, 상기 탄소나노튜브는 높은 기계적 강도와 큰 전기전도도로 전기전자 소자로의 활용이 기대되는 소재로, 낮은 저항값을 가짐과 동시에 열전도율이 높으며, 강도 및 안정도가 높은 물질로, 특유의 나선성(chirality)에 따라 부 도체성, 전도체 또는 반도체적 성질을 나타낼 수 있어서, 구리와 같은 금속성이 될 수도 있고 또 실리콘과 같은 반도체성 거동을 나타내기도 하는 소재이다. In the present specification, the carbon nanotube is a material expected to be used as an electrical and electronic device due to its high mechanical strength and high electrical conductivity. It has a low resistance value, high thermal conductivity, and high strength and stability. It is a material that can exhibit non-conductive, conductive, or semiconducting properties according to its chirality, so it can be metallic such as copper and also exhibit semiconducting behavior like silicon.

또한 상기 탄소나노튜브는 매우 유연하며, 평편하게 또는 꼬거나 구부릴 수도 있고, 탄성이 커서 변형 후에 원래의 형상으로 쉽게 되돌아 오는 특징도 가지는데, 이러한 물성으로 인해 강하고 유연한 유연한 전극, 전자소자, 연료전지 또는 센서 등의 제조에 유용하게 쓰일 수 있다.In addition, the carbon nanotube is very flexible, can be flat, twisted, or bent, and has a characteristic that it easily returns to its original shape after deformation due to its high elasticity. Alternatively, it may be usefully used in the manufacture of sensors and the like.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 분산용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, in an embodiment of the present invention, the dispersion solvent may be composed of superionized water, methanol, isopropyl alcohol, and at least one of ethanol.

예를 들면, 상기 분산용매는 상술한 교반용매의 100 % 용액 또는 초이온수와 혼합하여 일정 순도 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. For example, the dispersion solvent may be configured to include at least one of a certain purity by mixing with a 100% solution of the above-described stirring solvent or superionized water.

예를 들면, 상기 나노소재가 탄소나노튜브이고, 상기 교반용매는 98 %의 메탄올일 경우, 상기 나노소재를 분산용매와 혼합하는 공정은 탄소나노튜브 0.5 g 및 98 %의 메탄올 500 ml를 혼합하여 수행할 수 있다. 이때, 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 탄소나노튜브를 황산 100 %, 질산 100 % 또는 상기 황산 및 질산을 일정 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.For example, when the nanomaterial is a carbon nanotube, and the stirring solvent is 98% methanol, the process of mixing the nanomaterial with a dispersion solvent is 0.5 g of carbon nanotubes and 500 ml of 98% methanol. can be done In this case, in order to improve the dispersibility of carbon nanotubes, 100% sulfuric acid, 100% nitric acid, or a mixture of sulfuric acid and nitric acid may be used in a predetermined ratio.

본 발명의 일 실시예에서 상기 나노소재를 분산용매와 혼합하고, 분산하여 나노소재 분산용액을 제조하는 단계(S10)는 상기 나노소재 및 분산용매를 혼합한 혼합용액에 물리적인 자극을 주어 수행될 수 있는데, 예를 들면, 상기 혼합용액에 초음파를 인가하여 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In an embodiment of the present invention, the step of mixing and dispersing the nanomaterial with a dispersion solvent to prepare a nanomaterial dispersion solution (S10) is performed by giving a physical stimulus to the mixed solution in which the nanomaterial and the dispersion solvent are mixed. It may be, for example, may be performed by applying ultrasonic waves to the mixed solution, but is not limited thereto.

예를 들면, 상기 분산용액을 제조하는 단계(S10)가 상기 혼합용액에 초음파를 인가하여 수행되는 경우, 초음파 파쇄기를 사용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 초음파 봉을 상기 혼합용액에 삽입하고 수 분 내지 수 시간 동안 초음파를 인가하고 교반하여, 상기 분산용매 내에 포함된 나노소재들 간의 응집을 물리적으로 해체하여 수행될 수 있다. For example, when the step (S10) of preparing the dispersion solution is performed by applying ultrasonic waves to the mixed solution, it may be performed using an ultrasonic crusher. Specifically, by inserting an ultrasonic rod into the mixed solution, applying ultrasonic waves for several minutes to several hours, and stirring, it may be performed by physically dissolving aggregation between the nanomaterials included in the dispersion solvent.

상술한 바와 같이 생성된 나노소재 분산용액은 상기 나노소재가 분산용매 내부에서 엉킴이 없이 개별적으로 분산되어 존재하게 된다.In the nanomaterial dispersion solution produced as described above, the nanomaterials are individually dispersed without entanglement in the dispersion solvent and exist.

다음으로, 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅방법은 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계(S20)를 포함한다. Next, the selective coating method of the nanomaterial of the present invention includes the step of applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate (S20).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기재는 표면에 상술한 나노소재가 코팅되는 피 코팅면을 포함하는 것으로, 단순한 금속, 플라스틱, 유리 등으로 구성된 기판일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the substrate includes a surface to be coated on which the above-described nanomaterial is coated on the surface, and may be a substrate composed of a simple metal, plastic, glass, or the like.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 기재는 금속 패턴영역과 비 패턴영역을 포함하고, 상기 금속 패턴영역 및 비 패턴영역은 상기 나노소재와의 계면 접착 에너지가 상이한 물질로 구성되어 있을 수 있다. In another embodiment of the present invention, the substrate may include a metal pattern region and a non-pattern region, and the metal pattern region and the non-pattern region may be composed of a material having different interfacial adhesion energy with the nanomaterial.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴영역은 Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Rh(로듐), Ru(루테늄), Zn(아연), Ag(은), Ti(티타늄), Co(코발트), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), Al(알루미늄), Fe(철), V(바나듐), Ir(이리듐), Sb(안티몬), Sn(주석), Bi(비스무트), Mn(망간), Cu(구리), Ba(바륨) 또는 이들의 조합으로 구성되는 군으로 선택되는 어느 하나 이상, 예를 들면, Pd(팔라듐)을 포함하여 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the metal pattern region is Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Zn (zinc), Ag (silver), Ti ( Titanium), Co (cobalt), Mo (molybdenum), W (tungsten), Al (aluminum), Fe (iron), V (vanadium), Ir (iridium), Sb (antimony), Sn (tin), Bi ( Bismuth), Mn (manganese), Cu (copper), Ba (barium), or any one or more selected from the group consisting of a combination thereof, for example, may be configured to include Pd (palladium).

예를 들면, 상기 금속 패턴영역은 약 1 nm 내지 100 μm의 크기의 회로 패턴으로, 팔라듐을 포함하여 구성되는 미세 회로 패턴 또는 0.1 nm 내지 10 nm 두께의 박막으로 형성되어 있는 소자, 예를 들면, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 소자일 수 있다. For example, the metal pattern region is a circuit pattern having a size of about 1 nm to 100 μm, a micro circuit pattern comprising palladium or a device formed as a thin film having a thickness of 0.1 nm to 10 nm, for example, It may be a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device.

상기 MEMS 소자는 마이크로 가공 공정을 이용하여 제작되고, 에너지를 변환시켜주는 소자를 의미하며, 구체적으로, 전기 에너지를 기계적인 일로 변환시키는 마이크로 액츄에이터, 전기 신호를 전달하고 제어하는 마이크로 스위치, 외부의 물리, 화학, 생물학적 변화를 감지하여 전기 신호로 변환시키는 마이크로 센서, 극미량의 유체를 제어 및 전달하는 마이크로 유체 소자, 그리고 열적, 기계적, 화학적, 광학적 에너지를 전기 에너지로 저장하는 에너지 수확 소자(energy harvester) 등에 사용된다. The MEMS device is manufactured using a micro-machining process and refers to a device that converts energy, specifically, a micro actuator that converts electrical energy into mechanical work, a micro switch that transmits and controls electrical signals, and an external physical , microsensors that detect chemical and biological changes and convert them into electrical signals, microfluidic devices that control and transmit trace amounts of fluids, and energy harvesters that store thermal, mechanical, chemical, and optical energy into electrical energy used, etc.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재가 탄소나노튜브인 경우, 탄소나노튜브는 상기 MEMS 소자의 회로 패턴에 코팅되어 상기 기재 표면의 강도와 경도를 증가시킬 수 있으며, 내마모성, 내식성, 내열성, 전기 전도성, 열 전도성 및 코팅성 등을 비롯한 다양한 물성을 보충할 수 있고, 상기 탄소나노튜브 표면에 촉매 물질을 코팅하여 회로 패턴에 접촉 소재로 사용 시, 외부의 물리, 화학, 생물학적 변화를 감지하기 위한 촉매 물질로 활용 가능할 수 있다. In an embodiment of the present invention, when the nanomaterial is a carbon nanotube, the carbon nanotube is coated on the circuit pattern of the MEMS device to increase the strength and hardness of the surface of the substrate, and has abrasion resistance, corrosion resistance, heat resistance, It can supplement various physical properties, including electrical conductivity, thermal conductivity, and coatability, and when used as a contact material in a circuit pattern by coating a catalyst material on the surface of the carbon nanotube, to detect external physical, chemical, and biological changes It may be used as a catalyst material for

상기 탄소나노튜브가 코팅된 MEMS 소자는 반도체 집접회로의 구조 기술을 기본으로 하고, 전자, 기계, 광, 재료 등 다양한 기술을 융합한 미세가공 기술로 제작되어, 소형화는 물론 집적화, 저전력 및 저가격 등 대부분의 전자, 기계 및 부품들이 궁극적으로 추구하는 목표를 모두 만족시킬 수 있다. The carbon nanotube-coated MEMS device is based on the structural technology of a semiconductor integrated circuit, and is manufactured with a microfabrication technology that converges various technologies such as electronics, mechanical, optical, and materials. Most electronic, mechanical and components can ultimately satisfy all of their goals.

예를 들면, 상기 MEMS 소자가 가스센서인 경우, 표면 반응성이 우수한 탄소나노튜브를 상기 MEMS 소자의 회로 패턴영역을 구성하는 전도성 물질인 팔라듐의 표면에만 선택적으로 코팅하여, 상기 가스센서의 가스 표면 반응성을 향상 시킬 수 있다. For example, when the MEMS device is a gas sensor, carbon nanotubes with excellent surface reactivity are selectively coated only on the surface of palladium, which is a conductive material constituting a circuit pattern region of the MEMS device, so that the gas surface reactivity of the gas sensor is can improve

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계(S20)는 액체 상태의 나노소재 분산용액을 상기 기재의 표면에 위치시키는 습식공정으로, 본 발명의 기술분야에서 자명한 방법이라면 이에 제한되지 않고 사용할 수 있고, 예를 들면 도 2와 같이 나노소재 분산용액을 스포이드를 통하여 점적시켜 기재의 표면에 위치시키는 간단한 방법으로도 수행할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate (S20) is a wet process for placing the nanomaterial dispersion solution in a liquid state on the surface of the substrate, in the technical field of the present invention. If it is a self-evident method, it can be used without being limited thereto, and for example, as shown in FIG. 2 , it can be carried out by a simple method of dropping the nanomaterial dispersion solution through a dropper and positioning it on the surface of the substrate.

다음으로, 본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법은 상기 나노소재가 도포된 기재에 초음파 진동을 가하여 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30)를 포함한다. Next, the selective coating method of the nanomaterial of the present invention includes a step (S30) of removing a portion of the nanomaterial coated on the surface of the substrate by applying ultrasonic vibration to the substrate to which the nanomaterial is applied.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30)는 교반용매에 상기 기재를 주입하고 초음파를 인가하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 기재를 교반용매를 포함하는 초음파 교반기에 장입시키고, 상기 교반용매에 초음파를 인가하여 수행될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the step of removing a portion of the nanomaterial applied to the surface of the substrate (S30) may be performed by injecting the substrate into a stirring solvent and applying ultrasonic waves. For example, the substrate may be charged into an ultrasonic stirrer containing a stirring solvent, and ultrasonic waves may be applied to the stirring solvent.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 교반용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 교반용매는 상술한 교반용매의 100 % 용액 또는 초이온수와 혼합하여 일정 순도 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 교반용매는 98 %의 메탄올일 수 있다. 또한 상기 나노소재의 분산성 향상을 위해 나노소재를 황산 100 %, 질산 100 % 또는 상기 황산 및 질산을 일정 비율로 혼합되어 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the stirring solvent may be composed of superionized water, methanol, isopropyl alcohol, and at least one of ethanol. For example, the stirring solvent may be configured to include at least one of a certain purity by mixing with a 100% solution or superionized water of the above-mentioned stirring solvent. For example, the stirring solvent may be 98% methanol. In addition, in order to improve the dispersibility of the nanomaterial, the nanomaterial may be 100% sulfuric acid, 100% nitric acid, or a mixture of sulfuric acid and nitric acid in a certain ratio.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 의하여 선택적으로 코팅된 기재의 모식도이다. 구체적으로, 도 3의 (a)는 금속 패턴이 포함된 MEMS 소자의 모식도, (b)는 나노소재로 코팅되지 않은 상태의 상기 MEMS 소자의 확대도이고, (c)는 나노소재가 코팅된 MEMS 소자의 확대도이다. 3 is a schematic diagram of a substrate selectively coated according to an embodiment of the present invention. Specifically, (a) of FIG. 3 is a schematic diagram of a MEMS device including a metal pattern, (b) is an enlarged view of the MEMS device in a state that is not coated with a nanomaterial, and (c) is a MEMS coated with a nanomaterial It is an enlarged view of the element.

도 3을 참조하면, 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30)에서 상기 교반용매에 상기 기재를 주입하고 초음파를 인가하는 공정을 수행하면, 상기 비 패턴영역의 표면에 도포된 나노소재는 제거되고, 상기 금속 패턴영역의 표면에만 나노소재가 코팅될 수 있게 된다. Referring to FIG. 3 , when a process of injecting the substrate into the stirring solvent and applying ultrasonic waves in the step (S30) of removing a part of the nanomaterial applied to the surface of the substrate is performed, the surface of the non-patterned region is The applied nanomaterial is removed, and the nanomaterial can be coated only on the surface of the metal pattern region.

상술한 바와 같이, 상기 기재는 금속 패턴영역과 비 패턴영역을 포함하고, 상기 금속 패턴영역 및 비 패턴영역은 상기 나노소재와의 계면 접착 에너지가 상이한 물질로 구성되어 있을 수 있고, 상기 금속 패턴영역은 Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Rh(로듐), Ru(루테늄), Zn(아연), Ag(은), Ti(티타늄), Co(코발트), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), Al(알루미늄), Fe(철), V(바나듐), Ir(이리듐), Sb(안티몬), Sn(주석), Bi(비스무트), Mn(망간), Cu(구리), Ba(바륨) 또는 이들의 조합으로 구성되는 군으로 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. As described above, the substrate includes a metal pattern region and a non-pattern region, and the metal pattern region and the non-pattern region may be composed of a material having different interfacial adhesion energy with the nanomaterial, and the metal pattern region Silver Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Zn (zinc), Ag (silver), Ti (titanium), Co (cobalt), Mo (molybdenum) , W (tungsten), Al (aluminum), Fe (iron), V (vanadium), Ir (iridium), Sb (antimony), Sn (tin), Bi (bismuth), Mn (manganese), Cu (copper) , Ba (barium), or may include any one or more selected from the group consisting of a combination thereof.

본 발명의 일 실시예에서, 금속 패턴영역을 구성하는 물질 및 나노소재의 계면 접착 에너지는 비 패턴영역을 구성하는 물질 및 나노소재의 계면 접착 에너지보다 높을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the interfacial adhesion energy of the material and the nanomaterial constituting the metal pattern region may be higher than the interfacial adhesion energy of the material and the nanomaterial constituting the non-pattern region.

상기 계면이란, 한 균일한 액체와 고체의 위상이 다른 균일한 상과 접하고 있는 경계를 의미하며, 계면 접착 에너지는 표면의 면적에 비례한다. 상기 계면 접착 에너지가 높다는 것은 두 상(phase)간의 인력 차가 높다는 것을 의미하고, 고체의 계면 접착 에너지가 높다는 것은 단위 면적당 더 높은 에너지가 집중되어 있어 보다 강한 결합을 할 수 있다는 것을 의미한다.The interface means a boundary where the phases of a uniform liquid and a solid are in contact with another uniform phase, and the interface adhesion energy is proportional to the area of the surface. The high interfacial adhesion energy means that the difference in attractive force between the two phases is high, and the high interfacial adhesion energy of the solid means that higher energy per unit area is concentrated and thus stronger bonding can be achieved.

따라서, 금속 패턴영역을 구성하는 물질 및 나노소재의 계면 접착에너지가 비 패턴영역을 구성하는 물질 및 나노소재의 계면 접착에너지보다 높다는 것은, 상기 금속 패턴영역 및 나노소재의 결합력이 상기 비 패턴영역 및 나노소재의 결합력보다 크다는 것을 의미할 수 있다. Therefore, the fact that the interfacial adhesion energy of the material and the nanomaterial constituting the metal pattern area is higher than the interfacial adhesion energy of the material and the nanomaterial constituting the non-pattern area means that the bonding force of the metal pattern area and the nanomaterial is the non-pattern area and the nanomaterial. It may mean that the binding force of the nanomaterial is greater than that of the nanomaterial.

예를 들면, 상기 금속 패턴영역이 팔라듐으로 구성되고, 상기 비 패턴영역이 이산화규소(SiO2)로 구성되고, 상기 나노소재가 탄소나노튜브인 경우, 상기 팔라듐 및 탄소나노튜브의 계면 접착 에너지는 상기 이산화규소 및 탄소나노튜브의 계면 접착 에너지보다 클 수 있다. For example, when the metal pattern region is composed of palladium, the non-pattern region is composed of silicon dioxide (SiO 2 ), and the nanomaterial is a carbon nanotube, the interfacial adhesion energy of the palladium and the carbon nanotube is It may be greater than the interfacial adhesion energy of the silicon dioxide and carbon nanotubes.

이때, 금속 패턴영역 또는 비 패턴영역을 구성하는 물질 및 탄소나노튜브와의 계면 접착에너지는 Young 식에 의하여 하기의 식 1로 표시될 수 있다:In this case, the interfacial adhesion energy between the material constituting the metal pattern region or the non-pattern region and the carbon nanotube can be expressed by Equation 1 below by the Young equation:

[식 1][Equation 1]

Wa= γL(1+cosθ)W a = γ L (1+cosθ)

(상기 식에서, Wa는 계면 접착 에너지이고, γL는 PBT의 표면 에너지, θ는 표면과 탄소나노튜브간의 접촉각을 나타낸다.)(In the above formula, W a is the interfacial adhesion energy, γ L is the surface energy of the PBT, and θ is the contact angle between the surface and the carbon nanotube.)

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴영역 또는 비 패턴영역을 구성하는 물질 및 탄소나노튜브와의 계면 접착 에너지의 값은 구체적으로, 금(Au)은 1.128 J/m2, 팔라듐(Pd)은 1.5000 J/m2, 이산화규소(SiO2)는 0.054 J/m2일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the value of the interfacial adhesion energy between the material constituting the metal pattern region or the non-pattern region and the carbon nanotube is specifically, gold (Au) 1.128 J/m 2 , palladium (Pd) Silver 1.5000 J/m 2 , silicon dioxide (SiO 2 ) may be 0.054 J/m 2 .

상술한 식 1 및 금속 패턴영역 또는 비 패턴영역을 구성하는 물질 및 탄소나노튜브와의 계면 접착 에너지의 값을 참조하면, 팔라듐의 계면 접착 에너지는 이산화규소의 계면 접착 에너지에 비하여 높은 값을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 팔라듐으로 구성된 미세 금속 패턴영역의 상기 탄소나노튜브와의 결합력은 이산화 규소로 구성된 비 패턴영역과 탄소나노튜브와의 결합력과 비교하여 더 좋을 수 있으며, 상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30)에서, 상기 금속 패턴영역의 표면에 도포된 탄소나노튜브는 제거되지 않는 반면, 상기 비 패턴영역에 도표된 탄소나노튜브는 제거될 수 있다.Referring to Equation 1 and the value of the interfacial adhesion energy between the material constituting the metal pattern region or the non-pattern region and the carbon nanotube, the interfacial adhesion energy of palladium has a higher value than the interfacial adhesion energy of silicon dioxide. Able to know. Therefore, the bonding strength of the fine metal pattern region made of palladium with the carbon nanotubes may be better compared to the bonding strength between the carbon nanotubes and the non-pattern region composed of silicon dioxide, and a part of the nanomaterial is removed. In (S30), the carbon nanotubes coated on the surface of the metal pattern area are not removed, whereas the carbon nanotubes painted on the non-pattern area may be removed.

나아가, 상술한 계면 접착 에너지를 고려하여, 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30)에서 인가되는 초음파의 발진 주파수는 1 kHz 내지 100 kHz, 30 kHz 내지 50 kHz, 예를 들면, 40 kHz일 수 있고, 1 초 내지 300초 동안 수행될 수 있다. Furthermore, in consideration of the above-described interfacial adhesion energy, the oscillation frequency of the ultrasonic wave applied in the step (S30) of removing a part of the nanomaterial applied to the surface of the substrate is 1 kHz to 100 kHz, 30 kHz to 50 kHz, e.g. For example, it may be 40 kHz, and may be performed for 1 second to 300 seconds.

이때, 인가되는 초음파의 발진 주파수가 1 kHz 미만이면, 탄소나노튜브가 비 패턴영역에서도 제거되지 않을 수 있으며, 100 kHz 초과면, 탄소나노튜브가 금속 패턴영역인 팔라듐의 표면에서도 제거되어 선택적 코팅이 일어나지 않을 수 있다. At this time, if the oscillation frequency of the applied ultrasonic wave is less than 1 kHz, the carbon nanotubes may not be removed even in the non-patterned region, and if it exceeds 100 kHz, the carbon nanotubes are also removed from the surface of palladium, which is the metal pattern region, so that selective coating is performed. may not happen

상기 인가되는 초음파의 발진 주파수 및 인가시간은 본 발명의 나노소재 및 금속 패턴영역을 구성하는 물질 또는 비 패턴영역을 구성하는 물질간의 계면 접착 에너지에 따라 다른 범위에서 수행 가능할 수 있다. The oscillation frequency and application time of the applied ultrasound may be performed in different ranges depending on the interfacial adhesion energy between the material constituting the nanomaterial and the metal pattern region or the material constituting the non-pattern region of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서, 초음파 인가 시간에 따라 금속 패턴 영역에만 선택적으로 나노소재가 코팅된 기재의 SEM 이미지이다. 구체적으로, 도 4는 팔라듐을 포함하는 금속 패턴영역 및 이산화규소를 포함하는 비패턴 영역을 포함하는 기재에 탄소나노튜브를 도포한 후, 1 kHz의 발진 주파수를 가지는 초음파를 인가하여 탄소나노튜브를 코팅한 것으로, 상술한 초음파를 인가하는 공정을 각각 10 초(a) 20 초(b) 및 30 초(c)동안 수행한 기재의 SEM 이미지이다. 4 is an SEM image of a substrate on which a nanomaterial is selectively coated only on a metal pattern region according to an ultrasonic application time according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 shows carbon nanotubes coated on a substrate including a metal pattern region containing palladium and a non-pattern region containing silicon dioxide, and then ultrasonic waves having an oscillation frequency of 1 kHz are applied to form the carbon nanotubes. It is a coated, SEM image of the substrate in which the above-described process of applying ultrasonic waves was performed for 10 seconds (a), 20 seconds (b) and 30 seconds (c), respectively.

도 4 를 참조하면, 상기 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계(S20) 이후, 팔라듐을 포함하는 패턴영역 및 이산화규소를 포함하는 비 패턴영역 균일하게 도포되는 탄소나노튜브는 초음파를 인가하는 공정을 10초 동안 수행하면, 상기 비 패턴영역의 표면에 도포되어 있던 탄소나노튜브는 일부 제거되고, 30 초 동안 수행하는 경우에는, 상기 비 패턴영역의 표면에 도포되어 있던 탄소나노튜브의 대부분이 제거되는 것을 확인할 수 있다. 이와 동시에 상기 팔라듐을 포함하는 패턴영역에 도포되어 있는 탄소나노튜브는 제거 되지 않는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 4 , after the step (S20) of applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate, the carbon nanotubes that are uniformly coated in the pattern region containing palladium and the non-pattern region containing silicon dioxide are subjected to ultrasonic waves. When this process is performed for 10 seconds, some of the carbon nanotubes applied to the surface of the non-patterned area are removed, and when performed for 30 seconds, most of the carbon nanotubes applied to the surface of the non-patterned area are removed. It can be seen that this is removed. At the same time, it was confirmed that the carbon nanotubes coated on the pattern region containing palladium were not removed.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에서, 추가 초음파 인가 시간에 따라 금속 패턴 영역에 코팅된 나노소재의 두께가 달라진 기재의 SEM 이미지이다. 구체적으로, 도 5는 상기 도 4의 실시예에서, 30 초간 초음파를 인가하여 팔라듐을 포함하는 금속 패턴영역에만 탄소나노튜브를 코팅한 이후, 추가적으로 초음파를 인가하는 공정을 각각 5 초(a) 10 초(b) 및 15 초(c)동안 수행한 기재의 SEM 이미지이다. 5 is an SEM image of a substrate in which the thickness of a nanomaterial coated on a metal pattern region is changed according to an additional ultrasonic application time in an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 5 shows, in the embodiment of FIG. 4, after applying ultrasonic waves for 30 seconds to coat carbon nanotubes only in the metal pattern region containing palladium, the process of additionally applying ultrasonic waves for 5 seconds (a) 10 SEM images of the substrate taken for sec (b) and 15 sec (c).

도 5 를 참조하면, 상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계(S30) 이후, 팔라듐을 포함하는 패턴영역에 코팅된 탄소나노튜브는 초음파를 인가하는 공정을 일정 시간 동안 수행하면, 상기 패턴영역에 코팅된 탄소나노튜브가 추가적으로 제거되어, 상기 코팅된 탄소나노튜브의 두께가 감소되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 5 , after the step of removing a part of the nanomaterial (S30), the carbon nanotubes coated on the pattern region containing palladium are subjected to a process of applying ultrasonic waves for a certain period of time, and the pattern region is coated. It was confirmed that the coated carbon nanotubes were additionally removed, thereby reducing the thickness of the coated carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 초음파 진동을 가하는 시간이 증가할수록 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께가 감소하는 것을 확인한 바, 상기 추가 초음파를 인가하는 공정의 공정시간을 조절하여, 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께를 목표 두께로 조절하는 것이 가능할 수 있다. In an embodiment of the present invention, it was confirmed that the thickness of the nanomaterial-coated region decreased as the time for applying the ultrasonic vibration increased. By adjusting the process time of the process of applying the additional ultrasonic wave, the nanomaterial It may be possible to adjust the thickness of the coated region to a target thickness.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 나노소재의 선택적 코팅 방법은 상온, 예를 들면, 20 ℃ 내지 30 ℃에서 수행될 수 있고, 상기 코팅 방법을 수행하기 위하여 특별한 조건 및 온도를 필요로 하지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the selective coating method of the nanomaterial may be carried out at room temperature, for example, 20 °C to 30 °C, and may not require special conditions and temperature to perform the coating method. have.

본 발명의 나노소재의 선택적 코팅 방법은 나노소재를 상온습식 공정을 이용하여 미세 금속 패턴영역에 선택적으로 증 착할 수 있는 방법으로, 종래의 나노소재 코팅 방법에 비하여 제조 공정이 간단하고, 고가의 장비를 필요로 하지 않으며, 나노소재 코팅을 위한 모재가 필요 없이 코팅이 가능하여 간단하고 쉬우나, 효율적으로 미세 금속 패턴의 표면에만 원하는 두께로 나노소재를 코팅할 수 있다.The selective coating method of the nanomaterial of the present invention is a method that allows the nanomaterial to be selectively deposited on the fine metal pattern area using a room temperature and wet process. Compared to the conventional nanomaterial coating method, the manufacturing process is simple and expensive equipment It is simple and easy because it does not require a base material for coating nanomaterials and it is possible to coat the nanomaterial with a desired thickness only on the surface of the fine metal pattern efficiently.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일 형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (9)

나노소재를 분산용매와 혼합하고, 분산하여 나노소재 분산용액을 제조하는 단계;
상기 나노소재 분산용액을 기재의 표면에 도포하는 단계; 및
상기 나노소재가 도포된 기재에 초음파 진동을 가하여 상기 기재의 표면에 도포된 나노소재의 일부가 제거되는 단계;
를 포함하는 나노소재의 선택적 코팅 방법. preparing a nanomaterial dispersion solution by mixing and dispersing the nanomaterial with a dispersion solvent;
applying the nanomaterial dispersion solution to the surface of the substrate; and
removing a portion of the nanomaterial applied to the surface of the substrate by applying ultrasonic vibration to the substrate to which the nanomaterial is applied;
A selective coating method of nanomaterials comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계 이후에,
상기 나노소재가 코팅된 영역에 추가 초음파 진동을 가하여 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께를 목표 두께로 조절하는 단계를 더 포함하고,
상기 추가 초음파 진동을 가하는 시간이 증가할수록 상기 나노소재가 코팅된 영역의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법.The method of claim 1,
After the step of removing a part of the nanomaterial,
Further comprising the step of adjusting the thickness of the nanomaterial-coated area to a target thickness by applying additional ultrasonic vibration to the nanomaterial-coated area,
The selective coating method of a nanomaterial, characterized in that the thickness of the area coated with the nanomaterial is reduced as the time for applying the additional ultrasonic vibration increases. 제 1 항에 있어서,
상기 기재는 금속 패턴영역과 비 패턴영역을 포함하고, 상기 금속 패턴영역 및 비 패턴영역은 상기 나노소재와의 계면 접착 에너지가 상이한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법. The method of claim 1,
The substrate includes a metal pattern region and a non-pattern region, wherein the metal pattern region and the non-pattern region are composed of a material having different interfacial adhesion energy with the nano-material. 제 3 항에 있어서,
상기 초음파 진동을 가하는 공정을 통하여, 상기 비 패턴영역의 표면에 도포된 나노소재는 제거되고, 상기 금속 패턴영역의 표면에만 나노소재가 코팅되는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법. 4. The method of claim 3,
Through the process of applying the ultrasonic vibration, the nanomaterial applied to the surface of the non-patterned region is removed, and the nanomaterial is coated only on the surface of the metal patterned region. 제 3 항에 있어서,
상기 금속 패턴영역은 Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Rh(로듐), Ru(루테늄), Zn(아연), Ag(은), Ti(티타늄), Co(코발트), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), Al(알루미늄), Fe(철), V(바나듐), Ir(이리듐), Sb(안티몬), Sn(주석), Bi(비스무트), Mn(망간), Cu(구리), Ba(바륨) 또는 이들의 조합으로 구성되는 군으로 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법. 4. The method of claim 3,
The metal pattern region includes Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Zn (zinc), Ag (silver), Ti (titanium), Co (cobalt), Mo (molybdenum), W (tungsten), Al (aluminum), Fe (iron), V (vanadium), Ir (iridium), Sb (antimony), Sn (tin), Bi (bismuth), Mn (manganese), Selective coating method of a nanomaterial, characterized in that it comprises any one or more selected from the group consisting of Cu (copper), Ba (barium), or a combination thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 나노소재의 일부가 제거되는 단계는,
교반용매에 상기 기재를 주입하고 초음파를 인가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법.The method of claim 1,
The step of removing a part of the nanomaterial,
A selective coating method for nanomaterials, characterized in that it is performed by injecting the substrate into a stirring solvent and applying ultrasonic waves. 제 6 항에 있어서,
상기 교반용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법.7. The method of claim 6,
The stirring solvent is a selective coating method of a nanomaterial, characterized in that it comprises at least one of superion water, methanol, isopropyl alcohol and ethanol. 제 1 항에 있어서,
상기 나노소재는 탄소나노튜브, 그래핀, 플러렌 및 금속 나노와이어 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법. The method of claim 1,
The nanomaterial is a selective coating method of a nanomaterial, characterized in that it comprises at least one of carbon nanotubes, graphene, fullerene, and metal nanowires. 제 1 항에 있어서,
상기 분산용매는 초이온수, 메탄올, 이소프로필알콜 및 에탄올 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노소재의 선택적 코팅 방법.The method of claim 1,
The dispersion solvent is a selective coating method of a nanomaterial, characterized in that it comprises at least one of superionized water, methanol, isopropyl alcohol and ethanol.
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KR20070112733A (en) * 2006-05-22 2007-11-27 재단법인서울대학교산학협력재단 Method of nanostructure assembly and alignment through self-assembly method and their application method

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