탄소나노튜브의 정의및 특징(투명전도성 필름)

소개글

탄소나노튜브의 정의및 특징(투명전도성 필름)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론
CNT 구조
CNT 분산기술
CNT와 ITO
투명전도성 필름 제조기술
Conclusions
References

본문내용

터치패널에 널리 쓰이고 있는 ITO(산화인듐주석)필름 대체 소재인 탄소나노튜브(CNT) 투명전극은 노트북PC, 모니터, TV 등의 핵심 소재로 수조원의 시장을 형성하고 있는 광학필름 시장에 기존 ITO필름을 대체하는 CNT 투명전극이 본격적으로 양상 도입되고 있다.
CNT투명전극이 본격 양산될 경우, 기존 ITO필름 대비 70% 이상 저렴해 가격경쟁력을 확보할 수 있다.
그동안 LCD 등 디스플레이 패널용 필름으로는 ITO가 90% 이상 사용돼 왔다. 그러나 핵심소재가 희귀금속 이어서 핵심소재 수입 의존률이 높고, 환경 파괴 소재로 인식돼 디스플레이 업계에서는 그동안 이를 대체할 제품을 찾기 위해 노력해 왔다. 지난해부터 ITO필름의 주원료인 인듐주석 생산지인 중국이 생산제한 조치를 강화하고 있어 ITO필름 수입가격이 상당히 오르고 있는 상황이다.
기존 탄소나노튜브 투명전극 제조기술은 유리 또는 고분자(폴리머) 기판 위에 탄소나노튜브만을 단독 코팅하거나 바인더(결합물질)와 탄소나노튜브를 분리하여 다중(多重) 코팅하는 방식이 주를 이루고 있다. 그러나 다중 코팅에 따른 공정의 복잡함은 물론, 기판과 탄소나노튜브 층 사이의 접착력이 부족하여 쉽게 탈착되는 등의 치명적인 단점을 갖고 있어 상업화에 걸림돌이 되고 있는 상황이다.
그 대안으로서 개발한 방법은 탄소나노튜브, 용매, 바인더, 안정제, 균일제 등 5개 이상으로 구성된 성분들을 포함하는 하나의 코팅액(일액형 코팅액)을 제조, 활용하는 방식이다. 일액형 코팅액을 개발하기 위해서는 나노튜브의 정제 및 고농도 분산과 용액 내 분산 안정화 기술, 각 성분들간의 용액상 평형 유지 등 재료설계 기술의 해결이 필수적이다. 예를 들면 탄소나노튜브 순수용액에 하나의 성분이 추가되면 탄소나노튜브 안정화가 쉽게 깨지기 때문에 5개 이상의 각 성분들간의 안정화 기술이 최대의 난제였다. 연구한 결과, 탄소나노튜브를 이용한 투명전극 제조방법으로는 가장 앞선 기술로 평가받는 일액형 코팅액 제조기술을 세계 최초로 개발하였고, 이 기술은 일액형 코팅액을 사용함으로써 공정의 단순성과 기판과의 접착성을 동시에 해결하는 획기적인 방법으로 한 번의 습식코팅만으로 10-100nm(나노미터) 수준의 초박막 투명전극 제조가 가능하기 때문에 공정단가를 50% 이상 절감할 수 있으며, 대(大)면적 코팅이나 유연한 고분자 기판 위의 성형이 가능하다. 또한 박막에 함유된 나노튜브의 양을 극소화하여 재료단가도 절감 할 수 있어 대체수요가 높을 것이다.
아울러 일액형 코팅액은 각 성분의 농도조절에 따라 투명전극 제조를 위한 스프레이 코팅액, 롤 코팅(roll to roll coating)이 가능한 페이스트(paste), 패터닝(patterning)이 가능한 잉크젯용 잉크 등으로의 변환이 용이하다.
이 공정기술은 향후 스마트폰 터치패널, 투명 전극, 플렉서블 디스플레이, 정전기방지필름 및 전자파 차단필름, 전자종이, 인쇄전자 제품 등에 적용이 가능하며 CNT가 처리된 유리에 전류를 통하게 하면 겨울철 내열창, 자동차의 열선 없는 유리 등에 적용할 수 있다.

키워드

탄소나노튜브,   CNT,   NANO,   나도튜브,   Carbon Nanotubes,   산화 인듐주석,   투명전도성 필름,   투명전도성