Transparent Glass-Fabric Reinforced composite substrate 2010 年 11 月 16 日 발표자 : 조민지New Material !! - GFRHybrimer (glass-fabric reinforced composite film) HYBRIMER 무기 재료 ( 유리 ) + 유기 재료 ( 플라스틱 ) 장점이 혼합되어 있는 하이브리드 원천소재 ! 융합연구가 필요한 부분 Images of the GFRHybrimer film. 필름 특징 Hybrid-type matrix 는 화학적 비활성 열 적 안정성 광학적 투명성 기능화의 용이함 위와 같은 특징을 가진다 .Fabrication process 25㎛ 두께의 E-glass 사용 (CTE is of ~5.5 ppm K -1 ) 1. The glass-fabric was fired to burn out the organic sizing agent coated onto its surface. (At 500℃ for 30min) 2. Two sheets of the glass-fabric were then stacked and placed on a glass plate. 3. The glass-fabrics were then impregnated with the matrix resin which is a clear, viscous, UV-curable resin. 4. The sample was then covered with another glass plate for the vacuum bag press molding process. 5. The sample was then UV-cured and heat-treated at 180 ℃ for 4 h to obtain a flexible, transparent composite film. 2 3 4 5 110 mm X 110mmSEM Image Cross-sectional Surface view 55~60㎛ 두께Mandrel Test GFRHybrimer 기판 필름에 가장 주목해야 할 점은 Highly flexible ! 지름이 3.2mm, mandrel bar 에 GFRHybrimer 필름을 감았을 때 아무런 damage 도 없었다 그림 f) mandrel bend test was conducted based on ASTM D522-93aSol-Gel Reaction Methacryl-oligosiloxane resin( 메탈크릴 수지 ) : 투명도가 높고 , 내후성이 우수하며 , 점성이 강하고 , 가공이 용이한 열가소성 수지Plot of n D vs. the Si/phenyl molar ratio Characterization of Optical/Thermo-physical Properties The major advantages of using the hybrimer as the matrix High refractive index ( n D of 1.54~1.57) Precise refractive index tunability which can be fulfilled by controlling the Si/Phenyl molar ratio(r) in the sol-gel reaction. 특히 높은 굴절률을 가지는 하이브리머는 저렴하게 사용 이 가능하다 . Ex)E-glassOptical transmittances of the GFRHybrimer films Characterization of Optical/Thermo-physical Properties(2) UV- vis spectra of the GFRHybrimer film - GFRHybrimer samples were prepared with a ln f -n m l of less than ~0.002 ( r=0.95,1.01 ) sample 은 550nm 에서 89% 의 투과율 을 나타내고 있다 . 투과율 구하는 식Analysis system 물리적 변수 Technique 측정 변수 열 용량 , 엔탈피 변화 DSC Differential Scanning Calorimetry 에너지변화 , dH / dt DTA Differential Thermal analysis 온도변화 , dT 중량의 변화 TGA Thermo-gravimetric analysis 무게 기계적 특성의 변화 TMA Thermo-mechanical analysis 치수 / 부피 변화 , dL , dV DMA Dynamic-mechanical analysis Modulus/Damping 변화 분야 기기 측정변수 사용목적 사례 Plastic DSC 융해 , 유리전이 , 열이력 , 산화안정성 , 결정화 , 첨가제 품질관리 사용가능 온도 결정 물성평가 가공조건 / 공정 검토 구조 추정 첨가제 / 성분 분석 경화제 분석 / 검토 내열성 평가 기계적 특성 평가 내열성 고분자 검토 Epoxy 수지 경화 강화 plastic 재료 시험 수지중의 무기물 검출 Plastic 중의 Carbon 함량 TGA 분해 TMA 열팽창 DMA Modulus, 점도 /Damping Stress/Strain( 응력 / 변형 ) DTA 분해 , 첨가제 , 융해TGA 란 Thermo-physical analyses of the GFRHybrimer film TGA Curve (Thermo-gravimetric analysis) 열분석 중에서 온도변화에 따른 고분자를 포함한 유기물질 및 무기물질의 무게변화를 측정하여 분석하는 방법이다 . 열무게 측정 분석에 의한 온도 - 무게 변화 량의 곡선으로부터 시료의 열에 의한 물질의 구성비와 함께 시료의 열 안정성과 난연성 등의 성질을 나타내고 상온 중에 생긴 중간체의 열적 성질도 나타내 주며 가열이 끝났을 때 남은 화합물의 양도 알 수 있게 해준다 . The 5% weight loss temperature of the GFRHybrimer film was determined to exceed 370℃Thermo-physical analyses of the GFRHybrimer film TMA Curves (Thermo-mechanical analysis) TMA 란 TMA 는 시료를 주어진 온도조건으로 가열했을 때 시료가 주어진 하중 하에서 변형되는 것을 온도 , 시간의 함수로서 측정하는 방법이다 . 변형의 측정은 결국 길이 측정에 해당하므로 정적인 열 기계 측정은 선 팽창 측정과 같은 원리로 행하여 지게 된다 . 단 , 열 팽창의 경우는 외력이 ZERO 인 상태에서 측정하는데 반해 열 기계 측정은 다소 외력을 가하여 외력에 의한 변형을 측정하는 것이다 . GFRHybrimer film 은 열에 의해 변하는 치수 가 E-glass 와 거의 비슷하며 플렉시블 기판으로 사용하기에는 최적이다 .DMA 란 Thermo-physical analyses of the GFRHybrimer film DMA Curves (Dynamic-mechanical analysis) DMA 는 시료에 주기적으로 force 를 변화시키면서 시료의 기계적 동적열특성을 측정하는 기술이다 . DMA 는 storage modulus 와 loss modulus loss factor 에 대한 정보를 제공해준다 . 온도의 변화에 따른 storage modulus 의 변화 storage modulus 이 크다는 것은 물질이 완전 탄성체에 가까운 성질이라는 것을 의미GFRHybrimer film performance as a flexible substrate flexible IGZO TFT arrays fabricated on the GFRHybrimer substrateGFRHybrimer film performance as a flexible substrate Flexible a- si based solar cell fabricated on the GFRHybrimer substrate하이브리머 소재로써 유기재료와 무기재료의 장점을 나타낸다 . 굴절률 r 을 미세하게 조절하여 투과율이 높은 film 얻음 . PEN, PES 등 고분자 film 비교시 뛰어난 성질 가짐 Film 을 substrate 로 사용하여 TFT array 제작시 성능 저하 없는 높은 수행능력을 가짐 Results{nameOfApplication=Show}
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