KR101687992B1 - Photomask for manufacturing light transmitting conductor comprising nano-fiber pattern and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광투과성 기판; 및 기판 상의 차광층을 구비하고, 차광층은 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며, 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하고, 패턴은, 나노섬유 네트워크를 구성하는 각각의 나노섬유에 상응하는 패턴을 구비하는 복수의 본체부들과, 본체부들이 서로 교차하는 복수의 교차부들과, 본체부들 사이의 개재부를 포함하며, 본체부들과 교차부들은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 적어도 하나의 개방계를 형성하는 포토마스크 및 그 제조방법을 개시한다.A light-transmitting substrate comprising: a light-transmitting substrate; And a light-shielding layer on the substrate, wherein the light-shielding layer includes a light-shielding material that prevents light incident from the outside to the substrate from transmitting through the substrate, and the light- Wherein the pattern comprises a plurality of body portions having a pattern corresponding to each of the nanofibers constituting the nanofiber network, a plurality of intersections where the body portions intersect with each other, and an intervening portion between the body portions And the body portions and the intersections form at least one open system connected so that the inside and the outside are not distinguished, and a manufacturing method thereof.
Description
본 발명은 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 나노섬유의 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask for producing a light transmitting conductor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a photomask for manufacturing a light transmitting conductor having a pattern of a nanofiber and a manufacturing method thereof.
광투과성 도전체는 가시광 영역의 빛을 투과시키면서 동시에 전기 전도성을 갖는 얇은 도전막을 말한다. 광투과성 도전체는 다양한 전자기기에 폭넓게 널리 사용되고 있다. 예컨대, 평판 TV나 데스탑 PC의 액정 디스플레이와 같은 평판 표시 패널, 태블릿 PC나 스마트폰의 터치 패널, 전자 발광 장치 등에서 광투과성 도전체가 투명 전극으로 널리 사용되고 있다.The light-transmitting conductor is a thin conductive film which transmits light in a visible light region and has electrical conductivity. BACKGROUND ART [0002] Light-transmitting conductors have been widely used widely in various electronic apparatuses. For example, a light transmissive conductor is widely used as a transparent electrode in a flat panel display panel such as a flat panel TV or a liquid crystal display of a desktop PC, a touch panel of a tablet PC, a smart phone, an electroluminescent device, or the like.
이러한 광투과성 도전체는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 기존에는 광투과성이 높으면서도 도전성을 갖도록 하기 위하여 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)과 같은 금속 산화물을 이용하여 광투과성 도전체를 제조하였으나, 이러한 금속 산화물은 광투과성을 높일수록 도전성이 떨어지는 문제점이 있었다.Such a light-transmitting conductor can be produced by various methods. Conventionally, a light transmitting conductor has been produced using a metal oxide such as indium tin oxide in order to have high light transmittance and conductivity. However, such a metal oxide has a problem that the conductivity is lowered as the light transmittance is increased .
다른 방법으로는, 카본 나노튜브(carbon nano-tube)나 실버 나노와이어(silver nano-wire)와 같은 나노구조체를 용액에 분산시킨 후 이를 기판에 도포하는 방법이 활발하게 연구되고 있다. 그러나 이러한 방법은 투명 전극을 형성하는 개별 나노구조체 단위들이 서로 접촉된 상태로 연결되어 있어서 저항값을 낮추는 데에 한계가 있고 도전성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 이러한 방법은 광투과성 도전체를 제조할 때마다 나노구조체의 분산 및 도포 과정을 거쳐야 하므로 공정이 복잡하고, 개별 광투과성 도전체마다 나노구조체 패턴이 다르게 됨으로써 반복 재현성이 떨어져 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.As another method, a method of dispersing a nanostructure such as a carbon nano-tube or a silver nano-wire in a solution and applying it to a substrate has been actively studied. However, this method has a problem that the individual nanostructure units forming the transparent electrode are connected to each other in a state of being in contact with each other, so that the resistance value is lowered and the conductivity is lowered. In addition, since this method requires a dispersion and application process of the nanostructure every time a light transmitting conductor is manufactured, the process is complicated and the nanostructure pattern is different for each individual light transmitting conductor, have.
최근에는 포토 리소그래피(photo lithography)에 의해 금속에 메쉬 패턴을 형성함으로써 광투과성 도전체를 제조하는 것에 관심이 집중되고 있다. 이러한 포토 리소그래피에서는 금속 메쉬 패턴에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 이용하게 되며, 이러한 포토마스크의 패턴은 레이저를 사용하여 형성하게 된다. 이때 레이저 소스로 통상 크립톤-이온 레이저(krypton-ion laser)나 엔디 야그 레이저(Nd yag laser)를 사용하게 되는데, 이 경우 레이저의 파장은 413nm나 532nm가 된다. 따라서 이러한 레이저 파장을 이용할 경우 포토마스크에 형성되는 패턴의 화소 크기를 정밀하게 하는 데에 한계가 있다. 또한, 경사진 선을 패턴화하는 경우에는 레이저가 수직선 및 수평선의 반복에 의해 경사진 선을 패턴화하기 때문에 그 선폭이 파장보다 더 크게 되는 문제점이 있다. 결과적으로 종래의 포토마스크에 의해서는 금속 메쉬 패턴을 고도로 미세하게 형성하기 어렵게 되므로 시거리에 따른 시인성 문제를 갖게 된다. 나아가 종래의 포토마스크에 의해 규칙적인 패턴을 갖는 금속 메쉬 전극을 형성할 경우에는 패턴구조로 인한 모아레 현상이 나타나는 문제점이 있다.Recently, attention has been focused on manufacturing a light-transmitting conductor by forming a mesh pattern on a metal by photo lithography. In such photolithography, a photomask having a pattern corresponding to a metal mesh pattern is used, and the pattern of the photomask is formed by using a laser. In this case, a krypton-ion laser or an Nd yag laser is usually used as the laser source. In this case, the wavelength of the laser is 413 nm or 532 nm. Therefore, when such a laser wavelength is used, there is a limit to precise pixel size of the pattern formed on the photomask. Further, in the case of patterning a sloping line, since the laser patterns the sloped lines by repeating vertical and horizontal lines, the line width becomes larger than the wavelength. As a result, it is difficult to form a metal mesh pattern with a high degree of precision by a conventional photomask, thereby causing a visibility problem depending on the viewing distance. Furthermore, when a metal mesh electrode having a regular pattern is formed by a conventional photomask, a moiré phenomenon due to the pattern structure appears.
따라서 광투과성 및 도전성이 모두 뛰어나고 시인성을 향상시키며 모아레 현상을 방지할 수 있는 광투과성 도전체를 제조할 수 있음은 물론 이러한 광투과성 도전체를 반복해서 대량 생산할 수 있는 신뢰성 있는 제조방법을 개발할 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a light-transmissive conductor which is excellent in both light transmittance and conductivity, improves the visibility and can prevent the moire phenomenon, as well as a reliable manufacturing method capable of mass-producing such a light- Is emerging.
본 발명은 나노섬유의 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a photomask for manufacturing a light transmissive conductor having a pattern of nanofibres and a method of manufacturing the same.
청구항 1에 기재된 발명은, 포토마스크로서, 광투과성 기판; 및 기판 상의 차광층을 구비하고, 차광층은 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며, 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하고, 패턴은, 나노섬유 네트워크를 구성하는 각각의 나노섬유에 상응하는 패턴을 구비하는 복수의 본체부들과, 본체부들이 서로 교차하는 복수의 교차부들과, 본체부들 사이의 개재부를 포함하며, 본체부들과 교차부들은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 적어도 하나의 개방계를 형성한다. 이에 의해 나노섬유의 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크를 제공할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a photomask comprising: a light-transmitting substrate; And a light-shielding layer on the substrate, wherein the light-shielding layer includes a light-shielding material that prevents light incident from the outside to the substrate from transmitting through the substrate, and the light- Wherein the pattern comprises a plurality of body portions having a pattern corresponding to each of the nanofibers constituting the nanofiber network, a plurality of intersections where the body portions intersect with each other, and an intervening portion between the body portions And the body portions and the intersections form at least one open system connected so that the inside and the outside are not distinguished. Thereby providing a photomask for producing a light transmitting conductor having a pattern of nanofibers.
청구항 2에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 차광층이 일정한 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 2, the light-shielding layer according to
청구항 3에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 차광층이 하나의 일체로 형성된 단일체인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 3, the light-shielding layer according to
청구항 4에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 나노섬유가 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘 플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리 유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 4, the nanofiber according to
청구항 5에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 나노섬유가 차광층보다 더 낮은 녹는점을 갖는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 5, the nanofiber described in
청구항 6에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 나노섬유가 분자량이 100,000 이상인 고분자 물질인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 6, the nanofiber described in
청구항 7에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 패턴이 무정형(amorphous)인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 7, the pattern described in
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청구항 9에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부들과 교차부들이 내부에 개재부를 포함하도록 연결되어 있는 적어도 하나의 폐쇄계를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a ninth aspect of the present invention, at least one closed system is formed in which the body portions and the intersections of the first aspect are connected to each other so as to include the interposing portion therein.
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청구항 11에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부의 폭 w가 1x102nm ≤ w ≤ 2.5x103nm의 범위에 속하는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 11, the width w of the body part according to
청구항 12에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부의 두께가 50nm 내지 150nm인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 12, the thickness of the body part according to
청구항 13에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부의 광학밀도가 2.0 이상인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 13, the optical density of the body part according to
청구항 14에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 교차부가 본체부와 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.In the invention described in Claim 14, the crossing portion according to
청구항 15에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부가 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하지 못하도록 형성되고, 개재부는 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to a fifteenth aspect of the present invention, the body portion according to
청구항 16에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 본체부가 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하도록 형성되어 있고, 개재부는 외부로부터 기판으로 입사하는 광이 기판을 투과하지 못하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 16, the main part of
청구항 17에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 차광층이 배선전극과 단자전극에 각각 대응하는 패턴을 모두 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 하나의 포토마스크로 광투과성 도전체의 배선전극과 단자전극을 동시에 형성할 수 있어서 공정을 단순화할 수 있게 된다.In the invention described in claim 17, the light-shielding layer according to
청구항 18에 기재된 발명은 광투과성 도전체로서, 청구항 1 내지 청구항 7, 청구항 9, 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 하나의 항에 기재된 포토마스크에 의해 제조되는 광투과성 도전체를 제공할 수 있다.The invention described in claim 18 can provide a light-transmitting conductor produced by the photomask according to any one of
청구항 19에 기재된 발명은, 포토마스크의 제조방법으로서, (1) 광투과성 기판 상에 차광성 물질을 도포하는 단계; (2) 차광성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열하여 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; (3) 나노섬유 네트워크를 통해 차광성 물질을 제거하는 제거제를 차광성 물질에 접촉하여 나노섬유 네트워크가 형성되지 아니한 부분의 차광성 물질을 제거하는 단계; 및 (4) 나노섬유 네트워크를 제거하여 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 형성하는 단계를 포함하고, (2) 단계는 차광성 물질 상에 배열된 나노섬유 네트워크를 차광성 물질 상에 부착시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 나노섬유의 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크의 제조방법을 제공할 수 있다. 나아가, 이러한 포토마스크 제조방법은 포토레지스트를 사용할 필요가 없어서 제조공정이 단순하게 되며, 나노섬유 네트워크의 하부로 제거제가 침투하여 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖지 아니하는 차광층이 형성되는 것, 나아가, 차광층이 연속적으로 연장되지 아니하고 일부가 끊기는 것을 방지하고, 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 더욱 선명하게 형성할 수 있게 된다.According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photomask, comprising the steps of: (1) applying a light-blocking material on a light-transmitting substrate; (2) arranging the nanofibers on the light blocking material so as to intersect to form a nanofiber network; (3) removing a light shielding material through a nanofiber network by contacting the light shielding material with a remover for removing the light shielding material; And (4) removing the nanofiber network to form a light-shielding layer having a pattern corresponding to the nanofiber network, wherein step (2) includes the step of removing the nanofiber network arranged on the light- And further attaching the adhesive layer to the substrate. Thereby providing a method of manufacturing a photomask for producing a light transmissive conductor having a pattern of nanofibers. Further, the photomask manufacturing method of the present invention does not require the use of a photoresist, simplifying the manufacturing process, and forming a light shielding layer having no pattern corresponding to the nanofiber network by penetrating the remover into the lower portion of the nanofiber network, Furthermore, it is possible to prevent the light shielding layer from being continuously extended and partially cut off, and to form the light shielding layer having a pattern corresponding to the nanofiber network more clearly.
청구항 20에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 (2) 단계의 나노섬유가 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the invention recited in claim 20, the nanofiber of step (2) according to claim 19 is selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate), poly (acrylonitrile), polyvinyl pyrrolidone poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinylidene fluoride), poly (lactic acid), poly (caprolactone), polypropylene, polyurethane ), Polystyrene, polycarbonate, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, poly (9-vinylcarbazole) (poly (9- vinylcarbazole), nylon 6, nylon 6,6, poly (acrylic acid), polyethylene, chitosan, collagen, cellulose, Fibrinogen, sol-gel with metal components (Sol (polyethylene glycol), poly (methacrylate), polyvinyl acetate, polyfurfuryl alcohol, and a mixture thereof. And the like.
청구항 21에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 (2) 단계의 나노섬유가 차광층보다 더 낮은 녹는점을 갖는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 21 is characterized in that the nanofibers of step (2) according to claim 19 have a lower melting point than the light-shielding layer.
청구항 22에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 나노섬유가 분자량이 100,000 이상인 고분자 물질인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 22, the nanofiber described in claim 19 is a high molecular substance having a molecular weight of 100,000 or more.
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청구항 24에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 나노섬유 네트워크의 부착이 리플로우 처리(reflow treatment)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 24 is characterized in that the attachment of the nanofiber network according to claim 19 is carried out by reflow treatment.
청구항 25에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 나노섬유 네트워크의 부착이 가열 및 가압에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 25 is characterized in that the attachment of the nanofiber network according to claim 19 is carried out by heating and pressing.
청구항 26에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 19에 기재된 나노섬유 네트워크의 부착이 솔벤트 증기(solvent vapor)에 노출되는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 26 is characterized in that the attachment of the nanofiber network according to claim 19 is carried out by exposing it to a solvent vapor.
청구항 27에 기재된 발명은, 포토마스크의 제조방법으로서, (1) 광투과성 기판 상에 나노섬유가 교차하도록 배열하여 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; (2) 나노섬유 네트워크를 덮도록 기판 상에 차광성 물질을 코팅하는 단계; 및 (3) 나노섬유 네트워크를 기판으로부터 분리함으로써 나노섬유 네트워크에 상응하는 개구부를 갖는 패턴을 형성하여 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photomask, comprising the steps of: (1) arranging nanofibers on a light-transmitting substrate so as to intersect to form a nanofiber network; (2) coating a light shielding material on the substrate to cover the nanofiber network; And (3) separating the nanofiber network from the substrate to form a pattern having an opening corresponding to the nanofiber network to form the light-shielding layer.
청구항 28에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 27에 기재된 (2) 단계의 나노섬유가 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the invention according to claim 28, the nanofiber of step (2) according to claim 27 is at least one selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate), poly (acrylonitrile), polyvinyl pyrrolidone poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinylidene fluoride), poly (lactic acid), poly (caprolactone), polypropylene, polyurethane ), Polystyrene, polycarbonate, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, poly (9-vinylcarbazole) (poly (9- vinylcarbazole), nylon 6, nylon 6,6, poly (acrylic acid), polyethylene, chitosan, collagen, cellulose, Fibrinogen, sol-gel with metal components (Sol (polyethylene glycol), poly (methacrylate), polyvinyl acetate, polyfurfuryl alcohol, and a mixture thereof. And the like.
청구항 29에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 27에 기재된 (2) 단계의 나노섬유가 차광층보다 더 낮은 녹는점을 갖는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 29 is characterized in that the nanofibers of step (2) according to claim 27 have a lower melting point than the light-shielding layer.
청구항 30에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 27에 기재된 나노섬유가 분자량이 100,000 이상인 고분자 물질인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 30, the nanofiber described in claim 27 is a polymer material having a molecular weight of 100,000 or more.
본 발명은 나노섬유의 패턴을 구비한 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a photomask for manufacturing a light transmissive conductor having a pattern of nanofibers and a method of manufacturing the same.
도 1은 실시례 1로서 포토마스크를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 포토마스크에서 차광층의 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 차광층의 패턴의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 실시례 2로서 포토마스크에 단자부 패턴이 구비된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은 실시례 3으로서 포토마스크에서 차광층의 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 차광층의 패턴의 일부를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 실시례 4로서 포토마스크의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 실시례 5로서 포토마스크의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 나노섬유 네트워크를 형성하기 위하여 전기방사(electrospinning)에 의해 나노섬유를 방사하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 12는 나노섬유 네트워크를 형성하기 위하여 멜트 블로운(melt blown) 방법에 의해 나노섬유를 방사하는 방법을 나타내는 개략도이다.1 is a perspective view schematically showing a photomask as Example 1. Fig.
2 is a plan view showing a pattern of the light-shielding layer in the photomask of FIG.
Fig. 3 is a view showing a part of the pattern of the light-shielding layer of Fig. 2. Fig.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig.
5 is a perspective view showing a state in which a terminal portion pattern is provided in a photomask as Embodiment 2. FIG.
6 is a plan view showing a pattern of the light-shielding layer in the photomask as Example 3. Fig.
7 is a view showing a part of the pattern of the light-shielding layer in Fig.
8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in Fig.
9A to 9D are diagrams showing a manufacturing method of a photomask as Example 4. Fig.
10A to 10C are diagrams showing a manufacturing method of a photomask as Example 5. Fig.
11 is a schematic view showing a method of spinning nanofibers by electrospinning to form a nanofiber network.
12 is a schematic view showing a method of spinning nanofibers by a melt blown method to form a nanofiber network.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시례에 기초하여 설명한다. 이러한 실시례는 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 실시하기 위해 구체적인 내용을 이해할 수 있도록 예시적으로 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명이 이하의 실시례에 의해 한정되는 것은 아니다.Specific details for carrying out the invention are described on the basis of practical examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details, representative devices, And the like.
(실시례 1)(Example 1)
본 실시례에서는, 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 포토마스크(100)가 기판(110) 및 차광층(120)을 포함한다.In this embodiment, as illustrated in FIG. 1, the
포토마스크(100)는 노광시스템(exposure system)을 이용한 포토리소그래피(photo lithography) 공정에 의해 기판에 미세 전극 패턴을 형성하기 위하여 미세 전극 패턴에 상응하는 패턴을 형성한 것을 말한다. 여기서 포토마스크(100)는 나노섬유의 선폭에 대응되는 선폭을 갖는 미세 전극 패턴을 형성하기 위해 사용되는 것이다.The
기판(110)은 그 상부에 차광층(120)이 코팅되거나 적층되는 것을 말한다. 기판(110)은 강성(rigid) 또는 연성(flexible)일 수 있다. 기판(110)은 광투과성을 갖는다. 예컨대, 기판(110)은 유리(glass)나 석영과 같은 물질로 형성되지만, 이에 한정되지는 않는다. 기판(110)은 광투과성을 갖는다. 예컨대, 기판(110)은 노광시스템에 의해 조사되는 광을 90%이상 투과시킬 수 있는 것일 수 있다.The
차광층(120)은 기판(110) 상에 형성되는 것으로서 외부로부터 기판(110)으로 입사하는 광이 기판(110)을 투과하지 못하도록 차광하는 층을 말한다. 차광층(120)은 실질적으로 일정한 두께를 가질 수 있다. 이에 의해 포토마스크(120)를 통과하는 광을 정밀하게 제어할 수 있어서 정밀한 미세 전극 패턴을 형성할 수 있게 된다. 차광층(120)은 실질적으로 일정한 두께를 갖는 것이 바람직하지만 이에 한정되지는 않고 층을 형성하는 것이면 어떠한 두께라도 가질 수 있다. 차광층(120)은 또한 하나의 일체로 형성된 단일체일 수 있으나 이에 한정되지는 않고 광을 차단하는 층을 형성하는 것이면 단일체가 아닐 수 있다.The
차광층(120)은 차광성 물질을 포함한다. 차광층(120)을 형성하는 차광성 물질은 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 차광층(120)은 크롬과 같은 금속으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 차광성 물질은 기판(110) 상에 다양한 방법으로 코팅될 수 있다. 예컨대, 차광성 물질은 스퍼터링에 의한 증착에 의해 기판(110) 상에 코팅될 수 있다. 예컨대, 차광층(120)은 50nm 내지 100nm의 두께를 갖는 크롬 증착막으로 형성될 수 있다.The
차광층(120)은 나노섬유(nano-fiber)가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크(network)에 상응하는 패턴을 포함한다. 여기서 나노섬유는 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘 플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리 유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 이와 같이 차광층(120)이 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하므로, 차광층(120)을 형성하는 각각의 나노섬유에 상응하는 부분의 폭을 고도로 좁게 형성할 수 있게 되어서 고도로 미세한 나노단위 크기의 차광성을 확보할 수 있게 된다. 따라서 차광층(120)은 높은 도전성을 갖는 도전성 물질로 형성되면서 동시에 고도의 광투과성을 확보할 수 있는 나노섬유 네트워크에 상응하는 미세 전극 패턴을 형성할 수 있게 된다.The light-
나노섬유는 차광층보다 더 낮은 녹는점을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해 나노섬유를 기판 상에 열을 가하면서 부착할 때에 차광층에 영향을 미치지 아니하면서 나노섬유를 기판 상에 용이하고 안정적으로 부착할 수 있게 된다.The nanofiber preferably has a lower melting point than the light-shielding layer. Accordingly, when attaching the nanofibers while heating the substrate, the nanofibers can be easily and stably attached to the substrate without affecting the light shielding layer.
또한, 나노섬유는 분자량이 100,000 이상인 고분자 물질인 것이 바람직하다. 이에 의해 나노섬유 네트워크를 형성하기가 용이하게 된다.The nanofiber is preferably a polymer material having a molecular weight of 100,000 or more. This makes it easier to form a nanofiber network.
나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성된 네트워크 자체가 아니라 그러한 네크워크에 상응하도록 형성되는 패턴을 말한다. 이러한 패턴은, 예시적으로 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 본체부(121)들, 복수의 교차부(122)들 및 개재부(123)들을 구비한다. 본체부(121)들은 나노섬유 네트워크의 나노섬유에 상응하는 부분을 말하며, 교차부(122)들은 본체부(121)들이 교차하여 형성되는 부분을 말하고, 개재부(123)는 본체부(121)들 사이의 부분을 말한다. 본체부(121)와 교차부(122)는 차광층(120)이 외부로부터 기판(110)으로 입사하는 광이 기판(110)을 투과하지 못하도록 하는 요소들이며, 개재부(123)는 차광층(120)이 외부로부터 기판(110)으로 입사하는 광이 기판(110)을 투과하도록 하는 요소이다. 따라서 노광시스템에 의해 조사되는 광은 차광층(120)의 본체부(121)와 교차부(122)는 투과하지 못하고 차광층(120)의 개재부(123)는 투과하게 되므로, 이러한 차광층(120)을 구비한 포토마스크(100)는 포지티브(positive) 포토마스크(100)로서 본체부(121)와 교차부(122)에 상응되는 패턴을 갖는 미세 전극 패턴을 형성하게 된다.The pattern corresponding to the nanofiber network formed so that the nanofibers are arranged so as to cross each other refers to a pattern formed so as to correspond to such a network rather than the network itself formed by arranging the nanofibers to cross each other. This pattern has, as exemplarily shown in FIG. 2, a plurality of
본체부들(121a, 121b, 121c, 121d)과 교차부들(122a, 122b, 122c, 122d)은 내부에 개재부(123a)를 포함하도록 연결되어 있는 폐쇄계(closed system)(125)를 형성할 수 있다. 이에 의해 본체부(121)들이 서로 중복적으로 연결됨으로써 본체부(121)에 상응하는 미세 전극 패턴 부분들간의 전기적 연결의 신뢰성을 향상시켜 미세 전극 패턴의 제조공정상 또는 사용상 전기적 연결의 끊김을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한 다른 본체부들(121e, 121f, 121g)과 다른 교차부들(122e, 122f)은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 개방계(open system)(126)를 형성할 수 있다. 개재부(123)는 폐쇄계(125)에 의해 형성되는 폐쇄계 개재부(123a)와 개방계(126)에 의해 형성되는 개방계 개재부(123b)로 구분될 수 있다. 폐쇄계(125)와 개방계(126)는 서로 분리되어 독립적으로 위치할 수도 있고 인접하여 위치할 수도 있다. 또한 폐쇄계(125) 내부에 개방계(126)가 위치하거나 반대로 개방계(126) 내에 폐쇄계(125)가 위치할 수도 있다.The
본체부(121)는 차광층(120)의 일 가장자리에서 타 가장자리로 연속적으로 연장되어 있어서 패턴 내에서 말단부를 갖지 아니하는 것이 일반적이다. 이에 의해 본체부(121)와 교차부(122)에 의한 차광층(120) 연결의 신뢰성을 더욱 확실히 할 수 있음은 물론 본체부(121)의 말단부와 같은 단절된 부분이 존재하지 아니함으로써 차광층(120)에 상응하는 미세 전극 패턴의 연결의 신뢰성 확보 및 말단부에서의 정전기 현상 방지를 구현할 수 있게 된다.The
본체부(121)의 폭 w1은, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 여기서, 본체부의 폭 w1은 본체부(121)의 실제 폭 또는 그 평균을 의미할 수 있다. 예컨대, 본체부(121) 폭 w1은 1x102nm < w1 ≤ 2.5x103nm의 범위에 속할 수 있다.As shown in FIG. 3, the width w 1 of the
본체부(121)의 두께는 50nm 내지 150nm일 수 있다.The thickness of the
본체부(121)의 광학밀도는 2.0 이상일 수 있다. 여기서, 광학밀도(optical density)는 물질의 내부를 빛이 투과하거나 그 표면에서 반사하는 정도를 나타내는 척도이다. 광학밀도 값은 log10(입사광량/출사광량)으로 정의된다.The optical density of the
본체부(121)의 길이는, 예시적으로 도 2 및 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본체부(121)의 길이는 본체부(121)의 실제 길이 또는 그 평균을 의미할 수 있다. 이러한 본체부(121)의 길이 d는, 기판의 장변의 길이가 S일 때에, 1x102(㎛) ≤ d ≤ S(㎛)의 범위인 것이 바람직하다. The length of the
본체부(121)의 폭과 길이의 관계는 나노섬유 네트워크를 구성하는 나노섬유의 종횡비(aspect ratio) A(즉, 나노섬유의 길이를 나노섬유의 평균직경으로 나눈 비율)에 의해 실질적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 나노섬유의 종횡비 A는 1x102 < A일 수 있다. 다만, 본체부(121)의 폭과 길이의 관계는 이에 한정되지는 않는다.The relationship between the width and the length of the
한편, 교차부(122)는, 예시적으로 도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 본체부(121)와 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 이에 의해 차광층(120)의 패턴을 단일체로 형성할 수 있으며, 교차부(122)에 상응하는 미세 전극 부분의 패턴을 본체부(121)에 상응하는 미세 전극 부분의 패턴과 동일한 두께로 형성할 수 있어서, 교차부(122)에 상응하는 미세 전극 부분의 패턴에서 저항 증가를 방지할 수 있게 된다.On the other hand, the
개재부(123)의 영역의 크기 및 형상은 다양하게 형성할 수 있다. 예컨대, 개재부(123)의 영역의 크기 및 형상은 사실상 본체부(121) 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 이러한 개재부(123)의 영역의 크기는 나노섬유 네트워크를 어떻게 구성하느냐에 따라 조절될 수 있으며, 나노섬유 네트워크는 포토마스크(100)에 의해 형성하고자 하는 미세 전극 패턴이 갖는 개구율에 상응하도록 구성될 수 있다.The size and shape of the region of the interposer 123 can be variously formed. For example, the size and shape of the region of the interposer 123 can be substantially determined by the distance between the
차광층(120)의 패턴은 무정형(amorphous)일 수 있다. 이와 같이 무정형의 패턴을 갖는 차광층(120)을 이용하여 미세 전극 패턴을 형성할 경우 무정형의 미세 전극 패턴을 형성할 수 있어서 정형화된 미세 전극 패턴의 반복으로 인해 줄무늬가 보이게 되는 모아레(moire) 현상을 방지할 수 있게 된다. 다만, 차광층의 패턴은 무정형으로 한정되지는 않으며 나노섬유가 교차하여 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하는 것이면 어떠한 것도 가능하다.The pattern of the light-
(실시례 2)(Practical example 2)
본 실시례에서는, 예시적으로 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 포토마스크(200)의 차광층(220)이 포토마스크(200)에 의해 형성되는 미세 전극 패턴에 연결되는 단자부 패턴을 형성하기 위한 단자부 차광층(230)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 단자부 차광층(230)은 차광층(220)과 마찬가지로 외부로부터 기판(210)으로 입사하는 광이 기판(210)을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며 단자부 패턴에 상응하는 패턴을 포함한다.5, the
이에 의해 포토마스크(200)는 차광층(220)에 의해 형성되는 미세 전극 패턴과 단자부 차광층(230)에 의해 형성되는 단자부 패턴을 동시에 형성할 수 있게 된다.Accordingly, the
단자부 차광층(230)의 패턴은 차광층(220)의 복수의 차광부(227)들과 각각 연결되는 복수의 본체부(231)들과 이들 사이의 제2 개재부(233)를 포함하며, 나아가, 복수의 차광부(227)들과 접속되는 복수의 접속부(232)들을 포함한다.The pattern of the terminal
(실시례 3)(Example 3)
본 실시례에 있어서는, 예시적으로 도 6 내지 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 포토마스크(300)의 기판(310) 상에 형성된 차광층이 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 구비한다. 이러한 패턴은 복수의 본체부(321)들, 복수의 교차부(322)들 및 개재부(323)들을 구비한다. 본체부(321)들은 나노섬유 네트워크의 나노섬유에 상응하는 부분이고, 교차부(322)들은 본체부(321)들이 교차하여 형성되는 부분이며, 개재부(323)는 본체부(321)들 사이의 부분이다. 여기서, 본체부(321)와 교차부(322)는 외부로부터 기판(310)으로 입사하는 광이 기판(310)을 투과하도록 형성되고, 개재부(323)는 외부로부터 기판(310)으로 입사하는 광이 기판(310)을 투과하지 못하도록 형성된다. 따라서 노광시스템에 의해 조사되는 광은 차광층의 본체부(321)와 교차부(322)는 투과하고 차광층의 개재부(323)는 투과하지 못하게 된다. 그러므로 이러한 차광층을 구비한 포토마스크(300)는 네가티브(negative) 포토마스크(300)로서 본체부(321)와 교차부(322)에 상응되는 패턴을 갖는 미세 전극 패턴을 형성하게 된다.6 to 8, the light shielding layer formed on the
본체부들(321a, 321b, 321c, 321d)과 교차부들(322a, 322b, 322c, 322d)은 내부에 개재부(323a)를 포함하도록 연결되어 있는 폐쇄계(closed system)(325)를 형성할 수 있다. 또한 다른 본체부들(321e, 321f, 321g)과 다른 교차부들(322e, 322f)은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 개방계(open system)(326)를 형성할 수 있다. 개재부(323)는 폐쇄계(325)에 의해 형성되는 폐쇄계 개재부(323a)와 개방계(326)에 의해 형성되는 개방계 개재부(323b)로 구분될 수 있다. 폐쇄계(325)와 개방계(326)는 서로 분리되어 독립적으로 위치할 수도 있고 인접하여 위치할 수도 있다. 또한 폐쇄계(325) 내부에 개방계(326)가 위치하거나 반대로 개방계(326) 내에 폐쇄계(325)가 위치할 수도 있다.The
본체부(321)의 폭 w2는, 예시적으로 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본체부의 폭 w2는 본체부(321)의 실제 폭 또는 그 평균을 의미할 수 있다. 예컨대, 본체부(321) 폭 w2는 1x102nm < w2 ≤ 2.5x103nm의 범위에 속할 수 있다.The width w 2 of the
본체부(321)의 두께는 50nm 내지 100nm일 수 있다. The thickness of the
본체부(121)의 광학밀도는 2.0 이상일 수 있다. 여기서, 광학밀도(optical density)는 물질의 내부를 빛이 투과하거나 그 표면에서 반사하는 정도를 나타내는 척도이다. 광학밀도 값은 log10(입사광량/출사광량)으로 정의된다.The optical density of the
본체부(321)의 길이는, 예시적으로 도 6 및 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본체부(321)의 길이는 본체부(321)의 실제 길이 또는 그 평균을 의미할 수 있다. 이러한 본체부(321)의 길이 d는, 광투과성 기판의 장변의 길이가 S일 때에, 1x102(㎛) ≤ d ≤ S(㎛)의 범위인 것이 바람직하다. As shown in FIGS. 6 and 7, the length of the
본체부(321)의 폭과 길이의 관계는 나노섬유 네트워크를 구성하는 나노섬유의 종횡비(aspect ratio) A(즉, 나노섬유의 길이를 나노섬유의 평균직경으로 나눈 비율)에 의해 실질적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 나노섬유의 종횡비 A는 1x102 < A일 수 있다. 다만, 본체부(321)의 폭과 길이의 관계는 이에 한정되지는 않는다.The relationship between the width and the length of the
(실시례 4)(Example 4)
본 실시례에 있어서는, 예시적으로 도 9a 내지 도 9d에 나타나 있는 바와 같이, 포지티브 포토마스크를 제조하는 방법이 나타나 있다.In this embodiment, as shown in Figs. 9A to 9D by way of example, a method of manufacturing a positive photomask is shown.
본 실시례에서는, 먼저 광투과성 기판(410) 상에 차광성 물질(430)을 도포한다(도 9a). 여기서, 차광성 물질(430)은 크롬과 같은 차광성이 좋은 금속이 될 수 있다. 기판(410) 상에 차광성 물질(430)을 도포하는 것은 스핀코팅, 도금, 증착 등 다양한 방법에 의할 수 있다. 다음, 차광성 물질(430) 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크(440)를 형성하도록 나노섬유를 배열한다(도 9b).In this embodiment, the
여기서 나노섬유는 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘 플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리 유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.The nanofibers may be selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate), poly (acrylonitrile), poly (vinylpyrrolidone), polyvinylidene fluoride fluoride, poly (lactic acid), poly (caprolactone), polypropylene, polyurethane, polystyrene, polycarbonate, polyethylene oxide polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, poly (9-vinylcarbazole), nylon 6, nylon 6, , 6), poly (acrylic acid), polyethylene, chitosan, collagen, cellulose, fibrinogen, sol- gel, hyaluronic acid, polyethylene glycol e glycols, poly (methacrylate), polyvinyl acetate, polyfurfuryl alcohol, and mixtures thereof.
나노섬유는 차광층보다 더 낮은 녹는점을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해 나노섬유를 기판 상에 열을 가하면서 부착할 때에 차광층에 영향을 미치지 아니하면서 나노섬유를 기판 상에 용이하고 안정적으로 부착할 수 있게 된다.The nanofiber preferably has a lower melting point than the light-shielding layer. Accordingly, when attaching the nanofibers while heating the substrate, the nanofibers can be easily and stably attached to the substrate without affecting the light shielding layer.
또한, 나노섬유는 분자량이 100,000 이상인 고분자 물질인 것이 바람직하다. 이에 의해 나노섬유 네트워크를 형성하기가 용이하게 된다.The nanofiber is preferably a polymer material having a molecular weight of 100,000 or more. This makes it easier to form a nanofiber network.
나노섬유 네트워크(440)는 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다. 예컨대, 전기방사(electrospinning)에 의해 나노섬유를 차광성 물질(430) 상에 분사함으로써 나노섬유 네트워크(440)를 형성할 수 있다. 전기방사는, 예시적으로 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 정전기력(electrostatic force)에 의해 낮은 점도 상태의 폴리머(polymer)를 사용하여 순간적으로 섬유형태로 방사하여 나노섬유를 얻는 방법이다. 전기방사는 충전된(charged) 폴리머 제트 용액(polymer jet solution) 등을 얻기 위해 고전압을 사용한다. 이 충전된(charged) 폴리머 제트 용액은 고분자 섬유를 얻기 위해 건조되거나 고체화시킨 것이다. 한 전극은 다른 컬렉터(collector)의 표면에 접착시키기 위해 용액을 스핀 코팅 등을 시킨다.The
나노섬유 네트워크를 형성하는 다른 방법으로 멜트 블로운(melt blown) 방법이 있다. 멜트 블로운 방법은, 예시적으로 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 용융된 상태의 고분자가 미세한 지름의 방사구로부터 압출되어질 때 방사구 옆에 위치한 슬릿에서 나오는 고속 고온의 공기에 의해 고화가 일어나기 전에 연신이 일어나 나노섬유로 초세화되는 것으로 초세화된 섬유는 방사구 전방에 설치된 수집체에 적층되며 충분히 고화되지 못한 상태로 섬유간의 열적 접착에 의해 웹이 형성된다.Another method of forming a nanofiber network is melt blown. As shown in FIG. 12, the meltblown method is a method in which, when the polymer in a molten state is extruded from a spinneret having a fine diameter, the meltblown method is performed before the solidification by the high- As the fibers are stretched and superfine with nanofibers, the superfine fibers are laminated on the collecting body arranged at the front of the spinneret, and the web is formed by thermal adhesion between the fibers in a state where they are not sufficiently solidified.
나노섬유 네트워크를 형성하는 또 다른 방법으로 스펀본드(spunbond) 방법이 있다. 스펀본드 방법은 고분자를 연속 필라멘트로 직접 방사하는 공정으로, 임의로 배열하고 적층하여 웹을 형성하는 공정과 섬유간의 결합을 증진시키고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어지는 것이 특징이다. 이에 사용되는 원료는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자이다. 구체적으로, 방사공정에서 고분자는 방사기에서 일정한 점도를 갖도록 용융된 후 필터장치로 공급되고 방사노즐을 통하여 연속적으로 필라멘트로 방사된다. 방사구에서 필라멘트가 방사되면 냉각챔버로 이동되며 필라멘트는 챔버를 통과할 때 냉각기류가 필라멘트를 가로질러 유입되어 용융된 필라멘트는 고체화가 된다.Another method of forming a nanofiber network is the spunbond method. The spunbond method is a process of directly spinning a polymer with a continuous filament, and is characterized by comprising a step of forming a web by arbitrarily arranging and laminating, and a bonding step of enhancing bonding between fibers and stabilizing the shape. The raw materials used are thermoplastic polymers such as nylon, polyester, and polypropylene. Specifically, in the spinning process, the polymer is melted to have a constant viscosity in the emitter, then supplied to the filter device and continuously spun into filaments through the spinneret. When the filament is emitted from the spinneret, the filament is moved to the cooling chamber. When the filament passes through the chamber, a cooling air stream flows through the filament and the melted filament is solidified.
이후 나노섬유가 차광성 물질(430) 상에 안정적으로 부착시키는 공정을 거치는 것이 바람직하다. 이러한 부착공정은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다.예컨대, 차광성물질 상에 배열된 나노섬유 네트워크가 차광성물질 상에 부착되도록 하기 위하여 열을 가하는 리플로우 처리(reflow treatment)를 할 수 있다. 또는 차광성물질 상에 배열된 나노섬유 네트워크가 차광성물질 상에 부착되도록 하기 위하여 열을 가한 상태에서 나노섬유 네트워크 상부를 눌러주는 라미네이션 처리(lamination treatment)를 할 수 있다. 이 경우 히팅 롤러(heating roller)와 같은 장치로 가열과 가압을 동시에 할 수도 있다. 또는 차광성물질 상에 배열된 나노섬유 네트워크가 차광성물질 상에 부착되도록 하기 위하여 솔벤트 증기(vapor)에 노출시키는 솔벤트 처리(solvent treatment)를 할 수 있다. 이 경우 솔벤트는 나노섬유 네트워크에 상응하는 종류로 선택하는 것이 바람직하다. 이후, 나노섬유 네트워크(440)를 통해 부식제와 같은 제거제를 차광성 물질(430) 상에 접촉시켜 차광성 물질(430)에 나노섬유 네트워크(440)에 상응하는 패턴을 형성한다(도 9c). 부식제는 분사장치(470)로 나노섬유 네트워크(440) 위에서 기판(410) 쪽으로 분사된다. 차광성 물질(430)에 나노섬유 네트워크(440)에 상응하는 패턴이 형성된 후에는 나노섬유 네트워크(440)를 박리함으로써 차광층(420)을 형성하여 포지티브 포토마스크(400)를 완성하게 된다(도 9d).It is preferable that the nanofibers are subjected to a process of stably attaching the nanofibers on the light-shielding
추가적으로, 기판(410) 상에, 예컨대, 차광층(420)의 가장자리 외부에 대응되는 기판(410) 상에 차광층(420)과 연결되는 단자부 차광층(미도시)을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다. 여기서 단자부 차광층은 포토마스크(400)를 이용하여 미세 전극 패턴을 형성할 때에 미세 전극 패턴에 연결되는 단자부 패턴에 대응되는 부분이다.A step of forming a terminal portion shading layer (not shown) connected to the shading layer 420 on the
(실시례 5)(Example 5)
본 실시례에 있어서는, 예시적으로 도 10a 내지 도 10c에 나타나 있는 바와 같이, 네가티브 포토마스크를 제조하는 방법이 나타나 있다.In this embodiment, as shown in Figs. 10A to 10C by way of example, a method of manufacturing a negative photomask is shown.
본 실시례에 있어서는, 먼저 광투과성 기판(510) 위에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크(540)를 형성하도록 나노섬유를 배열한다(도 10a). 나노섬유 네트워크(540)는 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다. 예컨대, 전기방사(electrospinning)에 의해 나노섬유를 기판(510) 상에 분사함으로써 나노섬유 네트워크(540)를 형성할 수 있다. 이후 나노섬유가 기판(510) 상에 안정적으로 부착되도록 리플로우(reflow) 공정을 거칠 수 있다. 다음, 나노섬유 네트워크(540)를 덮도록 기판(510) 위에 차광성 물질(530)을 도포한다(도 10b). 차광성 물질(530)은 크롬과 같이 노광시스템으로부터의 광을 차단할 수 있는 물질을 사용한다. 차광성 물질(530)의 도포는 스핀코팅, 인쇄, 증착 등의 다양한 방법으로 이루어진다. 이후, 나노섬유 네트워크(540)를 기판(510)으로부터 분리함으로써 나노섬유 네트워크(540)에 상응하는 개구부를 갖는 패턴을 형성하여 차광층(520)을 형성하게 된다(도 10c). 이에 의해 네가티브 포토마스크(500)가 완성된다.In this embodiment, first, the nanofibers are arranged so as to form a
(실시례 6)(Example 6)
본 실시례는 전술한 바와 같은 포토마스크에 의해 제조되는 광투과성 도전체이다.This embodiment is a light-transmitting conductor manufactured by the above-described photomask.
본 실시례에서는, 먼저 광투과성 기판 상에 차광성 물질을 도포한다. 여기서, 차광성 물질은 크롬과 같은 차광성이 좋은 금속이 될 수 있다. 기판 상에 차광성 물질을 도포하는 것은 스핀코팅, 도금, 증착 등 다양한 방법에 의할 수 있다. 다음, 차광성 물질 상에 실시례 1 내지 실시례 3 중 어느 하나의 포토마스크를 배열한다. 이후 노광 시스템에 의해 포토마스크를 통해 차광성 물질을 노광한 다음, 현상 및 에칭 처리를 함으로써 포토마스크에 형성된 나노섬유 네트워크 패턴에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 형성한다.In this embodiment, first, the light-blocking material is coated on the light-transmitting substrate. Here, the light shielding material may be a metal having good light shielding property such as chromium. The light shielding material may be applied on the substrate by various methods such as spin coating, plating, and vapor deposition. Next, the photomask of any of Examples 1 to 3 is arranged on the light-blocking material. Then, the light shielding material is exposed through the photomask by the exposure system, and then developed and etched to form a light shielding layer having a pattern corresponding to the nanofiber network pattern formed on the photomask.
이에 의해 나노섬유 네트워크 패턴에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 구비한 광투과성 도전체를 제조할 수 있게 된다. 이러한 광투과성 도전체는 모두 동일한 패턴의 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 구비하므로, 그 광투과성, 전기전도도, 시인성 등이 일정하게 유지될 수 있어서 대량 생산에 있어서 신뢰성을 높일 수 있으며, 매우 간단한 방법으로 광투과성 도전체를 대량 생산할 수 있게 된다.This makes it possible to produce a light-transmitting conductor having a light-shielding layer having a pattern corresponding to a nanofiber network pattern. Since each of these light-transmitting conductors has a light-shielding layer having a pattern corresponding to a nanofiber network of the same pattern, its light transmittance, electrical conductivity, visibility, etc. can be kept constant, thereby improving reliability in mass production , It is possible to mass-produce the light-transmitting conductor in a very simple manner.
본 발명은 도면에 나타난 실시례들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 실시례들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention is defined by the technical idea of the appended claims.
본 발명은 광투과성 도전체를 제조하기 위한 포토마스크 및 그 제조방법이 적용되는 분야에 이용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a field to which a photomask for manufacturing a light-transmitting conductor and a manufacturing method thereof are applied.
100, 200, 300, 400, 500: 포토마스크
110, 210, 310, 410, 510: 기판
120, 220, 320, 420, 520: 차광층
121, 221, 321, 521: 본체부
122, 222, 322, 522: 교차부
123, 323: 개재부
124, 324: 단부
430, 530: 차광성 물질
440, 540: 나노섬유 네트워크100, 200, 300, 400, 500: Photomask
110, 210, 310, 410, 510:
120, 220, 320, 420, 520: Shading layer
121, 221, 321, 521:
122, 222, 322, 522:
123, 323:
124, 324: end
430, 530: Light blocking material
440, 540: nanofiber network
Claims (30)
상기 기판 상의 차광층을 구비하고,
상기 차광층은 외부로부터 상기 기판으로 입사하는 광이 상기 기판을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며,
상기 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하고,
상기 패턴은, 상기 나노섬유 네트워크를 구성하는 각각의 나노섬유에 상응하는 패턴을 구비하는 복수의 본체부들과, 상기 본체부들이 서로 교차하는 복수의 교차부들과, 상기 본체부들 사이의 개재부를 포함하며,
상기 본체부들과 상기 교차부들은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 적어도 하나의 개방계를 형성하는 포토마스크.A light transmitting substrate; And
And a light shielding layer on the substrate,
Wherein the light-shielding layer includes a light-shielding material that prevents light incident on the substrate from being transmitted from the outside to the substrate,
Wherein the light-shielding layer includes a pattern corresponding to a nanofiber network formed by arranging the nanofibers so as to cross each other,
The pattern may include a plurality of body portions having a pattern corresponding to each of the nanofibers constituting the nanofiber network, a plurality of intersections where the body portions intersect with each other, and an intervening portion between the body portions, ,
Wherein the body portions and the intersections form at least one open system connected so that the inside and the outside are not distinguished.
(2) 상기 차광성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열하여 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계;
(3) 상기 나노섬유 네트워크를 통해 상기 차광성 물질을 제거하는 제거제를 상기 차광성 물질에 접촉하여 상기 나노섬유 네트워크가 형성되지 아니한 부분의 상기 차광성 물질을 제거하는 단계; 및
(4) 상기 나노섬유 네트워크를 제거하여 상기 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 차광층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (2) 단계는 상기 차광성 물질 상에 배열된 상기 나노섬유 네트워크를 상기 차광성 물질 상에 부착시키는 것을 더 포함하는 포토마스크의 제조방법.(1) applying a light-shielding material on a light-transmitting substrate;
(2) arranging the nanofibers on the light-blocking material so as to intersect to form a nanofiber network;
(3) contacting the light-shielding material with a remover for removing the light-shielding material through the nanofiber network to remove the light-shielding material from the portion where the nanofiber network is not formed; And
(4) removing the nanofiber network to form a light-shielding layer having a pattern corresponding to the nanofiber network,
Wherein the step (2) further comprises attaching the nanofiber network arranged on the light blocking material on the light blocking material.
(2) 상기 나노섬유 네트워크를 덮도록 상기 기판 상에 차광성 물질을 코팅하는 단계; 및
(3) 상기 나노섬유 네트워크를 기판으로부터 분리함으로써 상기 나노섬유 네트워크에 상응하는 개구부를 갖는 패턴을 형성하여 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.(1) arranging the nanofibers so as to intersect on the light-transmitting substrate to form a nanofiber network;
(2) coating a light shielding material on the substrate to cover the nanofiber network; And
(3) separating the nanofiber network from the substrate to form a pattern having an opening corresponding to the nanofiber network to form a light-shielding layer.
[Claim 27] The method of claim 27, wherein the nanofiber is a polymer material having a molecular weight of 100,000 or more.
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