KR101895510B1 - Composition and method for forming conductive pattern, and resin structure having conductive pattern thereon - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하며, 다양한 색상 구현 등의 당업계의 요구를 보다 효과적으로 충족할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for forming a conductive pattern which enables a fine conductive pattern to be formed on various polymer resin products or resin layers by a simplified process and to meet the needs of the related art such as various colors, A method of forming a conductive pattern used, and a resin structure having a conductive pattern.
Description
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하며, 다양한 색상 구현 등의 당업계의 요구를 보다 효과적으로 충족할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for forming a conductive pattern which enables a fine conductive pattern to be formed on various polymer resin products or a resin layer by a simplified process and to meet the needs of the related art such as various colors, A method of forming a conductive pattern used, and a resin structure having a conductive pattern.
최근 들어 미세 전자 기술이 발전함에 따라, 각종 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 (또는 제품) 표면에 미세한 도전성 패턴이 형성된 구조체에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 고분자 수지 기재 표면의 도전성 패턴은 전자 기기 케이스에 일체화된 안테나, 각종 센서, MEMS 구조체 또는 RFID 태그 등의 다양한 대상물을 형성하는데 적용될 수 있다. 2. Description of the Related Art [0002] With the development of microelectronic technology in recent years, there is a growing demand for a structure in which fine conductive patterns are formed on the surfaces of polymer resin substrates (or products) such as various resin products or resin layers. The conductive pattern on the surface of the polymer resin substrate can be applied to form various objects such as an antenna, various sensors, a MEMS structure, or an RFID tag integrated in an electronic device case.
이와 같이, 고분자 수지 기재 표면에 도전성 패턴을 형성하는 기술에 대한 관심이 증가하면서, 이에 관한 몇 가지 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 아직까지 이러한 기술을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 방법은 제안되지 못하고 있는 실정이다. As described above, as the interest in the technique of forming the conductive pattern on the surface of the polymer resin substrate increases, several techniques have been proposed. However, a method for more effectively utilizing such a technology has not yet been proposed.
예를 들어, 이전에 알려진 기술에 따르면, 고분자 수지 기재 표면에 금속층을 형성한 후 포토리소그라피를 적용하여 도전성 패턴을 형성하거나, 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성 패턴을 형성하는 방법 등이 고려될 수 있다. 그러나, 이러한 기술에 따라 도전성 패턴을 형성할 경우, 필요한 공정 또는 장비가 지나치게 복잡해지거나, 양호하고도 미세한 도전성 패턴을 형성하기가 어려워지는 단점이 있다. For example, according to a previously known technique, a method of forming a conductive pattern by forming a metal layer on the surface of a polymer resin substrate and then applying photolithography, or a method of forming a conductive pattern by printing a conductive paste can be considered. However, when the conductive pattern is formed according to this technique, there is a disadvantage that necessary steps or equipment become excessively complicated, or it becomes difficult to form a good and fine conductive pattern.
이에 보다 단순화된 공정으로 고분자 수지 기재 표면에 미세한 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. Accordingly, development of a technique capable of forming a fine conductive pattern on the surface of a polymer resin substrate more effectively by a simpler process has been demanded.
이러한 당업계의 요구를 충족하기 위해, 고분자 수지에 특정한 비도전성 금속 화합물 등을 첨가한 조성물을 사용하고, 레이저 등 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 기술이 제안된 바 있다. 이러한 기술에 따르면, 상기 조성물의 소정 영역에 레이저 등 전자기파를 직접 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 중의 금속 성분을 선택적으로 노출시키고, 해당 영역에 무전해 도금 등을 진행하여 도전성 패턴을 형성할 수 있다.In order to meet such a demand in the art, a technique has been proposed in which a composition in which a specific non-conductive metal compound or the like is added to a polymer resin, and a conductive pattern is formed by direct irradiation of an electromagnetic wave such as a laser. According to this technique, an electromagnetic wave such as a laser is directly irradiated to a predetermined region of the composition to selectively expose a metal component in the non-conductive metal compound, and electroless plating or the like is performed on the region to form a conductive pattern.
그런데, 이러한 기술의 적용 시 사용되는 비도전성 금속 화합물은 레이저 등의 전자기파의 조사에 의해 민감하게 반응하는 특성상 대체로 어두운 색상을 띈다. 따라서, 이러한 비도전성 금속 화합물을 고분자 수지에 첨가하면 고분자 수지의 색상을 어둡게 하는 문제가 있다. 이 때문에, 상술한 기술은 널리 적용되지 못하고 있는 실정이며, 관련 기술의 개선이 계속적으로 요구되고 있다.
However, the non-conductive metal compound used in the application of this technique is generally dark in color due to its sensitivity to react with electromagnetic waves such as a laser. Therefore, when such a non-conductive metal compound is added to the polymer resin, there is a problem of darkening the color of the polymer resin. For this reason, the above-described technique has not been widely applied, and improvement of the related art is continuously required.
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하며, 다양한 색상 구현 등의 당업계의 요구를 보다 효과적으로 충족할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물과, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다. The present invention relates to a composition for forming a conductive pattern which enables a fine conductive pattern to be formed on various polymeric resin products or resin layers by a simplified process and more effectively satisfy the needs of the art such as various colors, And a method for forming a conductive pattern using the same.
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물 등으로부터, 도전성 패턴 형성 방법을 통하여 형성된 도전성 패턴을 가지는 수지 구조체를 제공하는 것이다.
The present invention also provides a resin structure having a conductive pattern formed from the composition for forming a conductive pattern or the like through a method for forming a conductive pattern.
발명의 일 구현예에 따르면, 고분자 수지; 및 인산염을 포함하는 비도전성 금속 화합물을 포함하고, 하기 식 1 및 2를 만족하며, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물이 제공된다. According to one embodiment of the invention, a polymer resin; There is provided a composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation comprising a non-conductive metal compound including a phosphate and a phosphate and satisfying the following formulas 1 and 2 and forming metal nuclei from the non-conductive metal compound by electromagnetic wave irradiation .
[식 1][Formula 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 80.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[식 2][Formula 2]
RV ≥ 10%R V ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서, In the above formulas 1 and 2,
K는 상기 조성물로부터 얻어진 시편의 absorption coefficient이고, S는 상기 시편의 scattering coefficient이며, K is the absorption coefficient of the specimen obtained from the composition, S is the scattering coefficient of the specimen,
RN은 상기 시편의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 시편의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.R N is the reflectance of the specimen for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the specimen.
하나의 예시에서 상기 식 1의 K/S 값은 2 내지 8의 값을 가질 수 있다. In one example, the K / S value of Equation 1 may have a value from 2 to 8.
한편, 상기 조성물은 안료를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 식 1의 K/S 값이 0.2 내지 2이고, 상기 식 2의 RV 값이 30% 이상일 수 있다. Meanwhile, the composition may further include a pigment. In this case, the K / S value of the formula 1 may be 0.2 to 2, and the Rv value of the formula 2 may be 30% or more.
상기 조성물은 식 2를 만족하여 밝은 색상의 고분자 수지 제품을 제공할 수 있다. 일 예로, 상기 조성물로부터 얻은 시편은 국제 조명 위원회가 정한 L*a*b* 색 좌표계 내에서 65 내지 95의 L* 값을 나타낼 수 있다. The composition satisfies the formula (2) to provide a bright colored polymer resin product. As an example, the specimen obtained from the composition may exhibit an L * value of 65 to 95 within the L * a * b * color coordinate system defined by the International Lighting Commission.
한편, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물로는 전체 중량을 100%로 하여 입도 분포 누적곡선을 구할 때 이 누적 곡선의 50%로 되는 점의 입경(D50)이 0.1 내지 2um인 것을 사용할 수 있다. Meanwhile, in the composition for forming a conductive pattern, the non-conductive metal compound preferably has a particle size (D50) of 50% of the cumulative curve when the particle size distribution cumulative curve is obtained with the total weight being 100% Can be used.
그리고, 상기 고분자 수지는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지로 될 수 있고, 이의 보다 구체적인 예로는, ABS (Acrylonitile poly-butadiene styrene) 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다. The polymer resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and more specific examples thereof include an acrylonitrile polybutadiene styrene (ABS) resin, a polyalkylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, a polypropylene resin, and a poly And a phthalamide resin.
상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. In the composition for forming a conductive pattern, the non-conductive metal compound may be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total composition.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of forming a conductive pattern, the method comprising: forming a resin layer on the conductive pattern forming composition; Generating metal nuclei from the non-conductive metal compound particles by irradiating electromagnetic waves to a predetermined region of the resin product or the resin layer; And a step of chemically reducing or plating the region where the metal nucleus is generated to form a conductive metal layer, wherein the conductive pattern is formed by direct irradiation of an electromagnetic wave.
이러한 도전성 패턴 형성 방법에서, 상기 금속핵 발생 단계에 있어서는 약 1000nm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 1 내지 20W의 평균 파워로 조사될 수 있고, 이로서 금속핵이 보다 잘 형성되고 더욱 양호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.In such a conductive pattern forming method, in the metal nucleation step, the laser electromagnetic wave having a wavelength of about 1000 nm to 1200 nm can be irradiated with an average power of about 1 to 20 W, whereby metal nuclei are better formed and a better conductive pattern Can be formed.
또한, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 표면(이하, "접착활성 표면")을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 도전성 금속층은 무전해 도금에 의해 상기 접착활성 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 무전해 도금시, 상기 금속핵은 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.When the step of generating metal nuclei by the electromagnetic wave irradiation is performed, a part of the non-conductive metal compound particles is exposed to a surface of a predetermined area of the resin product or the resin layer to generate metal nuclei therefrom, (Hereinafter referred to as "adhesive active surface") can be formed. The conductive metal layer may then be formed on the adhesive active surface by electroless plating. When the electroless plating is performed, the metal nucleus functions as a kind of seed, and when the conductive metal ions contained in the plating solution are chemically reduced, strong bonds can be formed. As a result, the conductive metal layer can be formed more easily and selectively.
한편, 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 고분자 수지 기재; 상기 고분자 수지 기재에 분산되어 있고 인산염을 포함하는 비도전성 금속 화합물; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함하고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a polymer resin substrate; A non-conductive metal compound dispersed in the polymer resin base material and containing a phosphate; An adhesive active surface including a metal nucleus exposed on a surface of a polymer resin substrate in a predetermined region; And a conductive metal layer formed on the adhesive active surface, wherein the conductive pattern satisfies the following formulas (1) and (2).
[식 1][Formula 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 80.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[식 2][Formula 2]
RV ≥ 10%R V ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서, In the above formulas 1 and 2,
K는 상기 고분자 수지 기재의 접착활성 표면과 도전성 금속층이 형성되지 않은 소정 표면의 absorption coefficient이고, S는 상기 소정 표면의 scattering coefficient이며, K is an absorption coefficient of the adhesive active surface of the polymer resin substrate and a predetermined surface on which the conductive metal layer is not formed, S is the scattering coefficient of the predetermined surface,
RN은 상기 소정 표면의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 소정 표면의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.R N is the reflectance of the predetermined surface for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the predetermined surface.
상기 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면과 도전성 금속층이 형성되지 않은 상기 고분자 수지 기재의 소정 표면은 국제 조명 위원회가 정한 L*a*b* 색 좌표계 내에서 65 내지 95의 L* 값을 나타낼 수 있다. In the resin structure, the predetermined surface of the polymer resin base on which the adhesive active surface and the conductive metal layer are not formed may exhibit an L * value of 65 to 95 in the L * a * b * color coordinate system defined by the International Lighting Committee .
또한, 상기 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응할 수 있다.In the resin structure, the adhesive active surface and the predetermined region where the conductive metal layer is formed may correspond to the region irradiated with the electromagnetic wave on the polymer resin substrate.
그리고, 상기 수지 구조체에서, 상기 도전성 금속층은 ISO 2409 표준 방법에 따라 시험하였을 때, 상기 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 약 0% (class 0 등급) 또는 약 0% 초과 5% 이하(class 1 등급)로 되는 우수한 접착력으로 상기 고분자 수지 기재 상에 형성되어 있을 수 있다. In the resin structure, when the conductive metal layer is tested according to the ISO 2409 standard method, the peeling area of the metal layer is about 0% (
상기 수지 구조체는 ASTM D256 방법으로 측정한 충격 강도가 약 4.0J/cm 이상으로 될 수 있다.
The resin structure may have an impact strength of about 4.0 J / cm or more as measured by the ASTM D256 method.
본 발명에 따르면, 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 레이저 등 전자기파를 조사하는 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물과, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 이로부터 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공된다. According to the present invention, there is provided a composition for forming a conductive pattern capable of forming a fine conductive pattern by a highly simplified process of irradiating electromagnetic wave or other electromagnetic wave onto a polymer resin base material such as various polymer resin products or resin layers, There is provided a pattern forming method and a resin structure having a conductive pattern formed therefrom.
특히, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하면, 수지 구조체(각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 등)의 다양한 색상을 구현하고자 하는 당업계의 요구를 보다 효과적으로 충족시키면서도, 이러한 수지 구조체 상에 양호한 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. Particularly, when the composition for forming a conductive pattern is used, a satisfactory conductive pattern is formed on such a resin structure while satisfying the needs of the related art to realize various colors of a resin structure (various polymer resin products or resin layers) Can be easily formed.
따라서, 이러한 도전성 패턴 형성용 조성물 등을 이용해, 휴대폰이나 타블렛 PC 케이스 등 각종 수지 제품 상의 안테나용 도전성 패턴, RFID 태그, 각종 센서, MEMS 구조체 등을 매우 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
Therefore, by using such a composition for forming a conductive pattern, a conductive pattern for an antenna, an RFID tag, various sensors, a MEMS structure, and the like on various resin products such as a cellular phone and a tablet PC case can be formed very effectively.
도 1은 발명의 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1, 2 및 5의 도전성 패턴 형성용 조성물로부터 얻은 시편이 200nm 내지 1200nm의 파장 영역에서 나타내는 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 3는 실시예 3, 4 및 6의 도전성 패턴 형성용 조성물로부터 얻은 시편이 200nm 내지 1200nm의 파장 영역에서 나타내는 반사율을 나타내는 그래프이다. FIG. 1 is a view showing an example of a method of forming a conductive pattern according to an embodiment of the present invention, which is simplified by the process steps.
2 is a graph showing the reflectance of a specimen obtained from the composition for forming a conductive pattern of Examples 1, 2, and 5 in a wavelength region of 200 nm to 1200 nm.
3 is a graph showing the reflectance of specimens obtained from the compositions for forming conductive patterns of Examples 3, 4 and 6 in the wavelength region of 200 nm to 1200 nm.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a composition for forming a conductive pattern, a method for forming a conductive pattern using the same, and a resin structure having a conductive pattern according to a specific embodiment of the present invention will be described.
발명의 일 구현예에 따르면, 고분자 수지; 및 인산염(phosphate)을 포함하는 비도전성 금속 화합물을 포함하고, 하기 식 1 및 2를 만족하며, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물이 제공된다. According to one embodiment of the invention, a polymer resin; And a composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation in which a metal nucleus is formed from the non-conductive metal compound by electromagnetic wave irradiation, the non-conductive metal compound including a non-conductive metal compound / RTI >
[식 1][Formula 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 80.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[식 2][Formula 2]
RV ≥ 10%R V ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서, In the above formulas 1 and 2,
K는 상기 조성물로부터 얻어진 시편의 absorption coefficient이고, S는 상기 시편의 scattering coefficient이며, K is the absorption coefficient of the specimen obtained from the composition, S is the scattering coefficient of the specimen,
RN은 상기 시편의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 시편의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.R N is the reflectance of the specimen for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the specimen.
구체적으로, 상기 식 1의 K/S = (1-RN)2/2RN는 Kubelka-munk relation으로 설명되기도 하며, 시료의 해당 파장에서의 반사율(RN)로부터 계산된 K/S는 시료의 해당 파장에서의 흡수도 (Absorbance)에 비례하는 특성을 나타낸다. 이에 근적외선 영역에서 측정된 반사율로부터 계산된 K/S 값으로, 근적외선 영역에서 상대적인 광흡수도를 나타낼 수 있다. Specifically, K / S = (1-R N ) 2 / 2R N in Equation 1 may be described as a Kubelka-munk relation, and K / S calculated from the reflectance (R N ) And the absorption at the wavelength corresponding to the wavelength is shown. Thus, the K / S value calculated from the reflectance measured in the near-infrared region can indicate the relative light absorption in the near-infrared region.
이하에 더욱 상세히 설명하겠지만, 이러한 비도전성 금속 화합물을 포함하는 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용해 고분자 수지 제품 또는 수지층을 성형한 후, 소정 영역에 근적외선 영역의 전자기파를 조사하면, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵이 형성될 수 있다. 이러한 금속핵은 전자기파가 조사된 소정 영역에서 선택적으로 노출되어 고분자 수지 기재 표면의 접착활성 표면을 형성할 수 있다. 이후, 상기 금속핵 등을 seed로 하여 도전성 금속 이온 등을 포함하는 도금 용액으로 무전해 도금하면, 상기 금속핵을 포함하는 접착활성 표면 상에 도전성 금속층이 형성될 수 있다. 이러한 과정을 통해, 상기 전자기파가 조사된 소정 영역의 고분자 수지 기재 상에만 선택적으로 도전성 금속층, 다시 말해서 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.As will be described in more detail below, when a polymer resin product or a resin layer is formed by using a composition for forming a conductive pattern containing such a non-conductive metal compound and electromagnetic waves in a near infrared region are irradiated to a predetermined region, Metal nuclei can be formed. Such metal nuclei can be selectively exposed in a predetermined region irradiated with electromagnetic waves to form an adhesive active surface on the surface of the polymer resin substrate. Thereafter, when the metal nuclei or the like is seeded and electroless-plated with a plating solution containing a conductive metal ion or the like, a conductive metal layer may be formed on the adhesive active surface including the metal nuclei. Through this process, a conductive metal layer, that is, a fine conductive pattern may be selectively formed only on the polymer resin substrate of the predetermined region irradiated with the electromagnetic wave.
이러한 전자기파 조사에 의해 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능한 주된 요인 중 하나로서, 근적외선 영역의 광에 대한 높은 흡수 특성을 들 수 있다. 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물은 근적외선 영역의 광에 대하여 충분한 흡수도를 가지고 근적외선 영역의 광에 민감하게 반응함으로써 전자기파 조사에 의해 금속핵을 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상기 식 1의 K/S 값이 0.2 내지 8일 수 있다. As one of the main factors capable of forming a better conductive pattern by such electromagnetic wave irradiation, there is a high absorption characteristic for light in the near infrared region. The composition for forming a conductive pattern according to an embodiment has a sufficient absorption degree with respect to the light in the near infrared region and is sensitive to the light in the near infrared region, so that metal nuclei can be easily formed by electromagnetic wave irradiation. Specifically, the composition for forming a conductive pattern may have a K / S value of 0.2 to 8 in the formula (1).
본 명세서에 기재된 반사율은 다음과 같은 방법으로 측정된다. 우선, 고분자 수지 및 비도전성 금속 화합물을 포함하는 조성물을 260 내지 280℃의 온도에서 압출하고, 260 내지 270℃에서 30mm X 50mm X 2mm의 rectangular 형상으로 사출 성형하여 시편을 준비한다. 혹은 사출된 수지를 agar mortar를 이용하여 분말화하여 고체용 홀더에 분말을 평탄화시켜 채운 상태로 시편을 준비할 수도 있다. 상기 시편은 반복적으로 동일한 반사율을 나타내기 위해 약 300nm 이하의 표면 거칠기 (Ra)를 가지도록 제조될 수 있다. 이어서, 상기 시편의 반사율은 분광광도계 (UV-Vis-NIR spectrometer; UV3600, Shimadzu)를 이용하여 측정된다. 구체적으로, 상온에서 sampling pitch 0.2 nm, time constant 0.2 sec, medium scanning speed로 측정 조건을 고정하고, 시편에 200nm 내지 1200nm 파장 영역의 광을 조사하면서, 표준 시료 물질 (BaSO4, Shimadzu 제공)의 반사율을 기준으로, 상기 시편의 파장에 따른 반사율을 측정한다. 측정에 사용된 분광광도계는 적분구 (integrating sphere) system을 포함하고 있어, 반사구체를 통해 시료에서 반사되어 나온 모든 광선을 측정할 수 있도록 하여, 측정값이 입사각 및 반사 각도에 의한 영향을 받지 않도록 한다. The reflectance described herein is measured in the following manner. First, a composition including a polymer resin and a non-conductive metal compound is extruded at a temperature of 260 to 280 ° C and injection molded into a rectangular shape of 30 mm × 50 mm × 2 mm at 260 to 270 ° C. to prepare a specimen. Alternatively, the injected resin may be pulverized by using an agar mortar to prepare the specimen in a state filled with a solidified powder. The specimen can be made to have a surface roughness (R a ) of about 300 nm or less to exhibit the same reflectance repeatedly. The reflectance of the specimen is then measured using a spectrophotometer (UV-Vis-NIR spectrometer; UV3600, Shimadzu). Specifically, the measurement conditions were fixed with a sampling pitch of 0.2 nm, a time constant of 0.2 sec, and a medium scanning speed at room temperature, and the reflectance of a standard sample material (BaSO 4 , Shimadzu) was measured while irradiating the sample with light having a wavelength range of 200 nm to 1200 nm. The reflectance according to the wavelength of the specimen is measured. The spectrophotometer used for the measurement includes an integrating sphere system which allows the measurement of all the light rays reflected from the sample through the reflecting sphere so that the measured values are not affected by the incident and reflection angles do.
상기 식 1의 근적외선 영역(1000nm 내지 1200nm)의 광에 대한 K/S 값이 높을수록 금속핵 및 순차적인 도전성 패턴 형성 시에 통상 적용되는 레이저 전자기파에 대한 높은 흡수율 및 민감도를 확보할 수 있다. 이에 식 1을 만족하는 도전성 패턴 형성용 조성물을 이용하면, 레이저 등 전자기파의 조사에 의해 금속핵 및 이를 포함하는 접착활성 표면이 보다 잘 형성될 수 있으며, 그 결과 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해진다.The higher the K / S value for the light in the near infrared region (1000 nm to 1200 nm) of Equation 1, the higher the absorption rate and the sensitivity to the laser electromagnetic wave which is usually applied at the time of forming the metal nuclei and the sequential conductive pattern can be secured. When the composition for forming a conductive pattern satisfying the formula 1 is used, the metal nucleus and the adhesive active surface including the metal nucleus can be formed more easily by irradiation with an electromagnetic wave such as a laser, and as a result, a better conductive pattern can be formed .
일 예로, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물이 안료를 포함하지 않을 경우, 상기 식 1의 K/S 값이 2 내지 8로 근적외선 영역에 대한 매우 높은 흡수 특성을 나타낼 수 있다. For example, when the composition for forming a conductive pattern does not include a pigment, the K / S value of the formula 1 may range from 2 to 8, indicating a very high absorption characteristic for the near infrared region.
통상적으로, 근적외선 영역에서 높은 흡광도를 보이는 물질은 가시광선 영역에서도 높은 흡광도를 보여 다양한 색채의 고분자 수지 제품 또는 수지층을 구현하는데 적합하지 않다. 일 예로, 스피넬 구조를 갖는 CuCr2O4 등의 화합물은 근적외선 영역뿐 아니라 가시광선 영역에서도 높은 흡광도를 보여 어두운 흑색(dark black)을 나타냄에 따라, 다양한 색채의 고분자 수지 제품 또는 수지층을 구현하기가 어렵다. Generally, materials exhibiting high absorbance in the near infrared region exhibit high absorbance even in the visible light region, so that they are not suitable for realizing a polymer resin product or resin layer of various colors. For example, a compound such as CuCr 2 O 4 having a spinel structure exhibits a high absorbance not only in a near infrared region but also in a visible light region, and thus exhibits a dark black. Therefore, a polymer resin product or a resin layer Is difficult.
그러나, 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물은 가시광선 영역에서 높은 반사율을 나타내 가시광선 영역에서는 흡광도가 낮고, 근적외선 영역에서는 높은 흡광도를 보여 다양한 색채의 고분자 수지 제품 또는 수지층을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상기 식 2와 같이 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대하여 10% 이상의 최소 반사율(RV)을 가진다. 이때, 상기 RV는 상술한 방법과 같이 시편의 반사율을 측정하여 400nm 내지 800nm의 파장 내에서 나타나는 가장 낮은 반사율로 규정된다. However, the composition for forming a conductive pattern according to an exemplary embodiment exhibits a high reflectance in a visible light region, exhibits a low absorbance in a visible light region, and exhibits a high absorbance in a near infrared region, thereby realizing a polymer resin product or resin layer of various colors. Specifically, the composition for forming a conductive pattern has a minimum reflectivity (R V ) of 10% or more with respect to light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm, At this time, the R V is defined as the lowest reflectance appearing in a wavelength of 400 nm to 800 nm by measuring the reflectance of the specimen as described above.
상기와 같이 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대하여 10% 이상의 최소 반사율을 나타내 가시광선 영역의 광에 대하여 높은 반사도를 보인다. 이에 따라 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 이용하면, 고분자 수지 본연의 색상 또는 필요에 따라 첨가되는 안료 등에 의한 다양한 색상을 구현하면서도 매우 용이하게 금속핵 및 접착활성 표면을 형성할 수 있고, 계속하여 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 후술하는 실시예를 참고하면, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물이 안료를 포함하는 경우, 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대하여 30% 이상의 높은 최소 반사율(RV)을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물이 안료를 포함하는 경우에는 안료에 의한 산란 효과로 인하여 식 1의 K/S 값이 0.2 내지 2의 범위로 나타나더라도 근적외선 영역의 광에 민감하게 반응할 수 있다. As described above, the composition for forming a conductive pattern exhibits a minimum reflectance of 10% or more with respect to light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm, and exhibits a high reflectivity with respect to light in a visible light region. Accordingly, when the composition for forming a conductive pattern is used, metal nuclei and an adhesive active surface can be formed easily while realizing various colors by the hue of the polymer resin or pigments added according to need, Can be easily formed. In particular, referring to Examples described later, when the composition for forming a conductive pattern includes a pigment, it can exhibit a minimum reflectivity (R V ) of 30% or more with respect to light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm. When the composition for forming a conductive pattern includes a pigment, the K / S value of the formula 1 may range from 0.2 to 2 due to the scattering effect of the pigment, but it may be sensitive to light in the near infrared region.
상기 식 2에서 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율(RV)이 100%인 경우 이론적으로 상기 조성물로부터 밝은 색상의 고분자 수지 제품 또는 수지층을 구현할 수 있으므로 상기 반사율의 상한은 한정되지 않는다.In the formula (2), when the minimum reflectance (R V ) for light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm is 100%, the bright color polymer resin product or resin layer can be theoretically obtained from the composition. Do not.
이러한 도전성 패턴 형성용 조성물은 가시광선 영역에 대한 높은 반사율로 밝은 색상을 띌 수 있다. 구체적으로, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 국제 조명 위원회(CIE)가 정한 L*a*b* 색 좌표계를 기준으로 할 때, 65 내지 95의 L*값을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 L*a*b* 색 좌표계 내에서 -10 내지 0의 a*값 및 0 내지 7의 b* 값을 나타낼 수 있다. Such a composition for forming a conductive pattern can obtain a bright color with a high reflectance to a visible light region. Specifically, the composition for forming a conductive pattern may have an L * value of 65 to 95 based on the L * a * b * color coordinate system defined by the International CIE. Further, the composition may show an a * value of -10 to 0 and a b * value of 0 to 7 in the L * a * b * chromaticity coordinate system.
상기 L*, a* 및 b*의 값은 다음과 같은 방법으로 측정한다. 우선, L*, a* 및 b*의 값을 측정하기 위한 시편은 도전성 패턴 형성용 조성물을 260 내지 280℃ 온도에서 압출하고, 260 내지 270℃에서 직경 100mm 및 두께 2mm의 disc 형태로 사출하여 준비한다. 그리고, ASTM 2244 규격을 따르는 색도계 (colorimeter; color eye 7000A, X-rite)를 이용하여 D65 광원에서 표준 시료 물질 (산화알루미늄) 대비 상기 시편의 색도차를 측정함으로써 L*a*b* 색 좌표를 구할 수 있다. The values of L *, a * and b * are measured in the following manner. First, the specimen for measuring the values of L *, a * and b * was prepared by extruding a composition for forming a conductive pattern at a temperature of 260 to 280 ° C and injecting it in the form of a disc having a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm at 260 to 270 ° C do. By measuring the chromaticity difference of the above specimen with respect to the standard sample material (aluminum oxide) in the D 65 light source using a colorimeter (color eye 7000A, X-rite) conforming to the ASTM 2244 standard, L * a * b * Can be obtained.
상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 국제 조명 위원회 (CIE)가 정한 L*a*b* 색 좌표계를 기준으로 할 때, 100에 가까운 L* 값을 가지므로, 다양한 색상의 고분자 수지 제품 또는 수지층을 구현할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 기존의 미세한 도전성 패턴의 형성이 요구되는 다양한 분야의 수지 제품 및 수지층을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. Since the composition for forming a conductive pattern has a L * value close to 100 when the L * a * b * color coordinate system defined by the International Lighting Committee (CIE) is used as a reference, a polymer resin product or resin layer of various colors can be realized . Accordingly, it is expected that the composition for forming a conductive pattern will be able to replace resin products and resin layers of various fields in which a conventional fine conductive pattern is required to be formed.
상기와 같이 근적외선 영역의 전자기파에 민감하게 반응하여 금속핵을 용이하게 형성할 수 있고, 다양한 색상을 구현할 수 있도록 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 비도전성 금속 화합물로 적절한 인산염을 포함할 수 있다. 이러한 인산염으로는, 예를 들면, Cu3P2O8, Cu2P2O7, Cu4P2O9, CuP2O6, Cu5P2O10, Cu3 - xZnxP2O8 (0 < x < 3) 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이러한 인산염은 전자기파 조사 전에는 비도전성을 나타낼 뿐 아니라, 상기 고분자 수지와 우수한 상용성을 가지며, 환원 또는 도금 처리 등에 사용되는 용액에 대해서도 화학적으로 안정하여 비도전성을 유지하는 특성을 가질 수 있다. As described above, the composition for forming a conductive pattern may include an appropriate phosphate as a non-conductive metal compound so as to easily form metal nuclei in response to electromagnetic waves in the near infrared region and to realize various colors. Examples of such phosphates include Cu 3 P 2 O 8 , Cu 2 P 2 O 7 , Cu 4 P 2 O 9 , CuP 2 O 6 , Cu 5 P 2 O 10 , Cu 3 - x Zn x P 2 O 8 (0 < x < 3), or a mixture thereof. Such phosphates not only exhibit non-conductivity before irradiation with electromagnetic waves, but also have excellent compatibility with the polymer resin and can be chemically stable and maintain non-conductivity even for a solution used for reduction or plating treatment.
또한, 상기 비도전성 금속 화합물로는 근적외선 영역의 전자기파에 민감하게 반영하여 금속핵을 용이하게 형성할 수 있고 다양한 색상을 구현할 수 있도록 적절한 크기의 화합물을 사용할 수 있다. 일 예로, 상기 비도전성 금속 화합물로는 전체 중량을 100%로 하여 입도 분포의 누적 곡선을 구할 때 이 누적 곡선의 50%로 되는 점의 입경(D50)이 약 2um 이하 혹은 0.1 내지 2um인 비도전성 금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 효과를 보다 효과적으로 담보하기 위하여 상기 비도전성 금속 화합물로는 입경(D50)이 약 2 um 이하이며, 상기 누적 곡선의 90%로 되는 점의 입경(D90)이 약 3 um 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 입경은 particle size analyzer 및 SEM image를 통하여 측정될 수 있다. The non-conductive metal compound may be a compound of a suitable size so as to sensitively reflect the electromagnetic wave in the near infrared region to easily form metal nuclei and to realize various colors. For example, the non-conductive metal compound may be a non-conductive metal compound having a particle size (D 50 ) of about 50% of the cumulative curve when the cumulative curve of the particle size distribution is 100% A metal-free compound may be used. In order to more effectively ensure the above effect, the non-conductive metal compound has a particle diameter (D 50 ) of about 2 μm or less and a particle diameter (D 90 ) of 90% of the cumulative curve is about 3 μm or less Can be used. The particle size can be measured through a particle size analyzer and an SEM image.
한편, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은 적외선 영역에 해당하는 파장, 예를 들어, 약 1000nm 내지 1200nm, 혹은 약 1060nm 내지 1070nm, 혹은 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 1 내지 20W, 혹은 약 3 내지 15W의 평균 파워로 조사되어, 이러한 전자기파 조사부에 금속핵이 형성되는 것일 수 있다. 이러한 범위로 레이저 등 전자기파의 조사 조건이 제어됨에 따라, 일 구현예의 조성물에 대한 레이저 조사부에 금속핵 및 이를 포함하는 접착활성 표면 등이 더욱 잘 형성될 수 있으며, 이로서 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해 진다. 다만, 실제 사용되는 비도전성 금속 화합물 및 고분자 수지의 구체적인 종류나 이들의 조성에 따라, 금속핵 등의 형성을 가능케 하는 전자기파 조사 조건을 다르게 제어될 수도 있다.Meanwhile, the composition for forming a conductive pattern of the above-described embodiment may have a wavelength corresponding to the infrared region, for example, about 1000 to 1200 nm, or about 1060 nm to about 1070 nm, or about 1064 nm, Or an average power of about 3 to 15 W, so that metal nuclei are formed in the electromagnetic wave irradiating portions. As the irradiation condition of the electromagnetic wave such as the laser is controlled in this range, the metal nucleus and the adhesive active surface including the metal nucleus can be more easily formed in the laser irradiation part for the composition of one embodiment, and thereby it is possible to form a better conductive pattern Loses. However, depending on the specific types of the non-conductive metal compound and the polymer resin actually used and the composition thereof, the electromagnetic wave irradiation conditions enabling the formation of metal nuclei and the like may be controlled differently.
상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 고분자 수지로는 다양한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성할 수 있는 임의의 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 상술한 비도전성 금속 화합물은 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성 및 균일한 분산성을 나타낼 수 있다. 따라서, 일 구현예의 조성물은 다양한 고분자 수지를 포함하여 여러 가지 수지 제품 또는 수지층으로 성형될 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 예로는, ABS (Acrylonitile poly-butadiene styrene) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 폴리프탈아미드 수지 등을 들 수 있고, 이외에도 다양한 고분자 수지를 포함할 수 있다. In the composition for forming a conductive pattern of one embodiment described above, any thermosetting resin or thermoplastic resin capable of forming various polymer resin products or resin layers can be used as the polymer resin without any particular limitations. In particular, the non-conductive metal compound described above can exhibit excellent compatibility with a variety of polymer resins and uniform dispersibility. Thus, the composition of one embodiment can be molded into various resin products or resin layers, including various polymeric resins. Specific examples of such a polymer resin include polyalkylene terephthalate resin such as ABS (Acrylonitrile poly-butadiene styrene) resin, polybutylene terephthalate resin or polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polypropylene resin or polyphthalamide resin And the like, and may include various other polymer resins.
또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 약 0.1 내지 10 중량%, 혹은 약 0.5 내지 7 중량%, 혹은 약 1 내지 6 중량%로 포함될 수 있으며, 나머지 함량의 고분자 수지가 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위에 따라, 상기 조성물로부터 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성 등 기본적인 물성을 우수하게 유지하면서도, 전자기파 조사에 의해 일정 영역에 도전성 패턴을 형성하는 특성을 바람직하게 나타낼 수 있다. Also, in the composition for forming a conductive pattern, the non-conductive metal compound may be included in an amount of about 0.1 to 10% by weight, or about 0.5 to 7% by weight, or about 1 to 6% by weight based on the total composition, Polymeric resin may be included. According to such a content range, it is possible to exhibit a property of forming a conductive pattern in a certain region by electromagnetic wave irradiation while maintaining excellent basic physical properties such as the mechanical properties of the polymer resin product or the resin layer formed from the composition.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 고분자 수지 및 소정의 비도전성 금속 화합물 외에, 난연제, 열 안정제, UV 안정제, 활제, 항산화제, 무기 충전제, 색 첨가제, 충격 보강제 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제의 부가로, 일 구현예의 조성물로부터 얻어진 수지 구조체의 물성을 적절히 보강할 수 있다. In addition, the composition for forming a conductive pattern may include a polymeric resin and a predetermined non-conductive metal compound in addition to the above-mentioned polymeric resin and a predetermined non-conductive metal compound in the group consisting of a flame retardant, a heat stabilizer, a UV stabilizer, a lubricant, an antioxidant, an inorganic filler, And may further include at least one selected additive. With the addition of such additives, the physical properties of the resin structure obtained from the composition of one embodiment can be adequately reinforced.
이러한 첨가제 중, 상기 색 첨가제, 예를 들어, 안료 등의 경우에는 상기 도전성 패턴 형성용 조성물의 400nm 내지 1200nm 파장 영역의 광에 대한 반사율을 전반적으로 증가시키는 경향이 있다. 구체적으로, 안료가 첨가된 조성물의 400nm 내지 800nm 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율(RV)은 30% 이상으로 안료 첨가시 더 밝은 색상의 수지 구조체를 얻을 수 있다. 그러나, 안료가 첨가된 조성물의 1000nm 내지 1200nm 파장 영역의 광에 대한 흡수율 또한 다소 감소하여 식 1의 K/S 값이 0.2 내지 2의 범위를 가지게 된다. 하지만, 조성물에 첨가된 안료에 의한 산란 효과로 조성물의 전자기파 조사에 대한 금속핵 형성 성능이 안료 미첨가 조성물과 같이 유지될 수 있다. Among these additives, in the case of the above color additives, for example, a pigment, there is a tendency that the composition for forming a conductive pattern generally increases the reflectance for light in a wavelength range of 400 nm to 1200 nm. Specifically, the minimum reflectance (R V ) of the composition to which the pigment is added to light in the wavelength range of 400 to 800 nm is 30% or more, whereby a resin structure brighter in color can be obtained when the pigment is added. However, the absorption rate of the pigment-added composition for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm is also somewhat reduced, so that the K / S value of the formula 1 is in the range of 0.2 to 2. However, the scattering effect by the pigments added to the composition can maintain the metal nucleating ability for electromagnetic wave irradiation of the composition like the unpigmented composition.
이러한 안료 등의 색 첨가제는 전체 조성물 대비 약 0.1 내지 10 중량%의 함량으로 포함되어, 상기 수지 구조체에 원하는 색상을 부여할 수 있다. 이러한 안료 등 색 첨가제의 대표적인 예로는, ZnO, ZnS, Talc, TiO2, SnO2, 또는 BaSO4 등의 백색 안료가 있으며, 이외에도 이전부터 고분자 수지 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 종류 및 색상의 안료 등 색 첨가제를 사용할 수 있음은 물론이다.Such a color additive such as pigment is contained in an amount of about 0.1 to 10% by weight based on the whole composition, so that a desired color can be imparted to the resin structure. Typical examples of such color additives include white pigments such as ZnO, ZnS, Talc, TiO 2 , SnO 2 , and BaSO 4. In addition, pigments of various types and colors known to be usable in polymer resin compositions Of course, color additives can be used.
상기 난연제는 인계 난연제 및 무기 난연제를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 인계 난연제로는 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate, TPP), 트리자일레닐 포스페이트(trixylenyl phosphate, TXP), 트리크레실 포스페이트(tricresyl phosphate, TCP), 또는 트리이소페닐 포스페이트(triisophenyl phosphate, REOFOS) 등을 포함하는 인산 에스테르계 난연제; 방향족 폴리포스페이트(aromatic polyphosphate)계 난연제; 폴리인산염계 난연제; 또는 적린계 난연제 등을 사용할 수 있으며, 이외에도 수지 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 인계 난연제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 난연제로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산 아연, 몰리브덴 산화물(MoO3), 몰리브덴 과산화물 염(Mo2O7 2 -), 칼슘-아연-몰리브산염, 삼산화 안티몬(Sb2O3), 또는 오산화 안티몬(Sb2O5) 등을 들 수 있다. 다만, 무기 난연제의 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기타 수지 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 무기 난연제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다.The flame retardant may include a phosphorus flame retardant and an inorganic flame retardant. More specifically, the phosphorus flame retardant may include triphenyl phosphate (TPP), trixylenyl phosphate (TXP), tricresyl phosphate (TCP), or triisophenyl phosphate , REOFOS), and the like; Aromatic polyphosphate flame retardants; Polyphosphate flame retardants; Or a flame retardant flame retardant may be used. In addition, various phosphorus flame retardants known to be usable in the resin composition can be used without any limitation. Examples of the inorganic flame retarding agent include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, molybdenum oxide (MoO 3 ), molybdenum peroxide salt (Mo 2 O 7 2 - ), calcium zinc-molybdate, antimony trioxide (Sb 2 O 3 ), Antimony pentoxide (Sb 2 O 5 ), and the like. However, examples of the inorganic flame retardant are not limited thereto, and various inorganic flame retardants known to be usable in other resin compositions can be used without any limitation.
또, 충격 보강제, 열 안정제, UV 안정제, 활제 또는 항산화제 등의 경우, 약 0.01 내지 5 중량%의 함량으로 포함되어, 상기 수지 구조체에 원하는 물성을 적절히 발현시킬 수 있다.In the case of an impact modifier, a heat stabilizer, a UV stabilizer, a lubricant or an antioxidant, it is contained in an amount of about 0.01 to 5% by weight, so that desired physical properties can be appropriately expressed in the resin structure.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여, 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 도전성 패턴의 형성 방법은, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of forming a conductive pattern by direct irradiation of an electromagnetic wave on a polymer resin base material such as a resin product or a resin layer using the composition for forming a conductive pattern. Such a method of forming a conductive pattern may include the steps of forming the above-described composition for forming a conductive pattern into a resin product or applying it to another product to form a resin layer; Generating metal nuclei from the non-conductive metal compound particles by irradiating electromagnetic waves to a predetermined region of the resin product or the resin layer; And chemically reducing or plating the region where the metal nucleus is generated to form a conductive metal layer.
이러한 도전성 패턴의 형성 방법을 첨부한 도면을 참고하여 각 단계별로 설명하면 이하와 같다. 참고로, 도 1에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 나타내고 있다. A method of forming such a conductive pattern will be described below with reference to the accompanying drawings. For reference, in FIG. 1, an example of the conductive pattern forming method is simplified for each process step.
상기 도전성 패턴 형성 방법에서는, 먼저, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성할 수 있다. 이러한 수지 제품의 성형 또는 수지층의 형성에 있어서는, 통상적인 고분자 수지 조성물을 사용한 제품 성형 방법 또는 수지층 형성 방법이 별다른 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물을 사용하여 수지 제품을 성형함에 있어서는, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 압출 및 냉각한 후 펠릿 또는 입자 형태로 형성하고, 이를 원하는 형태로 사출 성형하여 다양한 고분자 수지 제품을 제조할 수 있다. In the method for forming a conductive pattern, first, the above-described composition for forming a conductive pattern may be molded into a resin product or applied to another product to form a resin layer. In forming the resin product or forming the resin layer, a product molding method or a resin layer forming method using a conventional polymer resin composition can be applied without any limitation. For example, in molding a resin product using the above-mentioned composition, the composition for forming a conductive pattern is extruded and cooled, and then formed into a pellet or a particle, and injection-molded into a desired shape to produce various polymer resin products .
이렇게 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층은 상기 고분자 수지로부터 형성된 수지 기재 상에, 상술한 비도전성 금속 화합물의 입자가 균일하게 분산된 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 비도전성 금속 화합물의 입자는 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성, 충분한 용해도 및 화학적 안정성을 가지므로, 상기 수지 기재 상의 전 영역에 걸쳐 균일하게 분산되어 비도전성을 갖는 상태로 유지될 수 있다. The polymer resin product or the resin layer thus formed may have a shape in which the above-mentioned particles of the non-conductive metal compound are uniformly dispersed on the resin substrate formed from the polymer resin. Particularly, since the non-conductive metal compound particles have excellent compatibility with various polymer resins, sufficient solubility and chemical stability, they can be uniformly dispersed over the entire area of the resin substrate and maintained in a non-conductive state.
이러한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성한 후에는, 도 1의 첫 번째 도면에 도시된 바와 같이, 도전성 패턴을 형성하고자 하는 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에, 레이저 등 전자기파를 조사할 수 있다. 이러한 전자기파를 조사하면, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵을 발생시킬 수 있고, 이를 포함한 접착활성 표면을 형성할 수 있다(도 1의 두 번째 도면 참조). After the polymer resin product or the resin layer is formed, as shown in the first drawing of Fig. 1, an electromagnetic wave such as a laser can be irradiated to a predetermined region of the resin product or the resin layer to be formed with the conductive pattern . Upon irradiation with such electromagnetic waves, metal nuclei can be generated from the non-conductive metal compound and an adhesive active surface including the metal nuclei can be formed (see the second drawing of FIG. 1).
보다 구체적으로, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 접착활성 표면을 형성할 수 있다. 이러한 접착활성 표면이 전자기파가 조사된 일정 영역에서만 선택적으로 형성됨에 따라, 후술하는 도금 단계 등을 진행하면, 상기 도전성 금속층이 소정 영역의 고분자 수지 기재 상에 선택적으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무전해 도금시에는, 상기 금속핵이 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.More specifically, when the step of generating a metal nucleus by the electromagnetic wave irradiation is performed, a part of the non-conductive metal compound is exposed to a surface of a predetermined region of the resin product or the resin layer to generate metal nuclei therefrom, Lt; RTI ID = 0.0 > active < / RTI > Since the adhesive active surface is selectively formed only in a certain region irradiated with the electromagnetic wave, the conductive metal layer can be selectively formed on the polymer resin substrate in a predetermined region when a plating step or the like to be described later is performed. More specifically, when the electroless plating is performed, the metal nucleus functions as a kind of seed, and when the conductive metal ions included in the plating solution are chemically reduced, strong bonds can be formed. As a result, the conductive metal layer can be formed more easily and selectively.
한편, 상술한 금속핵 발생 단계에 있어서는, 전자기파 중에서도, 레이저 전자기파가 조사될 수 있고, 예를 들어, 적외선 영역에 해당하는 파장, 예를 들어, 약 1000nm 내지 1200nm, 혹은 약 1060nm 내지 1070nm, 혹은 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 1 내지 20W, 혹은 약 3 내지 15W의 평균 파워로 조사될 수 있다. On the other hand, in the above-described metal nucleation step, among the electromagnetic waves, laser electromagnetic waves can be irradiated. For example, a wavelength corresponding to the infrared region, for example, about 1000 nm to 1200 nm or about 1060 nm to 1070 nm, A laser electromagnetic wave having a wavelength of 1064 nm can be irradiated at an average power of about 1 to 20 W, or about 3 to 15 W.
이러한 레이저 전자기파의 조사에 의해, 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵의 형성을 보다 바람직하게 담보할 수 있고, 이를 포함한 접착활성 표면을 소정 영역에 선택적으로 발생 및 노출시킬 수 있다. By the irradiation of the laser electromagnetic wave, the formation of metal nuclei from the non-conductive metal compound can be more preferably secured, and the adhesive active surface including the metal nucleus can be selectively generated and exposed in a predetermined region.
한편, 상술한 금속핵 발생 단계를 진행한 후에는, 도 1의 세 번째 도면에 도시된 바와 같이, 상기 금속핵 및 접착활성 표면을 형성시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 환원 또는 도금 단계를 진행한 결과, 상기 금속핵 및 접착활성 표면이 노출된 소정 영역에서 선택적으로 도전성 금속층이 형성될 수 있고, 나머지 영역에서는 화학적으로 안정한 비도전성 금속 화합물이 그대로 비도전성을 유지할 수 있다. 이에 따라, 고분자 수지 기재 상의 소정 영역에만 선택적으로 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다. Meanwhile, after the metal nucleus generation step is performed, as shown in the third drawing of FIG. 1, the metal nucleus and the region where the adhesive active surface is formed are chemically reduced or plated to form a conductive metal layer . As a result of this reduction or plating step, a conductive metal layer can be selectively formed in a predetermined region where the metal nucleus and the adhesive active surface are exposed, and the chemically stable non-conductive metal compound can remain non-conductive in the remaining region have. As a result, a fine conductive pattern can be selectively formed only in a predetermined region on the polymer resin substrate.
보다 구체적으로, 상기 도전성 금속층의 형성 단계는 무전해 도금에 의해 진행될 수 있고, 이에 따라 상기 접착활성 표면 상에 양호한 도전성 금속층이 형성될 수 있다. More specifically, the step of forming the conductive metal layer may be carried out by electroless plating, whereby a good conductive metal layer may be formed on the adhesive active surface.
일 예에서, 이러한 환원 또는 도금 단계에서는 상기 금속핵을 발생시킨 소정 영역의 수지 제품 또는 수지층을 환원제를 포함한 산성 또는 염기성 용액으로 처리할 수 있으며, 이러한 용액은 환원제로서, 포름알데히드, 차아인산염, 디메틸아미노보레인(DMAB), 디에틸아미노보레인(DEAB) 및 히드라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 환원 또는 도금 단계에서는, 상술한 환원제 및 도전성 금속 이온을 포함한 무전해 도금 용액 등으로 처리하여 상기 무전해 도금에 의해 도전성 금속층을 형성할 수 있다. In one example, in such a reducing or plating step, the resin product or the resin layer in a predetermined region in which the metal nucleus is generated may be treated with an acidic or basic solution containing a reducing agent. The solution may contain formaldehyde, hypophosphite, And may include at least one member selected from the group consisting of dimethylaminoborane (DMAB), diethylaminoborane (DEAB), and hydrazine. In the reducing or plating step, the electroless plating may be performed to form the conductive metal layer by treating the electroless plating solution containing the reducing agent and the conductive metal ions.
이와 같은 환원 또는 도금 단계의 진행으로, 상기 금속핵이 형성된 영역에서 이를 seed로 하여 상기 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적 환원되어, 소정 영역에 선택적으로 양호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 금속핵 및 접착활성 표면은 상기 화학적으로 환원되는 도전성 금속 이온과 강한 결합을 형성할 수 있고, 그 결과 소정 영역에 선택적으로 도전성 패턴이 보다 용이하게 형성될 수 있다.As the reduction or plating step progresses, the conductive metal ions included in the electroless plating solution are chemically reduced by using the seed as a seed in the region where the metal nucleus is formed, thereby selectively forming a good conductive pattern in a predetermined region . At this time, the metal nucleus and the adhesive active surface can form a strong bond with the chemically reduced conductive metal ion, and as a result, the conductive pattern can be selectively formed in a predetermined region more easily.
또한, 이러한 도전성 패턴이 형성되지 않은 나머지 영역에서, 상기 수지 구조체에는 상기 비도전성 금속 화합물이 균일하게 분산되어 있다.Further, in the remaining region where such a conductive pattern is not formed, the non-conductive metal compound is uniformly dispersed in the resin structure.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 의해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공된다. 이러한 수지 구조체는 고분자 수지 기재; 상기 고분자 수지 기재에 분산되어 있고 인산염을 포함하는 비도전성 금속 화합물; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함하고, 하기 식 1 및 2를 만족한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a resin structure having a conductive pattern obtained by the above-described composition for forming a conductive pattern and a method for forming a conductive pattern. Such a resin structure may be a polymer resin substrate; A non-conductive metal compound dispersed in the polymer resin base material and containing a phosphate; An adhesive active surface including a metal nucleus exposed on a surface of a polymer resin substrate in a predetermined region; And a conductive metal layer formed on the adhesive active surface, and satisfy the following formulas (1) and (2).
[식 1][Formula 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 80.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[식 2][Formula 2]
RV ≥ 10%R V ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서, In the above formulas 1 and 2,
K는 상기 고분자 수지 기재의 접착활성 표면과 도전성 금속층이 형성되지 않은 소정 표면의 absorption coefficient이고, S는 상기 소정 표면의 scattering coefficient이며, K is an absorption coefficient of the adhesive active surface of the polymer resin substrate and a predetermined surface on which the conductive metal layer is not formed, S is the scattering coefficient of the predetermined surface,
RN은 상기 소정 표면의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 소정 표면의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다. R N is the reflectance of the predetermined surface for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the predetermined surface.
상기 식 1 및 식 2의 의미는 상술하였으므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다. Since the meanings of Equation 1 and Equation 2 have been described above, detailed description is omitted here.
상기 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응할 수 있다. 또, 상기 접착활성 표면의 금속핵에 포함된 금속이나 그 이온은 상기 비도전성 금속 화합물 입자에서 유래한 것으로 될 수 있다. 한편, 상기 도전성 금속층은 비도전성 금속 화합물에 포함된 금속에서 유래하거나, 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온에서 유래한 것으로 될 수 있다. In the resin structure, a predetermined region where the adhesive active surface and the conductive metal layer are formed may correspond to a region irradiated with electromagnetic waves on the polymer resin substrate. In addition, the metal contained in the metal nuclei of the adhesive active surface and ions thereof may be derived from the non-conductive metal compound particle. On the other hand, the conductive metal layer may be derived from a metal contained in the non-conductive metal compound or may be derived from a conductive metal ion contained in the electroless plating solution.
그리고, 상기 수지 구조체에서 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성되지 않은 고분자 수지 기재의 소정 표면은 식 2와 같이 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대하여 10% 이상의 높은 최소 반사율과 국제 조명 위원회가 정한 L*a*b* 색 좌표계 내에서 65 내지 95의 L* 값을 나타내 다양한 색상을 구현할 수 있다. 상기 반사율과 L*a*b* 색 좌표는 상술한 바와 같이 측정될 수 있다. The predetermined surface of the polymeric resin substrate on which the adhesive active surface and the conductive metal layer are not formed in the resin structure has a minimum reflectance of at least 10% with respect to light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm, * a * b * L * values of 65 to 95 in the color coordinate system, and various colors can be implemented. The reflectance and the L * a * b * color coordinates can be measured as described above.
한편, 상기 수지 구조체에서, 상기 도전성 금속층은 우수한 접착력으로서 상기 고분자 수지 기재 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 금속층은 ISO 2409 표준 방법에 따라 시험하였을 때, 상기 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 0% (class 0 등급) 또는 0% 초과 내지 5% 이하(class 1 등급)로 되는 우수한 접착력으로 상기 고분자 수지 기재 상에 형성될 수 있다. On the other hand, in the resin structure, the conductive metal layer can be formed on the polymer resin substrate as an excellent adhesive force. For example, when the conductive metal layer is tested according to the ISO 2409 standard method, the peeling area of the metal layer is 0% (
또한, 수지 구조체는 상술한 비도전성 금속 화합물의 첨가에도 불구하고 ASTM D256 방법으로 측정한 충격 강도가 약 4.0J/cm 이상으로 될 수 있다. 따라서, 이를 이용해, 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴이 형성되면서도, 우수한 기계적 물성을 유지하는 고분자 수지 제품 등을 제공할 수 있게 된다. In addition, the resin structure may have an impact strength of about 4.0 J / cm or more as measured by the ASTM D256 method, despite the addition of the non-conductive metal compound. Accordingly, it is possible to provide a polymer resin product or the like which maintains excellent mechanical properties, while forming a conductive pattern on the polymer resin substrate.
부가하여, 상기 수지 구조체는, 상기 고분자 수지 기재 내에 분산되어 있고, 상기 비도전성 금속 화합물에서 유래한 잔류물을 더 포함할 수 있다. 이러한 잔류물은 상기 비도전성 금속 화합물에 포함된 금속 중 적어도 일부가 방출되어, 그 자리의 적어도 일부에 vacancy가 형성된 구조를 가질 수 있다. In addition, the resin structure may further include residues dispersed in the polymer resin base material and derived from the non-conductive metal compound. Such residues may have a structure in which at least a part of the metal contained in the non-conductive metal compound is released and vacancy is formed in at least a part of the metal.
상술한 수지 구조체는 안테나용 도전성 패턴을 갖는 휴대폰 또는 타블렛 PC 케이스 등 각종 수지 제품 또는 수지층으로 되거나, 기타 RFID 태그, 각종 센서 또는 MEMS 구조체 등의 도전성 패턴을 갖는 다양한 수지 제품 또는 수지층으로 될 수 있다.
The above-described resin structure may be various resin products or resin layers such as a mobile phone or a tablet PC case having a conductive pattern for an antenna, or various resin products or resin layers having conductive patterns such as RFID tags, various sensors or MEMS structures have.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. However, this is provided as an example of the invention, and the scope of the invention is not limited thereto in any sense.
실시예Example 1: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 1: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
기본수지인 폴리카보네이트 수지와, 비도전성 금속 화합물인 Cu3P2O8를 사용하였으며, 공정 및 안정화를 위한 첨가제들로서 열 안정화제 (IR1076, PEP36), UV 안정제 (UV329), 활제 (EP184), 충격 보강제 (S2001)들을 함께 사용하여 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다.(IR1076, PEP36), a UV stabilizer (UV329), a lubricant (EP184), an antioxidant, and an antioxidant were used as additives for the process and stabilization, and a polycarbonate resin as a base resin and Cu 3 P 2 O 8 as a non- And the impact modifier (S2001) were used together to prepare a composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation.
상기 폴리카보네이트 수지 92 중량%, Cu3P2O8 3 중량% 및 기타 첨가제 5 중량%를 혼합하여 조성물을 얻고, 이를 260 내지 280℃ 온도에서 압출기를 통해 압출하였다. 압출된 펠렛 형태의 조성물을 약 260 내지 270℃에서 직경 100mm, 두께 2mm의 기판 및 ASTM 규격의 아이조드 바 형태로 사출 성형하였다. 이러한 사출 성형된 시편에 대해 이하의 시험예에 기재된 방법으로 색 지수를 측정하였다. 92% by weight of the polycarbonate resin, 3 % by weight of Cu 3 P 2 O 8 and 5% by weight of other additives were mixed to obtain a composition, which was extruded through an extruder at 260 to 280 ° C. The extruded pelletized composition was injection molded at about 260 to 270 DEG C in the form of a substrate having a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm and an AZM standard Izod bar. For these injection molded specimens, the color index was measured by the method described in the following test example.
한편, 위에서 제조한 사출 성형된 시편에 Nd-YAG laser 장치를 이용하여, 40kHz, 7.1W의 조건 하에 1064nm 파장대의 레이저를 조사하여 표면을 활성화시켰다.On the other hand, the injection molded specimen prepared above was irradiated with a laser of 1064 nm wavelength under conditions of 40 kHz and 7.1 W by using an Nd-YAG laser device to activate the surface.
그리고, 상기 레이저 조사에 의해 표면이 활성화된 수지 구조체에 대하여 다음과 같이 무전해 도금 공정을 실시하였다. 도금 용액은 황산구리 3g, 롯셀염 14g, 수산화나트륨 4g을 100ml의 탈이온수에 용해시켜 제조하였다. 제조된 도금 용액 40ml에 환원제로 포름알데하이드 1.6ml를 첨가하였다. 레이저로 표면이 활성화된 수지 구조체를 4 내지 5 시간 동안 도금 용액에 담지시킨 후, 증류수로 세척하였다. 상기 무전해 도금 공정을 통하여 금속핵을 포함하는 접착활성 표면에 양호한 도전성 패턴 (혹은 도금층)을 형성하였다. 형성된 도전성 패턴 (혹은 도금층)의 충격 강도 및 접착 성능을 후술하는 시험예와 같이 평가하였다.
Then, an electroless plating process was performed on the resin structure whose surface was activated by laser irradiation as follows. The plating solution was prepared by dissolving 3 g of copper sulfate, 14 g of Rochelle salt and 4 g of sodium hydroxide in 100 ml of deionized water. To 40 ml of the prepared plating solution was added 1.6 ml of formaldehyde as a reducing agent. The resin-activated surface of the resin was supported on the plating solution for 4 to 5 hours and then washed with distilled water. Through the electroless plating process, a good conductive pattern (or plating layer) was formed on the adhesive active surface including the metal nuclei. The impact strength and adhesion performance of the formed conductive pattern (or plating layer) were evaluated in the same manner as in the test examples described later.
실시예Example 2: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 2: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
실시예 1에서 기본수지인 폴리카보네이트 수지의 함량을 90 중량%로 조절하고, 비도전성 금속 화합물인 Cu3P2O8의 함량을 5 중량%로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였으며, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the content of polycarbonate resin as a base resin in Example 1 was adjusted to 90 wt% and the content of Cu 3 P 2 O 8 as a non-conductive metal compound was adjusted to 5 wt% To prepare a composition for forming a conductive pattern, from which a resin structure having a conductive pattern was prepared.
실시예Example 3: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 3: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
실시예 1에서 기본수지인 폴리카보네이트 수지의 함량을 87 중량%로 조절하고, 안료로 5 중량%의 TiO2를 추가로 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였으며, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
A composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the polycarbonate resin as the base resin in Example 1 was adjusted to 87 wt% and 5 wt% of TiO 2 was further added as a pigment And a resin structure having a conductive pattern was prepared therefrom.
실시예Example 4: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 4: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
실시예 2에서 기본수지인 폴리카보네이트 수지의 함량을 85 중량%로 조절하고, 안료로 5 중량%의 TiO2를 추가로 첨가한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였으며, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
A composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 2, except that the content of the polycarbonate resin as the base resin in Example 2 was adjusted to 85 wt% and 5 wt% of TiO 2 was further added as a pigment And a resin structure having a conductive pattern was prepared therefrom.
실시예Example 5: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 5: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
실시예 2에서 비도전성 금속 화합물로 Cu2P2O7을 5 중량%로 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다. 그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 성형된 시편에 Nd-YAG laser 장치를 이용하여, 40kHz, 11.4W의 조건 하에 1064nm 파장대의 레이저를 조사한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
A composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 2 except that 5% by weight of Cu 2 P 2 O 7 was used as the non-conductive metal compound in Example 2. Using the composition for forming a conductive pattern, the specimen injection-molded in the same manner as in Example 1 was irradiated with a laser beam having a wavelength of 1064 nm under the conditions of 40 kHz and 11.4 W using an Nd-YAG laser apparatus. A resin structure having a conductive pattern was produced in the same manner as in Example 1.
실시예Example 6: 도전성 패턴 형성용 조성물의 제조 및 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 6: Preparation of a composition for forming a conductive pattern and formation of a conductive pattern by direct laser irradiation
실시예 5에서 기본수지인 폴리카보네이트 수지의 함량을 85 중량%로 조절하고, 안료로 5 중량%의 TiO2를 추가로 첨가한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였으며, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
A composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 5, except that the content of the polycarbonate resin as the base resin in Example 5 was adjusted to 85% by weight and 5% by weight of TiO 2 was further added as a pigment. And a resin structure having a conductive pattern was prepared therefrom.
(단위: 중량%)
(Unit: wt%)
시험예Test Example : 도전성 패턴 형성용 조성물의 레이저에 대한 반사율 및 색 지수 평가와 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체의 기계적 특성 및 도전성 패턴의 접착력 평가: Evaluation of Reflectance and Color Index for Laser for Composition for Formation of Conductive Pattern and Mechanical Properties of Resin Structure Having Conductive Pattern and Evaluation of Adhesion of Conductive Pattern
(1) 도전성 패턴 형성용 조성물의 가시광선 및 근적외선 영역에 대한 흡수율 및 반사율 평가(1) Evaluation of absorptivity and reflectance of the composition for forming a conductive pattern to visible and near infrared regions
상기 실시예 1 내지 6에서 제조한 조성물을 약 260 내지 280℃ 온도에서 압출기를 통해 압출하고, 압출된 펠렛 형태의 조성물을 약 260 내지 270℃에서 30mm X 50mm X 2mm의 rectangular 형태로 사출 성형하였다. 이때, 시편은 약 300nm 이하의 표면 거칠기(Ra)를 가지도록 제조되었다. The compositions prepared in Examples 1 to 6 were extruded through an extruder at a temperature of about 260 to 280 DEG C, and the extruded pellet-like composition was injection molded at about 260 to 270 DEG C in a rectangular shape of 30 mm x 50 mm x 2 mm. At this time, the specimen was made to have a surface roughness (R a ) of about 300 nm or less.
그리고, 상기 시편의 반사율은 분광광도계(UV-Vis-NIR spectrometer; UV3600, Shimadzu)를 이용하여 측정되었다. 구체적으로, 상온에서 sampling pitch 0.2 nm, time constant 0.2 sec, medium scanning speed로 측정 조건을 고정하고, 상기 시편에 200nm 내지 1200nm 파장 영역의 광을 조사하면서, 표준 시료 물질(BaSO4, Shimadzu 제공)의 반사율을 기준으로, 상기 시편의 파장에 따른 반사율을 측정하였다. 그리고, 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 또한, 상기 파장에 따른 반사율의 그래프를 통하여 식 1에 따른 K/S 값과 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율 RV 값을 구하고 표 2 및 표 3에 나타내었다.
The reflectance of the specimen was measured using a spectrophotometer (UV-Vis-NIR spectrometer; UV3600, Shimadzu). Specifically, the measurement conditions were fixed at a room temperature with a sampling pitch of 0.2 nm, a time constant of 0.2 sec, and a medium scanning speed, and a sample of a standard sample (BaSO 4 , supplied by Shimadzu) was irradiated with light having a wavelength range of 200 nm to 1200 nm Based on the reflectance, the reflectance according to the wavelength of the specimen was measured. The results are shown in FIG. 2 and FIG. 3. FIG. The K / S value according to Equation 1 and the minimum reflectance R V for light in a wavelength range of 400 nm to 800 nm are obtained through a graph of reflectance according to the wavelength, and are shown in Tables 2 and 3.
도 2 및 도 3의 그래프를 참고하면, 실시예 1 내지 6의 도전성 패턴 형성용 조성물은 1000nm 내지 1200nm의 근적외선 영역에서 낮은 반사율을 나타내고, 400nm 내지 800nm의 가시광선 영역에서 높은 반사율을 나타내는 것이 확인된다. 구체적으로, 표 2 및 표 3을 참고하면 실시예 1 내지 6의 조성물은 400nm 내지 800nm 영역에서 최소 10.5% 이상의 반사율을 나타내며, 1000nm 내지 1200nm 영역에서 반사율 값을 통해 계산된 K/S의 값이 0.2 내지 8의 범위를 갖는 것이 확인된다. 이로부터 실시예 1 내지 6의 조성물은 근적외선 영역의 광에 대한 높은 흡수율 및 민감도를 가지는 것이 확인되며, 이로부터 실시예 1 내지 6의 조성물을 사용할 경우 용이하게 금속핵 및 도전성 패턴을 형성할 수 있음이 확인된다. 또한 실시예 1 내지 6의 조성물은 가시광선 영역에서의 높은 반사율로 인해 백색에 가까운 밝은 색상을 용이하게 구현할 수 있음이 확인된다.
2 and 3, it was confirmed that the compositions for forming conductive patterns of Examples 1 to 6 exhibited low reflectance in the near infrared region of 1000 nm to 1200 nm and high reflectivity in the visible light region of 400 nm to 800 nm . Specifically, with reference to Tables 2 and 3, the compositions of Examples 1 to 6 exhibit a reflectance of at least 10.5% in the region of 400 to 800 nm, and the value of K / S calculated through reflectance values in the region of 1000 to 1200 nm is 0.2 To 8 < / RTI > From these, it can be seen that the compositions of Examples 1 to 6 have a high absorption rate and sensitivity to light in the near-infrared region, from which it is possible to easily form metal nuclei and conductive patterns when the compositions of Examples 1 to 6 are used / RTI > It is also confirmed that the compositions of Examples 1 to 6 can easily realize bright colors close to white due to high reflectance in the visible light region.
(2) 도전성 패턴 형성용 조성물의 색 지수 평가(2) Evaluation of color index of composition for forming conductive pattern
상기 실시예 1 내지 6에서 레이저 조사 직전의 사출 성형된 시편에 ASTM 2244 규격을 따르는 색도계 (colorimeter; color eye 7000A, X-rite)를 이용하여 표준 광원 D65를 입사시켰다. 그리고, 표준 시료 물질 대비 색도차를 통해 국제 조명 위원회 (CIE)가 정의한 색 공간 내 L*, a* 및 b*의 색 좌표를 측정하였다. 측정 결과는 표 2 및 표 3에 나타내었다.
A standard light source D 65 was incident on the injection-molded specimen just before laser irradiation in Examples 1 to 6 using a colorimeter (color eye 7000A, X-rite) conforming to the ASTM 2244 standard. The color coordinates of L *, a * and b * in the color space defined by the International Lighting Commission (CIE) were measured through the chromaticity difference relative to the standard sample material. The measurement results are shown in Tables 2 and 3.
표 2 및 표 3을 참고하면, 실시예 1, 2 및 5의 시편의 L*의 값이 65 내지 85로 100에 가까운 값을 나타내며, 안료로 TiO2를 첨가함에 따라 실시예 3, 4 및 5의 시편이 85 이상의 높은 L* 값을 나타내 실시예 1 내지 6의 도전성 패턴 형성용 조성물이 백색에 가까운 밝은 색상을 구현할 수 있음이 확인되었다.
Table 2 and referring to Table 3, Examples 1, 2 and embodiment as the value of L * of the specimen of 5 indicates a value close to 100 in 65 to 85, the addition of TiO 2 as a pigment, for example, 3, 4 and 5 Showed a high L * value of 85 or more, and it was confirmed that the compositions for forming conductive patterns of Examples 1 to 6 can realize bright colors close to white.
(3) 충격 강도 평가 (3) Impact strength evaluation
상기 실시예 1 내지 6의 수지 구조체에 형성된 도전성 패턴 (혹은 도금층)의 충격 강도는 ASTM D256의 방법에 의하여 Izod notched type으로 측정되었다. 실시예 1 내지 6의 충격 강도를 표 2 및 표 3에 나타내었다. The impact strength of the conductive pattern (or plating layer) formed on the resin structures of Examples 1 to 6 was measured by Izod notched type according to the method of ASTM D256. The impact strengths of Examples 1 to 6 are shown in Tables 2 and 3.
표 2 및 표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 6의 수지 구조체는 비도전성 금속 화합물 입자를 첨가하고, 레이저 조사 하에 도전성 패턴을 형성하였음에도 우수한 충격 강도를 나타냄이 확인된다.
Referring to Tables 2 and 3, it was confirmed that the resin structures of Examples 1 to 6 exhibited excellent impact strength even though the non-conductive metal compound particles were added and the conductive pattern was formed by laser irradiation.
(4) 접착력 평가 (4) Evaluation of adhesion
상기 실시예 1 내지 6의 수지 구조체에 형성된 도전성 패턴 (혹은 도금층)의 접착력을 ISO 2409 표준 방법을 이용하여 평가하였다. 실시예 1 내지 6의 수지 구조체 상에 형성된 도전성 패턴의 하기 ISO class 기준에 따른 접착 성능 평가 결과를 표 2 및 표 3에 기재하였다. The adhesion of the conductive pattern (or plating layer) formed on the resin structures of Examples 1 to 6 was evaluated using the ISO 2409 standard method. Table 2 and Table 3 show the evaluation results of the adhesion performance of the conductive patterns formed on the resin structures of Examples 1 to 6 according to the following ISO class standards.
class 0 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 0%임을 의미하고, class 1 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 0% 초과 5% 이하를 의미한다. class 2 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 5% 초과 15% 이하를 의미한다. class 3 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 15% 초과 35% 이하를 의미한다. class 4 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 35% 초과 65% 이하를 의미한다. class 5 등급은 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 65% 초과를 의미한다.
표 2 및 표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 6에서 모두 전체 도전성 패턴이 형성된 영역 중 박리되는 도전성 패턴의 면적이 매우 작아 class 0 또는 1 등급으로 평가되었고, 이를 통해 도전성 패턴이 고분자 수지 기재에 대해 우수한 접착력을 가짐을 확인하였다.
Referring to Tables 2 and 3, in all of Examples 1 to 6, the area of the conductive pattern to be peeled out from the regions where the entire conductive pattern was formed was very small and was evaluated as
Claims (17)
하기 식 1 및 2를 만족하며,
전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물:
[식 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 8
[식 2]
RV ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서,
K는 상기 조성물로부터 얻어진 시편의 absorption coefficient이고, S는 상기 시편의 scattering coefficient이며,
RN은 상기 시편의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 시편의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.
Polymer resin; And Cu 3 P 2 O 8 , Cu 2 P 2 O 7 , Cu 4 P 2 O 9 , CuP 2 O 6 , Cu 5 P 2 O 10 , Cu 3-x Zn x P 2 O 8 (0 <x <3 ) Or a mixture thereof, wherein the non-conductive metal compound comprises a non-conductive metal compound,
Satisfy the following formulas (1) and (2)
Composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation in which metal nuclei are formed from the non-conductive metal compound by electromagnetic wave irradiation:
[Formula 1]
0.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[Formula 2]
R V ≥ 10%
In the above formulas 1 and 2,
K is the absorption coefficient of the specimen obtained from the composition, S is the scattering coefficient of the specimen,
R N is the reflectance of the specimen for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the specimen.
The composition for forming a conductive pattern according to claim 1, wherein the K / S value of the formula (1) is 2 to 8.
The composition for forming a conductive pattern according to claim 1, further comprising a pigment.
4. The composition for forming a conductive pattern according to claim 3, wherein the K / S value in the formula (1) is 0.2 to 2, and the Rv value in the formula (2) is 30% or more.
The composition for forming a conductive pattern according to claim 1, wherein the sample obtained from the composition exhibits an L * value of 65 to 95 in an L * a * b * color coordinate system defined by the International Lighting Committee.
[2] The non-conductive metal compound according to claim 1, wherein the non-conductive metal compound has a particle size (D50) of 50% of the cumulative curve when the particle size distribution cumulative curve is obtained with a total weight of 100% A composition for forming a pattern.
The composition for forming a conductive pattern according to claim 1, wherein the polymer resin comprises a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
The method of claim 1, wherein the polymer resin comprises at least one selected from the group consisting of ABS (acrylonitrile poly-butadiene styrene) resin, polyalkylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polypropylene resin and polyphthalamide resin A composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation.
The composition for forming a conductive pattern according to claim 1, wherein the non-conductive metal compound is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total composition.
상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터 금속핵을 발생시키는 단계; 및
상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
Forming a composition for forming a conductive pattern according to claim 1 into a resin product or applying it to another product to form a resin layer;
Generating metal nuclei from the non-conductive metal compound particles by irradiating electromagnetic waves to a predetermined region of the resin product or the resin layer; And
And chemically reducing or plating the region where the metal nucleus is generated to form a conductive metal layer.
The method of forming a conductive pattern according to claim 10, wherein the electromagnetic wave having a wavelength of 1000 to 1200 nm is irradiated with an average power of 1 to 20 W at the metal nucleation step.
ASTM D256 방법으로 측정한 충격 강도가 4.0J/cm 이상으로 되고, 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체:
[식 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 8
[식 2]
RV ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서,
K는 상기 고분자 수지 기재의 접착활성 표면과 도전성 금속층이 형성되지 않은 소정 표면의 absorption coefficient이고, S는 상기 소정 표면의 scattering coefficient이며,
RN은 상기 소정 표면의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 소정 표면의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.
Polymer resin substrate; A non-conductive metal compound dispersed in the polymer resin base material and containing a phosphate; An adhesive active surface including a metal nucleus exposed on a surface of a polymer resin substrate in a predetermined region; And a conductive metal layer formed on the adhesive active surface,
A resin structure having a conductive pattern which has an impact strength of not less than 4.0 J / cm measured by the ASTM D256 method and satisfies the following formulas 1 and 2:
[Formula 1]
0.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[Formula 2]
R V ≥ 10%
In the above formulas 1 and 2,
K is an absorption coefficient of the adhesive active surface of the polymer resin substrate and a predetermined surface on which the conductive metal layer is not formed, S is the scattering coefficient of the predetermined surface,
R N is the reflectance of the predetermined surface for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the predetermined surface.
14. The method according to claim 13, wherein the adhesive active surface of the polymer resin substrate and the predetermined surface on which the conductive metal layer is not formed are electrically conductive patterns having an L * value of 65 to 95 in an L * a * b * ≪ / RTI >
14. The resin structure according to claim 13, wherein the adhesive active surface and the predetermined region where the conductive metal layer is formed have a conductive pattern corresponding to a region irradiated with electromagnetic waves on the polymeric resin substrate.
14. The method of claim 13, wherein the conductive metal layer has a peeling area of 0% (class 0 rating) or 0% to 5% (class 1 rating ) Is formed on the polymeric resin substrate with an adhesive force to the resin composition.
상기 인산염은 Cu3P2O8, Cu2P2O7, Cu4P2O9, CuP2O6, Cu5P2O10, Cu3-xZnxP2O8 (0 < x < 3) 또는 이들의 혼합물을 포함하고,
하기 식 1 및 식 2를 만족하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체:
[식 1]
0.2 ≤ K/S = (1-RN)2/2RN ≤ 8
[식 2]
RV ≥ 10%
상기 식 1 및 식 2에 있어서,
K는 상기 고분자 수지 기재의 접착활성 표면과 도전성 금속층이 형성되지 않은 소정 표면의 absorption coefficient이고, S는 상기 소정 표면의 scattering coefficient이며,
RN은 상기 소정 표면의 1000nm 내지 1200nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율이고, RV는 상기 소정 표면의 400nm 내지 800nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 반사율이다.
Polymer resin substrate; A non-conductive metal compound dispersed in the polymer resin base material and containing a phosphate; An adhesive active surface including a metal nucleus exposed on a surface of a polymer resin substrate in a predetermined region; And a conductive metal layer formed on the adhesive active surface,
Wherein the phosphate is selected from the group consisting of Cu 3 P 2 O 8 , Cu 2 P 2 O 7 , Cu 4 P 2 O 9 , CuP 2 O 6 , Cu 5 P 2 O 10 , Cu 3-x Zn x P 2 O 8 ≪ 3), or a mixture thereof,
A resin structure having a conductive pattern satisfying the following formulas 1 and 2:
[Formula 1]
0.2? K / S = (1-R N ) 2 / 2R N ? 8
[Formula 2]
R V ≥ 10%
In the above formulas 1 and 2,
K is an absorption coefficient of the adhesive active surface of the polymer resin substrate and a predetermined surface on which the conductive metal layer is not formed, S is the scattering coefficient of the predetermined surface,
R N is the reflectance of the predetermined surface for light in the wavelength range of 1000 nm to 1200 nm and R V is the minimum reflectance for the light in the wavelength range of 400 nm to 800 nm of the predetermined surface.
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