KR20090015634A - A method for forming metal pattern by using surface characteristics and metal patten formed thereby - Google Patents
A method for forming metal pattern by using surface characteristics and metal patten formed thereby Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090015634A KR20090015634A KR1020070080132A KR20070080132A KR20090015634A KR 20090015634 A KR20090015634 A KR 20090015634A KR 1020070080132 A KR1020070080132 A KR 1020070080132A KR 20070080132 A KR20070080132 A KR 20070080132A KR 20090015634 A KR20090015634 A KR 20090015634A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal
- surface modification
- modification layer
- substrate
- hydrophobic surface
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
Abstract
Description
본 발명은 표면특성을 이용한 금속패턴 형성방법 및 이에 따라 형성된 금속패턴에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기재에 친수성/소수성 표면개질층을 형성하고 이를 선택적으로 제거하여 기재의 표면특성에 의하여 금속패턴을 형성하는 방법 및 이에 따라 형성된 금속패턴에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming a metal pattern using surface characteristics and a metal pattern formed according to the above, and more particularly to forming a hydrophilic / hydrophobic surface modification layer on the substrate and selectively removing the metal pattern by the surface characteristics of the substrate. It relates to a method of forming and a metal pattern formed accordingly.
일반적으로 도전성 금속패턴은 기판상에 금속막을 형성한 후 선택적으로 금속막을 제거하여 형성한다. 상기 금속막을 형성하기 위해서는 형성하려는 금속막의 두께에 따라 진공 증착법 또는 도금법이 주로 이용되며, 선택적으로 금속막을 제거하기 위해서는 감광성 레지스트를 금속박막위에 형성한 후 선택적으로 노광하고 현상하는 과정을 통하여 제거가 필요한 금속막 부분을 노출시킨 후, 에칭액을 이용하여 녹여내는 포토리소그라피 패터닝 방법이 일반적으로 사용된다. 혹은 먼저 감광성 레지스트를 이용하여 기판(기재)위에 레지스트 패턴을 형성하고 금속막을 형성 한 후 현상을 통하여 레지스트 상부에 있는 금속을 제거하거나 기판이 드러난 부분에만 금속이 도금되도록 하는 방법도 많이 이용된다. Generally, the conductive metal pattern is formed by forming a metal film on a substrate and then selectively removing the metal film. In order to form the metal film, a vacuum deposition method or a plating method is mainly used according to the thickness of the metal film to be formed, and in order to selectively remove the metal film, a photosensitive resist is formed on the metal thin film, which is then selectively exposed and developed to remove the metal film. The photolithography patterning method which melt | dissolves using an etching liquid after exposing a metal film part is generally used. Alternatively, a method of forming a resist pattern on a substrate (substrate) using a photosensitive resist and forming a metal film, and then removing metal on the resist through development or plating a metal only on a portion where the substrate is exposed through development.
특히, 포토리소그라피 공정의 경우, 형성되는 미세 패턴의 특성이 매우 우수하고 공정이 안정한 장점이 있으나, 레지스트 필름의 코팅, 노광, 현상 및 에칭과 같은 많은 공정이 필요하며 현상액과 에칭액 및 레지스트 제거액등 많은 종류의 용액들을 사용하므로 공정비용이 고가일 뿐만 아니라 환경오염을 발생시키는 단점이 있다. In particular, in the photolithography process, there is an advantage in that the fine pattern to be formed is very excellent and the process is stable. However, many processes such as coating, exposure, development, and etching of a resist film are required. The use of different types of solutions is not only expensive, but also causes environmental pollution.
현재 이러한 공정을 이용하여 디스플레이 소자에 사용되는 다양한 종류의 패턴이 제작되고 있으며 PDP TV에 사용되는 전자기파 차폐 필터의 경우에도 도금법과 포토리소그라피 방법이 사용된다. PDP TV의 전자기파 차폐필터는 도 1에 도시한 바와 같이 유리판에 도금법을 이용하여 형성된 10㎛ 두께의 구리박막을 부착한 후, 포토리소그라피 방법을 통하여 간격 290 ㎛에 폭이 10㎛ 인 격자모양의 구리박막으로 형성된다. 보다 구체적으로는 도금법으로 임시 기판상에 10㎛ 두께의 구리박막을 만들고 임시기판에서 떼어낸 후, 이 구리박막을 유리기판에 부착한다. 구리박막을 부착한 후 부착된 구리박막 위에 포토레지스트를 코팅하고 디스플레이 소자의 크기와 동일한 크기를 가지는 포토마스크를 이용하여 포토레지스트를 감광한 후 현상액을 이용하여 녹여내고 남은 포토레지스트를 제거하여 원하는 형태의 구리망을 얻는다. 종래의 패턴형성방법은 이와 같이 복합한 공정이 필요하며, 또한, 도금액, 감광제, 현상액, 에칭액등 많은 종류의 용액이 사용된다. At present, various types of patterns used in display devices are manufactured using such a process, and plating and photolithography methods are also used for electromagnetic shielding filters used in PDP TVs. As shown in FIG. 1, the electromagnetic shielding filter of the PDP TV is attached with a 10 μm thick copper thin film formed on the glass plate using a plating method, and then, through photolithography, a grid-like copper having a width of 10 μm and a width of 10 μm. It is formed into a thin film. More specifically, a copper thin film having a thickness of 10 μm is formed on a temporary substrate by a plating method, and then separated from the temporary substrate, and then the copper thin film is attached to a glass substrate. After attaching the copper thin film, the photoresist is coated on the attached copper thin film, and the photoresist is exposed using a photomask having the same size as that of the display device. The photoresist is melted with a developer and the remaining photoresist is removed. Get a copper mesh. The conventional pattern formation method requires such a complex process, and many kinds of solutions such as plating solutions, photosensitizers, developers, and etching solutions are used.
이와 같은 포토리소그라피 공정의 문제점들을 개선하고자 공정비용 및 공정시간 그리고 환경오염문제등을 개선한 새로운 기술들이 널리 연구되고 있다. 이러한 금속패턴 형성 방법들로는 금속입자 분산액의 액적을 미세노즐을 통해 토출해내는 잉크젯 프린팅을 이용하거나 금속입자가 혼합된 페이스트를 인쇄하는 스크린 프린팅 방법 또는 오프셋 인쇄법, 미리 형성된 전사층을 레이저를 이용하여 기판에 전사하는 레이저 전사법등이 연구 및 보고되어 있다. 또한, 기재의 표면특성을 이용한 종래 패턴형성 방법으로 일본공개특허2004-111818, 일본공개특허 2003-215816, 한국등록특허 508108 및 미국등록특허 6919158이 알려져 있다. In order to improve the problems of the photolithography process, new technologies that improve process cost, process time and environmental pollution have been widely studied. Such metal pattern formation methods include inkjet printing, which ejects droplets of a metal particle dispersion through a fine nozzle, a screen printing method for printing a paste containing metal particles, an offset printing method, or a preformed transfer layer using a laser. Laser transfer methods for transferring to substrates and the like have been studied and reported. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-111818, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-215816, Korean Patent No. 508108, and US Patent No. 6919158 are known as conventional pattern forming methods using surface characteristics of substrates.
일본공개특허2004-111818는 기재의 표면에, 패턴을 형성하기 위한 재료가 우선적으로 퇴적되는 표면 특성을 가지는 제1의 영역과, 상기 제1의 영역에 비하여 패턴을 형성하기 위한 재료가 퇴적되기 어려운 표면 특성을 가지는 제2의 영역을 형성하는 공정, 기재에 대하여 패턴을 형성하기 위한 재료를 공급하고, 제1의 영역에 그 재료를 선택적으로 퇴적하여 패턴을 형성하는 방법으로 표면 특성에 따라 적용되는 물질이 표면에 차별적으로 퇴적되는 특성에 의해 패턴이 형성된다. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-111818 discloses a first region having a surface characteristic in which a material for forming a pattern is preferentially deposited on the surface of a substrate, and a material for forming a pattern is less likely to be deposited than the first region. A method of forming a second region having surface characteristics, supplying a material for forming a pattern with respect to the substrate, and selectively depositing the material in the first region to form a pattern is applied according to the surface characteristics. The pattern is formed by the property that the material is deposited differentially on the surface.
일본공개특허 2003-215816는 지지체상에 광열 변환물질과 바인더를 함유하는 감광층을 가지며, 그 감광층 표면에 친수성기를 가지는 고분자 화합물이 직접 화학 적으로 결합되어지는 패턴 형성재료에 복사선을 조사하여 소수성 패턴을 형성한 다음에 소수성 패턴의 친수성 영역에 도전성 소재층을 형성하는 방법으로 감광층형성시 별도의 광열 변환물질이 첨가되어야 하는등 제조공정이 복잡하며 형성된 친수성 영역에 패턴이 형성된다. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-215816 has a photosensitive layer containing a photothermal conversion material and a binder on a support, and irradiates radiation to a pattern forming material to which a high molecular compound having a hydrophilic group is directly chemically bonded to the surface of the photosensitive layer. After the pattern is formed, a method of forming a conductive material layer in the hydrophilic region of the hydrophobic pattern is complicated in the manufacturing process such that a separate photothermal conversion material is added to form the photosensitive layer, and the pattern is formed in the formed hydrophilic region.
한국등록특허 508108는 원자전이 라디칼중합(atom transfer radical polymerization, ATRP)용 중합 개시제를 고체 기질상에 자기조립시킨 후 광식각법으로 일정한 패턴의 분자막을 형성한 다음 중합하여 중합체 패턴을 형성하고, 패턴화된 중합개시제 박막상에 ATRP용 단량체, 리간드 및 촉매를 포함하는 중합반응물을 도입하여 중합하는 중합체 패턴 형성방법에 관한 것으로 자기조립막을 이용하고 패턴형성 가능한 물질은 자기조립막에 부착이 가능한 중합체이므로 그 사용 범위가 제한적이며 패턴을 대형화하기 어렵다. Korean Patent No. 508108 discloses self-assembly of a polymerization initiator for atom transfer radical polymerization (ATRP) on a solid substrate, and then forms a polymer pattern by photoetching and then polymerizes to form a polymer pattern, A polymer pattern forming method for polymerizing by introducing a polymerization reaction comprising a monomer, a ligand, and a catalyst for ATRP on the patterned polymerization initiator thin film using a self-assembled film and the patternable material is a polymer that can be attached to the self-assembled film Therefore, its use range is limited and it is difficult to enlarge the pattern.
미국등록특허 6919158은 기판표면에 친수성/소수성 영역으로 되는 패턴을 형성한 후에, 친수성 영역에 금속 이온 또는 금속염을 부여하고 그 금속 이온 또는 그 금속 염중의 금속 이온을 환원시켜서 금속박막을 형성하는 도전성 패턴 재료 및 패턴형성방법이 개시되어 있다. US Patent No. 6919158 describes a conductive pattern for forming a metal thin film by forming a pattern of a hydrophilic / hydrophobic region on a surface of a substrate, and then applying a metal ion or a metal salt to the hydrophilic region and reducing the metal ion or the metal ion in the metal salt. Materials and pattern forming methods are disclosed.
이에 본 발명의 목적은 종래의 금속 미세패턴 형성공정에 비하여, 환경친화적이고, 공정이 단순하고, 경제적인 금속 미세패턴 형성방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a metal micropattern which is environmentally friendly, simple in process, and economical as compared with a conventional metal micropattern forming process.
본 발명의 다른 목적은 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수한 금속 미세패턴 형성방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for forming a metal micropattern excellent in the shape, precision and productivity of the pattern.
본 발명의 또 다른 목적은 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수한 금속 패턴을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a metal pattern having excellent shape, precision and productivity of the pattern.
본 발명의 제 1견지에 의하면, According to the first aspect of the present invention,
친수성 기재에 소수성 표면개질층을 형성하는 단계; Forming a hydrophobic surface modification layer on the hydrophilic substrate;
레이저를 이용하여 원하는 패턴형상으로 소수성 표면개질층을 제거하는 단계; Removing the hydrophobic surface modification layer in a desired pattern shape using a laser;
원하는 패턴형상으로 소수성 표면개질층이 제거된 기재면에 끓는점이 최소 10℃ 차이나는 2가지 이상의 혼합 분산매에 분산된 친수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 코팅하는 단계; 및Coating a hydrophilic metal salt or metal nanoparticle dispersion dispersed in two or more mixed dispersion media having a boiling point of at least 10 ° C. on a substrate surface having a hydrophobic surface modification layer removed to a desired pattern shape; And
친수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액의 분산매를 제거하는 단계; Removing the dispersion medium of the hydrophilic metal salt or the metal nanoparticle dispersion;
를 포함하여 이루어지는 금속 미세패턴 형성방법이 제공된다. There is provided a metal micropattern forming method comprising a.
본 발명의 제 2견지에 의하면, According to the second aspect of the present invention,
소수성 기재에 친수성 표면개질층을 형성하는 단계; Forming a hydrophilic surface modification layer on the hydrophobic substrate;
레이저를 이용하여 원하는 패턴형상으로 친수성 표면개질층을 제거하는 단계; Removing the hydrophilic surface modification layer to a desired pattern shape using a laser;
원하는 패턴형상으로 친수성 표면개질층이 제거된 기재면에 끓는점이 최소 10℃ 차이나는 2가지 이상의 혼합 분산매에 분산된 소수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 코팅하는 단계; 및Coating a hydrophobic metal salt or metal nanoparticle dispersion liquid dispersed in two or more mixed dispersion media having a boiling point of at least 10 ° C. on a substrate surface from which the hydrophilic surface modification layer is removed in a desired pattern shape; And
소수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액의 분산매를 제거하는 단계; Removing the dispersion medium of the hydrophobic metal salt or metal nanoparticle dispersion;
를 포함하여 이루어지는 금속 미세패턴 형성방법이 제공된다. There is provided a metal micropattern forming method comprising a.
본 발명의 제 3견지에 의하면, According to the third aspect of the present invention,
상기 본 발명의 금속 미세패턴 형성방법으로 형성된 금속패턴이 제공된다. The metal pattern formed by the metal micropattern forming method of the present invention is provided.
본 발명의 금속 미세 패턴형성 방법은 종래의 공정에 비하여 현상액, 에칭액등의 물질이 사용되지 않으므로 공정이 단순하고 생산성이 우수하며 경제적이고 친환경적이다. 또한, 미세한 금속패턴이 우수한 형상성 및 정밀도로 형성된다. Metal micro-pattern forming method of the present invention is a simple process, excellent in productivity and economical and environmentally friendly because no materials such as developer, etchant are used compared to the conventional process. In addition, fine metal patterns are formed with excellent shape and precision.
본 발명은 친수성(혹은 소수성) 기재에 소수성(소수성 기재(기판)인 경우에는 친수성) 표면개질층을 형성하고 레이저로 원하는 패턴형상으로 표면개질층을 선택적으로 제거한 후, 표면개질층이 선택적으로 제거된 기재면에 소수성(소수성 기재인 경우에는 친수성) 금속염 혹은 금속 나노입자의 분산액을 코팅하여 미세패턴을 형성함을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서는 기재와 기재상에 형성된 표면개질층의 표면특성(예를들어, 젖음성등) 및 금속염 혹은 금속나노입자 분산액의 분산매 증발에 의한 표면과의 젖음 특성 변화에 의해 금속 미세패턴이 형성된다.The present invention forms a hydrophobic (hydrophilic) surface modification layer on a hydrophilic (or hydrophobic) substrate, selectively removes the surface modification layer in a desired pattern shape with a laser, and then selectively removes the surface modification layer. It is characterized in that to form a fine pattern by coating a dispersion of hydrophobic (hydrophilic) metal salt or metal nanoparticles on the substrate surface. That is, in the present invention, the metal micropattern is formed by changing the surface properties (for example, the wettability, etc.) of the substrate and the surface modification layer formed on the substrate and the wettability with the surface due to evaporation of the dispersion medium of the metal salt or the metal nanoparticle dispersion. do.
본 발명의 일 구현에 의하면 친수성 기재가 사용되는 경우에는 기재에 소수성 표면개질층을 형성하고, 원하는 패턴의 형태로 소수성 표면개질층을 선택적으로 제거한 후, 원하는 형태로 소수성 표면개질층이 제거된 기재면에 친수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 코팅하고 분산매를 제거하여 금속패턴을 형성하는 방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, when a hydrophilic substrate is used, a hydrophobic surface modification layer is formed on the substrate, the hydrophobic surface modification layer is selectively removed in the form of a desired pattern, and the substrate on which the hydrophobic surface modification layer is removed in a desired form. A method of forming a metal pattern by coating a hydrophilic metal salt or metal nanoparticle dispersion on a cotton and removing the dispersion medium is provided.
본 발명의 다른 구현에 의하면 소수성 기재가 사용되는 경우에는 기재에 친수성 표면개질층을 형성하고, 원하는 금속패턴의 형태로 친수성 금속패턴을 선택적으로 제거한 후, 원하는 패턴형태로 친수성 표면개질층이 제거된 기재면에 소수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 코팅하고 분산매를 제거하여 금속패턴을 형성하는 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, when a hydrophobic substrate is used, a hydrophilic surface modification layer is formed on the substrate, the hydrophilic metal pattern is selectively removed in the form of a desired metal pattern, and the hydrophilic surface modification layer is removed in a desired pattern form. A method of forming a metal pattern by coating a hydrophobic metal salt or metal nanoparticle dispersion on a substrate surface and removing the dispersion medium is provided.
도 2에 본 발명에 의한 금속 미세패턴을 형성하는 방법을 도시하였으며, 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다. 도 2a는 본 발명에 의한 방법에 따라 기재(21)에 표면개질층(22)을 형성하고 레이저(23)를 이용하여 표면개질층(22)을 제거하는 단계를 나타내는 도면이다. 이하, 편의상, 친수성 기재(기판)를 이용한 경우의 금속패턴 방법에 대하여 설명하지만, 후술하는 금속패턴 형성방법은 소수성 기재를 이용한 경우에 동일한 방식으로 적용될 수 있다. FIG. 2 illustrates a method of forming a metal micropattern according to the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 2. 2A is a view showing the step of forming the surface modification layer 22 on the substrate 21 and removing the surface modification layer 22 using the laser 23 according to the method according to the present invention. Hereinafter, for convenience, a metal pattern method in the case of using a hydrophilic substrate (substrate) will be described, but the metal pattern forming method described later can be applied in the same manner in the case of using a hydrophobic substrate.
본 발명에서 친수성 기재(21)로는 유리, 실리콘 웨이퍼, 금속기판, 아크릴 고분자, 폴리카보네이트 고분자, 사이클로 올레핀 고분자(COP), 에폭시 고분자 및 에스테르 고분자 필름으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 일종의 기재(기판)이 사용될 수 있다. 상기 기판의 친수성이 충분하지 않는 경우에는 기판이 친수성을 나타내도록 자외선-산소 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 염기처리등으로 기판표면을 친수성화하여 사용할 수 있다. As the hydrophilic substrate 21 in the present invention, a kind of substrate (substrate) selected from the group consisting of glass, silicon wafer, metal substrate, acrylic polymer, polycarbonate polymer, cycloolefin polymer (COP), epoxy polymer and ester polymer film is used. Can be. When the hydrophilicity of the substrate is not sufficient, the substrate surface may be hydrophilized by UV-oxygen treatment, plasma treatment, corona treatment, base treatment, or the like so that the substrate exhibits hydrophilicity.
또한, PDP, TV용 전자기파 차폐필터등 디스플레이 소자에 사용하기 위해서는 광투과도가 우수한 투명한 기판이 사용되는 것이 바람직하다. 투명한 기판으로는 유리기판 또는 투명 고분자 필름이 사용될 수 있다. In addition, in order to use for display elements, such as an electromagnetic wave shielding filter for PDPs and TVs, it is preferable to use the transparent substrate which is excellent in light transmittance. As the transparent substrate, a glass substrate or a transparent polymer film may be used.
예를들어, 유리기판의 경우, 유리기판은 표면개질층에 비하여 상대적으로 소 수성인 표면개질층 보다 친수성이 강하지만, 염기처리 등의 친수성 처리를 이용하여 표면을 더욱 친수성으로 개질할 수 있다. 투명고분자 기판으로는 아크릴 고분자, 폴리카보네이트 고분자, 사이클로 올레핀 고분자, 에폭시 고분자 및 에스테르 고분자 필름으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 일종의 투명한 고분자 필름이 사용될 수 있다. 이 경우에도 표면을 친수성으로 조절하기 위하여 자외선-산소 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 염기처리등으로 표면이 더욱 친수성이 되도록 조절할 수 있다. For example, in the case of a glass substrate, the glass substrate is more hydrophilic than the surface modification layer, which is relatively hydrophobic than the surface modification layer, but the surface may be modified to be more hydrophilic by using a hydrophilic treatment such as a base treatment. As the transparent polymer substrate, a kind of transparent polymer film selected from the group consisting of an acrylic polymer, a polycarbonate polymer, a cyclo olefin polymer, an epoxy polymer, and an ester polymer film may be used. In this case, in order to control the surface to be hydrophilic, the surface may be adjusted to be more hydrophilic by UV-oxygen treatment, plasma treatment, corona treatment, and base treatment.
상기 기재에 소수성 표면개질층 형성물질을 사용하여 소수성 표면개질층(22)을 형성한다. 상기 소수성 표면개질층(22)은 소수성 표면개질층 형성물질을 기판에 코팅하고 건조하므로써 형성될 수 있다. 코팅 및 건조방법은 특히 한정되지 않으며 피막을 형성하기 위해 사용되는 일반적인 방법으로 행할 수 있다. A hydrophobic surface modification layer 22 is formed on the substrate using a hydrophobic surface modification layer forming material. The hydrophobic surface modification layer 22 may be formed by coating and drying a hydrophobic surface modification layer forming material on a substrate. The coating and drying method is not particularly limited and may be carried out by a general method used for forming a film.
소수성 표면개질층(22)은 친수성 기재와의 접착특성이 우수하고 또한, 표면의 소수성 특성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 소수성 표면개질층(22) 형성물질은 물과의 접촉각이 클수록 좋으며, 바람직하게는 물과의 접촉각이 60도 이상인 것이 바람직하다. 이는 물과의 접촉각이 클수록 소수성을 나타내기 때문이며, 물과의 접촉각이 60도를 초과하는 경우에 충분한 소수성을 나타내기 때문이다. 소수성 표면개질층 형성물질로는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 물질이 사용될 수 있으며, 이로써 특히 한정하는 것은 아니지만, 예를들어 테플론이나 불화에 틸렌프로필렌 등을 포함하는 불소계 고분자나 불소계 고무, 폴리다이메틸실록산이나 폴리에틸메틸실록산 혹은 폴리메틸페닐실록산 등을 포함하는 실리콘계 고분자나 실리콘계 고무, 폴리에틸아크릴레이트나 폴리벤질프로필아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 혹은 폴리이소보닐메타아크릴레이트 등을 포함하는 아크릴레이트계 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 표면개질층 형성물질은 단독으로 혹은 이종 이상의 혼합물로 적용될 수 있으며, 코팅되는 표면개질층 형성물질의 농도등은 코팅방법, 표면개질층의 두께 등에 따라 이 기술분야의 기술자가 적합하게 조절가능한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. The hydrophobic surface modification layer 22 may be formed of a material having excellent adhesion property to the hydrophilic substrate and excellent hydrophobic property of the surface. The material for forming the hydrophobic surface modification layer 22 has a higher contact angle with water, and preferably, the contact angle with water is 60 degrees or more. This is because the greater the contact angle with water, the more hydrophobic. This is because sufficient hydrophobicity is obtained when the contact angle with water exceeds 60 degrees. As the hydrophobic surface modification layer forming material, any material generally known in the art may be used, but is not particularly limited thereto. For example, a fluorine-based polymer, fluorine-based rubber, poly Silicone polymers, such as dimethylsiloxane, polyethylmethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, etc., silicone rubber, polyethylacrylate or polybenzylpropyl acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate or polyisobonyl methacrylate, etc. An acrylate polymer may be used. The surface modification layer forming material may be applied alone or in a mixture of two or more kinds, and the concentration of the surface modification layer forming material to be coated may be suitably controlled by those skilled in the art according to a coating method and the thickness of the surface modification layer. This does not limit the present invention.
표면개질층의 두께는 형성하고자 하는 금속 미세패턴의 두께와 같거나 그 보다 두꺼운 것이 바람직하다. 그러나, 경우에 따라서, 형성하고자 하는 금속 미세패턴의 두께 보다 얇을 수도 있다. 구체적으로, 표면개질층의 두께는 형성하고자 하는 금속 미세패턴 두께의 50% ~200%인 것이 바람직하다. 표면개질층의 두께가 미세패턴 두께의 50% 미만이면, 원하는 두께의 미세패턴 형성이 어렵고 200%을 초과하면 원하는 패턴보다 두꺼운 금속패턴이 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 표면개질층 형성물질이 필요 이상으로 다량 사용되므로 바람직하지 않다. The thickness of the surface modification layer is preferably equal to or thicker than the thickness of the metal micropattern to be formed. However, in some cases, it may be thinner than the thickness of the metal micropattern to be formed. Specifically, the thickness of the surface modification layer is preferably 50% to 200% of the thickness of the metal micropattern to be formed. If the thickness of the surface modification layer is less than 50% of the thickness of the fine pattern, it is difficult to form a fine pattern of a desired thickness, and if it exceeds 200%, a metal pattern thicker than the desired pattern may be formed, and the surface modification layer forming material is more than necessary. It is not preferable because a large amount is used.
한편, 친수성 기판과 소수성 표면개질층의 접착력을 증대시키기 위해 친수성 기판과 소수성 표면개질층 사이에 접착개선층을 도입하거나 혹은 소수성 표면개질층 형성물질에 접착개선 물질을 혼합하여 사용할 수 있다. Meanwhile, in order to increase adhesion between the hydrophilic substrate and the hydrophobic surface modification layer, an adhesion improvement layer may be introduced between the hydrophilic substrate and the hydrophobic surface modification layer, or an adhesive improvement material may be mixed with the hydrophobic surface modification layer forming material.
접착개선층 형성물질 혹은 소수성 표면개질에 혼합되는 접착개선물질은 특히 한정하는 것은 아니며, 사용되는 기판과 접착개선층 형성물질의 물성 및 특성을 고려하여 부작용없이 기판과 접착개선층 사이의 접착성을 개선시킬 수 있는 물질로서 이 기술분야에 알려져 있는 것 중에서 적합하게 선택하여 사용할 수 있다. 사용가능한 접착개선 물질의 예로는 이로써 특히 한정하는 것은 아니지만, 아크릴옥시프로필트리메톡시실란(acryloxypropyltrimethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (methacryloxypropyltrimethoxysilane), 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), N-비닐프탈이미드(N-vinylphthalimide), N,N'-디메틸아크릴아미드(N,N'- dimethylacrylamide), N-메틸-N-비닐 아세트아미드 (N-methyl-N-vinyl acetamide), 아크릴로일 모르폴린(acryloyl morpholine), N-비닐 카프로락탐(N-vinyl caprolactam)등을 들 수 있다. 이들 접착개선물질은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. The adhesion improving material or the adhesion improving material mixed with the hydrophobic surface modification is not particularly limited, and the adhesion between the substrate and the adhesion improving layer without side effects in consideration of the physical properties and properties of the substrate and the adhesion improving layer forming material is used. As a material which can be improved, it can select suitably from a thing known in the art, and can use. Examples of adhesion improving materials which can be used are, but are not limited to, acryloxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, Acrylic acid, methacrylic acid, N-vinylphthalimide, N, N'-dimethylacrylamide, N-methyl-N-vinyl Acetamide (N-methyl-N-vinyl acetamide), acryloyl morpholine, N-vinyl caprolactam, and the like. These adhesion improving materials can be used individually or in mixture of 2 or more types.
소수성 표면개질층(22)을 형성한 다음에 노광하여 패턴을 형성하고자 하는 부분의 소수성 표면개질층을 제거한다. 도 2(b)는 노광에 의하여 소수성 표면개질층의 일부가 제거된 상태를 나타내는 도면이다.The hydrophobic surface modification layer 22 is formed and then exposed to remove the hydrophobic surface modification layer of the portion to be patterned. 2B is a view showing a state in which a part of the hydrophobic surface modification layer is removed by exposure.
노광은 레이저(23)를 이용하여 행하며, 레이저(23)로는 소수성 표면 개질 층(22)에는 흡수되나, 기재(21)에는 흡수되지 않는 파장의 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 소수성 표면개질층에 레이저를 조사하면, 조사된 레이저는 표면개질층에 흡수되어 열을 발생하며 발생한 열에 의하여 소수성 표면개질층이 열분해된다. 표면개질층이 열분해되어 제거되면 친수성 기재(21) 표면이 드러나게 된다. 기재는 조사된 레이저 파장을 투과하고 레이저가 흡수되지 않으므로 열분해되지 않는다. 따라서, 도 2 (b)에 도시한 바와 같이, 소수성 표면개질층만이 원하는 패턴형상으로 선택적으로 제거(24)된다. The exposure is performed using the laser 23, and it is preferable to use a laser having a wavelength absorbed by the hydrophobic surface modification layer 22 but not absorbed by the substrate 21 as the laser 23. When the laser is irradiated onto the hydrophobic surface modification layer, the irradiated laser is absorbed by the surface modification layer to generate heat, and the hydrophobic surface modification layer is thermally decomposed by the generated heat. When the surface modification layer is pyrolyzed and removed, the surface of the hydrophilic substrate 21 is exposed. The substrate transmits the irradiated laser wavelength and does not thermally decompose because the laser is not absorbed. Thus, as shown in Fig. 2 (b), only the hydrophobic surface modification layer is selectively removed 24 in a desired pattern shape.
일예로서, 355 nm 파장의 자외선은 사이클로 올레핀 고분자(COP)에는 흡수되지 않으나, 아크릴레이트 표면 개질제에 대하여는 흡수되므로, 사이클로 올레핀 고분자 지지기판에 아크릴레이트 표면 개질층을 형성한 경우에는 355 nm 파장의 레이저를 조사하여 표면 개질제층만을 선택적으로 제거할 수 있다. As an example, ultraviolet rays having a wavelength of 355 nm are not absorbed by the cyclo olefin polymer (COP), but are absorbed by the acrylate surface modifier. Therefore, when the acrylate surface modified layer is formed on the cycloolefin polymer support substrate, the laser having a wavelength of 355 nm is used. Can be selectively removed only the surface modifier layer.
레이저를 이용한 소수성 표면개질층의 제거에는 쉐도우 마스크(shadow mask)법 또는 스캐너법이 이용될 수 있다. 쉐도우 마스크법은 도 3에 도시하였다. 쉐도우 마스크법은 도 3에 도시한 바와 같이, 패턴 모양을 가진 쉐도우 마스크(34)을 이용하여 넓은 면적에 조사되는 레이저(33)를 패턴이 형성될 부분에만 투과하여 지지기판(31)상에 형성된 표면개질층(32)을 노광시켜 제거한다. In order to remove the hydrophobic surface modification layer using a laser, a shadow mask method or a scanner method may be used. The shadow mask method is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the shadow mask method is formed on the
쉐도우 마스크를 이용하는 경우에는 엑시머 레이저등 높은 에너지를 갖는 레이저를 이용하여 넓은 면적을 단시간내에 가공할 수 있으며, 선폭이 다양한 패턴을 가공하는데 용이하다. 레이저로는 KrF레이저, ArF레이저등의 엑시머 레이저가 사용될 수 있다. 쉐도우 마스크를 이용하는 경우에는 미리 패턴형상을 갖는 마스크를 준비해야 한다. In the case of using a shadow mask, a large area can be processed in a short time by using a laser having high energy such as an excimer laser, and it is easy to process patterns having various line widths. Excimer lasers such as KrF laser and ArF laser may be used as the laser. In the case of using a shadow mask, a mask having a pattern shape must be prepared in advance.
스캐너 방식은 도 4에 도시하였다. 도 4에 도시한 바와 같이, 렌즈를 이용하여 초점에 모인 레이저 빔(44)을 두개의 독립적으로 움직이는 거울(43)을 이용하여 원하는 위치로 움직이게 할 수 있는 스캐너를 이용하여 필요한 형상으로 움직여서 지지기판(41)위에 형성된 표면개질층(42)을 원하는 패턴으로 선택적으로 제거할 수 있다. 스캐너 방식으로 초점에 모인 레이저 빔을 이용하여 제거하는 경우에는 다양한 형태의 패턴에 직접 적용가능하며, 특히, 선 형태의 패턴을 형성하는데 효과적이다. 스캐너 방식의 레이저 가공에는 CO2레이저, Nd:YAG 레이저, He-Cd레이저등이 사용될 수 있다. 레이저에 의해 제거되는 표면개질층의 폭은 형성하고자하는 원하는 패턴의 선폭과 동일한 것이 바람직하나, 금속염 혹은 금속 나노입자의 도포 후 건조과정에서의 수축을 고려하여 약간 크게 형성할 수도 있다.The scanner method is shown in FIG. 4. As shown in Fig. 4, the support substrate is moved by using a scanner to move the
상기와 같이 패턴을 형성하고하 하는 형태로 소수성 표면개질층을 제거한 후에, 원하는 패턴형태로 소수성 표면개질층이 제거된 기재면에 친수성 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 코팅한다.After removing the hydrophobic surface modification layer in the form of forming a pattern as described above, the hydrophilic metal salt or metal nanoparticle dispersion is coated on the substrate surface from which the hydrophobic surface modification layer is removed in a desired pattern form.
본 발명에서 친수성 금속염 혹은 금속 나노입자로는 은, 구리, 금, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 아연, 니켈, 철, 백금, 납으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종 이상의 전도성 금속을 포함하는 금속염 혹은 이와 같은 금속의 나노입자일 수 있으며, 바람직하게는 은 혹은 구리의 금속염 혹은 금속 나노입자일 수 있다. 이들 금속을 포함하는 금속염의 종류는 특히 제한되지 않으며, 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 종류의 것이 사용될 있는 것으로 예를들면, 금속산화물, 금속질화물, 금속염화물, 금속불화물 및 금속붕화물등을 들 수 있다. 상기 금속염 혹은 금속나노입자의 입자크기 또한, 특히 제한되지 않으나, 분산액에서의 분산성 및 원하는 패턴의 두께 등을 고려하여 이 기술분야의 기술자는 분산액 제조에 사용되는 금속염 혹은 금속나노입자의 크기를 적합하게 조절할 수 있다. In the present invention, the hydrophilic metal salt or the metal nanoparticle may be a metal salt containing at least one or more conductive metals selected from the group consisting of silver, copper, gold, chromium, aluminum, tungsten, zinc, nickel, iron, platinum, and lead or the like. It may be a nanoparticle of the same metal, preferably a metal salt of silver or copper or metal nanoparticles. The types of metal salts containing these metals are not particularly limited, and any kind of metal salts known in the art may be used, for example, metal oxides, metal nitrides, metal chlorides, metal fluorides and metal borides. have. Particle size of the metal salt or metal nanoparticles is also not particularly limited, but in view of the dispersibility in the dispersion and the thickness of the desired pattern, those skilled in the art will suit the size of the metal salt or metal nanoparticles used for preparing the dispersion. Can be adjusted.
상기 금속염 혹은 금속 나노입자의 분산매로는 1가 알코올, 다가 알코올, 카르비톨류 혹은 에틸렌계 불포화 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것으로 끓는점이 최소 10℃ 차이나는 2가지 이상의 혼합분산매가 사용될 수 있다. 이들의 구체적인 예로는, 이로써 제한하는 것은 아니지만, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 글리세린, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, N-메틸-2-피롤리돈등을 들 수 있다. As the dispersion medium of the metal salt or the metal nanoparticles, two or more mixed dispersion mediums having a boiling point of at least 10 ° C. different from those selected from the group consisting of monohydric alcohols, polyhydric alcohols, carbitols, or ethylenically unsaturated compounds may be used. Specific examples thereof include, but are not limited to, methanol, ethanol, isopropanol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diacrylate, dipentaeryte. Lithol hexaacrylate, pentaerythritol triacrylate, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. are mentioned.
상기 금속염 혹은 금속 나노입자의 분산액에서 분산매로 끓는점 차이가 10℃이상, 바람직하게는 10-30℃인 두 가지 이상의 분산매(용매)를 혼합하여 사용한다. 두 분산매의 끓는점 차이가 크지 않으며, 구체적으로는 끓는점 차이가 10℃ 미만이면, 두 분산매가 거의 동시에 증발하게 되므로 표면개질층중 패턴형상으로 제거된 부분에 선택적으로 금속패턴이 형성되지 않으며 패턴이 형성되지 않아야할 표면개질층 위에 금속막의 얼룩이 남게 된다. 끓는점의 차이가 클수록 표면개질층중 패턴형상으로 제거된 부분에 선택적으로 금속패턴이 형성되기 유리하므로 분산매의 끓는점 차이에 대한 상한선을 특히 제한하는 것은 아니며, 다만, 분산매의 끓는점 차이가 30℃정도이면 본 발명에서 의도하는 효과가 충분히 달성될 수 있는 것으로 여겨진다. 필요에 따라 분산매의 끓는점 차이가 30℃이상이 될 수도 있고, 이를 배제하는 것은 아니다. In the dispersion of the metal salt or metal nanoparticles, two or more dispersion media (solvents) having a boiling point difference of 10 ° C. or more, preferably 10-30 ° C., are mixed and used. The boiling point difference between the two dispersion mediums is not large. Specifically, if the boiling point difference is less than 10 ° C, the two dispersion mediums evaporate at the same time, so that a metal pattern is not selectively formed on the portion removed in the pattern shape of the surface modification layer, and a pattern is formed. Metal film stains remain on the surface modification layer that should not be. As the difference in boiling point is larger, the metal pattern is selectively formed in the portion removed in the pattern shape of the surface modification layer, so that the upper limit on the boiling point difference of the dispersion medium is not particularly limited, but the boiling point difference of the dispersion medium is about 30 ° C. It is believed that the effect intended in the present invention can be sufficiently achieved. If necessary, the boiling point of the dispersion medium may be more than 30 ℃, this is not excluded.
금속염 혹은 금속나노입자 분산액중 금속염 혹은 금속나노입자의 함량 및 상기 분산액의 코팅양은 특히 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야의 기술자는 원하는 금속패턴의 두께, 코팅양등을 고려하여 금속염 혹은 금속나노입자의 함량을, 그리고 분산액의 농도와 금속패턴의 두께 그리고 전체 면적 중 패턴의 면적등에 따라 코팅양을 적합하게 조절할 수 있다.The content of the metal salt or metal nanoparticles in the metal salt or metal nanoparticle dispersion and the coating amount of the dispersion are not particularly limited, and a person skilled in the art may consider the thickness of the metal pattern or the coating amount of the metal salt or metal nanoparticle. The amount of coating can be appropriately adjusted according to the concentration of the dispersion, the thickness of the metal pattern, and the area of the pattern in the total area.
상기 금속염 혹은 금속나노입자의 분산액의 코팅방법은 특히 제한되지 않으 며, 이 기술분야에 알려져 있는 일반적인 방법으로 코팅될 수 있다. 스핀코팅, 스프레이 코팅, 슬릿 코팅, 스크린 코팅, 잉크 젯, 바코팅 또는 딥(dip) 코팅등의 방법이 이용될 수 있다. 상기 금속염 혹은 금속나노입자 분산액을 원하는 패턴 형상부분으로 표면개질층이 제거된 기재면(원하는 패턴형태로 표면개질층이 제거되고 드러난 친수성 기재면과 제거되지 않고 남아있는 소수성 표면개질층 모두)에 코팅하므로써, 코팅된 금속염 혹은 금속 나노입자의 분산액은 표면에너지 차이에 의해 소수성 표면개질층에는 묻지 않고, 표면개질층이 제거된, 즉, 친수성 기판(기재)부분에 선택적으로 코팅될 수 있다. The coating method of the dispersion of the metal salt or metal nanoparticles is not particularly limited and may be coated by a general method known in the art. Methods such as spin coating, spray coating, slit coating, screen coating, ink jet, bar coating or dip coating can be used. The metal salt or metal nanoparticle dispersion is coated on the substrate surface on which the surface modification layer has been removed with the desired pattern shape portion (both hydrophilic substrate surface and the remaining hydrophobic surface modification layer remaining without the surface modification layer in the desired pattern form). Thus, the dispersion of the coated metal salt or metal nanoparticles may be selectively coated on the hydrophilic substrate (substrate) portion without removing the surface modification layer from the hydrophobic surface modification layer due to the surface energy difference.
도 2 (c)는 본 발명의 표면개질층이 제거된 부분에 금속염 혹은 금속나노입자 분산액이 선택적으로 코팅된 상태를 나타내는 도면이다.2 (c) is a view showing a state in which the metal salt or metal nanoparticle dispersion liquid is selectively coated on the portion of the surface modification layer of the present invention.
상기 금속염 혹은 금속나노입자 분산액의 코팅방법중, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 슬릿 코팅, 바코팅의 경우는 비교적 기판(기재)의 모든 부분(친수성 기재표면과 소수성 표면개질층 모두)에 분산액이 도포되며 도포량이 과도할 경우 표면개질층이 제거되고 드러난 친수성 기재 부분 이외의 부분에도 금속나노입자 혹은 금속염이 남게 되는 문제가 있다. 따라서, 도포양을 적합하게 조절하는 것이 바람직하다. In the coating method of the metal salt or metal nanoparticle dispersion, spin coating, spray coating, slit coating, bar coating, the dispersion is applied to all parts of the substrate (both hydrophilic substrate surface and hydrophobic surface modification layer) relatively. If the coating amount is excessive, there is a problem that metal nanoparticles or metal salts are left in portions other than the hydrophilic substrate portion where the surface modification layer is removed. Therefore, it is preferable to adjust the application amount suitably.
딥코팅의 경우에는 분산액이 기판의 모든 부분에 도포되지만, 표면개질층이 제거되고 드러난 친수성 기재부분 이외의 부분에 묻은 분산액은 표면장력에 의해 분산액 용기로 끌려들어가므로 표면개질층위에 금속나노입자 혹은 금속염이 남지 않는 장점이 있다. 스크린 코팅 및 잉크 젯 코팅은 비교적 표면개질층이 제거된 부분에 분산액이 도포되므로 분산액이 표면개질층 위에 남는 문제가 발생하지 않는다.In the case of dip coating, the dispersion is applied to all parts of the substrate, but the dispersion on the surface modification layer is removed and buried on the part other than the exposed hydrophilic substrate part is attracted to the dispersion container by surface tension, so that the metal nanoparticles or There is an advantage that no metal salt remains. In the screen coating and the ink jet coating, since the dispersion is applied to the portion where the surface modification layer is relatively removed, the problem of the dispersion remaining on the surface modification layer does not occur.
금속염 혹은 금속 나노입자의 분산액을 코팅한 후에, 분산액이 증발됨에 따라 원하는 패턴형상으로 표면개질층이 제거된 부분에 금속염 혹은 금속 나노입자에 의한 금속패턴(26)이 형성된다. 도 2(d)는 분산액이 증발되어 패턴(26)이 형성된 상태를 나타내는 도면이다.After coating the dispersion of the metal salt or metal nanoparticles, as the dispersion is evaporated, a metal pattern 26 made of the metal salt or metal nanoparticles is formed at a portion where the surface modification layer is removed in a desired pattern shape. FIG. 2 (d) is a view showing a state in which the dispersion liquid is evaporated to form the pattern 26.
상기한 바와 같이, 표면개질층에 코팅된 끓는점이 10℃이상 차이나는 두가지 이상의 분산매에 금속염 혹은 금속나노입자가 분산된 분산액은 끓는점이 낮은 분산매가 먼저 증발하고 끓는점이 높은 소수성 분산매만 남게되며, 이때 끓는점이 높은 분산매와 이에 분산되어 있는 금속염 및 나노입자는 선택적으로 표면개질층이 제거된 부분, 즉 친수성 기재 부분에 몰려서 잔류하게 되며 후속적으로 끓는점이 높은 분산매가 제거됨에 따라, 원하는 패턴형상으로 표면개질층이 제거된 부분에 패턴이 형성된다. As described above, the dispersion in which the metal salt or the metal nanoparticles are dispersed in two or more dispersion media having a boiling point of 10 ° C. or more coated on the surface modification layer is evaporated first, and only the hydrophobic dispersion medium having a high boiling point remains. The high boiling point dispersion medium and the metal salt and nanoparticles dispersed therein are selectively left in the portion where the surface modification layer has been removed, i.e., the hydrophilic substrate part, and subsequently the high boiling point dispersion medium is removed, thereby providing a surface in a desired pattern shape. The pattern is formed in the portion where the modified layer is removed.
분산매는 필요에 따라 열처리등 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법 으로 제거할 수 있으며, 분산매 제거방법을 특히 한정하는 것은 아니다. 또한, 분산매가 제거된 후에, 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 소결공정 및 필요에 따라 환원공정(금속염이 사용된 경우)을 행하므로써 금속패턴으로 형성될 수 있다. The dispersion medium may be removed by a method generally known in the art, such as heat treatment, if necessary, and the dispersion medium removal method is not particularly limited. Further, after the dispersion medium is removed, it can be formed into a metal pattern by performing a sintering process and a reduction process (if a metal salt is used), as is generally known in the art.
그 후, 필요에 따라 추가로, 소수성 표면개질층만을 선택적으로 용해하거나 건식식각으로 제거하여 금속패턴만이 남도록 할 수 있다. 도 2 (e)는 표면개질층(22)이 제거되고 금속패턴(26)이 남은 상태를 나타내는 도면이다. 표면개질층의 용해 또는건식식각은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법으로 행할 수 있다. Thereafter, if desired, additionally, only the hydrophobic surface modification layer may be selectively dissolved or removed by dry etching so that only the metal pattern remains. FIG. 2E shows the state in which the surface modification layer 22 is removed and the metal pattern 26 remains. Dissolution or dry etching of the surface modification layer can be carried out by methods generally known in the art.
본 발명의 표면특성을 이용한 방법으로 형성된 금속패턴은 패턴의 형상 및 정밀도가 우수하며, 상기 형성된 금속패턴을 포함하는 기판은 이로써 한정하는 것은 아니지만, PDP, TV용 전자기파 차폐필터등 디스플레이 소자에 사용될 수 있다. The metal pattern formed by the method using the surface characteristics of the present invention is excellent in the shape and precision of the pattern, the substrate including the formed metal pattern is not limited to this, but can be used in display elements such as PDP, electromagnetic wave shielding filter for TV have.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만 하기 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples do not limit the present invention.
실시예Example
두께 125 ㎛의 COP투명기판에 10중량% 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 용 액을 바코터로 코팅한 후, 90℃에서 건조하여 3㎛ 두께의 표면개질층을 형성하였다. 그 후, 355㎚ 파장의 Nd:YAG 레이저를 이용하여 표면개질층을 선택적으로 제거하였다. 이때 표면개질층은 300㎛의 간격으로 폭 20㎛의 십자로 교차된 선 모양의 패턴 형상이 되도록 제거되었다. 노광되는 레이저의 에너지 및 스캔 속도를 조절하여 레이저 조사된 부분의 아크릴레이트 표면개질층이 완전히 제거되도록 하였다. 노광에 사용된 레이저 조건은 주파수 40kHz, 1.4W로 노광하였으며 빔의 크기는 20㎛로 조절하여 초당 10㎝ 의 속도로 스캐너법으로 가공하였다. 그 후, 표면개질층이 선택적으로 제거된 COP 기판을 은 나노입자 분산용액에 딥코터를 이용하여 분당 10㎝의 속도로 담궜다 꺼내어 표면개질층이 제거된 부분에 은 나노입자 분산용액을 코팅하였다. 상기 은 나노 입자 분산용액은 입경이 20 ~ 30 nm인 은 나노입자 52 g을 NMP(N-메틸-2-피롤리돈, 끓는점 202℃, 표면장력 40.7 mN/m) 5g, 에틸렌 글리콜 (끓는점 197.3℃, 표면장력 47.99 mN/m) 20g 및 에탄올 (끓는점 78.2℃, 표면장력 21.97 mN/m) 100g의 혼합 분산매에 분산시켜 제조하였다. 10 wt% dipentaerythritol pentaacrylate solution was coated on a 125 μm thick COP transparent substrate with a bar coater, and dried at 90 ° C. to form a 3 μm thick surface modification layer. Thereafter, the surface modification layer was selectively removed using an Nd: YAG laser having a wavelength of 355 nm. At this time, the surface modification layer was removed so as to have a linear pattern shape intersected with a cross having a width of 20 μm at intervals of 300 μm. The energy and scan speed of the laser to be exposed are controlled to completely remove the acrylate surface modification layer of the laser irradiated portion. The laser conditions used for exposure were exposed at a frequency of 40 kHz and 1.4 W, and the beam size was adjusted to 20 μm and processed by a scanner method at a speed of 10 cm per second. Thereafter, the COP substrate on which the surface modification layer was selectively removed was immersed in the silver nanoparticle dispersion solution at a speed of 10 cm per minute using a dip coater, and the silver nanoparticle dispersion solution was coated on the portion where the surface modification layer was removed. The silver nano-particle dispersion solution is composed of 52 g of silver nanoparticles having a particle diameter of 20 to 30 nm, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone, boiling point 202 DEG C, surface tension 40.7 mN / m) 5 g, ethylene glycol (boiling point 197.3 It was prepared by dispersing in a mixed dispersion medium of 20 g, surface tension 47.99 mN / m) and 100 g of ethanol (boiling point 78.2 ℃, surface tension 21.97 mN / m).
기판이 은 나노입자 분산용액에서 꺼내지면서 분산매중 끓는점이 낮은 에탄올이 먼저 제거되고 기개면에서 표면개질층이 제거된 패턴형상 부분에 분산액이 몰려서 원하는 패턴형태로 코팅된다. 그 후, 기판을 65℃에서 10분간 건조한 후에 150℃에서 60분간 소결하여 잔류할 수 있는 분산매를 제거하여 은 나노입자 패턴을 제작하였다. 소결결과 선폭이 20㎛인 미세한 은 나노입자 패턴이 300㎛ 간격으로 선명하게 형성된 COP기판을 얻었다.As the substrate is taken out of the silver nanoparticle dispersion solution, the low boiling point ethanol is first removed from the dispersion medium, and the dispersion is concentrated on the pattern-shaped portion where the surface modification layer is removed from the surface of the dispersion medium, and then coated in a desired pattern form. Thereafter, the substrate was dried at 65 ° C. for 10 minutes, and then sintered at 150 ° C. for 60 minutes to remove a dispersion medium that could remain to prepare a silver nanoparticle pattern. As a result of the sintering, a fine silver nanoparticle pattern having a line width of 20 μm was obtained with a clearly formed COP substrate at intervals of 300 μm.
도 1은 PDP TV용 전자기파 차폐 필터의 패턴을 나타내는 도면이며, 1 is a view showing a pattern of the electromagnetic shielding filter for PDP TV,
도 2는 본 발명에 의한 미세 금속패턴 형성방법을 나타내는 도면이며, 2 is a view showing a method for forming a fine metal pattern according to the present invention,
도 3은 쉐도우 마스크법으로 노광하는 방법을 나타내는 도면이며, 3 is a view showing a method of exposing with a shadow mask method,
도 4는 스캐너법으로 노광하는 방법을 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the method of exposing with a scanner method.
<도면의 주요 부위에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
21, 31, 41...기재 22, 32, 42...표면개질층22, 32, 42 ... surface modified layer
23, 33...레이저 24...제거된 표면개질층 부분23, 33 ... Laser 24 ... Parts of surface modification layer removed
25...코팅된 금속염 혹은 금속이온 분산액 26...금속패턴25 Coated metal salt or metal ion dispersion 26 Metal pattern
34...쉐도우 마스크 43...거울34 ...
44...레이저 빔44 ... laser beam
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070080132A KR101001248B1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | A Method for Forming Metal Pattern by Using Surface Characteristics and Metal Patten Formed Thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070080132A KR101001248B1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | A Method for Forming Metal Pattern by Using Surface Characteristics and Metal Patten Formed Thereby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090015634A true KR20090015634A (en) | 2009-02-12 |
| KR101001248B1 KR101001248B1 (en) | 2010-12-17 |
Family
ID=40685174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070080132A KR101001248B1 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | A Method for Forming Metal Pattern by Using Surface Characteristics and Metal Patten Formed Thereby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101001248B1 (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20110363A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-10 | Cretec Co Ltd | METHOD TO FIND A CONDUCTIVE PATH BY MEANS OF LASER IRRADIATION |
| WO2013128449A3 (en) * | 2012-02-29 | 2013-12-05 | Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd | Inks containing metal precursors nanoparticles |
| KR101360625B1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-02-10 | 주식회사 포스코 | Method for patterning circuit and substrate having circuit pattern produced by the same |
| KR101510304B1 (en) * | 2012-02-29 | 2015-04-10 | 한국기계연구원 | Hybrid heat conductable pin with hydrophilic and hydrophobic characteristics and method thereof |
| KR101685069B1 (en) * | 2016-04-01 | 2016-12-09 | 금오공과대학교 산학협력단 | Manufacturing method of patterned flexible transparent electrode |
| KR20190020527A (en) * | 2017-08-21 | 2019-03-04 | 금오공과대학교 산학협력단 | Manufacturing method of patterned flexible transparent electrode |
| KR20190039772A (en) * | 2016-08-26 | 2019-04-15 | 나징 테크놀로지 코포레이션 리미티드 | Method for manufacturing light emitting device, light emitting device and hybrid light emitting device |
| KR20190123846A (en) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 광운대학교 산학협력단 | Patterning Method Using Selective Surface Treatment That Improves Performance of Thin-Film Transistor Fabricated By Solution Process |
| WO2020091198A1 (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 주식회사 라훔나노테크 | Method for forming pattern of non-etching printed microelectrodes |
| KR20200090910A (en) * | 2017-12-18 | 2020-07-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma treatment method to enhance surface adhesion for lithography |
| CN116216628A (en) * | 2023-03-10 | 2023-06-06 | 清华大学 | Metal nanoparticle micropattern chemical plating structure and preparation method thereof |
| KR20230081405A (en) | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 한국생산기술연구원 | Method of manufacturing a dissimilar metal plating pattern using laser etching and cloisonne using the same |
| KR20230081401A (en) | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 한국생산기술연구원 | Method of manufacturing a clad substrate patterned with color glaze using laser etching and cloisonne using the same |
| CN116301442A (en) * | 2023-05-24 | 2023-06-23 | 浙江大华技术股份有限公司 | Silver nanowire touch electrode unit and preparation method and application thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240031715A (en) | 2022-09-01 | 2024-03-08 | (주)바이오스마트 | Method of strengthening the adhesion of metal surface |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004330440A (en) | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image forming method and pattern forming method |
| JP2005032862A (en) | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Ricoh Co Ltd | Patterning method |
| KR100825476B1 (en) | 2007-04-18 | 2008-04-28 | 한국기계연구원 | Micro pattern printing method |
-
2007
- 2007-08-09 KR KR1020070080132A patent/KR101001248B1/en active IP Right Grant
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20110363A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-10 | Cretec Co Ltd | METHOD TO FIND A CONDUCTIVE PATH BY MEANS OF LASER IRRADIATION |
| US10590295B2 (en) | 2012-02-29 | 2020-03-17 | Singapore Asahi Chemical & Solder Ind. Pte. Ltd | Inks containing metal precursors nanoparticles |
| WO2013128449A3 (en) * | 2012-02-29 | 2013-12-05 | Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd | Inks containing metal precursors nanoparticles |
| KR101510304B1 (en) * | 2012-02-29 | 2015-04-10 | 한국기계연구원 | Hybrid heat conductable pin with hydrophilic and hydrophobic characteristics and method thereof |
| KR101360625B1 (en) * | 2012-06-26 | 2014-02-10 | 주식회사 포스코 | Method for patterning circuit and substrate having circuit pattern produced by the same |
| KR101685069B1 (en) * | 2016-04-01 | 2016-12-09 | 금오공과대학교 산학협력단 | Manufacturing method of patterned flexible transparent electrode |
| KR20190039772A (en) * | 2016-08-26 | 2019-04-15 | 나징 테크놀로지 코포레이션 리미티드 | Method for manufacturing light emitting device, light emitting device and hybrid light emitting device |
| KR20190020527A (en) * | 2017-08-21 | 2019-03-04 | 금오공과대학교 산학협력단 | Manufacturing method of patterned flexible transparent electrode |
| KR20200090910A (en) * | 2017-12-18 | 2020-07-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma treatment method to enhance surface adhesion for lithography |
| KR20190123846A (en) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 광운대학교 산학협력단 | Patterning Method Using Selective Surface Treatment That Improves Performance of Thin-Film Transistor Fabricated By Solution Process |
| WO2020091198A1 (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 주식회사 라훔나노테크 | Method for forming pattern of non-etching printed microelectrodes |
| KR20200050499A (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-12 | 주식회사 라훔나노테크 | Etchingless printing type method for forming micro electrode pattern |
| KR20230081405A (en) | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 한국생산기술연구원 | Method of manufacturing a dissimilar metal plating pattern using laser etching and cloisonne using the same |
| KR20230081401A (en) | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 한국생산기술연구원 | Method of manufacturing a clad substrate patterned with color glaze using laser etching and cloisonne using the same |
| CN116216628A (en) * | 2023-03-10 | 2023-06-06 | 清华大学 | Metal nanoparticle micropattern chemical plating structure and preparation method thereof |
| CN116216628B (en) * | 2023-03-10 | 2024-04-19 | 清华大学 | Metal nanoparticle micropattern chemical plating structure and preparation method thereof |
| CN116301442A (en) * | 2023-05-24 | 2023-06-23 | 浙江大华技术股份有限公司 | Silver nanowire touch electrode unit and preparation method and application thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101001248B1 (en) | 2010-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101001248B1 (en) | A Method for Forming Metal Pattern by Using Surface Characteristics and Metal Patten Formed Thereby | |
| JP3539179B2 (en) | A substrate, a method of manufacturing a substrate, an integrated circuit, and a method of manufacturing an integrated circuit. | |
| KR101976967B1 (en) | Method for fine line manufacturing | |
| EP1767989A1 (en) | Method of forming graft pattern, graft pattern material, method of lithography, method of forming conductive pattern, conductive pattern, process for producing color filter, color filter and process for producing microlens | |
| US7405035B2 (en) | Pattern forming method and substance adherence pattern material | |
| US20090311489A1 (en) | Laser patterning of a carbon nanotube layer | |
| WO2012111694A1 (en) | Method for producing substrate having surface nanostructure | |
| WO2006031079A1 (en) | Ink composition for etching resist, method of forming etching resist pattern using the same, and method of formng microchannel using the ink composition | |
| KR20080004390A (en) | Method for producing a functional film using laser ablation and composition for laser ablation process used therein | |
| EP2856519A1 (en) | Photoactivated etching paste and its use | |
| KR101064900B1 (en) | Method of forming pattern | |
| CN104246613A (en) | Method of processing a photosensitive structure | |
| JP2003114525A (en) | Conductive pattern material and method for forming conductive pattern | |
| US11920252B2 (en) | SU-8 etching technique using molten salt | |
| JP2002333538A (en) | Optical waveguide forming method, electrodeposition liquid used for it, and optical waveguide manufacturing apparatus | |
| US20130252177A1 (en) | Method for manufacturing a fine metal electrode | |
| KR100968809B1 (en) | METHOD OF FORMING ZnO NANO PATTERN | |
| JP2006303199A (en) | Method for forming pattern and organic thin film transistor | |
| JP2004111818A (en) | Pattern formation method | |
| JP2008004303A (en) | Conductive pattern formation method, and wire grid polarizer | |
| JP2010026182A (en) | Method of forming particulate pattern and method of processing substrate | |
| JP2007227715A (en) | Manufacturing method for patterning substrate | |
| JP4181481B2 (en) | substrate | |
| JP4474857B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP7223868B2 (en) | Method and apparatus for preparing PCB products with high density conductors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131018 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141017 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150923 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160928 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170919 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181016 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191016 Year of fee payment: 10 |