KR20130106676A - 미세금속전극 제조방법 - Google Patents

미세금속전극 제조방법 Download PDF

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Abstract

미세금속전극 제조방법에서, 제1 베이스 기판 상에 유기금속화합물 잉크를 코팅하여 용액층을 형성한다. 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판을 열처리한다. 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 포토마스크를 정렬한다. 상기 포토마스크의 상부에서 레이저를 조사한다. 상기 포토마스크를 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 분리한다. 상기 용액층을 세정한다. 상기와 같은 공정을 통해 미세금속전극을 제조함으로써, 생산성을 향상시키고 생산비용을 절감시키며 오염 물질의 발생을 감소시킬 수 있다.

Description

미세금속전극 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A FINE METAL ELECTRODE}
본 발명은 미세금속전극 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세구조물의 제작에 사용되는 미세금속전극의 제조방법에 관한 것이다.
최근 반도체, 디스플레이, 광학, 바이오산업 등에서 휴대가 간편하고 고성능을 갖는 전자제품의 개발이 혁신적으로 이루어지고 있으며, 이러한 고성능 및 휴대성을 충족시키는 제품의 개발을 위해 상기 전자제품 제조의 핵심이 되는 미세금속전극의 형성에 관한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
현재까지 많이 사용되는 미세금속전극 제조방법으로는 포토리소그래피(photolithography)등과 같은 indirect patterning process, 레이저 패터닝(laser patterning)등과 같은 direct patterning process 가 있으며, 포토리소그래피 공정은 우수한 생산성으로 고품질 고정밀의 제품 생산이 가능하며 신뢰성과 재현성 또한 높으므로 가장 널리 사용되고 있는 방법이다.
그러나, 상기 포토리소그래피 공정은 증착/세정/도포/노광/현상/식각/박리/후처리 등의 다양한 공정이 필요하며, 상기 공정의 대부분이 진공 상태에서 고가의 생산 장비를 사용하여 진행되므로 생산원가가 증가하는 문제점이 있으며, 사용되는 감광액 등의 화학물질에서 발생하는 유해한 물질을 처리해야 하는 문제점이 있다.
반면, 레이저 패터닝 공정의 경우 비교적 단순한 공정으로 고가의 장비를 사용하지 않고, 대기상태에서 저렴하게 고품질 고정밀의 제품 생산이 가능한 장점은 있으나, 복잡한 패턴을 형성하는 경우 생산성이 떨어지며 패턴의 종류에 따라 생산속도가 가변적인 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 생산성이 향상되고 생산비용을 절감시키고 친환경적인 미세금속전극 제조방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 미세금속전극 제조 방법에서 제1 베이스 기판 상에 유기금속화합물 잉크를 코팅하여 용액층을 형성한다. 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판을 열처리한다. 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 포토마스크를 정렬한다. 상기 포토마스크의 상부에서 레이저를 조사한다. 상기 포토마스크를 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 분리한다. 상기 용액층을 세정한다.
일 실시예에서, 상기 유기금속화합물 잉크를 코팅하는 방법은 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 블레이드(blade) 코팅, 스핀(sping) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 잉크젯(inkjet) 코팅 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 기판을 열처리하는 단계에서, 상기 용액층으로 열을 제공하여 상기 용액층에서는 미세입자가 자가 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 자가 생성되는 미세입자의 크기는 10nm이하 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용액층에 제공되는 열은 상기 미세입자들이 서로 결합하여 금속막을 형성하기 전까지 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 기판을 열처리하는 단계는, 열원(heat source), 히팅 오븐(heating oven), 마이크로 오븐(microwave oven), 광원(light lamp) 중 어느 하나를 이용하여 상기 제1 베이스 기판 및 상기 용액층으로 열을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 포토마스크는 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 형성된 마스크 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저를 조사하는 단계에서, 상기 레이저는 상기 마스크 패턴이 형성되지 않은 부분을 관통하여 상기 용액층에 조사될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저가 조사된 용액층의 미세 입자들은 소결되어 금속막으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세정하는 단계에서, 상기 레이저가 조사되지 않은 부분의 용액층은 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 잔류한 금속패턴을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 잔류한 금속패턴을 열처리하는 단계는, 열원(heat source), 히팅 오븐(heating oven), 마이크로 오븐(microwave oven), 광원(light lamp) 중 어느 하나를 이용하여 상기 금속패턴으로 열을 제공하여 상기 금속패턴 내부의 유기물을 증발시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 포토마스크와 가열에 의해 미세입자가 자가 생성되는 유기금속화합물 잉크를 이용하여 미세금속패턴을 형성함으로써, 포토리소그래피 공정만으로 미세금속패턴을 형성하는 경우의 고비용 및 환경적인 문제점과 레이저 조사만으로 미세금속패턴을 형성하는 경우의 생산 시간의 변화 문제를 해결하여, 생산 원가를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고, 패턴의 종류와 무관하게 일정한 생산 시간을 유지할 수 있어 신뢰성과 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존 레이저 조사를 통한 미세패턴 공정에서는 조사되는 레이저의 선폭의 한계로 인해 극미세전극 패턴을 형성하는 것이 어려웠으나, 조사되는 레이저의 선폭과 무관하게 마스크 패턴들 사이의 선폭으로 미세전극 패턴의 형상이 결정되므로, 극미세전극 패턴의 형성도 가능하게 된다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 의한 미세금속전극의 제조공정을 나타낸 공정도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1c에서 포토마스크의 정렬의 예를 나타낸 공정도들이다.
도 3a 및 3b는 도 1d에서 레이저를 조사하는 다른 예를 나타낸 공정도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 의한 미세금속전극의 제조공정을 나타낸 공정도들이다.
도 1a를 참조하면, 제1 베이스 기판(10)에 유기금속화합물 잉크를 코팅하여 용액층(20)을 형성한다. 상기 제1 베이스 기판(10)으로는 예를 들어, 소다라임글래스(soda-lime glass), 석영(quartz) 등과 같이 투과도가 우수한 재질을 포함하는 경한 기판일 수 있으며, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate) 등과 같이 투과도가 우수한 재질을 포함하는 연성(flexible) 기판일 수 있다.
본 실시예에서 상기 제1 베이스 기판(10)에 코팅되는 유기금속화합물 잉크는 실온에서 잉크(ink)와 같은 투명한 액체 상태로 존재하며, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속의 이온과 유기물이 서로 결합되어 형성된다. 상기 유기금속화합물은 고체상태의 금속이온이 존재하지 않으므로 대기상태에서는 투명하지만, 외부에서 열이 가해지는 등의 조건에서는 서로 결합된 금속 이온과 유기물의 결합이 끊어져 환원되면서 고체상태의 미세한 금속입자로 석출된다. 본 실시예에서는 이러한 성질의 유기금속화합물을 이용하여 미세금속전극을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유기금소화합물에 포함될 수 있는 금속으로는 상기 설명된 금, 은, 구리 외에도 금속과 유기물이 결합하여 잉크와 같은 액체 상태로 존재할 수 있는 모든 금속을 포함할 수 있다.
상기 유기금속화합물 잉크를 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 코팅하는 방법으로는, 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 블레이드(blade) 코팅, 스핀(sping) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 잉크젯(inkjet) 코팅 등이 가능하다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 상기 유기금속화합물을 코팅하기 전에, 상기 제1 베이스 기판(10)을 세정유닛을 이용하여 세정(cleaning)할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 베이스 기판(10)을 세정하는 방법으로는, 상기 제1 베이스 기판(10)을 세척액에 담근 상태에서 초음파 진동을 가하거나, 상기 제1 베이스 기판에 상기 세정유닛(15)을 이용하여 세정액과 같은 액체, 질소가스와 같은 가스를 분사하는 방법 등이 사용될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 용액층(20)이 형성된 제1 베이스 기판(10)을 열처리(pre-baking)한다. 이 경우, 상기 열처리의 방법으로 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(10)의 하부에 열원(heat source, 30)을 배치하고, 상기 베이스 기판(10)을 향하여 열을 공급할 수 있다. 이와 달리, 도시하지는 않았으나 상기 용액층(20)이 형성된 베이스 기판(10)에 열을 공급하는 방법은 열원(heat source)을 상기 베이스 기판(10)에 인접한 곳에 배치시켜 상기 용액층(20)에 열을 제공하거나, 상기 용액층(20)이 형성된 베이스 기판(10)을 히팅 오븐(heating oven), 마이크로웨이브 오븐(microwave oven) 등의 열처리 챔버 내부에 배치시켜 열을 가하거나, 상기 베이스 기판(10)의 상부 또는 하부에서 광원(light lamp)을 비추어 열을 가하는 등의 방법이 다양하게 사용될 수 있다.
이와 같이, 상기 용액층(20)에 열이 공급되면, 상기 유기금속화합물 잉크가 코팅된 상기 용액층(20) 내부에서는 미세입자(25)가 자가생성하기 시작한다. 이 경우, 미세입자의 자가생성이란, 유기금속화합물 내의 서로 결합된 금속 이온과 유기물의 결합이 끊어져 환원되면서 고체상태의 미세한 금속입자로 석출되는 것을 의미한다. 이러한 미세입자의 자가생성은 외부에서 가해지는 온도가 상승함에 따라 증가하게 되고, 생성된 미세입자(25)들은 서로 결합을 시작하며 금속막으로 형성된다.
한편, 본 실시예에서 상기 미세입자(25)들이 서로 결합하여 금속막으로 형성되기 시작하면 후술할 레이저 조사를 통한 패턴 형성이 어려워지므로, 상기 열원(30)을 통해 상기 용액층(20)에 공급되는 열의 온도는 상기 미세입자(25)들이 서로 결합을 시작하여 금속막이 형성되지 않도록 제한되어야 한다. 즉, 상기 용액층(20)에 공급되는 열의 온도는, 상기 유기금속화합물에서 미세입자(25)가 생성하기 시작하는 최소의 온도보다 크고 상기 미세입자(25)가 서로 결합하기 시작하는 최소의 온도보다 작은 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 열원(30)을 통해 열을 가하여 상기 제공되는 열의 온도가 상기 용액층(20)에서 미세 입자(25)가 생성되기 시작하여 상기 미세 입자(25)들 사이의 소결이 발생하기 전까지의 범위인 경우, 유기금속화합물이 코팅된 상기 용액층(20) 내부에는 직경이 약 10nm이하인 미세입자(25)가 대부분을 차지하게 된다.
도 1c를 참조하면, 상기 용액층(20)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 포토 마스크(40)를 정렬시키며, 상기 제1 베이스 기판(10)과 상기 포토 마스크(40)를 결합시킨다. 이 경우, 상기 제1 베이스 기판(10)과 상기 포토 마스크(40)의 정렬을 위해 별도의 정렬마크(align mark)가 상기 제1 베이스 기판(10) 및 상기 포토 마스크(40) 상에 각각 형성될 수 있다.
한편, 상기 포토 마스크(40)는 제2 베이스 기판(41) 및 상기 제2 베이스 기판(41) 상에 형성된 마스크 패턴(42)을 포함한다. 이 경우, 상기 제2 베이스 기판(41)은 상기 제1 베이스 기판(10)과 동일한 재질인, 예를 들어 소다라임글래스(soda-lime glass), 석영(quartz), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate) 등으로 형성될 수 있으며, 높은 투명도를 갖는다.
상기 마스크 패턴(42)은 상기 제2 베이스 기판(41) 상에 일반적인 포토리소그래피 공정으로 소정의 패턴을 형성하도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 마스크 패턴(42)은 상기 제2 베이스 기판(41) 상에 유기금속화합물 잉크를 코팅한 후, 열을 가하여 미세 입자의 자가 생성을 유도한 뒤, 레이저 스캐닝을 통해 패턴을 직접 형성하는 공정으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 레이저 스캐닝을 통해 자가 생성된 미세 입자는 금속막을 형성하며 패턴으로 상기 제2 베이스 기판(41) 상에 잔류하며, 레이저 스캐닝이 되지 않은 유기금속화합물 코팅층을 제거하여 상기 마스크 패턴(42)이 형성될 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기와 같이 정렬된 용액층(20)이 형성된 제1 베이스 기판(10) 및 포토 마스크(40)의 상부에서 레이저(31)를 조사한다.
구체적으로, 상기 레이저(31)는 레이저 발생기(32)에서 발생되어 상기 포토 마스크(40)의 전면에 걸쳐 조사된다. 상기 레이저 발생기(32)는 한 번에 상기 포토 마스크(40)의 일렬을 모두 커버할 수 있도록 레이저(31)가 일렬로 조사될 수 있으며, 그 결과, 조사되는 레이저가 균일하게 유지되고 레이저 조사 공정을 빠르게 진행할 수 있다. 즉, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 발생기(32)는 단위 레이저 발생기가 일렬로 정렬된 레이저 어레이 발생기(laser array generator)일 수 있으며, 상기 레이저 발생기(32)에서 발생된 레이저(31)는 상기 제1 베이스 기판(10) 및 포토 마스크(40) 상에 라인(line) 형상으로 조사될 수 있다.
이 경우, 상기 포토 마스크(40)의 마스크 패턴(42)은 금속막 패턴이므로 상기 레이저(31)가 투과하지 못하므로, 상기 레이저(31)는 상기 마스크 패턴(42)이 형성되지 않은 부분만을 투과하게 된다. 그리하여, 상기 레이저(31)는 상기 마스크 패턴(42)에 의해 차단되지 않은 부분의 용액층(20)에 조사된다.
이와 같이, 상기 레이저(31)가 조사된 용액층(20)에서는 광열화학반응이 발생하여, 상기 자가 생성된 미세입자(25)들이 서로 소결하여 미세 금속막을 형성하게 된다. 즉, 상기 레이저(31)가 조사된 용액층(20)은 후술할 세정 공정 등을 통해 제거되지 않으며 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 잔류하게 된다. 즉, 상기 포토 마스크(40)의 마스크 패턴(42) 형상과 반대되는 형상의 용액층(20)이 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 형성된다. 따라서, 상기 마스크 패턴(42)은 형성하고자 하는 최종 미세금속전극의 형상과 반대 형상으로 상기 제2 베이스 기판(41) 상에 형성되는 것이 바람직하다.
도 1e를 참조하면, 상기 레이저(31)가 상기 포토 마스크(40) 및 상기 용액층(20)이 형성된 제1 베이스 기판(10)의 전 영역에 걸쳐 모두 조사되면, 상기 포토 마스크(40)를 상기 용액층(20)이 형성된 제1 베이스 기판(10)으로부터 분리한다.
도 1f를 참조하면, 상기 레이저(31)가 조사된 상기 용액층(20)을 세정유닛(35)을 통해 세정(washing)한다. 그리하여, 상기 레이저(31)가 조사되지 않아 미세 금속막이 형성되지 않은 부분, 즉 포토마스크(40)의 마스크 패턴(42)에 의해 레이저(31)의 조사가 차단된 부분의 용액층을 제거한다. 결과적으로, 상기 용액층(20)은 상기 세정 공정을 통해 소정의 패턴을 갖는 금속패턴(21)으로 형성되며, 상기 레이저(31)가 조사되지 않은 부분에 코팅되어 있던 유기금속화합물 잉크는 모두 제거된다.
또한, 상기 세정유닛(35)을 통해 상기 제1 베이스 기판(10) 및 상기 용액층(20)을 모두 세정함으로써, 상기 제1 베이스 기판(10) 또는 상기 용액층(20) 상에 형성된 이물질도 모두 제거할 수 있다.
도 1g를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(10) 및 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 상기 금속패턴(21)을 열처리한다. 이 경우, 상기 열처리의 방법으로 도 1g에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(10)의 하부에 열원(heat source, 30)을 배치하고, 상기 베이스 기판(10)을 향하여 열을 공급할 수 있다. 이와 달리, 도시하지는 않았으나 상기 금속패턴(21)이 형성된 베이스 기판(10)에 열을 공급하는 방법은 열원(heat source)을 상기 베이스 기판(10)에 인접한 곳에 배치시켜 상기 금속패턴(21)에 열을 제공하거나, 상기 금속패턴(21)이 형성된 베이스 기판(10)을 히팅 오븐(heating oven), 마이크로웨이브 오븐(microwave oven) 등의 열처리 챔버 내부에 배치시켜 열을 가하거나, 상기 베이스 기판(10)의 상부 또는 하부에서 광원(light lamp)을 비추어 열을 가하는 등의 방법이 다양하게 사용될 수 있다.
이와 같이, 상기 열원(30)을 통해 열을 공급함으로써, 상기 금속패턴(21) 내에 존재하는 유기물을 증발시키고, 상기 금속패턴(21) 내부의 미세 금속막의 밀도를 증가시켜 집적시킨다. 그리하여, 상기 금속패턴(21)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있으며, 상기 금속패턴(21)과 상기 제1 베이스 기판(10) 사이의 접착성도 향상시킬 수 있다.
도 1h를 참조하면, 상기와 같은 공정을 통해 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 금속패턴(21)이 형성되며, 이렇게 형성된 금속패턴(21)은 미세금속전극으로 다양한 전기, 전자, 기계 장치의 내부에 전극으로 사용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1c에서 포토마스크의 정렬의 예를 나타낸 공정도들이다.
상기 도 1c에서는 용액층(20)이 형성된 제1 베이스 기판(10) 상에 상기 포토 마스크(40)가 정렬되는 경우, 상기 용액층(20)과 상기 제2 베이스 기판(41)이 서로 접촉하도록 배치되는 것을 도시하였다.
그러나, 상기 제1 및 제2 베이스 기판들(10, 41)이 모두 레이저가 투과되는 투명성이 우수한 재질로 형성되므로, 상기와 같은 배치관계는 다양하게 변형될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 상기 용액층(20)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 포토 마스크(50)가 정렬되는 경우, 상기 용액층(20)과 상기 포토 마스크(50)의 마스크 패턴(52)이 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 용액층(20)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 상기 포토 마스크(40)가 정렬되는 경우, 상기 제1 베이스 기판(10)과 상기 포토 마스크(40)의 제2 베이스 기판(41)이 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 상기 용액층(20)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(10) 상에 상기 포토 마스크(50)가 정렬되는 경우, 상기 제1 베이스 기판(10)과 상기 포토 마스크(50)의 마스크 패턴(52)이 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기와 같이 다양한 위치로 포토 마스크(50)가 정렬되더라도, 후속 공정은 동일하게 진행되어, 도 1h에 도시된 미세금속전극이 형성될 수 있다.
도 3a 및 3b는 도 1d에서 레이저를 조사하는 다른 예를 나타낸 공정도들이다.
도 3a를 참조하면, 본 예에서 발생되는 레이저(31)는 레이저 발생기(33)에서 발생된 것으로, 상기 레이저 발생기(33)는 한 번에 상기 포토 마스크(40)의 일정 면적을 모두 커버할 수 있도록 레이저(31)가 면상으로 조사될 수 있으며, 그 결과, 조사되는 레이저가 균일하게 유지되어 빠른 레이저 조사 공정을 진행할 수 있다. 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 발생기(33)는 단위 레이저 발생기가 일렬로 정렬된 레이저 어레이 발생기(laser array generator)일 수 있으며, 상기 레이저 발생기(33)에서 발생된 레이저(31)는 상기 제1 베이스 기판(10) 및 포토 마스크(40) 상에 면(surface) 형상으로 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저(31)에 의해 커버되는 면적은 상기 레이저 발생기(33)가 연장된 방향의 길이가 상기 레이저 발생기(33)가 이동되는 방향의 길이보다 상대적으로 큰 장방형 직사각형 형상을 가질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 예에서 발생되는 레이저(31)는 레이저 발생기(34)에서 발생된 것으로, 상기 레이저 발생기(34)는 한 번에 상기 포토 마스크(40)의 일정 면적만 커버할 수 있도록 레이저(31)가 면상으로 조사될 수 있다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 발생기(34)는 단위 레이저 발생기(single laser generator)일 수 있으며, 상기 레이저 발생기(34)에서 발생된 레이저(31)는 상기 제1 베이스 기판(10) 및 포토 마스크(40) 상에 면(surface) 형상으로 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저(31)에 의해 커버되는 면적은, 상기 도 3a에서 레이저 어레이 발생기(33)에 의해 발생된 레이저에 의해 조사되는 면적보다 작은, 단위 면적으로 정사각형 형상을 가질 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 포토마스크와 가열에 의해 미세입자가 자가 생성되는 유기금속화합물을 이용하여 미세금속패턴을 형성함으로써, 포토리소그래피 공정만으로 미세금속패턴을 형성하는 경우의 고비용 및 환경적인 문제점과 레이저 조사만으로 미세금속패턴을 형성하는 경우의 생산 시간의 변화 문제를 해결하여, 생산 원가를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고, 패턴의 종류와 무관하게 일정한 생산 시간을 유지할 수 있어 신뢰성과 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존 레이저 조사를 통한 미세패턴 공정에서는 조사되는 레이저의 선폭의 한계로 인해 극미세전극 패턴을 형성하는 것이 어려웠으나, 조사되는 레이저의 선폭과 무관하게 마스크 패턴들 사이의 선폭으로 미세전극 패턴의 형상이 결정되므로, 극미세전극 패턴의 형성도 가능하게 된다.
본 발명에 따른 미세금속전극 제조방법은 표시장치, 광학장치 등 전자제품 또는 기계제품에 포함되는 미세 구조물의 형성에 사용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.
1 : 미세금속패턴 10 : 제1 베이스 기판
20 : 용액층 21 : 금속패턴
25 : 미세입자 30 : 열원(heat source)
40, 50 : 포토 마스크

Claims (13)

  1. 제1 베이스 기판 상에 유기금속화합물 잉크를 코팅하여 용액층을 형성하는 단계;
    상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판을 열처리하여, 상기 용액층에 미세입자를 자가 생성시키는 단계;
    상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 포토마스크를 정렬하는 단계;
    상기 포토마스크의 상부에서 레이저를 조사하는 단계;
    상기 포토마스크를 상기 용액층이 형성된 제1 베이스 기판과 분리하는 단계; 및
    상기 용액층을 세정하는 단계를 포함하는 미세금속전극 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기금속화합물 잉크를 코팅하는 방법은 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 블레이드(blade) 코팅, 스핀(sping) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 잉크젯(inkjet) 코팅 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판을 열처리하는 단계에서, 상기 용액층에 열을 제공하여 상기 용액층에서는 미세입자가 자가 생성되는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자가 생성되는 미세입자의 크기는 10nm 이하인 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 용액층에 제공되는 열은 상기 미세입자들이 서로 결합하여 금속막을 형성하기 전까지 제공되는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판을 열처리하는 단계는, 열원(heat source), 히팅 오븐(heating oven), 마이크로 오븐(microwave oven), 광원(light lamp) 중 어느 하나를 이용하여 상기 제1 베이스 기판 및 상기 용액층으로 열을 제공하는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 포토마스크는 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 형성된 마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레이저를 조사하는 단계에서, 상기 레이저는 상기 마스크 패턴이 형성되지 않은 부분을 관통하여 상기 용액층에 조사되는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 레이저를 조사하는 단계에서 사용되는 레이저 발생기는, 라인(line) 형상의 조사면을 형성하는 레이저 어레이 발생기(laser array generator), 길이방향으로 연장된 면(surface) 형상의 조사면을 형성하는 레이저 어레이 발생기(laser array generator), 단위 면(surface) 형상의 조사면을 형성하는 단위 레이저 발생기(single laser generator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 레이저가 조사된 용액층의 미세 입자들은 소결되어 금속막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 세정하는 단계에서, 상기 레이저가 조사되지 않은 부분의 용액층은 제거되는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 잔류한 금속패턴을 열처리하는 단계를 더 포함하는 미세금속전극 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 잔류한 금속패턴을 열처리하는 단계는, 열원(heat source), 히팅 오븐(heating oven), 마이크로 오븐(microwave oven), 광원(light lamp) 중 어느 하나를 이용하여 상기 금속패턴으로 열을 제공하여 상기 금속패턴 내부의 유기물을 증발시키는 것을 특징으로 하는 미세금속전극 제조방법.
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