KR20150012263A - 고 분해능 도전성 패턴들의 제조를 위한 잉크 조성물 - Google Patents

고 분해능 도전성 패턴들의 제조를 위한 잉크 조성물 Download PDF

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KR20150012263A
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에드 에스. 라마크리슈난
단리앙 진
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유니-픽셀 디스플레이스, 인코포레이티드
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Abstract

기판의 제 1 측면 상에 복수의 라인들 또는 제 1 안테나 루프 어레이를 포함한 패턴을 플렉소그래픽으로 인쇄하는 시스템들 및 방법들로서, 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 것은 잉크 및 적어도 하나의 플렉소마스터를 사용하는 것을 포함한다. 잉크는 아크릴 단위체 수지 및 1 wt% 내지 20 wt%의 농도에서의 유기금속 아세테이트 또는 옥살레이트일 수 있는 촉매를 포함한다. 기판은 기판의 일 표면상에 하나의 패턴을 가질 수 있거나 또는 기판의 각각의 측면 상에 적어도 하나의 패턴을 가진 이중-면 기판으로서 인쇄될 수 있다. 잉크는 무전해 도금 이전에 잉크에서의 촉매를 해리시키기 위해 경화되며, 이것은 통틀어 하나의 경화 프로세스를 사용하여, 또는 제 1 패턴 상에서 부분 경화를 수행하고 그 후 제 2 패턴을 경화시킴으로써, 각각의 측면 상에서 하나의 경화 프로세스를 사용하여 행해질 수 있다.

Description

고 분해능 도전성 패턴들의 제조를 위한 잉크 조성물{INK COMPOSITION FOR MANUFACTURE OF HIGH RESOLUTION CONDUCTING PATTERNS}
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은, 2012년 5월 11일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 제61/646,032호에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시는 일반적으로 고 분해능 도전성 패턴들의 인쇄에 관한 것이며, 구체적으로 고 분해능 도전성 패턴들에 대한 롤 대 롤 제조 프로세스들에 관한 것이다.
전자 장치 또는 다른 산업들에 사용될 수 있는 투명한 박막 안테나들 및 다른 도전성 패턴들을 제조하는 종래의 방법들은, 넓고(>100㎛) 높은(>10㎛) 라인들을 야기하는, 구리/은의 도전성 페이스트를 갖는 박막을 이용한 스크린 인쇄를 포함한다. 포토리소그래피 및 에칭 프로세스들이 보다 얇으며 보다 좁은 피처들을 위해 사용된다.
실시예에서, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법은 기판의 제 1 측면 상에 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계로서, 상기 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계는 잉크 및 제 1 플렉소마스터를 사용하는 것을 포함하고, 상기 잉크는 아크릴 단위체 수지 및 촉매를 포함하고, 상기 촉매는 1 wt.% 내지 20 wt.%의 농도에 있으며 상기 촉매는 복수의 유기금속 입자들을 포함하는, 상기 인쇄 단계; 상기 잉크에서의 상기 촉매를 해리시킴으로써 상기 기판을 경화시키는 단계를 포함한다.
대안적인 실시예에서, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법은: 잉크 및 제 1 플렉소마스터를 사용하여 기판의 제 1 측면 상에 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계; 상기 제 1 안테나 루프 어레이를 부분적으로 경화시키는 단계; 상기 잉크 및 제 2 플렉소마스터를 사용하여 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계; 및 상기 제 2 안테나 루프 어레이를 완전히 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 잉크는 아크릴 단위체 수지 및 촉매를 포함하고 상기 촉매는 6% 이하의 농도에 있으며, 상기 촉매는 복수의 유기금속 입자들을 포함한다.
실시예에서, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 대안적인 방법은: 플렉소그래픽 인쇄 프로세스를 사용하여, 제 1 플렉소마스터 및 아크릴 단위체 수지 및 촉매를 포함한 잉크를 사용하여 제 1 기판상에 제 1 복수의 라인들을 포함한 제 1 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 플렉소 인쇄 프로세스를 사용하여, 제 2 플렉소마스터 및 상기 잉크를 사용하여 제 2 복수의 라인들을 포함한 제 2 패턴을 인쇄하는 단계로서, 상기 제 1 복수의 라인들의 각각의 라인 및 상기 제 2 복수의 라인들의 각각의 라인은 폭이 1 내지 25 마이크론들인, 상기 제 2 패턴을 인쇄하는 단계; 및 상기 제 1 및 상기 제 2 패턴들을 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 대표적인 실시예들의 상세한 설명을 위해, 참조가 이제 첨부한 도면들에 대해 이루어질 것이다.
도 1은 개시의 실시예들에 따른 플렉소판들의 등각도들의 예시들을 묘사한다.
도 2a 및 도 2b는 개시의 실시예들에 따른 투명한 단일 및 다중-루프 RF 안테나의 예시들이다.
도 3은 개시의 실시예들에 따라 기판상에 고 분해능 패턴을 인쇄하는 방법의 예시이다.
도 4는 개시의 실시예들에 따라 기판상에 고 분해능 패턴들을 인쇄하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 개시의 실시예들에 따라 기판상에 고 분해능 패턴들을 인쇄하는 대안적인 방법의 흐름도이다.
본 개시는 고 분해능 도전성 패턴들의 롤 대 롤 인쇄의 방법에 관한 것이다. 방법은 일반적으로 그 뒤에 무전해 도금되는 패턴을 정의하기 위해 사용된 폴리머를 이용한다. UV-경화 가능할 수 있는 폴리머 잉크는 플렉소그래픽 제조 프로세스의 일부로서 사용될 수 있다. 플렉소그래픽 인쇄와 같은 인쇄 프로세스에 이용될 폴리머 수지 잉크로 직접 금속 아세테이트 입자들을 용해시키기 위한 방법들 및 시스템들이 여기에 논의된다. 특정한 인스턴스들에서, 잉크는 팔라듐 또는 아세테이트 또는 옥살레이트 염과 같은 유사한 촉매를 포함한다. 폴리머 잉크는 아크릴 잉크 또는 유사한 폴리머일 수 있다. 부가적으로, 특정한 잉크 형성물들은 유기금속 화합물들을 포함할 수 있다. 특정한 방법들에서, 직접 고분자 잉크로의 유기금속 아세테이트 입자들 및 다른 재료들의 용해 동안 초음파 교반이 잉크의 준비 동안 사용된다. 이들 유기금속 재료들은 인쇄 후 무전해 도금을 준비하지 않을 수 있으며, 예를 들면, 경화의 형태로 활성화를 요구할 수 있다. 이와 같이, 이들 유기금속 화합물들은 해리가 완료될 때까지 자외선 방사선으로의 노출을 통해 촉매 화합물을 해리시킴으로써 인쇄된 패턴에서의 화합물들을 그것들의 원소 금속으로 변환하기 위해 자외선 광, 열, 또는 다른 수단에 의해 처리된다. 무전해 도금 프로세스는 수성 화학적 수조에서 도전될 수 있으며, 여기에서 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 금(Au), 은(Ag) 또는 다른 금속-염계 화학 물질들이 존재한다.
여기에서 발견된 바와 같이, 본 개시의 방법은 높은 균일성, 높은 무결성, 및 약 25 마이크론들 이하, 바람직하게는 5 마이크론들 이하의 인쇄된 라인 폭을 갖고, 적절한 기판의 일 측면 또는 양쪽 측면들 모두 상에 인쇄될 수 있는 마이크로-회로들의 제조를 위해 제공한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 인쇄된 마이크로-회로들은 잠재적인 오염의 소스들을 제공하는 화학적 에칭 또는 다른 삭마 기술들을 이용하지 않고 제조될 수 있다.
롤-대-롤 제조 프로세스
플렉소그래피는 릴리프 판들이 예를 들면 이중-면 접착제를 갖고, 인쇄 실린더 상으로 장착되는 회전 웹 활판 인쇄의 형태이다. 또한 마스터 판 또는 플렉소판으로서 불리울 수 있는, 이들 릴리프 판들은 고속 건조, 저 점성 용매, 및 애니록스 또는 다른 두 개의 롤러 잉킹 시스템으로부터 공급된 잉크와 함께 사용될 수 있다. 애니록스 롤은 측정된 양의 잉크를 인쇄 판에 제공하기 위해 사용된 실린더일 수 있다. 잉크는 예를 들면, 수성 또는 자외선(UV)-경환 가능한 잉크일 수 있다. 일 예에서, 제 1 롤러는 잉크를 잉크 팬 또는 미터링 시스템으로부터 미터 롤러 또는 애니록스 롤에 전사한다. 잉크는 그것이 애니록스 롤러로부터 판 실린더로 전사될 때 균일한 두께로 계량된다. 기판이 판 실린더로부터 임프레션 실린더로 롤-대-롤 핸들링 시스템을 통해 이동할 때, 임프레션 실린더는 릴리프 판으로의 이미지를 기판에 전사하는 판 실린더에 압력을 가한다. 몇몇 실시예들에서, 판 실린더 대신에 분수식 롤러가 존재할 수 있으며 닥터 블레이드가 롤러에 걸쳐 잉크의 분배를 개선하기 위해 사용될 수 있다.
플렉소그래픽 판들은, 예를 들면, 플라스틱, 고무, 또는 또한 UV-감응성 폴리머로서 불리울 수 있는 포토폴리머로부터 만들어질 수 있다. 판들은 레이저 새김, 광기계적, 또는 광화학적 방법들에 의해 만들어질 수 있다. 판들은 임의의 알려진 방법에 따라 구매되거나 또는 만들어질 수 있다. 선호된 플렉소그래픽 프로세스는 인쇄 스테이션들의 하나 이상의 스택들이 프레스 프레임의 각각의 측면 상에 수직으로 배열되며 각각의 스택이 일 유형의 잉크를 사용하여 인쇄하는 그 자신의 판 실린더를 갖는 스택 유형으로서 셋업될 수 있고 상기 셋업은 기판의 일 또는 양쪽 측면들 모두 상에서의 인쇄를 허용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프레스 프레임에 장착된 단일 임프레션 실린더를 사용하는 중앙 임프레션 실린더가 사용될 수 있다. 기판이 프레스에 들어감에 따라, 그것은 임프레션 실린더와 접촉하며 적절한 패턴이 인쇄된다. 대안적으로, 인쇄 스테이션들이 수평 라인에 배열되며 공통 라인 샤프트에 의해 구동되는 인라인 플렉소그래픽 인쇄 프로세스가 이용될 수 있다. 이 예에서, 인쇄 스테이션들은 경화 스테이션들, 절단기들, 폴더들, 또는 다른 인쇄-후 프로세싱 장비에 결합될 수 있다. 플렉소그래픽 프로세스의 다른 구성들이 또한 이용될 수 있다.
실시예에서, 플렉소판 슬리브들이, 예를 들면 사방에서 볼 수 있는(in-the-round; ITR) 이미징 프로세스에서 사용될 수 있다. ITR 프로세스에서, 포토폴리머 판 재료는 편평한 판이 또한 종래의 판 실린더로서 불리울 수 있는 인쇄 실린더에 장착될 수 있는 상기 논의된 방법과 대조적으로, 프레스 상으로 로딩될 슬리브 상에서 프로세싱된다. 플렉소-슬리브는 표면상에 배치된 레이저 삭마 마스크 코팅을 갖는 포토폴리머의 연속 슬리브일 수 있다. 또 다른 예에서, 포토폴리머의 개개의 조각들은 테이프를 가진 베이스 슬리브 상에 장착될 수 있으며 그 후 상기 논의된 레이저 삭마 마스크를 가진 슬리브와 동일한 방식으로 이미징되고 프로세싱된다. 플렉소-슬리브들은, 여러 개의 방식들로, 예를 들면, 캐리어 롤들의 표면상에 장착된 이미징된, 편평한 판들에 대한 캐리어 롤들로서, 또는 이미지를 갖고 직접 새겨진(사방에서 볼 수 있는) 슬리브 표면들로서 사용될 수 있다. 슬리브가 단지 캐리어 할로서 동작하는 예에서, 새겨진 이미지들을 가진 인쇄 판들은 슬리브들에 장착될 수 있으며, 그 후 실린더들 상에서 인쇄 스테이션들로 설치된다. 이들 사전-장착된 판들은 슬리브들이 슬리브들에 이미 장착된 판들을 갖고 저장될 수 있기 때문에 전환 시간을 감소시킬 수 있다. 슬리브들은, 열가소성 합성물, 열경화성 합성물들, 니켈을 포함한, 다양한 재료들로부터 만들어지며, 균열 및 분리를 견디기 위해 파이버를 갖고 보강되거나 또는 보강되지 않을 수 있다. 발포 또는 쿠션 베이스를 통합하는 장기간에 걸친, 재사용 가능한 슬리브들은 매우-고-품질 인쇄를 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 발포 또는 쿠션재 없이, 일회용 "얇은" 슬리브들이 사용될 수 있다. 플렉소그래픽 인쇄 프로세스들은 잉크가 군집 또는 번짐이 없는 깨끗하고, 균일한 피처들을 가진 원하는 패턴을 인쇄하도록 잉크를 계량하는 수단으로서 잉크 전사를 위해 애니록스 롤들을 사용할 수 있다.
고 분해능 도전성 패턴 회로는 롤-대-롤 제조 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 프로세스는 폴리머 잉크에 포함된 무전해 도금 촉매를 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 이것은 1 마이크론만큼 좁은 라인 폭의 인쇄된 패턴들의 자외선 이온화 방사선 경화 또는 열 처리에 의해 달성될 수 있다. 이 프로세스는 다수의 전자 애플리케이션들을 위해 요구된 고 선명 도전성 전극들을 인쇄하기 위해 이용된 아크릴 계 폴리머 잉크로 직접 금속 아세테이트 입자들을 용해시키기 위해 초음파 교반 동작을 이용한다. 잉크 제조 프로세스는 아크릴 계 폴리머 잉크 또는 다른 비딩 수지들로 직접 금속 아세테이트 입자들을 용해시키기 위해 초음파 교반을 이용할 수 있다. 이들 잉크들은 RF 안테나 구조들 및 어레이들을 포함한 다수의 전자 애플리케이션들을 위해 요구된 고 선명 도전성 전극들, 뿐만 아니라 용량성 및 저항성 터치 스크린 센서들과 같은 터치 스크린들에 사용된 미세 고 분해능 패턴들을 인쇄하기 위해 사용된다.
롤 대 롤 제조 프로세스를 개시하기 위해, 투명한 가요성 기판은 언와인드 롤로부터 제 1 세정 스테이션으로 임의의 알려진 롤 대 롤 핸들링 방법을 통해 전사될 수 있다. 투명한 가요성 기판의 두께는 연장에 의한 치수 변화들을 야기하는 인쇄 프로세스 동안 과도한 장력을 회피하기 위해 라인 속도 및 압력과 같은 복수의 프로세스 파라미터들과 조합하여 선택될 수 있다는 것이 이해된다. 온도-유도 치수 변화들은 온도에 대한 임의의 이러한 변화들이 인쇄된 치수들에 대한 변화들을 야기할 수 있기 때문에 또한 고려될 수 있다.
투명한 고 분해능 도전성 패턴들의 정렬 및 인쇄는 최종 제품 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이 실시예에서, 위치 설정 케이블은 투명한 가요성 기판으로부터, 불순물들, 예를 들면 오일들 또는 기름을 제거하기 위해 이용된 고 전기장 오존 발생기를 포함하는 제 1 세정 스테이션에서 투명한 가요성 기판의 정렬을 유지하며 그것을 제 1 세정으로 안내하기 위해 이용될 수 있다. 투명한 가요성 기판은 그 후 웹 세정기일 수 있는, 제 2 세정 스테이션에서 제 2 세정을 겪을 수 있다.
제 2 세정 스테이션에서 제 2 세정 후, 투명한 가요성 기판은 고 분해능 도전성 패턴(HRCP)이 인쇄되는 제 1 인쇄 스테이션을 거칠 수 있다. 고 분해능 도전성 패턴은 예를 들면, 터치 스크린 회로를 위한 복수의 라인들, 또는 투명한 가요성 기판의 제 1 표면상에서 평면, 쌍극, 투명한 단일 루프 안테나를 위한 회로를 위한 회로를 포함할 수 있다. 제 1 마스터 판으로부터 투명한 가요성 기판으로 전사된 잉크의 양은 고 정밀 미터링 시스템에 의해 조절될 수 있으며, 프로세스의 속도, 잉크 조성물, 뿐만 아니라 고 분해능 패턴(HRP)의 형태 및 치수들에 의존할 수 있다.
제 1 인쇄 스테이션에서 인쇄된 패턴은 예를 들면, 단일 안테나 루프일 수 있다. 종래에, 다수의 경화 단계들은 패턴이 이하에 설명된 도금 프로세스 이전에 제 1 인쇄 스테이션에서 인쇄된 후 잉크를 활성화시키도록 요구될 수 있다. 촉매가 노출 부족된다면, 유기금속 촉매의 해리는 불완전할 것이며 도금 프로세스는 손상될 것이다. 그러나, 기판이 과노출된다면, 상기 기판은 취화할 수 있으며 상기 마감된 제품의 무결성을 손상시키거나 또는 기판을 추가 프로세싱에 적절하지 않게 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 126nm, 172nm, 또는 193nm에서의 레이저 조사는 유사한 효과들을 생성할 수 있지만 결과적인 도금 막들의 원하는 표면 품질을 생성하지 않을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제 1 인쇄 스테이션에서 인쇄된 패턴이 평면, 쌍극, 저 가시성 단일 안테나 회로이면, 제 2 평면, 쌍극, 저 가시성 다중 루프 안테나 회로 패턴이 제 2 인쇄 스테이션에서 투명 가요성 기판의 하부 측면 상에 인쇄될 수 있다. 투명 가요성 기판의 하부 측면은 투명 가요성 기판의 하부 측면 상에 다중 루프 안테나 회로를 인쇄하기 위해 팔라듐 아세테이트 잉크를 사용할 수 있는 제 2 마스터 판에 의해 행해지는 제 2 인쇄 스테이션을 통과할 수 있다. 제 2 마스터 판으로부터 투명 가요성 기판의 하부 측면으로 전사된 잉크의 양은 또한 제 2 고 정밀 미터링 시스템에 의해 조절될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 플렉소판들은 제 1 또는 제 2 인쇄 스테이션들 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다. 이들 실시예들에서, 제 1 및 제 2 인쇄 스테이션들에서 인쇄된 패턴들의 형태 및 기하학적 구조에 의존하여 복수의 플렉소판들의 각각의 플렉소판을 위해 사용된 복수의 잉크들이 있을 수 있다.
제 2 인쇄 스테이션에서의 하부 측면 인쇄는 제 2 경화 스테이션으로 이어질 수 있다. 제 2 경화 스테이션은 대략 동일한 타겟 강도를 갖고, 및 대략 동일한 파장에서, 상기 설명된 바와 같이 제 2 자외선 방사선 경화를 포함할 수 있다. 제 2 경화 스테이션은, 노출 부족이 도금 프로세스를 지연시킬 수 있기 때문에, 잉크에서의 촉매가 노출 부족되지 않도록 사용될 수 있다. 또한, 제 2 경화 스테이션은 약 20℃ 내지 약 85℃의 온도 범위 내에서의 열을 가하는 제 2 오븐 가열 모듈을 포함할 수 있다.
무전해 도금
기판의 상부 및 하부(또는 제 1 및 제 2) 측면들 상에 인쇄된 제 1 및 제 2 패턴들은 투명 가요성 기판의 상부(제 1) 표면상에 인쇄된 단일 루프 안테나 및 기판의 하부(제 2) 표면상에 인쇄된 안테나 회로의 복수의 루프들일 수 있다. 일 예에서, 양쪽 패턴들 모두는 팔라듐(Pd) 아세테이트 또는 다른 촉매-계 잉크를 갖고 인쇄될 수 있다. 예를 들면, 팔라듐, 로듐, 백금, 구리, 또는 니켈의 아세테이트들 또는 옥살레이트들인 다른 유기금속들이 사용될 수 있다. 이러한 잉크는 제 1 및 제 2 인쇄 스테이션들에서 인쇄된 도전성 패턴 회로 패턴들을 정의하기 위해 이용되는 도금 촉매를 포함할 수 있다. 양쪽 패턴들 모두를 포함하는 전체 기판은 그 후 도금 스테이션에서 무전해 도금을 겪을 수 있다. 도금 동안, 시드 촉매가 수용체로서 동작하며 도금 금속(예를 들면, 구리, 니켈, 파라듐, 알루미늄, 은, 및 금)이 도금 코팅의 원하는 두께 또는 두께의 범위로 성장할 수 있게 한다. 몇몇 실시예들에서, Pd 아세테이트 또는 Pd 옥살레이트와 같은 유기금속 재료들은 도금할 준비를 하지 않을 수 있으며 인쇄 패턴에서의 화합물들을 그것들의 금속 형태로 변환하기 위해 추가 처리를 가질 수 있다. 추가 처리는 잉크의 활성화가 팔라듐 아세테이트가 비-금속성 형태로부터 금속성 형태로 해리되는 것을 의미하기 때문에 수행될 수 있다. 추가 처리는 넓은 스펙트럼을 갖고 자외선 방사선으로의 노출을 통해 화합물들을 해리시키는 것을 포함할 수 있으며, 사용된 파장은 약 365nm 및 약 435nm 사이에서 유지될 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 촉매가 노출 부족된다면, 즉 충분히 해리되지 않는다면, 무전해 도금 프로세스는 손상될 수 있으며 패턴은 적절히, 균일하게, 또는 완전히 도금되지 않을 수 있다.
잉크의 조성물에 의존하여, 활성화 프로세스는 패턴의 무결성을 유지하지 않을 수 있으며, 그러므로, 인쇄된 패턴 및 도금된 패턴은 동일한 치수들을 갖지 않을 수 있으며, 문제는 인쇄된 패턴들이 작은 치수들을 갖는 곳에서 더 확연할 수 있다. 그러나, 유기금속의 농도가 1 wt.% 내지 20 wt.% 사이, 바람직하게는 1 wt.% 내지 5 wt.% 사이에 있다면 및 제 1 경화 단계를 위해 사용된 파라미터들이 유기금속 잉크가 사용될 때 인쇄된 패턴을 경화시키기에 충분하다면 후속 경화 프로세스들은 요구되지 않을 수 있다. 경화 파라미터들이 기판 속성들에 의해 맞춰질 수 있고, 예를 들면, 패턴 또는 패턴들이 너무 길게 경화된다면, 또는 하나의 패턴이 인쇄되고 경화되며 제 2 패턴이 인쇄되고 경화된다면, 동일한 기판이 두 개의 전체 경화 사이클들 또는 프로세스들 하에서 두 번 경화될 수 있다는 것이 이해된다. 그 결과, 기판은 취화될 수 있고 및/또는 변색을 경험할 수 있으며 그러므로 가요성, 투명도 및 강도와 같은 그것의 원하는 속성들을 유지하지 않을 수 있다. 경화 시간은 잉크의 유기금속 함유량(wt %)에 의존하여 변할 수 있다. 보다 높은 퍼센티지의 유기금속들은 유기금속을 해리시키기 위해 보다 집중적인 경화를 야기할 수 있다. 상기 시나리오에서, 자외선 경화 외에, 유기금속들은 열 경화에 의해 해리될 수 있다. 이러한 해리는 유기금속 화합물의 활성화로서 불리우는 것 상에서 발생할 수 있다. 활성화는 Pd 아세테이트와 같은 유기금속이 화합물 형태로부터 금속성 형태로 해리되며 금속성 형태가 도금을 위해(및 그에 의해 그것에 응답적인) 도전성이 될 때이다. 잉크가 해리될지라도, 해리는 잉크 내부에서 발생할 수 있으며, 따라서 인쇄된 그대로의 잉크는 치수 왜곡을 경험하지 않으며, 이것은 도금 프로세스를 위한 인쇄된 그대로의 패턴 치수들 및 균일성을 보존한다는 것이 이해된다.
투명 가요성 기판상에서 상부, 및 몇몇 경우들에서, 하부 패턴들을 인쇄한 후, 패턴들, 예를 들면, 안테나 패턴들은 제 1 인쇄 스테이션에서 기판의 상부 측면 상에 인쇄될 수 있는 단일 루프 안테나 회로 및 인쇄 스테이션에서 기판의 하부 측면 상에 인쇄된 안테나 회로의 복수의 루프들을 구리 또는 다른 도전성 재료를 포함하는 도금 스테이션에서의 무전해 도금 탱크로 침수시킴으로써 도금될 수 있다. 도금된 패턴의 두께는 애플리케이션에 따라 변경될 수 있는 웹의 속도 및 도금액 온도에 의존할 수 있다. 도금 스테이션에서의 무전해 도금은 전기 전류의 인가를 요구하지 않으며 단지 이온화 자외선 방사선 경화 노출을 통해 이전에 활성화된 도금 촉매를 포함한 패터닝된 영역들만을 도금한다. 따라서, 열적 수단 열 경화에 의해 달성 가능한 것보다 더 빠를 수 있다. 도금 두께는 전기장들의 부재로 인해 전기도금에 비교하여 더 균일할 수 있다. 무전해 도금은 인쇄된 투명 안테나 패턴 회로들에 의해 보여진 것들과 같이, 복잡한 기하학적 구조들 및/또는 많은 피처들을 가진 부분들에 잘 맞을 수 있다.
무전해 도금 후, 양쪽 패턴들 모두를 가진 가요성 기판은 실온에서 또는 보다 높은 온도(<70℃)에서 탈이온수를 포함하는 세정 탱크로 RF 안테나 회로들을 침수시키는 것을 포함하는 세척 프로세스를 겪을 수 있다. RF 안테나 회로들은 그 뒤에 실온 또는 보다 높은 온도(<70℃)에서 공기를 인가함으로써 건조 스테이션에서 건조될 수 있다. 부식에 대하여 RF 안테나 회로들의 도전성 재료를 보호하기 위해, 패시베이트 스테이션이 기판을 패시베이트하기 위해 사용될 수 있다. 패시베이트 스테이션은 분무를 포함할 수 있으며 또는 패시베이트 화학 물질에서의 액침은 수분, 유기물 증기들과 같은 환경에서의 오염물들 및 도전성 재료들 사이에서의 임의의 바람직하지 않은 반응을 방지하기 위해 건조 후 부가될 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 플렉소마스터의 등각도의 예시이다. 도 1은 플렉소마스터 패턴들(102, 106)을 예시한다. 실시예에서, 상부 플렉소마스터(102)는 도 2a에 묘사된 바와 같이 가요성 기판의 상부 표면상에 투명 단일 루프 안테나 회로(114)를 인쇄하기 위해 롤(124) 상에 장착되며, 인쇄 시스템, 예를 들면, 계량된 인쇄 시스템과 함께 사용된다. 하부 플렉소마스터(106)는 투명 가요성 기판의 하부 표면상에 복수의 루프들을 포함한, 또한 제 2 또는 하부 패턴으로서 불리울 수 있는, 투명 다중 루프 안테나 회로(122)를 인쇄하기 위해 이용된다. 여기에서의 단어들("상부" 및 "하부")의 사용은 기판의 두 개의 상이한 측면들을 반영하는 것이며 "제 1" 및 "제 2"와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있고, 반드시 기판 또는 최종 제품의 방향을 참조하여 사용되는 것은 아님이 이해된다. 실시예에서, 이러한 회로(122)는 도 2b에서 이하에 논의된 회로 패턴과 유사할 수 있다. 실시예에서, 플렉소판(102) 및 플렉소마스터(106)는 각각 상이한 롤 상에 배치되는 별도로 패터닝된 플렉소블랭크들이다.
이 실시예에서, 롤러(124)와 같은 롤러들이 직렬로 배열될 수 있으며 여기에서 114에 의해 생성된 제 1 패턴은 회로의 상부 표면상에 인쇄되고 다중 루프 안테나 회로 패턴(122)은 제 1 패턴(114)의 반대편의 하부 표면상에 인쇄된다. 대안적인 실시예에서, 롤러들은 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 두 개의 상이한 롤들 상에 두 개의 상이한 플렉소마스터들에 의해 인쇄되도록 배열될 수 있으며 양쪽 패턴들 모두는 하나의 기판상에 인쇄되며, 여기에서 제 1 패턴(114)은 상부(제 1) 표면상에 인쇄되고 제 2 패턴(122)은 하부(제 2) 표면상에 인쇄된다. RF 안테나들의 예들이 여기에 제공되지만, 이러한 방법은 또한 터치 스크린 센서들 및 단일 기판 또는 다수의 기판들이 인쇄되며 조립될 수 있는 다른 고 분해능 도전성 패턴들의 제조에 적용될 수 있다. 이 예에서, 인쇄는 인-라인 프로세스의 일부로서 동시에 또는 연속하여 발생할 수 있다. 또 다른 예에서, 상부 패턴 또는 하부 패턴 중 적어도 하나의 복수의 롤들 상에 배치된 복수의 플렉소판들에 의해 형성된다. 이것은 예를 들면, 원하는 최종 패턴이, 하나 이상의 잉크를 사용하기 적절하게 만들 수 있는 가변 전이들, 치수들, 및 기하학적 구조들을 갖고 설계되기 때문에, 발생할 수 있으며, 이것은 그 후 하나 이상의 롤이 사용될 수 있음을 의미할 것이다. 또 다른 예에서, 다수의 롤들은 패턴 기하학적 구조, 전이들, 또는 치수들이 스테이지들에서 보다 균일하게 인쇄되기 때문에 하나의 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
투명 단일 루프 안테나 회로(114) 및 투명 다중 루프 안테나 회로(122) 양쪽 모두에서의 인쇄된 도전성 라인들의 높이는 100 nm 마이크론들에서 7 마이크론들로 변할 수 있는 반면, 각각의 쌍의 도전성 라인들 사이에서의 거리는 10 마이크론들에서 5 mm로 변할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은 높이는 기판 및 인쇄된 패턴의 상부 사이에서의 거리를 나타낸다. 상부 플렉소마스터(102) 및 하부 플렉소마스터(106)를 위한 마스터를 생성하기 위해 이용된 재료 층의 두께는 범위가 0.5 mm 및 3.00 mm 사이에 있을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 플렉소마스터(106)는 0.1 mm만큼 얇을 수 있는 금속성 사이딩에 의해 하나의 측면 상에 지지되는 오프셋 플레소마스터일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 실시예들에 따른 평면 쌍극 투명 RF 안테나 구조들의 상면도들의 예시들이다. 도 2a에서, 평면 쌍극 투명 RF 안테나 구조(200)는 전기통신 애플리케이션들에서 요구된 바와 같이, 무선 전자기 신호들을 방사 또는 수신하기 위해 설계될 수 있다. RF 안테나 구조(200)는 투명, 가요성 기판(204) 상에 배치된 평면, 쌍극 투명 단일 루프 직사각형 안테나(202)를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 안테나 설계는 사용자로부터의 거리에 의존하여, 육안에 대한 투명 효과를 생성할 수 있는 치수 범위를 나타내는, 약 1 마이크론에서 약 30 마이크론들로 변할 수 있는 도전성 라인 폭을 보여준다. 투명 단일 루프 직사각형 안테나(202)의 인쇄된 마이크로 전극들(라인 또는 라인들)은 약 60%; 및 대안적으로 90% 이상의 광 투과 효율성을 보여줄 수 있다. 도전성 전극들은 화학적 에칭을 요구하지 않는 구리의 내식성을 위한 패시베이트를 제공하기 위해, 금 도금 구리, 은 도금 구리, 또는 니켈 도금 구리로 구성될 수 있다.
투명 단일 루프 직사각형 안테나(202) 상에서의 인쇄된 전극의 저항률은 범위가 제곱 당 약 0.005 마이크로 오옴들에서 제곱 당 약 500 오옴들에 이를 수 있는 반면, 인쇄된 전극의 길이는 약 125 KHz에서 약 25 GHz로 또한 변할 수 있는 주파수 범위에 의존하여, 약 0.01 m에서 약 1 m로 변할 수 있다. 투명 RF 안테나 구조(200)는 요구된 애플리케이션에 따라 전방향 방사선 패턴을 보여줄 수 있다. RF 안테나들에 대한 임피던스는 안테나의 형태, 사용된 재료의 유형, 및 환경상에서의 변화들에 의해 주어진다.
일반적으로, 투명 가요성 기판(102)을 위해 사용될 수 있는 재료들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 막, 폴리카보네이트들, 및 폴리머들을 포함한다. 구체적으로 투명 가요성 기판(102)을 위한 적절한 재료들은 듀폰/테이진 멜리넥스(DuPont/Teijin Melinex) 454 및 듀폰/테이진 멜리넥스 ST505를 포함할 수 있으며, 후자는 열 처리가 수반되며 치수 변화들이 프로세스를 위해 수용 가능하지 않은 프로세스들을 위해 특수하게 설계된 열 안정화된 막이다. 투명 가요성 기판(102)은 100 마이크론들 및 200 마이크론들 사이에서의 선호된 두께를 갖고, 5 및 500 마이크론들 사이에서의 두께를 보여줄 수 있다. 롤 대 롤 프로세스를 사용하여 투명 안테나 회로들을 제조하는 상세한 방법은 도 3에 묘사되며 여기에 설명된다.
투명 RF 안테나 구조(200)는 전기통신 애플리케이션들을 위해 요구된, 위성 방송 및 라디오 신호들뿐만 아니라 지상파 방송을 수신 또는 송신하기 위해 상이한 주파수들 또는 채널들을 맞추도록 개별적으로 조정될 수 있는, 임의의 패턴 기하학적 구조, 또는 안테나 패턴들의 어레이에 설계될 수 있다. 다른 실시예들에서, 투명 RF 안테나 구조(200)는 방사선 패턴의 방향성을 증가시키기 위해 반사 소자들 함께 사용될 수 있다.
도 2b는 본 개시의 실시예들에 따른 다중-루프 안테나 구조의 예시이다. 다중-루프 안테나 구조(206)는 복수의 루프들(210)을 포함하는 패턴(208)을 포함한다. 실시예에서, 복수의 루프들은 또한 루프 어레이로서 불리울 수 있으며 피처들은 그것들이 단일, 연속, 라인에 의해 형성될지라도, 동심원인 것으로서 설명될 수 있다. 실시예에서, 피처들은 형태가 직사각형일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 피처들은 원형, 사각형, 삼각형, 또는 그것의 조합일 수 있으며 피처들은 사용된 개개의 라인들의 기하학적 형태 또는 수에 관계없이 루프들로서 불리울 수 있다. 패턴(208)은 기판(204)의 하부(제 2) 측면 상에 인쇄될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 패턴(208)은 인접한 라인들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따라 고 분해능 도전성 패턴들을 제조하기 위해 사용된 시스템의 실시예이다. 도 4는 본 개시의 실시예들에 따라 고 분해능 도전성 패턴들을 제조하는 방법의 흐름도이다. 프로세스를 따라 측면도로서 여기에 묘사된, 시스템(300)에서의 투명 가요성 기판(302)은 롤-대-롤 핸들링 프로세스에서 언와인드 롤(304) 상에 배치된다. 여기에 사용된 바와 같은 용어(투명도)는 광 투과성의 양이 약 60% 이상인 인쇄된 전극들을 가진 구조들을 나타낼 수 있으며, 기판은 집적 회로들을 인쇄하는 베이스로서 사용될 수 있는 임의의 재료, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 막, 폴리카보네이트들, 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)일 수 있다는 것이 이해된다. 투명 가요성 기판을 위한 재료들은 듀폰/테이진 멜리넥스 454 및 듀폰/테이진 멜리넥스 ST505를 포함할 수 있으며, 후자는 열 처리가 수반되는 프로세스들을 위해 특수하게 설계된 열 안정화된 막이고, 이러한 가요성 기판은 50 마이크론들 및 200 마이크론들 사이에서의 선호된 두께를 갖고, 5 및 500 마이크론들 사이에서의 두께를 보여줄 수 있다. 프로세스에 사용된 기계의 속도는 약 20 ft/m에서 약 750 ft/m로 변할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 약 50 ft/m 내지 약 200 ft/m의 속도는 적절할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 정렬 메커니즘(308)은 기판(302)이 인-라인 프로세스에 대하여 적절히 정렬됨을 보장하기 위해 사용된다. 기판(302)은 블록(402)에서 불순물들, 예를 들면, 투명 가요성 기판으로부터의 오일들 또는 기름들을 제거하기 위해 이용된 고 전기장 오븐 발생기 또는 코로나 플라즈마 모듈을 포함할 수 있는 제 1 세정 스테이션(306)에서 세정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 투명 가요성 기판은 그 후 웹 세정기, 예를 들면 접착 테이프일 수 있는, 제 2 세정 스테이션(312)에서 제 2 세정을 겪을 수 있다. 제 1(상부) 및 제 2(하부) 측면을 포함하는 기판(302)은 그 후 인쇄 스테이션(316)에서 블록(404)에서 인쇄된 제 1 측면을 가질 수 있다. 제 1 인쇄 스테이션(116)에서, 고 분해능 인쇄 패턴(HRP)은 블록(404)에서 약 200 센티푸아즈(cps) 및 약 2000 센티푸아즈(cps) 사이에서의 점성을 가질 수 있는 자외선 경화 가능한 폴리머 잉크에 근접하는 제 1 마스터 평면에 의해 인쇄된다. 몇몇 실시예들에서, 고 분해능 도전성 패턴은 약 1 마이크론 및 약 30 마이크론들 사이에서의 패턴의 복수의 라인들의 각각에 대한 라인 폭을 갖는, 도전성 전극들, 단일 루프 또는 복수의 루프들에 의해 맞춰질 수 있다. 구조는 구조가 약 60% 내지 약 90% 이상의 광 투과성을 가진다면 투명한 것으로 고려될 수 있다.
제 1 인쇄 스테이션에서 사용된 잉크는 팔라듐 아세테이트로 도핑된 아크릴 단위체 수지 재료를 포함할 수 있다. 팔라듐 아세테이트는 예를 들면, 약 1 wt.% 내지 약 20 wt. %, 바람직하게는 1 wt.% 내지 5 wt.%의 아크릴 단위체 수지 사이에서의 농도에 있을 수 있으며 블록(406)에서 제 1 경화 스테이션(318)에서 이온화 방사선 경화를 통해 활성화되는 도금 촉매로서 작용할 수 있다. 블록(406)에서 경화 스테이션(318)에서의 경화는 약 0.5 mW/cm2 내지 200 mW/cm2 이상의 타겟 강도를 가진 광 스펙트럼 자외선 방사선 경화를 포함할 수 있다. 도 4는 블록(406)에서 기판을 경화시키는 것을 묘사하며 블록(406)에서의 이러한 경화는 하나의 장비를 사용한 일 유형의 경화 또는 각각의 패턴이 인쇄된 후 또는 양쪽 패턴들 모두가 이하에 보다 상세히 논의된 바와 같이 인쇄된 후 발생할 수 있는 다수의 단계들에서 수행되는 복수의 유형들의 경화를 포함할 수 있다는 것이 이해된다. UV 방사선 파장은 약 250 내지 600 nm일 수 있으며, 바람직하게는 365 nm 내지 약 435 nm 사이에 있을 수 있다. 이러한 UV 노출은 두 개의 단계들이 아크릴 수지의 경화(중합) 및 Cu, Ni, 또는 다른 금속들의 무전해 도금을 위한 시드 층을 형성하는, 팔라듐 금속 나노-입자들로의 팔라듐 아세테이트의 해리를 동시에 발생하게 한다. 몇몇 실시예들에서, UV 외에, 인쇄된 패턴들의 치수들 및 잉크 조성물에 의존하여, 프로세스는 약 20℃ 내지 약 130℃의 온도 범위 내에서의 열을 가하는 가열 모듈로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제 2 패턴은 블록(404)에서 제 2 인쇄 스테이션(324)에서 인쇄된다. 제 2 패턴은 제 1 경화 스테이션(318)에서 제 1 경화와 유사한 방식으로 제 2 경화 스테이션(326)에서 경화될 수 있다. 제 2 패턴은 제 2 측면 기판(302) 상에, 또는 상기 제 1 측면 상에서의 제 1 패턴에 인접하여, 또는 기판(302) 외의 기판상에 인쇄될 수 있다. 양쪽 인쇄 스테이션들(316, 324) 모두는 가변 구성들을 가질 수 있다는 것이 이해된다. 양쪽 패턴들 모두는 양쪽 인쇄 스테이션들(316, 324) 모두를 사용하여 블록(404)에서 동시에 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 도 4에 도시되지 않지만 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 인쇄 스테이션(324)은 제 1 인쇄 스테이션(316)에서 인쇄되며 제 1 경화(318)에서 경화되는 제 1 패턴 다음에 제 2 패턴을 인쇄한다.
실시예에서, 316 또는 324에서 인쇄된 패턴이 가변 치수들, 전이들, 및 그것의 기하학적 구조의 복잡도들, 제 1 또는 제 2 패턴, 또는 양쪽 모두를 포함한다면, 인쇄 프로세스는 하나 또는 양쪽 패턴들 모두의 이들 양상들을 고려하기 위해 조정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인쇄 스테이션들(316, 324)은 인-라인 프로세스에서 동시에 또는 연속하여, 제 1 패턴이 기판(302)의 제 1 표면상에 인쇄되며 제 2 패턴이 기판(302)의 하부 측면 상에 생성되도록 배열될 수 있다. 이 예에서, 하나의 기판은 두 개의 패턴들을 갖고 패터닝되며, 이것은 기하학적 구조가 상이할 수 있으며 상이한 잉크들에서 인쇄될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인쇄 스테이션들(316, 324)이 배열될 수 있으며, 여기에서 제 1 패턴은 기판(302)의 제 1 측면 상에 인쇄되며 제 2 패턴은 제 1 패턴에 인접한 기판(302)의 제 1 측면 상에 인쇄된다. 또 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 인쇄 스테이션들(316, 324) 중 적어도 하나는 도 1에 논의된 바와 같이 하나 이상의 롤 상에 배치된 하나 이상의 플렉소판을 포함한다. 이것은 예를 들면, 원하는 단부 패턴이, 하나 이상의 잉크를 사용하는 것을 적절하게 만들 수 있는 가변 전이들, 치수들, 및 기하학적 구조들을 갖고 설계되기 때문에 발생할 수 있으며, 이것은 그 후 하나 이상의 롤이 사용될 수 있음을 의미할 것이다. 또 다른 예에서, 다수의 롤들은 패턴 기하학적 구조, 전이들, 또는 치수들이 스테이지들에서 보다 균일하게 인쇄되기 때문에, 또는 패턴당 다수의 롤 프로세스가 인라인 프로세스에 대한 보다 높은 시행 속도들을 허용할 수 있기 때문에 하나의 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
인쇄 다음에, 316 및 324에서 인쇄된 패턴들은 예를 들면, 무전해 도금(408)에 의해 도금된다. 도금 스테이션(330)에서의 무전해 도금(408)은 인쇄된 투명 안테나 패턴 회로들에 의해 보여진 것들과 같이, 복잡한 기하학적 구조들 및/또는 많은 피처들을 가진 부분들에 잘 맞을 수 있다. 도금 스테이션(330)에서의 무전해 도금 동안, 구리(Cu)와 같은 도전성 재료가 패턴 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 은(Ag), 니켈(Ni), 또는 알루미늄(Al)과 같은 다른 도전성 재료가 사용될 수 있다. 도금은 약 20℃ 및 약 90℃ 사이에서의 온도 범위에 있는 도전성 재료를 포함한 유체 매질에서 발생한다. 실시예에서, 동일한 도전성 재료는 316 및 324에서 인쇄된 패턴들 상에서 사용될 수 있으며, 또 다른 실시예에서 상이한 도전성 재료들이 패턴들 상에서 사용될 수 있다. 활성화된 패턴(들)은 고 분해능 도전성 패턴(HRCP)을 형성하기 위해 도전성 재료를 끌어들인다. 특정한 인스턴스들에서, 액체 매질은 예를 들면, 그 안에서의 금속에 의존하여 약 80℃에 있다. 일 예에서, 구리는 35℃ 내지 45℃의 온도에 있을 수 있으며, 또 다른 예에서 니켈은 65℃ 내지 80℃ 사이에 있을 수 있다. 증착 속도는 분당 약 10 nm 내지 약 200 nm 사이에 있을 수 있으며, 최종 두께는 약 10 nm 내지 5000 nm(0.001 마이크론들 내지 5 마이크론들)로 달성된다. 대안적인 예에서, 도금에 의해 달성된 최종 두께는 약 10,000 nm 내지 100,000 nm(10 마이크론들 내지 100 마이크론들)일 수 있다. 또한 도금된 패턴의 두께로서 불리울 수 있는, 패턴 상에서의 도금의 두께는 애플리케이션에 따라 변경될 수 있는 웹의 속도 및 도금액 온도에 의존할 수 있다. 도금 스테이션에서의 무전해 도금은 전기 전류의 인가를 요구하지 않으며 단지 이온화 자외선 방사선 경화 노출을 통해 이전에 활성화된 도금 촉매를 포함한 패터닝된 영역들만을 도금한다. 도금 두께는 전기장들의 부재로 인해 전기 도금에 비교하여 보다 쉽게 제어 가능할 수 있으며 그러므로 보다 균일할 수 있다.
무전해 도금 후, 양쪽 패턴들은 딥 또는 분무(묘사되지 않음) 스테이션일 수 있는 세척 스테이션(332)에서, 또한 또 다른 세정(410)으로서 불리울 수 있는, 세척 프로세스를 겪을 수 있다. 딥 세척 스테이션(332)은 실온에서 물을 포함하는 세정 탱크로 도금 스테이션(330)에서 도금된 패턴들을 침수시키는 것을 포함한다. 패턴들은 그 뒤에 실온에서 공기를 인가함으로써 건조 스테이션(묘사되지 않음)에서 건조될 수 있다(412). 몇몇 실시예들에서, 부식에 대하여 RF 안테나 회로들의 도전성 재료를 보호하기 위해, 패시베이트 스테이션(도 3에 도시되지 않음)이 기판을 패시베이트하기 위해 사용될 수 있으며(414) 도전성 재료들 및 물 사이에서의 임의의 바람직하지 않은 반응을 예방하기 위해 건조 후 부가된 패턴 분무일 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 고 분해능 도전성 패턴들을 제조하는 방법의 흐름도이다. 이 실시예에서, 기판은 블록(402)에서 도 4에 설명된 것과 유사한 방식으로 블록(502)에서 세정된다. 도 5에서의 방법은 도 3에 개시되며 상기 논의된 장비와 유사한 장비를 사용하여 수행될 수 있다는 것이 이해된다.
제 1 패턴, 예를 들면 제 1 단일 또는 다중 안테나 루프 어레이는 그 후 블록(504)에서 기판의 제 1 측면 상에 인쇄된다. 제 1 패턴은 그 후 블록(506)에서 예를 들면 UV 경화에 의해 경화된다. 바람직하게는, 블록(506)에서의 경화는 제 2 패턴이 블록(508)에서 기판의 제 2 측면 상에 인쇄되는 동안 기판의 제 1 측면 상에서의 위치에 제 1 기판을 유지하기에 충분한 촉매를 고체화하고, 경화시키며, 해리시키기 위해 수행되는 부분 경화이다. 실시예에서, UV 에너지로서 불리울 수 있는 기판에 대한 전체 경화 범위는 전력 밀도에 의해 곱해진 경화 소스로의 노출의 시간과 동일하다. 전체 경화를 위한 UV 에너지는 범위가 1 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2에 이를 수 있다. 부분 경화는 동일한 애플리케이션에 대한 전체 경화가 무엇을 측정할 것인지에 의존하여, 이러한 범위의 1%에서 99.99%까지 수행된 경화일 수 있다. 제 2 패턴이 블록(508)에서 인쇄된 후, 제 2 패턴은 블록(510)에서 경화된다. 블록(510)에서의 경화 단계는, UV 경화가 단일 단계에서 행해지는지 또는 다중 단계들에서 행해지는지에 상관없이, 잉크에서의 베이스 수지들이 UV 경화 하에 단지 90%만을 경화(해리)시킬 수 있다는 것이 이해될지라도, 제 1 및 제 2 패턴 양쪽 모두를 경화시키기에 충분히 충분할 수 있다. 이들 실시예들에서 경화의 나머지 10%는 열 경화에 의해, 또는 UV-경화 패턴 또는 패턴들이 18 내지 24시간들 동안 실온에 있도록 허용함으로써 달성될 수 있다. 이러한 단계적인 경화는, 구성요소의 고장, 프로세스에서의 스크랩, 또는 양쪽 모두의 조합을 초래할 수 있는 과-경화가 취화하거나 또는 그 외 열화시키도록 기판을 이끌 수 있기 때문에, 기판이 과-경화되지 않도록 사용될 수 있다. 상기 실시예에서, 경화 스테이션(318)에서 "광" 또는 "베이비" 경화는 제 2 패턴이 인쇄되며 그 후 양쪽 패턴들 모두가 잉크에서, 촉매 화합물, 예를 들면 유기금속의 해리를 완료시키기 위해 경화될 수 있도록 제 1 패턴을 제자리에 유지하기 위해 수행된다. 경화 다음에, 기판은 블록(408)에서 도 4에 상기 논의된 무전해 도금과 유사한 방식으로 블록(512)에서 도금될 수 있다. 도금된 기판은 그 후 블록(514)에서 또 다른 세정, 블록(516)에서 건조, 및 블록(518)에서의 패시베이트를 겪을 수 있으며, 이것은 도 4에서의 블록들(410, 412, 및 414)에 유사할 수 있다.
본 발명의 대표적인 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 그것의 수저들은 본 발명의 사상 및 교시들로부터 벗어나지 않고 이 기술분야의 숙련자에 의해 이루어질 수 있다. 설명된 실시예들 및 여기에 제공된 예들은 단지 대표적이며, 제한적이도록 의도되지 않는다. 여기에 개시된 예들의 많은 변형들 및 수정들이 가능하며 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 보호의 범위는 상기 나타내어진 설명에 의해 제한되지 않으며, 단지 이어지는 청구항들에 의해서만 제한되며, 상기 범위는 청구항들의 주제의 모든 등가물들을 포함한다.

Claims (26)

  1. RFID 안테나를 플렉소그래픽으로(flexographically) 인쇄하는 방법에 있어서,
    기판의 제 1 측면 상에 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계로서, 상기 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계는 잉크 및 제 1 플렉소마스터(flexomaster)를 사용하는 단계를 포함하고, 상기 잉크는 아크릴 단위체 수지(acrylic monomer resin) 및 촉매를 포함하고, 상기 촉매는 1 wt.% 내지 20 wt.%의 농도에 있으며 상기 촉매는 복수의 유기금속 입자들을 포함하는, 상기 인쇄 단계; 및
    상기 잉크에서 상기 촉매를 해리시킴으로써 상기 기판을 경화시키는 단계를 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계는 상기 잉크 및 제 2 플렉소마스터를 사용하는 단계를 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 루프 어레이는 단일 안테나 루프를 포함하며, 상기 제 2 안테나 루프 어레이는 복수의 안테나 루프들을 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들은 직경이 10 내지 500 nm 사이에 있는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매는 1wt.% 내지 5wt.% 사이에서의 농도에 있는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들은 팔라듐 아세테이트, 로듐 아세테이트, 백금 아세테이트, 구리 아세테이트, 니켈 아세테이트, 또는 그것의 조합들 중 하나를 포함한 유기금속 아세테이트인, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들은 팔라듐 옥살레이트, 로듐 옥살레이트, 백금 옥살레이트, 구리 옥살레이트, 니켈 옥살레이트, 또는 그것의 조합들 중 하나를 포함한 유기금속 옥살레이트인, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    무전해 도금을 사용하여 상기 기판을 도금하는 단계를 더 포함하며, 도전성 재료는 상기 제 1 안테나 루프 어레이 및 상기 제 2 안테나 루프 어레이 상에 증착되는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 또는 합금들 및 그것의 조합들을 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 루프 어레이 및 상기 제 2 안테나 루프 어레이를 동시에 경화시키는 단계를 더 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 루프 어레이 및 상기 제 2 안테나 루프 어레이는 동시에 인쇄되는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  12. RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법에 있어서,
    잉크 및 제 1 플렉소마스터를 사용하여 기판의 제 1 측면 상에 제 1 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계;
    상기 제 1 안테나 루프 어레이를 부분적으로 경화시키는 단계;
    상기 잉크 및 제 2 플렉소마스터를 사용하여 상기 기판의 제 2 측면 상에 제 2 안테나 루프 어레이를 인쇄하는 단계; 및
    상기 제 2 안테나 루프 어레이를 완전히 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 잉크는 아크릴 단위체 수지 및 촉매를 포함하고, 상기 촉매는 6% 이하의 농도에 있으며, 상기 촉매는 복수의 유기금속 입자들을 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들의 각각의 입자는 직경이 10nm 내지 500nm인, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들은 아세테이트이며 팔라듐 아세테이트, 로듐 아세테이트, 백금 아세테이트, 구리 아세테이트, 니켈 아세테이트, 또는 그것의 조합들 중 하나인, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 유기금속 입자들은 옥살레이트이며 팔라듐 옥살레이트, 로듐 옥살레이트, 백금 옥살레이트, 구리 옥살레이트, 니켈 옥살레이트, 또는 그것의 조합들 중 하나인, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    무전해 도금을 사용함으로써 상기 기판을 도금시키는 단계를 더 포함하며, 도전성 재료는 상기 제 1 인쇄된 패턴 및 상기 제 2 인쇄된 패턴상에 증착되고, 상기 도전성 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 또는 합금들 및 그것의 조합들을 포함하는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 안테나 루프 어레이들은 도금 다음에 제곱당 0.005 마이크로 오옴들 내지 제곱당 약 500 오옴들의 저항률을 갖는, RFID 안테나를 플렉소그래픽으로 인쇄하는 방법.
  18. 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법에 있어서,
    제 1 플렉소 마스터 및 아크릴 단위체 수지 및 촉매를 포함한 잉크를 사용하여 제 1 기판상에 제 1 복수의 라인들을 포함한 제 1 패턴을 플렉소그래픽으로 인쇄하는 단계;
    제 2 플렉소마스터 및 상기 잉크를 사용하여 제 2 복수의 라인들을 포함한 제 2 패턴을 플렉소그래픽으로 인쇄하는 단계로서, 상기 제 1 복수의 라인들의 각각의 라인 및 상기 제 2 복수의 라인들의 각각의 라인은 폭이 1 내지 25 마이크론들인, 상기 제 2 패턴 인쇄 단계; 및
    상기 제 1 및 상기 제 2 패턴들을 경화시키는 단계를 포함하는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 상기 제 2 패턴들은 경화 다음에 제곱 당 0.005 마이크로 오옴들 내지 제곱 당 약 500 오옴들의 저항률을 갖는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 촉매는 팔라듐, 구리, 유기금속 아세테이트, 유기금속 옥살레이트, 또는 그것의 조합들 중 하나인, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 촉매는 1wt% 내지 20wt% 사이에 있는 상기 잉크에서의 농도에 있는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 촉매는 1wt% 내지 5wt% 사이에 있는 상기 잉크에서의 농도에 있는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 촉매는 유기금속 옥살레이트이며 상기 유기금속 옥살레이트는 팔라듐 옥살레이트, 로듐 옥살레이트, 백금 옥살레이트, 구리 옥살레이트, 니켈 옥살레이트, 또는 그것의 조합들 중 하나인, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 촉매는 유기금속 아세테이트이며 상기 유기금속 아세테이트는 팔라듐 아세테이트, 로듐 아세테이트, 백금 아세테이트, 구리 아세테이트, 니켈 아세테이트, 또는 그것의 조합들 중 하나인, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄된 패턴 및 상기 제 2 인쇄된 패턴 상에 도전성 재료를 증착시킴으로써 무전해 도금하는 단계를 더 포함하며, 상기 도전성 재료는 상기 도전성 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 또는 합금들 및 그것의 조합들을 포함하는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 패턴을 플렉소그래픽으로 인쇄하는 단계는 제 2 기판, 상기 제 1 기판상에서의 상기 제 1 패턴의 반대편 측면, 또는 상기 제 1 기판상에서의 상기 제 1 패턴에 인접하여 중 하나 상에 상기 제 2 패턴을 플렉소그래픽으로 인쇄하는 단계를 포함하는, 고 분해능 도전성 패턴을 인쇄하는 방법.
KR1020147033432A 2012-05-11 2013-03-12 고 분해능 도전성 패턴들의 제조를 위한 잉크 조성물 KR20150012263A (ko)

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