KR100984782B1

KR100984782B1 - 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법 및 거기에사용된 보호 잉크

Info

Publication number: KR100984782B1
Application number: KR1020080074065A
Authority: KR
Inventors: 창 신-젠; 유 펭-메이; 차오 웬-슈안; 리우 신-센
Original assignee: 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-10-04
Also published as: KR20090113741A; US20090266788A1; TW200945977A; JP2009267417A; TWI353808B

Abstract

본 발명은 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법을 개시한다. 거기에 도전층을 가지는 플렉시블 기판을 제공한다. 도전층의 일부가 보호 잉크를 통해 노출되도록, 도전층 위에 상기 보호 잉크를 스크린 인쇄한다. 에치 마스크로서 상기 보호 잉크를 사용하여 상기 도전층의 노출된 부분을 제거한다. 그러고 나서 보호 잉크를 제거하여, 150㎛ 이하의 최소 선폭을 가지는 도전 패턴을 제공한다. 본 발명은 또한 보호 잉크의 조성물을 제공한다.

Description

플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법 및 거기에 사용된 보호 잉크{METHOD FOR FABRICATING CONDUCTIVE PATTERN ON FLEXIBLE SUBSTRATE AND PROTECTIVE INK USDE THEREIN}

본 발명은 도전 패턴을 제조하는 방법, 특히 스크린 인쇄(screen printing)에 의해, 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법 및 제조방법에 사용되는 보호 잉크에 관한 것이다.

본 출원은 2008년 4월 28일에 출원된, 대만특허출원번호 97115536호에 대해 우선권을 주장하며, 그 전체가 여기에서 참조로 통합된다.

마이크로 전자공학(microelectronics) 산업에서 플렉시블 전자공학(flexible electronics)에 집중된 연구 개발이 최근 고성장하였다. 플렉시블 전자공학은 경질 실리콘(rigid silicon) 또는 유리 기판 대신에, 플렉시블 플라스틱 기판 또는 금속박(metal foil) 위에 전자 장치(electronic device)를 탑재함으로써 전자 회로를 조립하는 기술이며, 이는 전자 장치를 사용하는 동안 접고, 굽히고, 원하는 형태에 맞출 수 있게 한다. 게다가, 플렉시블 전자 장치는 비용 면에서 효율적으로 제조될 수 있고, 경량, 높은 내충격성(impact resistance) 및 높은 디자인 자유도(degree of design freedom)에 관하여 장점을 가진다.

플렉시블 패터닝(flexible patterning)은 플렉시블 전자공학을 실시하는 중요한 기술이다. 종래의 경질 기판용 패터닝 기술은 플렉시블 기판에 적합하지 않아서, 플렉시블 기판을 위한 새로운 패터닝 기술이 요구된다.

종래의 스크린 인쇄 잉크는 미세 선 피쳐(fine line feature)를 형성하는데 적합하지 않다. 전형적으로, 스크린 인쇄는 약 100㎛ 이상의 피쳐를 제조하는데 이용되며, 반면 광 리소그래피는 약 100㎛ 이하의 피쳐를 제조하는데 이용되다. 그러나, 광 리소그래피 공정은 시간 소모가 큰 몇 단계를 거치고 고가의 장치가 필요하며 따라서, 플랙시블 전자공학의 대량 생산에는 불리하다. 인쇄 기술에 의해 플렉시블 기판에 도전 패턴을 형성하는 시도가 있었다. 예를 들면, 미국공개특허번호 20050163919, 미국공개특허번호 20040157974 및 일본공개특허번호 2002200833이 있다. 그러나, 종래의 방법은 미세 선 피쳐를 형성할 수 없거나 연속적인 롤-투-롤 공정(roll-to-roll process)에서 사용하기 부적합하다. 따라서, 플렉시블 기판 위에 미세 선 피쳐를 형성하는 방법을 위한 기술이 필요하며, 이는 저렴하고 연속적인 롤-투-롤 공정에서 사용하기 적합해야 한다.

본 발명의 목적은 플렉시블 기판에 미세 선 패턴을 형성하기 위한 간단하고 저렴한 제조 방법 및 제조방법에 사용된 보호 잉크를 제공하는 것에 있다.

한 측면에서, 본 발명은 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것으로: 도전층을 가지는 플렉시블 기판을 제공하는 단계; 도전층의 일부가 보호 잉크를 통해 노출되도록, 플렉시블 도전층 위에 보호 잉크를 스크린 인쇄하는 단계; 에치 마스크(etch mask)로서 보호 잉크를 사용하여 도전층의 노출된 부분을 제거하기 위해 에칭하는 단계; 및 남아 있는 도전층에서 보호 잉크를 제거하여, 도전 패턴을 제공하는 단계를 포함하며, 도전 패턴은 150㎛ 이하의 최소 선폭을 가진다.

다른 측면에서, 본 발명은 보호 잉크를 제공하는 것으로: 10~80 중량부의 폴리머 수지; 0~5 중량부의 택 방지제(anti-tack agent); 0~3 중량부의 소포제(defoaming agent); 0.1~5 중량부의 레벨링제(leveling agent); 0.1~5 중량부의 증점제(thickening agent); 및 20~90 중량부의 용매를 포함하며, 보호 필름은 약 1.1~5의 요변성 지수(thixotropic index; TI)를 가진다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 다음의 실시예에서 상세히 설명한다.

본 발명은 플렉시블 기판에 미세 선 패턴을 형성하기 위한 간단하고 저렴한 제조 방법을 제공할 수 있다.

다음의 설명은 본 발명을 실행하는 최선의 형식이다. 이 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 설명할 목적으로 이루어진 것이며 발명을 제한하는 의미로 받아들여져서는 안 된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항을 참조함으로써 가장 잘 결정된다.

본 발명은 스크린 인쇄에 의해 플렉시블 기판 위에 도전 패턴을 제조하는 새로운 방법을 제공하며, 또한 제조방법 동안 에치 마스크로서 역할을 하는 보호 잉크를 제공한다. 본 발명의 제조방법은 복잡한 단계를 요구하지 않으며 사용되는 물질과 기구는 저렴하고 용이하게 이용할 수 있어서, 제조방법은 매우 비용효율적이다. 스크린 인쇄 공정에서 미세 선 피쳐를 형성하는데 적합하도록 보호 잉크는 폴리머 수지 및 다양한 첨가제에 의해 만들어진다.

도 1 내지 4는 본 발명의 실시예에 따라 플렉시블 기판 위에 도전 패턴을 제조하는 단계를 도시하는 단면도이다. 도 1에 의하면, 거기에 도전층(200)을 가지는 플렉시블 기판(100)을 제공한다. 플렉시블 기판(100)은 바람직하게 플라스틱 기판이다. 플라스틱 기판은 폴리에스테르(polyester), 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA), 폴리비닐 페놀(polyvinyl phenol; PVP), 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)); PMMA), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(poly(ethylene terephthalate); PET), 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(poly(ethylene naphthalate); PEN), 파릴렌(parylene), 에폭시수지(epoxy resin), 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride, PVC) 등을 포함한다. 게다가, 플렉시블 기판(100)은 플라스틱이 아닌 유기/무기 혼성 물질, 유기/무기 복합물, 종이, 부직포(non waven fabric), 천, 박판 유리, 솔 겔(sol gel) 또는 금속 박 등과 같은, 어떤 플렉시블한 물질일 수 있다.

도전층(200)은 금속, 금속 산화물, 그 얼로이(alloy) 또는 그 라미네이트(laminate)로 구성될 수 있다. 도전층(200)을 위한 물질은 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 티타늄, 백금, 텅스텐, 코발트, 탄탈(tantalum), 몰리브덴(molybdenum), 주석, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 그 얼로이 또는 그 라이네이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 실시예에서, 예를 들어 ITO/PET 기판, 구리/PET 기판 등과 같은, 기형성된 도전층을 가지는 플렉시블 기판을 사용한다. 도전층(200)의 면저항(sheet resistance)은 특별하게 제한되는 것은 아니지만, 3~1000Ω/sq, 바람직하게는 10~300Ω/sq 범위 내이다.

도 2에 관하여, 보호 잉크(300)는 원하는 도전 패턴의 포지티브 이미지(positive image)를 제공하기 위해 도전층(200) 위에 스크린 인쇄된다. 즉, 보호 잉크(300)는 도전 패턴에 대응하는 부분 위에 인쇄되고, 남은 부분은 인쇄되지 않도록 제거된다. 스크린 인쇄에 의해 미세 선 피쳐가 이루어지도록, 폴리머 수지, 첨가제 및 보호 잉크(300)의 점도를 선택한다. 본 발명의 보호 잉크 조성물을 구성 하는 각 구성요소를 더 상세히 설명한다.

본 발명의 보호 잉크는 10~80 중량부의 폴리머 수지, 0~5 중량부의 택 방지제(anti-tack agent), 0~3 중량부의 소포제(defoaming agent), 0.1~5 중량부의 레벨링제(leveling agent), 0.1~5 중량부의 증점제(thickening agent), 및 20~90 중량부의 용매를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 보호 잉크는 15~60 중량부의 폴리머 수지, 0~3 중량부의 택 방지제, 0~1.5 중량부의 소포제, 0.1~3 중량부의 레벨링제, 0.1~3 중량부의 증점제 및 40~80 중량부의 용매를 포함한다. 택 방지제 및 소포제와 같은, 0으로 시작하는 범위로 특정된 구성요소의 양은 임의의 구성요소이다. 즉, 구성요소는 없거나 0 이상의 어떤 양이 존재하며 각각의 범위의 상한보다 적다.

본 발명에 있어 유용한 폴리머 수지는 에폭시수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane; TPU) 엘라스토머, 아크릴 수지(arcylic resin), 또는 그 혼합물을 포함한다. 적합한 에폭시수지는 비스페놀 A 에폭시수지(bisphenol A epoxy resin), 비스페놀 F 에폭시수지, 비스페놀 S 에폭시수지, 페놀-노볼락 에폭시수지(phenol-novolak epoxy resin), 크레졸-노볼락 에폭시수지(cresol-novolak epoxy resin), 알리시클릭(alicyclic) 에폭시수지, 또는 그 혼합물을 포함하지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 적합한 비닐 수지는 비닐 아세테이트 폴리머 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 코폴리머(copolymer) 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 터폴리머(terpolymer) 수지 또는 그들의 혼합물을 포함한다. 일 실시예에서, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 터폴리머 수지는 81~90 몰%의 비닐 클로라이드, 9~17 몰%의 비닐 아세테이트, 및 0.5~2 몰%의 말레산을 포함한다. 적합한 폴리우레탄은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머 및 폴리우레탄(PU) 수지를 포함한다. 상기 기술한 수지는 독립적으로 또는 둘 이상의 수지의 혼합물로서 사용될 수 있다.

본 발명에 있어 유용한 용매는 사용된 폴리머 수지에 따라 적절하게 선택될 것이다. 예를 들면, 에폭시수지가 사용된다면, 에테르 및 에스테르 용매가 특히 바람직하다. 적합한 에테르 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸 에테르, 부틸 셀로솔브(buthyl cellosolve), 글리콜 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; THF), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등을 포함하지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 적합한 에스테르 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸-2-에톡시에탄올 아세테이트(ethyl-2-ethoxyethanol acetate), 아이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(ethyl 3-ethoxypropionate) 등을 포함하지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 비닐 수지가 사용된다면, 부틸 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate), 카비톨 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(BCS 아세테이트) 등의 에스테르 용매가 특히 바람직하다.

보호 잉크에 사용되는 첨가제는 주로 택 방지제, 소포제, 레벨링제 및 증점제를 포함한다. 택 방지제는 표면의 점착성을 방지하고 자유 유동성(free-flow property)을 유지하기 위해 사용될 것이다. 적합한 택 방지제는 LYSURF 화학 회사에서 생산된 모든, LYSURF LB-500R, LYSURF LB-50P, LYSURF CST-50, LYSURF HW-25 및 LYSURF LB-241D를 포함하나, 이에 한정하는 것은 아니다. 소포제는 결과 패턴의 해상도(resolution)에 나쁜 영향을 주는, 잉크 공기 거품을 제거하기 위해 사용될 것이다. 적당한 소포제는 LYSURF 화학 회사에서 생산된 모든, LYSURF NDF-129, LYSURF DF-780, LYSURF WS-33AF, LYSURF WS-20KW 및 LYSURF WS-30HT, 데우켐(DEUCHEM)사에서 생산된 모든, AU318C, AU318D 및 AU319, 및 BYK-화학 회사의 A501을 포함하나, 이에 한정하지 않는다. 레벨링제는 매끄러운 코팅 표면을 위해 및 균일한 두께를 얻기 위해 사용될 것이다. 적절한 레벨링제는 LYSURF 화학 회사에서 생산된 모든, LYSURF PWJ-26, LYSURF PW-40N, LYSURF PW-40C, LYSURF LB-30 및 LYSURF LSA-30G, 데우켐(DEUCHEM)사에서 생산된 모든, AU800, AU803 및 AU812를 포함하나, 이에 한정하지 않는다. 증점제는 잉크 조성물의 스크린 인쇄 능력(screen prinability)을 조정하기 위해 사용될 것이다. 적절한 증점제는 데우켐(DEUCHEM)사의, AU151를 포함하지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 보호 잉크에서 인쇄 잉크를 위한 일반적인 첨가제가 제공될 수 있다. 그런 첨가제로서 0~2 중량부의 습윤제(wetting agent) 및/또는 침투제(penetrating agent) 등을 포함한다. 적절한 습윤제는 BYK 사의 모든, AU958C, AU956 및 AU957를 포함하나, 이에 한정되는 것을 아니다. 적당한 침투제는 LYSURF 화학 회사에서 생산된 모든, LYSTEX KC-143, LYSTEX KC-212, LYSTEX KC-200, LYSTEX KC-1231 및 LYSTEX KC-231E를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보호 잉크는 1~5 중량부의 착색제(colorant)를 더 포함하며, 상기 착색제는 인쇄된 패턴의 콘스트라스트(constrast)를 향상시키고 관찰자가 육안 또는 현미경 을 통해 더 용이하게 자세히 확인하는 것을 돕는다. 여기서 사용된 착색제는 안료(pigment), 염료(dye) 또는 그 혼합물을 포함할 것이다. 잉크-젯 인쇄를 위해 잉크를 사용한다면, 점도는 가능한 낮아야 하며, 요변성(thixotropic property)은 잉크를 위해 요구되지 않는다. 그러나, 스크린 인쇄를 위해 잉크를 사용한다면, 요변성이 너무 높으면 스크린이 쉽게 막힌다. 반면에, 요변성이 너무 낮으면, 인쇄 패턴의 가장자리가 해어진다. 스크린 인쇄에 의해 미세 선 피쳐를 이루기 위해, 잉크의 요변성 지수(TI)는 바람직하게 약 1 내지 약 5의 범위 내로, 더 바람직하게는 약 1.2 내지 약 3.5의 범위 내로 제어되어야 하며, 점도는 바람직하게 (25℃에서) 약 20000 내지 약 300000cps 범위 내로, 더 바람직하게는 (25℃에서) 25000 내지 160000cps 범위 내로 제어된다. 게다가, 보호 잉크의 고형분(solid content)은 바람직하게 약 10 내지 80의 범위 내이며, 더 바람직하게는 약 10 내지 70의 범위 내이다. 본 발명의 보호 잉크는 150㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는 스크린 잉크 패턴에 적합하다. 바람직한 실시예에서, 100㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는, 또는 심지어 60㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는 미세 선 패턴을 만들 수 있다.

도전층(200)은 예를 들면 110~150℃에서 인쇄된 보호 잉크를 구운 후에 에칭을 한다. 도 3과 관련하여, 에치 마스크로서 보호 잉크(300)를 사용하여, 도전층(200)의 노출된 부분을 에칭으로 제거하고, 따라서 도전 패턴(250)이 제공된다. 에칭 과정은 바람직하게 습식 에칭(wet etching)에 의해 수행된다. 에천트(etchant)는 도전층과 보호 잉크 사이의 에칭 선택도(etching selectivity)를 제 공할 수 있는 한, 특별하게 제한되지 않는다. 적절한 에천트의 예는 염산, 과염소산(perchloric acid), 탄산, 옥살산(oxalic acid) 또는 아세트산의 수용액과 같은 산성 용액, 및 과산화수소 용액 등과 같은 비산성 용액을 포함한다. 게다가, 에칭 과정은 플라즈마 에칭, 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE) 등의 건식 에칭에 의해 수행될 수 있다.

도 4와 관련하여, 용매에 의해 기판에서 보호 잉크(300)를 벗겨낸 후, 아래에 있는 도전 패턴(250)이 드러난다. 본 발명의 보호 잉크는 에칭에 저항성이 있지만 아래의 패턴에 영향을 주지 않고 쉽게 벗겨진다. 여기서 보호 잉크를 벗겨내기 위해 사용된 용매는 보호 잉크 제조에 사용된 용매와 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 150㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는 도전 패턴이 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 100㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는, 또는 심지어 60㎛ 이하의 최소 선폭 및 선 공간을 가지는 미세 선 패턴을 만들 수 있다.

도전 패턴(250)은 전극, 회로, 도전성 접촉자, 비아 플러그(via plug) 또는 그 조합 등과 같은 플렉시블 전자공학의 어떤 도전 피쳐를 가진다. 플렉시블 전자공학은 플렉시블 인쇄 회로 기판, 플렉시블 디스플레이, 플렉시블 태양 전지, 전자태그 장치(electronic tag device), 또는 무선주파수인식(radio frequency identification; RFID) 장치를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 플렉시블 디스플레이는 플렉시블 액정디스플레이(LCD), 전계방출디스플레이(field emission desplay; FED), 유기 발광 장치(organic light emitting device, OLED), 전자종이(E-paper), 전자책(E-book) 등을 포함한다.

제조 방법은 연속 롤-투-롤 공정 도는 배치 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법에서 사용된 물질은 용이하게 사용할 수 있고 광 리소그래피 방법에 비해 처리 단계가 훨씬 더 간단하다. 기구 및 물질을 포함하여, 생산 비용은 광 리소그래피 방법의 약 1/3 정도에 불과하다. 앞에서 말한 것에 비추어, 본 발명은 플렉시블 기판에 미세 선 패턴을 형성하기 위한 간단하고 저렴한 제조 방법을 제공함을 비교적 높이 평가할 만하다.

어떤 방법으로도 제한하는 것으로 의도하지 않으면서, 본 발명을 다음의 실시예를 통해 더 상세하게 설명할 것이다.

[실시예 1]

다음과 같이 에폭시수지 용액을 제조하였다: 15 중량부의 비스페놀 A 에폭시수지("BE 188"; 장천 석유화학 사(Chang Chun Petrochemical Co.), 11.6 중량부의 에폭시수지("BE 325); 장천 석유화학 사), 37.3 중량부의 하이드록실-함유(hydroxyl-containing) 비스페놀 A 에폭시수지("BE 500"; 장천 석유화학 사),를 126 중량부의 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르(PGME)에 용해시키고, 4시간 동안 125℃에서 질소 하에서 교반하였다. 혼합물을 80℃로 냉각시키고 나서, 9.7 중량부의 4, 4-디아미노 디페닐 술폰(4,4-diamino diphenyl sulfone)(에코 화학 사(Echo Chemical Co.))를 첨가하고 120분 동안 교반하였다. 상온으로 냉각시킨 후에, 에폭시수지 용액을 얻었다.

다음과 같이 보호 잉크를 제조하였다: 91.4 중량부의 상기 제조된 에폭시수 지 용액, 2.05 중량부의 택 방지제("LYSURF DF-300"; LYSURF 화학 사), 1.05 중량부의 소포제("LYSURF LB-961A"; LYSURF 화학 사), 1.5 중량부의 레베링제("BYK 344"; BYK 사), 3 중량부의 증점제("Vp-2810", 데우켐 사), 및 (대만의 인더스트리얼 테크날로지 리서치 인스티튜드에 의해 생산된, 20%의 청색 안료를 포함하는) 1 중량부의 청색 잉크를 120분 동안 80℃에서 교반하고 나서, 50℃로 냉각하였다. 0.05 중량부의 2-메틸이미다졸(2-methlyimidazole)(에코 화학 사)를 상기 혼합물에 첨가하고 60분 동안 50℃에서 교반하여, 약 51%의 고형분을 가지는 보호 잉크 A를 얻었다. 보호 잉크 A의 조성물을 표 1에 나타낸다.

[표 1] 보호 잉크 A의 조성물

에폭시수지 용액	91.4 중량부
택 방지제(BF300)	2.05 중량부
소포제(961A)	1.05 중량부
레벨링제(BYK344)	1.5 중량부
증점제(Vp-2810)	3 중량부
청색 잉크(20% 청색 안료)	1 중량부

[실시예 2]

15 중량부의 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 터폴리머 수지(VMCH)를 81.3 중량부의 에틸렌 글리콜 모노부틸 에틸 아세테이트(EGMEA)에 90℃에서 용해시키고, 0.2 중량부의 증점제("BYK 410"; BYK 사), 1.5 중량부의 레벨링제("BYK 344"; BYK 사), 1 중량부의 소포제("BYK A501"; BYK 사) 및 (대만의 인더스트리얼 테크날로지 리서치 인스티튜드에 의해 생산된, 20%의 청색 안료를 포함하는) 1 중 량부의 청색 잉크를 첨가하여, 16.4%의 고형분을 가지는 보호 잉크 B를 얻었다. 보호 잉크 B의 조성물을 표 2에 나타낸다.

[표 2] 보호 잉크 B의 조성물

VMCH 터폴리머 수지	15 중량부
EGMEA	81.3 중량부
소포제(BYK A501)	1 중량부
레벨링제(BYK 344)	1.5 중량부
증점제(BYK 410)	0.2 중량부
청색 잉크(20% 청색 안료)	1 중량부

[실시예 3]

(대만의 인더스트리얼 테크날로지 리서치 인스티튜드에 의해 생산된, 20%의 청색 안료를 포함하는) 1 중량부의 청색 잉크를 20 중량부의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(Eastane 5715) 및 78.4 중량부의 카비톨 아세테에트(디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 아세테이트)에 첨가하고, 0.6 중량부의 레벨링제("BYK 344"; BYK 사)를 더 첨가하여, 보호 잉크 C를 얻었다. 보호 잉크 C의 조성물을 표 3에 나타낸다.

[표 3] 보호 잉크 C의 조성물

Estane 5715	20 중량부
카비톨 아세테이트	78.4 중량부
레벨링제(BYK 344)	0.6 중량부
청색 잉크(20% 청색 안료)	1 중량부

[실시예 4]

50 중량부의 보호 잉크 B를 50 중량부의 보호 잉크 C와 혼합하여, 보호 잉크 D를 얻었다. 보호 잉크 D의 조성물을 표 4에 나타낸다.

[표 4] 보호 잉크 D의 조성물

보호 잉크 B	50 중량부
보호 잉크 C	50 중량부

[실시예 5]

보호 잉크 A, B, C 및 D를 각각 ITO/PET 기판에 스크린 인쇄를 하였다. 25분 동안 150℃에서 구운 후, 보호 잉크로 덮여 있지 않는 ITO의 부분을 제거하기 위해 1.7N의 HCl 수용액에 인쇄된 기판을 침전시켰다. 용매 제거 방법(solvent stripping)에 의해 보호 잉크를 제거한 후에 도전 패턴을 얻었다. 요변성 지수, 저장 안정성 및 스크린 인쇄 능력을 포함한, 보호 잉크의 다양한 특성을 평가하여 표 5에 그 결과를 요약하였다.

[표 5] 보호 잉크의 평가결과

물리적 특성	보호 잉크 A	보호 잉크 B	보호 잉크 C	보호 잉크 D
요변성 지수	3.16	1.25	1.3	1.3
저장 안정성	45℃/7일	45℃/180일	45℃/180일	45℃/180일
스크린 인쇄능력 (해상도)	100±10μ	150±20μ	100±10μ	80±10μ
스크린 막힘 (screen clogging)	없음	없음	없음	없음
에치 저항 (상온에서 1.7N HCl)	90 Sec	90 Sec	90 Sec	90 Sec
라인 에지 변화도	9%	12%	13%	12%
스트리핑 용액(Sec)	PGME (4 Sec)	EGMEA (5 Sec)	카비톨 아세테이트(3 Sec)	EGMEA: 카비톨 아세테이트=1;1(6 Sec)

* 라인 에지 변화도는 60배 배율에서 현미경 하에서 측정된 10 점의 평균이다.

표 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 보호 잉크는 벗겨짐성(strippability)뿐만 아니라, 우수한 스크린 인쇄 특성, 에칭 저항성을 나타내었다. 본 발명으로, 미세 선 도전 패턴을 간단하고, 비용 효율적인 방법에 의해 제조할 수 있고, 이는 연속 롤-투-롤 공정으로 용이하게 통합될 수 있다.

본 발명을 예 및 바람직한 실시예로서 설명하였지만, 그것으로 본 발명이 제한되지 않는 것으로 해석되어야 한다. 반대로, (본 기술분야에서 기술을 가진 자에게 명백한) 다양한 변형례 및 유사한 배열을 모두 포함한다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위는 모든 그런 변형례 및 유사한 배열을 포함하는 것으로 가장 넓게 해석해야 할 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하면서 발명의 상세한 설명 및 실시예에 의해 더 완벽히 이해될 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 단계를 도시하는 단면도이다.

Claims

도전층을 가지는 플렉시블 기판을 제공하는 단계;

상기 도전층의 일부가 보호 잉크를 통해 노출되도록, 상기 도전층 위에 상기 보호 잉크를 스크린 인쇄하는 단계;

에치 마스크(etch mask)로서 상기 보호 잉크를 사용하여 침지 에칭(immersion etching)에 의해 상기 도전층의 노출된 부분을 제거하기 위해 에칭하는 단계; 및

남아 있는 도전층에서 상기 보호 잉크를 제거하여, 도전 패턴을 제공하는 단계;를 포함하며,

상기 도전 패턴은 150㎛ 이하의 최소 선폭을 가지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 플렉시블 기판은 폴리머, 유기/무기 혼성 물질, 유기/무기 복합물, 종이, 부직포, 천, 박판 유리, 솔 겔 또는 금속 박을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 플렉시블 기판은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 페놀, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 파릴렌, 에폭시수지 또는 폴리비닐 클로라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 도전 패턴은 연속 롤-투-롤 공정 또는 배치 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전층은 금속, 금속 산화물, 그 얼로이 또는 그 라미네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전층은 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 티타늄, 백금, 텅스텐, 코발트, 탄탈, 몰리브덴, 주석, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 그 얼로이 또는 그 라이네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패 턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전 패턴은 전극, 회로, 도전성 접촉자, 비아 플러그 또는 그 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전 패턴은 100㎛ 이하의 최소 선폭을 가지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전 패턴은 플렉시블 인쇄 회로 기판, 플렉시블 디스플레이, 플렉시블 태양 전지, 전자태그 장치, 또는 무선주파수인식(RFID) 장치를 위한 도전 요소(conductive element)인 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 보호 잉크는 10~80 중량부의 폴리머 수지; 0~5 중량부의 택 방지제; 0~3 중량부의 소포제; 0.1~5 중량부의 레벨링제; 0.1~5 중량부의 증점제; 및 20~90 중량부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 보호 잉크는 1.1~5의 요변성 지수(TI)를 가지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 보호 잉크는 1~5 중량부의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 폴리머는 에폭시수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머, 아크릴 수지 또는 그 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 에폭시수지는 비스페놀 A 에폭시수지, 비스페놀 F 에폭시수지, 비스페놀 S 에폭시수지, 페놀-노볼락 에폭시수지, 크레졸-노볼락 에폭시수지, 알리시클릭 에폭시수지, 또는 그 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 비닐 수지는 비닐 아세테이트 폴리머 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 코폴리머 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 터폴리머 수지 또는 그들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 보호 잉크는 10~80 중량%의 고형분을 가지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 보호 잉크는 25℃에서 20000~300000 cps의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 기판에 도전 패턴을 제조하는 방법.
10~80 중량부의 폴리머 수지;

0~5 중량부의 택 방지제;

0~3 중량부의 소포제;

0.1~5 중량부의 레벨링제;

0.1~5 중량부의 증점제; 및

20~90 중량부의 용매를 포함하며,

1.1~5의 요변성 지수(TI)를 가지는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.
제19항에 있어서,

상기 폴리머는 에폭시수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머, 아크릴 수지 또는 그 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.
제20항에 있어서,

상기 에폭시수지는 비스페놀 A 에폭시수지, 비스페놀 F 에폭시수지, 비스페놀 S 에폭시수지, 페놀-노볼락 에폭시수지, 크레졸-노볼락 에폭시수지, 알리시클릭 에폭시수지, 또는 그 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.
제20항에 있어서,

상기 비닐 수지는 비닐 아세테이트 폴리머 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 코폴리머 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 터폴리머 수지 또는 그들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.
제19항에 있어서,

상기 보호 잉크는 10~80 중량%의 고형분을 가지는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.
제19항에 있어서,

상기 보호 잉크는 1~5 중량부의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 잉크.