KR101248862B1 - High-resolution pattering method by using solvent-mediated nano transfer roll-to-roll printing - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계, 피전사 기판의 표면에 용매를 뿌려 액체 유동층을 형성하는 단계, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계, 및 상기 피전사 기판과 접촉된 상기 롤을 상기 피전사 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함하는, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤(roll to roll) 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of selectively filling a functional liquid material only on the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed, forming a liquid fluidized layer by spraying a solvent on the surface of the substrate to be transferred; Contacting the transfer substrate having the liquid fluidized layer formed thereon to transfer the pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate, and separating the roll in contact with the transfer substrate from the transfer substrate. It relates to a fine pattern forming method using a nano-transfer roll to roll printing method through a liquid fluidized bed.

액체 유동층, 기능성 액상 재료, 롤 투 롤 인쇄법, 미세 패턴 Liquid fluidized bed, functional liquid material, roll-to-roll printing, fine pattern

Description

액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법{HIGH-RESOLUTION PATTERING METHOD BY USING SOLVENT-MEDIATED NANO TRANSFER ROLL-TO-ROLL PRINTING}Fine pattern formation method using nano-transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed {HIGH-RESOLUTION PATTERING METHOD BY USING SOLVENT-MEDIATED NANO TRANSFER ROLL-TO-ROLL PRINTING}

본 발명은, 기능성 재료의 미세 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 기능성 재료의 미세 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a fine pattern of a functional material, and more particularly to a method of forming a fine pattern of a functional material using a nano transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed.

정보저장 및 디스플레이, 멤스(MEMS), 소형센서, 마이크로 유체 소자, 바이오 칩, 광결정 및 광학소자의 제작에 있어서 패터닝 방법은 실질적으로 매우 중요한 요소이다. 이러한 패터닝 방법은 포토리소그래피 공정에서부터 전자빔 식각공정 및 자기조립을 기반으로 하는 바텀업 공정까지 다양한 방법들이 시도되고 있다. 각각의 패터닝 방법 중에서 특정한 방법을 선택하는 것은 적용기술에 따라서 달라지게 되고, 특히 요구되는 패턴의 크기 및 밀도에 따라서 용이한 방법을 선택해야 한다.Patterning methods are a very important factor in the fabrication of information storage and display, MEMS, small sensors, microfluidic devices, biochips, photonic crystals and optical devices. Such a patterning method has been tried in various ways from a photolithography process to an electron beam etching process and a bottom up process based on self-assembly. The choice of a particular method among the respective patterning methods will depend on the application technique, and in particular the easy method should be chosen depending on the size and density of the pattern required.

한편, 종래의 패터닝 방법들은 각각 문제점들을 갖고 있는 바 그 적용의 한계를 갖고 있다. 구체적으로, 포토리소그래피의 경우 고가의 장비를 필요로 하는 동시에 복잡한 공정이 요구되는 단점이 있었으며, 소프트 리소그라피의 경우 소프트 스탬프의 사용으로 대면적 및 연속 프린팅이 어려우며 불량율이 높고, 패터닝하고자 하는 물질의 직접 프린팅이 어려워 후속 공정이 추가로 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 임프린팅(imprinting)의 경우 대면적 패터닝이 어렵고 패터닝하고자 하는 물질의 직접 프린팅이 어려워 후속 공정이 추가로 필요하다는 문제점이 있었으며, 잉크젯 프린팅의 경우 수 십 마이크로 이하의 정밀 패터닝이 어려운 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional patterning methods each have problems, and there is a limit of its application. Specifically, photolithography has the disadvantage of requiring expensive equipment and complicated processes, and in the case of soft lithography, the use of soft stamps makes it difficult to print large areas and continuous printing, has a high defect rate, and directly prints materials to be patterned. Difficulty in printing, there was a problem that additional processing is required. In addition, in the case of imprinting, there is a problem in that large area patterning is difficult and direct printing of the material to be patterned is difficult, so that a subsequent process is additionally required, and in the case of inkjet printing, precision patterning of tens of micrometers or less has been difficult. .

최근, 인쇄 공정을 이용함으로써 복잡한 제조공정을 단순화하여 소자의 제조 비용을 낮출 수 있는 패터닝 방법으로서 롤 투 롤(roll to roll) 개념을 실현하는 그라비아 및 그라비아 옵셋 프린팅, 플렉소 그라피 프린팅 등이 개발되었다.Recently, gravure and gravure offset printing, flexographic printing, and the like have been developed to realize a roll-to-roll concept as a patterning method that can simplify the complex manufacturing process by using a printing process and lower the manufacturing cost of the device. .

그러나, 이러한 종래의 패터닝 방법으로서, 그라비아 및 그라비아-옵셋 프린팅은 그라비아 롤에 새겨지는 홈의 깊이를 자유롭게 조절하여 어느 정도 미세한 패턴의 형성이 가능하지만, 수 마이크로 이하 사이즈의 정밀 패터닝이 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 플렉소 그라피 프린팅 역시 수 마이크로 이하 사이즈의 정밀 패터닝이 불가능한 문제점이 있었다.However, as such a conventional patterning method, gravure and gravure-offset printing can freely control the depth of the grooves inscribed in the gravure roll to form a fine pattern to some extent, but there is a problem that precision patterning of several micro size or less is impossible. . In addition, flexographic printing also had a problem that precision patterning of several micro size or less is impossible.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 패터닝 방법들의 문제점을 해결하기 위하여, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 이러한 본 발명에 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 의하여, 복잡한 제조공정을 단순화하여 소자의 제조 비용을 낮출 수 있으며, 정밀 패터닝이 가능한 롤 투 롤 개념을 실현할 수 있으며, 유기분자, 고분자, 나노 입자 등을 포함하는 기능성 액상 재료를 이용하여 기능성 재료를 피전사 기판에 직접 패터닝하는 방법으로 후속 공정이 간단하고, 롤과 피전사 기판 사이에 액체 유동층을 이용함으로써 롤과 피전사 기판 사이에 액체 브릿지(liquid bridge)를 형성하므로 밀접한(conformal) 접촉이 가능하다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fine pattern forming method using a nano transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed in order to solve the problems of the conventional patterning methods as described above. By the micro-pattern forming method using the nano-transfer roll-to-roll printing method through the liquid fluidized bed according to the present invention, a complex manufacturing process can be simplified to lower the manufacturing cost of the device, and a roll-to-roll concept capable of precise patterning The subsequent process is simple by patterning the functional material directly on the transfer substrate using a functional liquid material containing organic molecules, polymers, nanoparticles, etc., and a liquid fluidized layer between the roll and the transfer substrate is formed. By using this, a liquid bridge is formed between the roll and the transfer substrate, so that a close contact is possible.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은, 하기 단계를 포함하는 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤(roll to roll) 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 제공한다:As a technical means for achieving the above technical problem, an aspect of the present invention provides a method for forming a fine pattern using a nano transfer roll to roll printing method through a liquid fluidized bed comprising the following steps: do:

음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계,Selectively filling the functional liquid material only in the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed,

피전사 기판의 표면에 용매를 뿌려 액체 유동층을 형성하는 단계,Spraying a solvent on the surface of the transfer substrate to form a liquid fluidized layer,

상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계, 및Transferring a pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate by contacting a roll filled with a functional liquid material selectively to the intaglio portion only to the transfer substrate on which the liquid fluid layer is formed, and

상기 피전사 기판과 접촉된 상기 롤을 상기 피전사 기판으로부터 분리시키는 단계.Separating the roll in contact with the transfer substrate from the transfer substrate.

상기 본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계는, 상기 피전사 기판과 상기 기능성 액상 재료 사이에 형성된 상기 액체 유동층이 액체 브릿지(bridge)로서 작용하여 수행될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of transferring the pattern of the functional liquid material on the transfer substrate, wherein the liquid fluidized layer formed between the transfer substrate and the functional liquid material is a liquid bridge (bridge) Can be performed.

상기 본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계 후 상기 선택적으로 채워진 기능성 액상 재료를 소프트 베이킹하여 유동성을 감소시키는 것을 추가 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, after the step of selectively filling the functional liquid material only in the negative portion of the intaglio patterned roll may further include soft-baking the selectively filled functional liquid material to reduce fluidity. .

상기 본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 기능성 액상 재료는, 금속 잉크 또는 산화물 잉크를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the functional liquid material may include a metal ink or an oxide ink.

본 발명의 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법은, 복잡한 제조공정을 단순화하여 소자의 제조 비용을 낮출 수 있으며, 정밀 패터닝이 가능한 롤 투 롤 개념을 실현할 수 있으며, 유기분자, 고분자, 나노 입자 등을 포함하는 기능성 액상 재료를 이용하여 기능성 재료를 피전사 기판에 직접 패터닝하는 방법으로 후속 공정이 간단하고, 종래의 롤 투 롤 개념은 유연성이 적어 피전사 기판과의 접촉(contact)에 문제가 많으나, 본 발명에서는 롤과 피전사 기판 사이에 액체 유동층을 이용함으로써 롤과 피전사 기판 사이에 액체 브릿지(liquid bridge)를 형성하므로 밀접한(conformal) 접촉이 가능하다. 또한, 롤에 채워진 기능성 소재와 피전사 기판 사이에 용매층을 이용하여 액체 브릿지를 형성하여 전사 시키므로 유동성이 없는 기능성 소재의 전사가 가능하다. 그리고, 본 발명의 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법은, 연속 생산 방식으로 대면적에 기능성 재료를 직접 프린팅하는 것이 가능하기 때문에 저가격/대면적 소자 제작에 있어서 매우 유리하며, 상온에서 모든 공정이 이루어질 수 있기 때문에 기판의 종류에 관계없이 모든 소자 및 패널 제작에 쉽게 적용될 수 있으며, 특히, 미세 패터닝을 통해 소자의 집적화가 요구되는 전자 및 디스플레이 소자 제작에 응용할 수 있다. The method of forming a fine pattern using the nano-transfer roll-to-roll printing method using the liquid fluidized bed of the present invention can simplify the complicated manufacturing process, lower the manufacturing cost of the device, and realize a roll-to-roll concept capable of precise patterning. In addition, by using a functional liquid material containing organic molecules, polymers, nanoparticles, and the like, the functional material is directly patterned onto the substrate to be transferred. The subsequent process is simple, and the conventional roll-to-roll concept has less flexibility. Although there are many problems in contact with the present invention, in the present invention, a liquid bridge between the roll and the transfer substrate is used to form a liquid bridge between the roll and the transfer substrate, so that a close contact is possible. . In addition, since a liquid bridge is formed and transferred between the functional material filled in the roll and the substrate to be transferred, transfer of the functional material without fluidity is possible. In addition, the fine pattern forming method using the nano-transfer roll-to-roll printing method through the liquid fluidized bed of the present invention is capable of directly printing a functional material on a large area in a continuous production method, thereby making it possible to manufacture low-cost / large-area devices. It is very advantageous in that it can be applied to all devices and panels, regardless of the type of substrate, since all processes can be performed at room temperature, and in particular, it can be applied to the production of electronic and display devices requiring device integration through fine patterning. Can be.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments and embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재와 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포 함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a member is located “on” with another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can include other components, not to exclude other components unless otherwise stated.

본 발명의 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤(roll to roll) 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법은 하기의 단계를 포함할 수 있다:The method of forming a fine pattern using the nano-transfer roll to roll printing method through the liquid fluidized bed of the present invention may include the following steps:

음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계,Selectively filling the functional liquid material only in the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed,

피전사 기판의 표면에 용매를 뿌려 액체 유동층을 형성하는 단계,Spraying a solvent on the surface of the transfer substrate to form a liquid fluidized layer,

상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계, 및Transferring a pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate by contacting a roll filled with a functional liquid material selectively to the intaglio portion only to the transfer substrate on which the liquid fluid layer is formed, and

상기 피전사 기판과 접촉된 상기 롤을 상기 피전사 기판으로부터 분리시키는 단계.Separating the roll in contact with the transfer substrate from the transfer substrate.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시킴으로써, 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시킬 수 있으며, 예를 들어, 상기 피전사 기판과 상기 기능성 액상 재료 사이에 형성된 상기 액체 유동층이 액체 브릿지(bridge)로서 작용하여 상기 기능성 액상 재료의 패턴이 상기 피전사 기판 위에 전사될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pattern of the functional liquid material can be transferred onto the transfer substrate by contacting the roll on which the liquid liquid layer is selectively filled with only the intaglio portion to the transfer substrate on which the liquid fluid layer is formed. For example, the liquid fluidized layer formed between the transfer target substrate and the functional liquid material may act as a liquid bridge so that the pattern of the functional liquid material may be transferred onto the transfer substrate.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분 에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계는, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에 기능성 액상 재료를 채우고 이웃하는 상기 음각 패턴 사이에 위치하는 양각 부분에 남아있는 상기 기능성 액상 재료를 제거할 수 있으며, 예를 들어, 닥터 블레이드 등의 제거 수단을 이용하여 양각 부분에 남아있는 상기 기능성 액상 재료를 롤로부터 제거할 수 있다. 상기 제거 수단으로서는 당업계에서 상기 기능성 액상 재료를 롤로부터 제거할 수 있는 제거 수단이라면 특별히 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the step of selectively filling the functional liquid material only in the intaglio portion of the roll with the intaglio pattern is formed, filling the functional liquid material in the intaglio portion of the roll with the intaglio pattern is formed between the neighboring intaglio pattern The functional liquid material remaining in the embossed portion located in the can be removed, and, for example, the functional liquid material remaining in the embossed portion can be removed from the roll using a removing means such as a doctor blade. The removal means is not particularly limited as long as it is a removal means capable of removing the functional liquid material from the roll in the art.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계 후 상기 선택적으로 채워진 기능성 액상 재료를 소프트 베이킹하여 유동성을 감소시키는 것을 추가 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터 등의 가열 수단을 이용하여 기능성 액상 재료를 소프트 베이킹할 수 있으며, 가열 수단으로서는 당업계에서 상기 기능성 액상 재료를 소프트 베이킹할 수 있는 가열 수단이라면 특별히 제한되지 않는다. 기존의 롤-투-롤 프린팅법은 액상 잉크를 시용하여 수 마이크로 이하의 정밀 패터닝이 불가능하지만 본 발명에서는 롤에 채워진 기능성 액상 소재를 소프트 베이킹 단계를 걸쳐 피전사 기판에 전사하기 때문에 유동성 잉크를 사용할 때 발생하는 문제점을 해결할 수 있어 나노 사이즈의 정밀 패터닝이 가능하다. 한편, 종래 기술의 경우, 롤에 채워진 기능성 액상 소재를 소프트 베이킹 단계를 걸쳐 피전사 기판에 전사하면 잉크의 유동성이 떨어져 피전사 기판과의 접촉(contact)에 문제가 많으나, 본원 발명에서는 롤과 피전사 기판 사이에 용매층을 이용하여 롤과 피전사 기판 사이에 액체 브릿지를 형성하므로 밀접한(conformal) 접촉이 가능하다.In another embodiment of the present invention, the method may further include soft-baking the selectively filled functional liquid material after the step of selectively filling only the intaglio portions of the roll on which the intaglio pattern is formed to reduce fluidity. . For example, the functional liquid material may be soft baked using heating means such as a heater, and the heating means is not particularly limited as long as it is a heating means capable of soft baking the functional liquid material in the art. Conventional roll-to-roll printing method is impossible to precise patterning of several micros or less by using liquid ink, but in the present invention, since the liquid liquid filled in the roll is transferred to the transfer substrate through a soft baking step, a fluid ink is used. It is possible to solve the problem that occurs when the nano-size precision patterning is possible. Meanwhile, in the prior art, when the functional liquid material filled in the roll is transferred to the transfer substrate through the soft baking step, there is a problem in contact with the transfer substrate due to poor fluidity of the ink. Conformal contact is possible by forming a liquid bridge between the roll and the transfer substrate using a solvent layer between the transfer substrates.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 기능성 액상 재료로서 당업계에서 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있는 재료라면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 기능성 액상 재료로는 금속 잉크 또는 산화물 잉크를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 잉크는 Ag, Au 또는 Cu 등을 포함하는 잉크이고, 상기 산화물 잉크는 반도체 산화물 또는 절연체 산화물을 포함하는 기능성 잉크일 수 있으며, 예를 들어, ZnO 또는 Al₂O₃등을 포함하는 잉크일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, any material that can be used to form a pattern in the art as the functional liquid material is not particularly limited. Specifically, a metal ink or an oxide ink may be used as the functional liquid material. For example, the metal ink may be an ink containing Ag, Au, Cu, or the like, and the oxide ink may be a functional ink including a semiconductor oxide or an insulator oxide, for example, an ink including ZnO or Al₂O₃, or the like. It may be, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 기능성 액상 재료를 사용하는 경우, 상기 기능성 액상 재료가 용매에 용해 또는 분산된 용액을 사용할 수 있으며, 상기 용매로는 상기 롤의 패턴의 음각 부분에만 상기 기능성 액상 재료의 용액이 채워질 수 있도록 하는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. In another embodiment of the present invention, in the case where the functional liquid material is used, a solution in which the functional liquid material is dissolved or dispersed in a solvent may be used, and as the solvent, the functional liquid may be formed only in the negative portion of the pattern of the roll. As long as the solution of the liquid material can be filled can be used without limitation.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계는, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 상기 음각 패턴이 형성된 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 회전함으로써 수행될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the step of transferring the pattern of the functional liquid material on the transfer substrate, the liquid fluidized layer is a roll formed with the negative pattern is filled with the functional liquid material selectively only in the intaglio portion It may be carried out by contacting and rotating the formed transfer substrate.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 상기 음각 패턴이 형성된 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 회전함으로써 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계를 수행하는 동안, 상기 피전사 기판을 가열하여 상기 액체 유동층을 건조시키는 것을 추가 포함할 수 있다. 이에 의해, 상기 피전사 기판과 상기 기능성 액상 재료가 상기 피전사 기판 위에 전사되어 형성되는 것을 가속화할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the pattern of the functional liquid material is rotated by contacting and rotating the roll having the intaglio pattern, which is selectively filled with the functional liquid material only to the intaglio portion, in contact with the transfer substrate having the liquid fluidized layer. During the step of transferring onto the transfer substrate, the method may further include heating the transfer substrate to dry the liquid fluidized layer. As a result, it is possible to accelerate the transfer of the transfer substrate and the functional liquid material onto the transfer substrate.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 피전사 기판 표면에 액체 유동층을 형성하는 용매는 할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 물, 알코올류(메탄올, 에탄올 등), 극성 유기 용매 및 이들의 혼합물 등의 극성 용매를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 액체 유동층은 분사 수단을 통해 상기 피전사 기판의 표면에 형성될 수 있으며, 상기 분사 수단으로서는 당업계에서 상기 용매를 상기 피전사 기판의 표면에 분사할 수 있는 분사 수단이라면 특별히 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, the solvent for forming the liquid fluidized bed on the surface of the transfer substrate is not particularly limited as long as it can. For example, polar solvents such as water, alcohols (methanol, ethanol, etc.), polar organic solvents, and mixtures thereof may be used, but are not limited thereto. Further, the liquid fluidized bed may be formed on the surface of the transfer substrate through injection means, and the injection means is not particularly limited as long as it is injection means capable of injecting the solvent onto the surface of the transfer substrate in the art. .

상기 피전사 기판으로는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 피전사 기판으로서 실리콘, 금속, 폴리머, 유리, 산화물 기판 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 피전사 기판은 적합한 용매로 세척하여 N₂가스를 퍼징(purging)하여 기판의 오염물질을 제거하여 사용한다. 예를 들어, 피전사 기판을 증류수, 아세톤 및 에탄올 순으로 각각 사용하여 세척하고, 각각의 세척 단계 사이에 N₂가스를 퍼징(purging)하여 피전사 기판의 오염물질을 제거하여 사용할 수 있다.The transfer substrate is not particularly limited as long as it is used in the art. For example, silicon, a metal, a polymer, glass, an oxide substrate, or the like may be used as the transfer substrate, but is not limited thereto. The transfer substrate is washed with a suitable solvent to purge the N 2 gas to remove contaminants from the substrate. For example, the transfer substrate may be washed using distilled water, acetone, and ethanol, respectively, and purged with N 2 gas between each washing step to remove contaminants from the transfer substrate.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 구현예예 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a method of forming a fine pattern using a nano-transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 이용되는 패턴 형성 장치에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the pattern forming apparatus used for the fine pattern formation method using the nano transcription roll-to-roll printing method via the liquid fluidized bed which concerns on this invention is demonstrated.

도 1에 도시된 바와 같이, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 이용되는 롤 투 롤 패턴 형성 장치는 용기(11), 제 1 롤(12), 제 2 롤(13), 제 3 롤(14), 제거 수단(15), 온도 조절 수단 (16), 용매 분사 장치 (17)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the roll-to-roll pattern forming apparatus used in the micro-pattern forming method using the nano-transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed includes a container 11, a first roll 12, 2 roll 13, the 3rd roll 14, the removal means 15, the temperature control means 16, and the solvent injection apparatus 17 are included.

용기(11)에는 기능성 액상 재료(300)가 저장되어 있고, 제 1 롤(12)은 회전함으로써 용기(11)에 담겨있는 기능성 액상 재료(300)를 제 2 롤(13) 방향으로 이송하는 역할을 한다.The functional liquid material 300 is stored in the container 11, and the first roll 12 rotates to transfer the functional liquid material 300 contained in the container 11 in the direction of the second roll 13. Do it.

제 2 롤(13)은 음각 패턴(13a)이 형성되어 있으며, 회전에 의해 상기 음각 패턴(13a)에 제 1 롤(12)에 의해 이송된 기능성 액상 재료(300)가 채워지는 동시에 음각 패턴(13a)에 채워진 기능성 액상 재료(300)를 피전사 기판(100)에 전사하는 역할을 한다.The second roll 13 has an intaglio pattern 13a formed therein, and the intaglio pattern 13a is filled with the functional liquid material 300 transferred by the first roll 12 to the intaglio pattern 13a. The functional liquid material 300 filled in 13a) is transferred to the transfer substrate 100.

제 3 롤(14)은 피전사 기판(100)을 사이에 두고 제 2 롤(13)과 대향하고 있으며, 회전함으로써, 피전사 기판(100)을 이동 시키면서 음각 패턴(13a)에 채워진 기능성 액상 재료(300)가 피전사 기판(100)에 전사되도록 한다. The third roll 14 faces the second roll 13 with the transfer substrate 100 interposed therebetween, and is rotated, so that the functional liquid material filled in the intaglio pattern 13a while moving the transfer substrate 100. 300 is transferred to the transfer substrate 100.

제거 수단(15)은 닥터 블레이드 등일 수 있으며, 제 2 롤(13)의 이웃하는 음각 패턴(13a)의 음각 부분 사이에 위치하는 양각 부분에 위치하는 기능성 액상 재 료(300)를 제 2 롤(13)로부터 제거하여 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료(300)가 채워지게 하는 역할을 한다.The removing means 15 may be a doctor blade or the like, and the functional liquid material 300 positioned in the embossed portion positioned between the intaglio portions of the neighboring intaglio patterns 13a of the second roll 13 may be a second roll ( 13 to selectively fill only the intaglio portion of the intaglio pattern 13a of the second roll 13 with the functional liquid material 300.

온도 조절 수단(16)은 히터 등일 수 있으며, 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 선택적으로 채워진 기능성 액상 재료(300)를 소프트 베이킹하여 기능성 액상 재료(300)의 유동성을 감소시키는 역할을 한다.The temperature control means 16 may be a heater or the like, and soft-baked the functional liquid material 300 selectively filled only in the intaglio portion of the intaglio pattern 13a of the second roll 13 to provide fluidity of the functional liquid material 300. It serves to reduce.

용매 분사 장치(17)은 피전사 기판(100)의 표면에 용매을 뿌려서 피전사 기판(100)의 표면에 액체 유동층(200)을 형성하는 역할을 한다.The solvent injection device 17 serves to form a liquid fluidized layer 200 on the surface of the substrate to be transferred by spraying a solvent on the surface of the substrate to be transferred 100.

이하, 상술한 패턴 형성 장치를 이용한 본 발명에 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of forming a fine pattern using the nano transfer roll-to-roll printing method using the liquid fluidized bed according to the present invention using the pattern forming apparatus described above will be described.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채운다.First, as shown in FIG. 1, only the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed is selectively filled with the functional liquid material.

구체적으로, 제 1 용기(11)에 저장되어 있는 기능성 액상 재료(300)와 접촉하고 있는 제 1 롤(12)을 회전시키면, 제 1 롤(12)의 표면에 기능성 액상 재료(300)가 묻혀지게 되고, 제 1 롤(12)의 표면에 묻혀진 기능성 액상 재료(300)는 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분 및 양각 부분에 묻혀지게 된다. 여기서, 기능성 액상 재료(300)는 Ag, Au 및 Cu 중 하나 이상을 포함하는 금속 잉크 또는 ZnO 및 Al₂O₃중 하나 이상을 포함하는 산화물 잉크일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, when the first roll 12 in contact with the functional liquid material 300 stored in the first container 11 is rotated, the functional liquid material 300 is buried on the surface of the first roll 12. The functional liquid material 300 buried on the surface of the first roll 12 is buried in the intaglio and embossed portions of the intaglio pattern 13a of the second roll 13. Here, the functional liquid material 300 may be a metal ink including one or more of Ag, Au, and Cu or an oxide ink including one or more of ZnO and Al₂O₃, but is not limited thereto.

제 2 롤(13)의 이웃하는 음각 패턴(13a)의 음각 부분 사이에 위치하는 양각 부분에 묻혀진 기능성 액상 재료(300)는 제 2 롤(13)이 회전함으로써, 닥터 블레이드 등의 제거 수단(15)에 의해 제 2 롤(13)로부터 제거되며, 이에 의해, 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료(300)가 채워지게 된다.The functional liquid material 300 buried in the relief portions located between the intaglio portions of the neighboring intaglio patterns 13a of the second roll 13 is removed by the second roll 13 by removing the means 15 such as a doctor blade. ) Is removed from the second roll 13, whereby the functional liquid material 300 is selectively filled only in the intaglio portion of the intaglio pattern 13a of the second roll 13.

다음, 피전사 기판의 표면에 용매를 뿌려 액체 유동층을 형성한다.Next, a solvent is sprayed onto the surface of the transfer substrate to form a liquid fluidized bed.

구체적으로, 용매 분사 장치(17)을 통해 용매를 피전사 기판(100)의 표면에 분사하여 피전사 기판(100)의 표면에 액체 유동층(200)을 형성한다. 액체 유동층(200)을 형성하는 용매는, 예를 들어, 극성 용매일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 피전사 기판(100)으로는 실리콘, 금속, 폴리머, 유리, 산화물 등을 사용할 수 있다. 피전사 기판(100)으로서 실리콘 기판을 사용하는 경우, 실리콘 기판을 증류수, 아세톤, 에탄올의 순서로 각각 세척하고, 각각의 세척 단계 사이에는 N₂가스를 퍼징(purging)하여 피전사 기판(100)의 오염물질을 제거하여 사용한다. 이와 같이 준비된 피전사 기판(100) 표면에 용매 분사 장치(17)을 사용하여 극성 용매를 뿌려서 피전사 기판(100) 표면에 극성 액체 유동층(200)을 형성한다. 이러한 피전사 기판(100) 표면에 형성된 액체 유동층(200)은, 도 1의 A부분에 대하여 후술하는 바와 같이, 피전사 기판(100)과 기능성 액상 재료(300)가 채워져 있는 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)이 접촉하였을 때 이들 사이에서 액체 브릿지를 형성하는 역할을 한다.Specifically, the solvent is sprayed onto the surface of the transfer substrate 100 through the solvent spraying device 17 to form the liquid fluidized layer 200 on the surface of the transfer substrate 100. The solvent for forming the liquid fluidized bed 200 may be, for example, a polar solvent, but is not limited thereto. Silicon, a metal, a polymer, glass, an oxide, or the like may be used as the transfer substrate 100. In the case of using the silicon substrate as the transfer substrate 100, the silicon substrate is washed in the order of distilled water, acetone, and ethanol, and purge of N2 gas between each washing step to purge the transfer substrate 100. Remove and use contaminants. The polar liquid fluidized layer 200 is formed on the surface of the substrate to be transferred by spraying the polar solvent on the surface of the substrate 100 prepared as described above using the solvent injector 17. The liquid fluidized layer 200 formed on the surface of the transfer substrate 100 has a second roll 13 filled with the transfer substrate 100 and the functional liquid material 300, as described later with respect to part A of FIG. 1. When the intaglio pattern 13a of) touches, it forms a liquid bridge therebetween.

다음, 기능성 액상 재료(300)가 채워진 제 2 롤(13)을 액체 유동층(200)이 형성된 피전사 기판(100)에 접촉시켜 기능성 액상 재료의 패턴을 피전사 기판(100) 상에 전사시킨다.Next, the second roll 13 filled with the functional liquid material 300 is contacted with the transfer substrate 100 on which the liquid fluid layer 200 is formed to transfer the pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate 100.

구체적으로, 제 2 롤(13)의 회전에 의한 제거 수단(15)에 의해 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 채워진 기능성 액상 재료(300)는 제 2 롤(13)의 연속된 회전에 의한 가열 수단(16)에 의해 소프트 베이킹(soft baking)되어 기능성 액상 재료(300) 자체의 유동성이 감소된다. 유동성이 감소된 기능성 액상 재료(300)는 슬러지(sludge) 또는 젤(gel) 또는 고상(solid) 등의 형태일 수 있다.Specifically, the functional liquid material 300 filled only in the intaglio portion of the intaglio pattern 13a of the second roll 13 by the removal means 15 by the rotation of the second roll 13 is the second roll 13. Soft baking by the heating means 16 by successive rotations of reduces the fluidity of the functional liquid material 300 itself. The functional liquid material 300 with reduced fluidity may be in the form of sludge or gel or solid.

이후, 제 2 롤(13)의 연속된 회전에 의해 도 1의 A부분에 도시된 바와 같이 기능성 액상 재료(300)가 선택적으로 채워진 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분이 피전사 기판(100) 표면에 형성된 액체 유동층(200)과 접촉하게 된다. 제 2 롤(13)이 피전사 기판(100)과 접촉함으로써, 피전사 기판(100)의 표면에 형성된 액체 유동층(200)이 액체 브릿지(bridge)로서 작용하여 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 채워져 있는 기능성 액상 재료(300)와 접촉하게 되며, 기능성 액상 재료(300)와 액체 유동층(200) 사이의 화학적 친화력에 의해 음각 패턴(13a)의 음각 부분에만 채워져 있는 기능성 액상 재료(300)가 제 2 롤(13)로부터 분리되어 피전사 기판(100)에 전사된다. 기능성 액상 재료(300)가 피전사 기판(100)에 전사됨으로써, 피전사 기판(100) 상에 기능성 액상 재료(300)로 이루어진 패턴이 형성된다.Subsequently, as shown in part A of FIG. 1 by the continuous rotation of the second roll 13, the negative portion of the negative pattern 13a of the second roll 13, which is selectively filled with the functional liquid material 300, In contact with the liquid fluid layer 200 formed on the surface of the transfer substrate 100. When the second roll 13 is in contact with the transfer substrate 100, the liquid fluid layer 200 formed on the surface of the transfer substrate 100 acts as a liquid bridge to form an intaglio pattern of the second roll 13. The functional liquid material 300 is filled in only the intaglio portion of the intaglio portion 13a, and is filled in only the intaglio portion of the intaglio pattern 13a by chemical affinity between the functional liquid material 300 and the liquid fluidized bed 200. The liquid material 300 is separated from the second roll 13 and transferred to the transfer substrate 100. By transferring the functional liquid material 300 to the transfer substrate 100, a pattern made of the functional liquid material 300 is formed on the transfer substrate 100.

기능성 액상 재료(300)가 피전사 기판(100)에 전사된 후, 제 2 롤(13), 피전사 기판(100) 및 다른 가열 수단 중 하나 이상을 이용한 가열에 의해 피전사 기판(100)에 전사된 기능성 액상 재료(300)의 패턴이 건조되어 기능성 액상 재료(300)의 패턴이 고형화된다. 고형화된 기능성 액상 재료(300)의 패턴은 미세 패 턴으로서 형성된다.After the functional liquid material 300 is transferred to the transfer substrate 100, the transfer layer 100 is transferred to the transfer substrate 100 by heating using at least one of the second roll 13, the transfer substrate 100, and other heating means. The pattern of the transferred functional liquid material 300 is dried to solidify the pattern of the functional liquid material 300. The pattern of the solidified functional liquid material 300 is formed as a fine pattern.

다음, 피전사 기판과 접촉된 롤을 피전사 기판으로부터 분리시킨다.Next, the roll in contact with the transfer substrate is separated from the transfer substrate.

구체적으로, 제 2 롤(13)의 연속된 회전에 의해 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)의 음각 부분으로부터 기능성 액상 재료(300)가 분리된 후, 기능성 액상 재료(300)가 분리된 제 2 롤(13)의 음각 패턴(13a)이 피전사 기판(100)으로부터 분리된다.Specifically, after the functional liquid material 300 is separated from the intaglio portion of the intaglio pattern 13a of the second roll 13 by the continuous rotation of the second roll 13, the functional liquid material 300 is separated. The intaglio pattern 13a of the second roll 13 is separated from the transfer substrate 100.

이상과 같은 공정에 의해, 본 발명에 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법이 수행된다.By the above process, the fine pattern formation method using the nano transcription roll-to-roll printing method through the liquid fluidized bed which concerns on this invention is performed.

이상과 같이, 본 방법은 롤 투 롤 연속 생산방식을 이용하여 패턴을 형성함으로써, 대면적에 기능성 소재를 직접 프린팅하는 것이 가능하며, 이로 인해 저가격/대면적 소자 제작에 있어서 매우 유리하다.As described above, the present method is capable of directly printing a functional material on a large area by forming a pattern using a roll-to-roll continuous production method, which is very advantageous for low cost / large area device fabrication.

또한, 롤 투 롤 인쇄법을 이용하여 피전사 기판에 직접 전사하기 때문에, 상온에서 모든 공정이 이루어지며, 이로 인해 피전사 기판의 종류에 관계없이 모든 소자 및 패널 제작에 본 발명이 쉽게 적용될 수 있다. 특히 미세 패터닝을 통해 소자의 집적화가 요구되는 전자 및 디스플레이 소자 제작에 본 발명에 따른 롤 투 롤 인쇄법을 응용할 수 있다.In addition, since the transfer directly to the transfer substrate using a roll-to-roll printing method, all processes are performed at room temperature, and thus the present invention can be easily applied to all devices and panels, regardless of the type of transfer substrate. . In particular, the roll-to-roll printing method according to the present invention can be applied to the production of electronic and display devices that require the integration of devices through fine patterning.

이하, 본 발명의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are not intended to limit the scope of the present invention.

우선, 롤의 음각 패턴 부분에 실버(Ag) 파티클이 포함되어 있는 용액인 실버 잉크를 선택적으로 채워지게 하였다. 이 때, 롤의 양각 부분에 남아있는 미량의 실버 잉크는 닥터 블레이드를 사용하여 제거하였다.First, silver ink, a solution containing silver (Ag) particles, was selectively filled in the intaglio pattern portion of the roll. At this time, the trace amount of silver ink remaining on the embossed portion of the roll was removed using a doctor blade.

다음, 70℃에서 10분간 소프트 베이킹을 하여 실버 잉크의 유동성을 감소시켰다.Next, soft baking at 70 ° C. for 10 minutes reduced the flowability of the silver ink.

다음, 피전사 기판으로서 실리콘 기판을 사용하여, 피전사 기판을 증류수, 아세톤 및 에탄올로 세척하고, 각각의 세척 단계 사이에 N₂가스를 퍼징(purging)하여 피전사 기판의 오염물질을 제거하였다.Next, using the silicon substrate as the transfer substrate, the transfer substrate was washed with distilled water, acetone and ethanol and purged with N2 gas between each washing step to remove contaminants on the transfer substrate.

다음, 실버 잉크가 전사될 피전사 기판 표면에 액체 유동층으로서 증류수를 뿌려서 피전사 기판을 준비하였다. 이 액체 유동층은 피전사 기판과 롤의 음각 패턴에 채워져 있는 실버 잉크 사이에 액체 브릿지를 형성하는 역할을 하게 된다.Next, the transfer substrate was prepared by spraying distilled water as a liquid fluidized layer on the surface of the transfer substrate to which the silver ink is to be transferred. This liquid fluidized layer serves to form a liquid bridge between the transfer substrate and the silver ink filled in the intaglio pattern of the roll.

다음, 실버 파티클이 채워져 있는 롤을 회전시켜 액체 유동층으로서 증류수가 뿌려진 피전사 기판에 접촉시켰다. 이 때, 롤에 채워져 있는 실버 파티클과 피전사 기판 사이에서 피전사 기판 표면에 뿌려진 액제 유동층이 액체 브릿지로서 작용하여 롤에 채워진 실버 파티클이 패턴으로서 피전사 기판에 전사된다. 즉, 액체 유동층에 의한 액체 브릿지 현상에 의해 피전사 기판에 실버 파티클로 이루어진 패턴이 전사되어 형성된다.The roll filled with silver particles was then rotated to contact the transfer substrate onto which distilled water was sprayed as a liquid fluidized bed. At this time, a liquid-liquid fluid layer sprayed on the surface of the transfer substrate between the silver particles filled in the roll and the transfer substrate acts as a liquid bridge, and the silver particles filled in the roll are transferred to the transfer substrate as a pattern. That is, a pattern made of silver particles is transferred to and formed on the substrate to be transferred by the liquid bridge phenomenon by the liquid fluidized bed.

이와 같은 상기 패턴의 SEM(Scanning Electron Microscopy) 이미지를 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내었다.SEM (Scanning Electron Microscopy) image of the pattern is shown in Figures 2, 3 and 4.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 실버 파티클 패턴의 SEM 이미지이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 다양한 형상의 실버 파티클 패턴의 SEM 이미지이다.2 and 3 are SEM images of a silver particle pattern formed according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a SEM image of the silver particle pattern of various shapes formed according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4의 SEM 이미지로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법에 의하여 균일한 금속 패턴이 형성되었음을 확인할 수 있다.As can be seen from the SEM images of FIGS. 2 to 4, it can be confirmed that a uniform metal pattern is formed by a method of forming a micro pattern using a nano transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed of the present invention.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

도 1은 본 발명의 구현예예 따른 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법을 나타낸 개략도이고,1 is a schematic view showing a fine pattern forming method using a nano-transfer roll-to-roll printing method through a liquid fluidized bed according to an embodiment of the present invention,

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 실버 파티클 패턴의 SEM 이미지이며, 2 and 3 are SEM images of a silver particle pattern formed according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 다양한 형상의 실버 파티클 패턴의 SEM 이미지이다.4 is an SEM image of silver particle patterns of various shapes formed according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

11: 기능성 액상 재료 공급 용기11: functional liquid material supply container

12: 제 1 롤 12: first roll

13: 제 2 롤, 13a: 제 2롤의 음각 패턴13: 2nd roll, 13a: intaglio pattern of 2nd roll

14: 제 3 롤14: third roll

15: 제거 수단15: Removal means

16: 온도 조절 수단16: temperature control means

17: 용매 분사 장치17: solvent spray device

100: 피전사 기판100: transfer substrate

200: 액체 유동층200: liquid fluidized bed

300: 기능성 액상 재료300: functional liquid material

Claims (8)

하기 단계를 포함하는, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤(roll to roll) 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법:Method of forming a fine pattern using a nano-transfer roll to roll printing method through a liquid fluidized bed comprising the following steps: 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계,Selectively filling the functional liquid material only in the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed, 피전사 기판의 표면에 용매를 뿌려 액체 유동층을 형성하는 단계,Spraying a solvent on the surface of the transfer substrate to form a liquid fluidized layer, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 피전사 기판과 상기 기능성 액상 재료 사이에 형성된 상기 액체 유동층이 액체 브릿지(bridge)로서 작용하게 하여 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계, 및The liquid fluidized layer formed between the transfer substrate and the functional liquid material acts as a liquid bridge by rotating the roll filled with the functional liquid material selectively to the intaglio portion only in contact with the transfer substrate on which the liquid fluid layer is formed. Transferring the pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate, and 상기 피전사 기판과 접촉된 상기 롤을 상기 피전사 기판으로부터 분리시키는 단계.Separating the roll in contact with the transfer substrate from the transfer substrate. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계는,Selectively filling the functional liquid material only in the intaglio portion of the roll on which the intaglio pattern is formed, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에 기능성 액상 재료를 채우고 이웃하는 상기 음각 패턴 사이에 위치하는 양각 부분에 남아있는 상기 기능성 액상 재료를 제거하는 것을 포함하는,Filling the intaglio portion of the roll where the intaglio pattern is formed with the functional liquid material and removing the functional liquid material remaining in the relief portion located between the neighboring intaglio patterns; 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법.A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음각 패턴이 형성된 롤의 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료를 채우는 단계 후 상기 선택적으로 채워진 기능성 액상 재료를 소프트 베이킹하여 유동성을 감소시키는 것을 추가 포함하는,And further softly baking the selectively filled functional liquid material after the step of selectively filling the intaglio portion of the roll having the intaglio pattern formed thereon, thereby reducing fluidity. 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법.A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기능성 액상 재료는 금속 잉크 또는 산화물 잉크를 포함하는 것인,Wherein the functional liquid material comprises a metal ink or an oxide ink, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법.A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 금속 잉크는 Ag, Au 및 Cu 중 하나 이상을 포함하는 금속 잉크이고, 상기 산화물 잉크는 ZnO 및 Al₂O₃중 하나 이상을 포함하는 산화물 잉크인,The metal ink is a metal ink containing at least one of Ag, Au, and Cu, the oxide ink is an oxide ink containing at least one of ZnO and Al₂O₃, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법. A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음각 부분에만 선택적으로 기능성 액상 재료가 채워진 롤을 상기 액체 유동층이 형성된 피전사 기판에 접촉시켜 회전함으로써 상기 기능성 액상 재료의 패턴을 상기 피전사 기판 상에 전사시키는 단계를 수행하는 동안, 상기 피전사 기판을 가열하여 상기 액체 유동층을 건조시키는 것을 추가 포함하는,Transferring the pattern of the functional liquid material onto the transfer substrate by rotating the roll filled with the functional liquid material selectively to the intaglio portion only in contact with the transfer substrate on which the liquid fluid layer is formed; Further comprising heating the substrate to dry the liquid fluidized bed, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법.A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액체 유동층을 형성하는 용매는,The solvent for forming the liquid fluidized bed, 물, 알코올류 및 극성 유기 용매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,It contains one or more selected from the group consisting of water, alcohols and polar organic solvent, 액체 유동층을 매개로 하는 나노 전사 롤 투 롤 인쇄법을 이용한 미세 패턴 형성 방법.A fine pattern formation method using a nano transfer roll-to-roll printing method using a liquid fluidized bed.
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