KR101529037B1 - 감광 고분자, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감광 고분자, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 리프트-오프(lift-off) 방식으로 전도성 박막 패턴을 형성할 때, 포토레지스트에 변질이나 물리적인 손상으로 인한 패턴 불량 발생을 억제하기 위한 것이다. 본 발명은 나노소재를 함유하는 전도성 박막의 패터닝용 감광 고분자로서, 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 사용한다. 본 발명은 기판 위에 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 도포하여 감광 고분자층을 형성하는 단계, 상기 감광 고분자층 위에 나노소자를 함유하는 전도성 박막을 형성하는 박막 형성 단계, 개방부가 형성된 마스크를 이용하여 상기 감광 고분자층을 노광하는 노광 단계, 및 상기 감광 고분자층을 현상액으로 현상하여 비노광된 고분자층 부분과, 상기 비노광된 고분자층 상부의 전도성 박막 부분을 제거하여 전도성 박막 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계를 포함하는 전도성 박막 패턴의 형성 방법 및 그 방법으로 제조된 전도성 기판을 제공한다.
Description
본 발명은 전도성 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물리적 경화제(physical cross-linker)와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 이용하여 리프트-오프(lift-off) 방식으로 나노소재를 함유하는 전도성 박막 패턴을 형성하는 감광 고분자, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 기반으로 하는 전도성 박막은 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어 입자가 기판에 코팅되어 형성된다. 탄소나노튜브를 기반으로 하는 전도성 박막은 탄소나노튜브 분산액을 제조하여 기판에 습식 코팅함으로써 형성하거나, 버키 페이퍼(bucky paper)를 만들어 기판에 전사시키거나 또는 다른 기판에 코팅막을 형성하고 이것을 기판에 전사시켜 형성할 수 있다. 금속나노와이어를 기반으로 하는 전도성 박막은 주로 금속나노와이어 분산액을 습식 코팅하여 형성할 수 있다.
이러한 전도성 박막에 배선 패턴(이하, '전도성 박막 패턴'이라 함)을 형성하기 위한 종래 기술로는 포토리소그래피 공정을 이용한 패턴 에칭 방법이 있다. 이 방법은 전도성 박막 패턴을 형성할 전도성 박막 위에 포토레지스트를 도포한다. 포토레지스트를 자외선으로 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 전도성 박막 위에 형성한다. 그리고 습식 또는 건식 방법으로 전도성 박막을 특정 패턴 모양으로 에칭함으로써, 전도성 박막 패턴을 형성한다.
특히 습식 에칭 공정의 경우 공정이 간단하고 기판의 손상을 최소화 할 수 있기 때문에, 전도성 박막 패턴의 형성을 위해 많이 적용되고 있는 기술이다. 이러한 기존의 포토리소그래프 공정을 이용한 습식 에칭 방법은 전도성 박막을 에칭할 수 있는 에칭 용액이 필요하다.
그런데 전도성 박막이 탄소나노튜브 박막인 경우, 탄소나노튜브 박막을 에칭할 수 있는 적당한 에칭 용액이 없기 때문에, 습식 에칭 공정을 통해 전도성 박막 패턴을 형성하는 것이 쉽지 않다.
이러한 문제를 해소하기 위해서, 리프트-오프(lift-off) 방식으로 전도성 박막 패턴을 형성하는 방법이 있다. 즉 기판에 포토레지스트층을 형성한 후, 포토레지스트층 위에 전도성 박막을 형성한다. 그리고 전도성 박막 아래의 포토레지스트층에 대한 노광 및 현상을 통하여 특정 영역의 포토레지스트층 부분을 제거한다. 이때 제거되는 포토레지스트층 부분의 상부의 전도성 박막 부분을 함께 제거함으로써, 전도성 박막 패턴을 형성한다.
이와 같이 종래의 리프트-오프 방식에 사용되는 포토레지스트의 경우, 기판 위에 코팅되었을 때 빛, 습기 등에 대해 환경 안정성이 매우 취약하다. 따라서 그 위에 탄소나노튜브 박막 또는 금속나노와이어 박막을 형성하기가 매우 까다롭다. 또한 이들 전도성 박막은 주로 습식 코팅 방법으로 코팅되며, 전도성 코팅액은 물 등의 용매를 포함한 다양한 종류의 화학물질을 포함하고 있기 때문에, 포토레지스트를 화학적으로 변질시키거나 물리적인 손상을 줄 수 있다. 또한 포토레지스트는 반응성이 매우 뛰어나며, 물리적 접촉에 의해 쉽게 손상되는 특성을 가지고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 함유하는 전도성 박막이라도 습식 에칭을 통해 전도성 박막 패턴을 형성할 수 있는 감광 고분자, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 리프트-오프 방식으로 전도성 박막 패턴을 형성할 때, 포토레지스트에 변질이나 물리적인 손상으로 인한 패턴 불량 발생을 억제할 수 있는 감광 고분자, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 위에 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 도포하여 감광 고분자층을 형성하는 단계, 상기 감광 고분자층 위에 나노소재를 함유하는 전도성 박막을 형성하는 박막 형성 단계, 개방부가 형성된 마스크를 이용하여 상기 감광 고분자층을 노광하는 노광 단계, 및 상기 감광 고분자층을 현상액으로 현상하여 비노광된 고분자층 부분과, 상기 비노광된 고분자층 상부의 전도성 박막 부분을 제거하여 전도성 박막 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계를 포함하는 전도성 박막 패턴의 형성 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 있어서, 상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane을 포함할 수 있다. 상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등 비가교성의 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 있어서, 상기 전도성 박막의 나노소재는 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 있어서, 상기 패턴 형성 단계에서, 상기 현상액은 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 디클로메탄, 톨루엔 또는 사염화탄소 등 비가교성의 고분자 물질을 녹이는 유기 용매를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판, 상기 기판 위에 패터닝되어 형성되며, 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하며 경화된 감광 고분자층, 및 상기 감광 고분자층 위에 형성되며 나노소재를 함유하는 전도성 박막 패턴을 포함하는 전도성 기판을 제공한다.
본 발명에 따른 전도성 기판에 있어서, 상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane을 포함할 수 있다. 상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등 비가교성의 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 기판에 있어서, 상기 전도성 박막의 나노소재는 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 나노소재를 함유하는 전도성 박막의 패터닝용 감광 고분자로서, 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 제공한다.
그리고 본 발명에 따른 감광 고분자에 있어서, 상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane을 포함할 수 있다. 상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등 비가교성의 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광물질인 감광 고분자는 비가교성 고분자 수지에 물리적 경화제가 함침된 형태를 갖기 때문에, 감광 고분자층의 환경안정성이 뛰어나며 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어 코팅액의 조성물과 반응성이 거의 없으며, 보다 편리하게 리프트-오프 방식으로 전도성 박막 패턴을 형성할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 전도성 박막 패턴의 형성 방법은 포토레지스트를 사용하지 않고, 비가교성의 고분자 수지와 물리적 경화제를 함유하는 감광 고분자층을 이용하여 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어의 나노소자를 함유하는 전도성 박막을 리프트-오프 방식으로 제거하여 전도성 박막 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 감광 고분자를 이용한 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 따른 흐름도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
도 8은 도 1의 형성 방법의 일 예에 따라 제조된 전도성 박막 패턴의 전자현미경 이미지이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
도 8은 도 1의 형성 방법의 일 예에 따라 제조된 전도성 박막 패턴의 전자현미경 이미지이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 감광 고분자를 이용한 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 따른 흐름도이다. 도 2 내지 도 7은 도 1의 전도성 박막 패턴의 형성 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
본 발명에 따른 전도성 박막 패턴(60)의 형성 방법을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 2에 도시된 바와 같이, S71단계에서 기판(10)을 준비한다. 이때 기판(10)으로 고분자 필름, 유리, 세라믹, 웨이퍼 등과 같이 다양한 투명 또는 불투명 기판이 사용될 수 있다. 예컨대 기판(10)으로 광투과성을 갖는 투명한 소재의 기판이 사용될 수 있다. 이때 기판(10)의 소재로는 유리, 석영(quartz), 투명 플라스틱 기판, 투명 고분자 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 투명 고분자 필름의 소재로는 PET, PC, PEN, PES, PMMA, PI, PEEK 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 투명 고분자 필름 소재의 기판(10)은 10 내지 10,000㎛의 두께를 가질 수 있다.
다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, S73단계에서 기판(10) 위에 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자층(20)을 형성한다.
이때 물리적 경화제로는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane이 사용될 수 있다.
감광 고분자층(20)에는 다양한 종류의 비가교성의 고분자 수지가 적용 가능하다. 전도성 박막 패턴을 현상할 용매(현상액)에 잘 녹으면서 자체적으로 화학 반응이 없고, 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어의 용매인 물, 알코올에는 녹지 않는 고분자 물질이 사용될 수 있다. 예컨대 비가교성 고분자 수지로는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등의 용제계 고분자 물질이 적용될 수 있다. 이 외에도 위의 조건에 해당되는 고분자 물질이 감광 고분자층(20)의 소재로 적용될 수 있다.
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, S75단계에서 감광 고분자층(20) 위에 나노소재를 함유하는 전도성 박막(30)을 형성한다.
이때 전도성 박막 패턴을 형성할 전도성 박막(30)의 나노소재로서 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어가 사용될 수 있다. 이런 나노소재는 종횡비가 매우 크기 때문에 낮은 입자의 농도에서도 입자 간에 연결성이 확보되어서 전도성 박막(30)을 형성할 수 있다. 이런 이유로 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어 박막은 다공성 구조를 가지게 되며, 이 구조를 통해 현상 시 감광 고분자층(20)의 현상액이 보다 쉽게 침투하여 그 아래의 감광 고분자층(20)을 녹일 수 있다.
전술된 바와 같이, 나노소재는 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 포함한다. 금속나노와이어로는 직경 300nm 이하 길이 1㎛ 이상의 은나노와이어, 구리나노와이어, 은나노리본, 구리나노리본, 금나노와이어 또는 금나노리본이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 탄소나노튜브로는 단일벽, 이중벽, 다중벽 탄소나노튜브가 적용 가능하며 이들의 혼합물도 적용가능하다. 예컨대 탄소나노튜브 코팅액은 스프레이 코팅, 슬롯다이 코팅, 롤코팅, 바코팅, 케스팅 등의 방법으로 감광 고분자층(20) 위에 코팅하여 전도성 박막(30)을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 스프레이 코팅 방법으로 탄소나노튜브 코팅액을 코팅하여 전도성 박막(30)을 형성하였다. 이때 사용된 용매는 물로서 감광 고분자층(20)의 고분자 수지와 반응성이 없으며 탄소나노튜브 코팅 과정에서 감광 고분자층(20)의 손상을 주지 않는다.
이어서 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, S77단계에서 마스크(40)를 이용하여 전도성 박막(30) 아래의 감광 고분자층(20)을 노광한다. 즉 형성될 전도성 박막 패턴에 대응되게 개방부(41)가 형성된 마스크(40)를 이용한 자외선 노광을 통하여 감광 고분자층(20)을 노광한다. 감광 고분자층(20)이 자외선으로 노광되면, 감광 고분자층(20)의 물리적 경화제가 서로 반응하여 엉키면서 매트릭스 수지인 고분자 수지도 함께 엉키면서 경화된다. 이때 노광 시간은 수 초에서 수 분이 될 수 있다.
개방부(41)에 노출된 감광 고분자층(20) 부분이 노광된 영역(53)을 형성하고, 마스크(40)에 가린 감광 고분자층(20) 부분이 비광된 영역(51)을 형성한다.
본 발명은 종래의 리프트-오프 방식과 비교하여, 감광물질로 포토레지스트 대신에 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 적용하는 점에서 차이가 있다. 감광 고분자로 형성된 감광 고분자층(20)에 포함된 물리적 경화제는 자외선과 같은 고에너지 광선에 노출되었을 때 서로 간에 가교결합이 일어나는 물질이다. 이때 물리적 경화제가 고분자 수지와 함께 있으면, 노광 시 고분자 수지를 앵커링(anchoring)함으로써, 비가교성의 고분자 수지를 물리적으로 엉키게 하여 경화시키는 역할을 하게 되어 용매에 대한 용해도를 크게 낮출 수 있다. 따라서 비가교성의 고분자 수지와 물리적 경화제의 조합을 통해 감광 고분자층(20)을 형성할 수 있다.
종래의 포토레지스트를 이용한 리프트-오프 방식 대비 본 발명의 감광 고분자를 이용한 리프트-오프 방법은 다음과 같은 장점이 있다. 일반 포토레지스트의 경우 기판 위에 코팅되었을 때 빛, 습기 등에 대해 환경 안정성이 매우 취약하기 때문에, 포토레지스트층 위에 탄소나노튜브 박막 또는 금속나노와이어 박막을 형성하기가 매우 까다롭다. 특히 이들 전도성 박막의 코팅에 사용되는 전도성 코팅액은 물 등의 용매를 포함한 다양한 종류의 화학물질이 포함되어 있는데, 이러한 전도성 코팅액은 포토레지스트를 화학적으로 변질시키거나 물리적인 손상을 줄 수 있다. 더욱이 포토레지스트는 반응성이 매우 뛰어나며 물리적 접촉에 의해 쉽게 손상되는 특성을 가지고 있다.
하지만 본 발명에 따른 감광 고분자는 비가교성의 고분자 수지에 물리적 경화제가 함침된 형태를 갖기 때문에, 감광 고분자층(20)의 환경안정성이 뛰어나며 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어 코팅액의 조성물과 반응성이 없으며, 보다 편리하게 리프트-오프 방식으로 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 함유하는 전도성 박막 패턴을 형성할 수 있다.
그리고 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, S79단계에서 감광 고분자층(20)을 현상액으로 현상함으로써, 전도성 박막 패턴(60)이 형성된 전도성 기판(100)을 제조한다. 즉 노광 후 현상액으로 현상하면, 비노광 영역(51)에 위치하는 감광 고분자층(20) 부분이 제거되면서, 제거되는 감광 고분자층(20) 상부의 전도성 박막(30) 부분도 함께 기판(10)에서 제거된다. 즉 리프트-오프 방식으로 비노광 영역(51)의 감광 고분자층(20) 및 전도성 박막(30) 부분이 기판(10)에서 제거된다.
노광된 영역(53)에 위치하는 감광 고분자층(20) 부분은 현상액에 의해 녹지 않기 때문에, 해당 감광 고분자층(20) 상부의 전도성 박막(30) 부분도 그대로 기판(10) 위에 남게 됨으로써, 전도성 박막 패턴(60)이 형성된 전도성 기판(100)을 획득할 수 있다.
이때 전도성 박막 패턴(60)의 현상에 사용되는 현상액으로는 아세톤이 사용되지만, 그 외 다양한 용매가 사용될 수 있다. 즉 현상액으로는 감광되지 않은 감광 고분자층(20)을 녹일 수 있으며, 기판(10)에 손상을 주지 않고, 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어에 손상을 주지 않는 용매이면 적용 가능하다. 예컨대 현상액으로는 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 디클로메탄, 톨루엔, 사염화탄소 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 전도성 기판(100)은 기판(10)과, 기판(10) 위에 리프트-오프 방식으로 형성된 전도성 박막 패턴(60)을 포함한다. 여기서 전도성 박막 패턴(60)은 노광된 영역(53)에 위치하는 경화된 감광 고분자층(20) 부분과, 경화된 감광 고분자층(20) 상부의 전도성 박막(30) 부분으로 구성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 전도성 박막 패턴(60)이 형성된 전도성 기판(100)을 리프트-오프 방식과 같은 습식 공정으로 제조하되, 포토레지스트를 사용하지 않고 감광 고분자를 이용하여 형성할 수 있다.
또한 전도성 박막(30)이 탄소나노튜브 박막이라도, 본 발명에 따른 감광 고분자는, 비노광 시 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 디클로메탄, 톨루엔, 사염화탄소 등의 현상액으로 제거할 수 있기 때문에, 리프트-오프 방식을 통하여 탄소나노튜브 박막에 대한 패터닝을 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 전도성 박막 패턴의 형성 방법의 일 예를 통하여 다음과 같이 전도성 박막 패턴을 형성하였다.
먼저 기판(10) 위에 감광 고분자층(20)을 형성한다. 즉 폴리스티렌 고분자와 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane을 THF 용매에 녹인 감광 고분자 용액을 스핀 코팅 방법으로 기판(10)에 코팅하여 감광 고분자층(20)을 형성한다.
다음으로 감광 고분자층(20) 위에 전도성 박막(30)으로 단일벽 탄소나노튜브 박막을 코팅한다. 즉 단일벽 탄소나노튜브 코팅액을 감광 고분자층(20) 위에 스프레이 코팅 방법으로 분사하여 전도성 박막(30)을 형성한다.
다음으로 전도성 박막 패턴(60)을 형성할 모양에 맞는 마스크(40)를 이용하여 감광 고분자층(20)을 자외선 노광한다.
그리고 노광 후 아세톤으로 세척하여 비노광 영역(51)에 위치하는 감광 고분자층(20) 부분을 제거하고, 제거되는 감광 고분자층(20) 상부의 전도성 박막(30) 부분도 함께 제거한다. 노광된 영역(53)에 위치하는 감광 고분자층(20) 부분은 아세톤에 의해 녹지 않기 때문에, 해당 감광 고분자층(20) 상부의 전도성 박막(30) 부분도 그대로 기판(10) 위에 남게 됨으로써, 단일벽 탄소나노튜브 소재의 전도성 박막 패턴(30)이 형성된 전도성 기판(100)을 획득할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따라 제조된 전도성 박막 패턴은, 도 8의 전자현미경 사진을 통하여 확인할 수 있다. 여기서 도 8은 도 1의 형성 방법의 일 예에 따라 제조된 전도성 박막 패턴의 전자현미경 이미지이다.
도 8을 참조하면, 직선, 사각 및 타원형의 전도성 박막 패턴이 기판 위에 선명하게 형성된 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 기판
20 : 감광 고분자층
30 : 전도성 박막
40 : 마스크
41 : 개방부
51 : 노광 영역
53 : 비노광 영역
60 : 전도성 박막 패턴
20 : 감광 고분자층
30 : 전도성 박막
40 : 마스크
41 : 개방부
51 : 노광 영역
53 : 비노광 영역
60 : 전도성 박막 패턴
Claims (9)
- 기판 위에 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하는 감광 고분자를 도포하여 감광 고분자층을 형성하는 단계;
상기 감광 고분자층 위에 나노소재를 함유하는 전도성 박막을 형성하는 박막 형성 단계;
개방부가 형성된 마스크를 이용하여 상기 감광 고분자층을 자외선으로 노광하는 노광 단계;
상기 감광 고분자층을 현상액으로 현상하여 비노광된 고분자층 부분과, 상기 비노광된 고분자층 상부의 전도성 박막 부분을 제거하여 전도성 박막 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계;를 포함하고,
상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane이고,
상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐알콜을 포함하고,
상기 노광 단계에서,
상기 물리적 경화제는 자외선 노광에 의해 상기 비가교성 고분자 수지를 앵커링함으로써, 상기 비가교성 고분자 수지를 물리적으로 엉키게 하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 전도성 박막 패턴의 형성 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 박막의 나노소재는 탄소나노튜브, 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 박막 패턴의 형성 방법. - 제1항에 있어서, 상기 패턴 형성 단계에서,
상기 현상액은 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 디클로메탄, 톨루엔, 클로로폼 또는 사염화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 박막 패턴의 형성 방법. - 기판;
상기 기판 위에 자외선 노광 및 현상으로 패터닝되어 형성되며, 물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하며 경화된 감광 고분자층;
상기 감광 고분자층 위에 형성되며, 나노소재를 함유하는 전도성 박막 패턴;을 포함하고,
상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane이고,
상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐알콜을 포함하고,
상기 물리적 경화제는 자외선 노광에 의해 상기 비가교성 고분자 수지를 앵커링함으로써, 상기 비가교성 고분자 수지를 물리적으로 엉키게 하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 전도성 기판. - 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 전도성 박막의 나노소재는 탄소나노튜브, 탄소나노튜브 또는 금속나노와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 기판. - 나노소재를 함유하는 전도성 박막의 패터닝용 감광 고분자로서,
물리적 경화제와 비가교성 고분자 수지를 함유하며,
상기 물리적 경화제는 1, 6-bis(trichlorosilyl)hexane이고,
상기 비가교성 고분자 수지는 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메사크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐알콜을 포함하고,
상기 물리적 경화제는 자외선 노광에 의해 상기 비가교성 고분자 수지를 앵커링함으로써, 상기 비가교성 고분자 수지를 물리적으로 엉키게 하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 감광 고분자. - 삭제
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050004360A (ko) * | 2003-07-02 | 2005-01-12 | 삼성전자주식회사 | 포토리소그래피를 이용한 탄소 나노튜브 절단방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050004360A (ko) * | 2003-07-02 | 2005-01-12 | 삼성전자주식회사 | 포토리소그래피를 이용한 탄소 나노튜브 절단방법 |
KR20100053260A (ko) * | 2008-11-12 | 2010-05-20 | 한국원자력연구원 | 이온빔 또는 방사선을 이용한 금속 나노입자 함유 고분자 패턴 및 금속 입자 패턴의 형성 방법 |
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KR20120033968A (ko) * | 2010-09-30 | 2012-04-09 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 감광성 수지 조성물 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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