KR101660908B1 - Method for forming the metal electrode pattern with floating structure and transfer printing method using the method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method to form a metal electrode pattern with a floating structure, capable of facilitating pickup when electrode patterns of various sizes exist, and a transfer printing method using the same. The method comprises the following steps: (a) coating a thermoplastic polymer material with properties pyrolyzed at a predetermined temperature or more on a substrate to form a buffer layer on the substrate; (b) printing conductive ink on a surface of the buffer layer to form an electrode pattern; and (c) thermally sintering the electrode pattern at a pyrolysis temperature or more of the buffer layer. According to the present invention, due to the thermal sintering of the electrode pattern, the thermoplastic polymer material forming the buffer layer in a specified area placed between the electrode pattern and the substrate is selectively pyrolyzed and removed, so an anchor formed by self-patterning of the buffer layer is formed along an edge of the electrode pattern. As a result, a structure where an electrode pattern is floated on a substrate by an anchor is formed.

Description

플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법 및 상기 방법을 이용한 전사 인쇄 방법{Method for forming the metal electrode pattern with floating structure and transfer printing method using the method} FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method of forming an electrode pattern of a floating structure and a transfer printing method using the method,

본 발명은 전극 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 금속 나노 입자 잉크를 기반으로 한 전극 패턴을 플로팅 구조로 형성하는 전극 패턴 형성 방법 및 상기 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming an electrode pattern, and more particularly, to a method of forming an electrode pattern based on a metal nano-particle ink in a floating structure, and a method of forming an electrode pattern by using a transfer printing method .

최근 들어, 유연한 전자 소자(Flexible electronics)에 대한 기대 및 요구가 높아짐에 따라, 기존의 사진 식각(Photo-Lithography)을 이용한 공정보다 공정 단가가 저렴하며 유연한 필름 기판 이용에 의한 공정 제약이 적으며 공정 시간 단축을 통해 대량 양산에 적합한 인쇄 공정 기술이 주목을 받고 있다. 따라서 최근 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그래비어 프린팅(gravure printing) 등과 같은 'direct printing' 공정이라고 일컫는 다양한 인쇄 기술을 통해 전자 소자를 제작하는 연구가 활발히 진행 중이다. In recent years, as expectations and demands for flexible electronic devices have increased, process costs are lower than those of conventional photo-lithography processes, and process constraints are reduced due to the use of flexible film substrates. Printing process technology suitable for mass production is getting attention through shortening of time. Recently, researches are actively conducted to manufacture electronic devices through various printing technologies called 'direct printing' processes such as screen printing, inkjet printing and gravure printing.

이와 관련하여, 전자 소자 제작의 기초가 되며 반드시 필요한 전도성 금속 배선을 형성시키기 위한 전도성 잉크에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 종래에는 금속 배선 형성을 위하여 증착(deposition) 또는 식각(etching) 공정이 반드시 필요하였으나, 전도성 잉크를 사용하여 금속 배선을 형성하는 경우, 직접 인쇄(direct printing) 공정을 통해 형성시킬 수 있기 때문에, 공정 시간이 단축되고 공정 시 진공 상태가 필요 없으므로 공정 단가도 절감시킬 수 있으며 대면적에 적용이 가능하고 유연한 기판을 이용한 유연 전자 소자 제작 분야에 적용이 가능하게 된다. In this connection, researches related to conductive inks for forming conductive metal wiring that are essential for the production of electronic devices and which are necessarily required are actively underway. Conventionally, a deposition process or an etching process has been required to form a metal line. However, when a metal line is formed using a conductive ink, the metal line can be formed through a direct printing process, Since the time is shortened and the vacuum state is not required in the process, the process cost can be reduced, and it can be applied to a large area and can be applied to a flexible electronic device manufacturing field using a flexible substrate.

이러한 전도성 잉크는 주로 금속 나노입자(metal nanoparticle)을 이용한다. 전술한 금속 나노입자는 'ink화'시키기 위하여 solvent에 분산이 가능하며, 배선 전극 형성 시에 고해상도 구현이 가능하고, 입자의 크기가 작아 고밀도화가 가능하여 전도성 고분자 기반 잉크를 사용한 경우 대비 우수한 전도도 특성을 기대할 수 있으며, 소결 처리시에 작은 particle size로 인한 thermodynamic size effect에 의해 상대적으로 저온에서 짧은 시간이 필요하다는 장점을 갖는다.These conductive inks mainly use metal nanoparticles. The above-mentioned metal nanoparticles can be dispersed in a solvent for 'inking', can realize a high resolution at the time of formation of a wiring electrode, can be densified due to a small particle size, and thus have excellent conductivity characteristics in the case of using a conductive polymer- And it is advantageous that a relatively short time is required at a relatively low temperature due to a thermodynamic size effect due to a small particle size at the time of sintering treatment.

한편, 전도성 잉크는 금속 나노입자, 즉 나노 사이즈의 금속 입자를 용매(solvent)에 분산시켜 제작한다. 이때, 금속 나노 입자는 매우 불안정한 상태로 분산되어 있는 상태이므로, 초기에는 입자들이 용매 속에서 분산되어 있지만 짧은 시간 후에 금속 나노 입자들이 다시 응집되는 현상이 발생한다. 이러한 응집에 의해, 인쇄 공정을 통해 배선 전극 형성 시 균일성(uniformity) 및 전도도 특성이 나빠지고 낮은 공정의 재현성을 보이는 문제점이 있다. On the other hand, the conductive ink is produced by dispersing metal nanoparticles, that is, nano-sized metal particles in a solvent. At this time, since the metal nanoparticles are dispersed in a very unstable state, initially, the particles are dispersed in the solvent, but the metal nanoparticles re-agglomerate after a short time. Such coagulation has a problem in that the uniformity and conductivity characteristics are poor when the wiring electrode is formed through the printing process and the reproducibility of the process is low.

이러한 문제점을 해결하고자 제안된 대표적인 전도성 잉크 제작 방법은 금속 나노입자의 표면에 용매에 대한 분산도를 높여 주는 물질을 코팅하여 입자 간에 서로 응집하는 현상을 막아 분산 안정성을 높여주는 'steric stabilization법'이 있다. 또한 분산 안정성을 향상시키기 위해 계면 활성제 물질을 첨가하는 방법도 있다. 그러나, 분산도를 높여 주는 물질이나 표면 계면 활성제는 대부분 절연 특성을 가지므로, 배선 전극을 형성할 경우 금속 나노입자들의 사이에 위치한 상기 물질들의 절연 특성에 의해 전도도 특성이 매우 나쁘게 나타나게 된다. 또한 printing 공정에 의해 형성된 박막을 기판에 안정된 접착 특성을 유도하고 박막의 crack 및 변형을 방지하기 위해 혼합되는 가교 물질도 절연 특성을 가지는 물질이므로, 이로 인해 배선 전극이 나쁜 전도도 특성을 보인다는 단점을 가진다.In order to solve this problem, the representative conductive ink manufacturing method proposed is a 'steric stabilization method' in which metal nanoparticles are coated with a substance that increases the dispersion degree to the solvent, have. There is also a method of adding a surfactant substance to improve dispersion stability. However, since the material for increasing the degree of dispersion or the surface surfactant has most of the insulating properties, when the wiring electrode is formed, the conductivity characteristics are very bad due to the insulating properties of the materials located between the metal nanoparticles. In addition, the cross-linking material mixed to induce stable adhesion characteristics to the substrate and to prevent cracking and deformation of the thin film formed by the printing process has a disadvantage in that the wiring electrode exhibits poor conductivity characteristics I have.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 다양한 연구들이 진행되고 있는 가운데 가장 적합한 방법은 소결(sintering) 과정을 거치는 것이다. '소결'이란 분체가 외부로부터 강한 에너지를 받을 경우 분체 입자 간에 결합이 일어나서 응고하는 현상을 일컫는다. 금속 나노입자들로 구성된 전도성 잉크의 경우 소결 과정을 거치면 단순히 입자들이 서로 결합하여 입자 사이즈가 커져 이상적으로 공극이 존재하지 않는 박막 형태로 변할 뿐만 아니라 분산 안정성을 향상시키기 위해 금속 나노입자의 표면에 코팅된 물질이 분해되어 사라지게 되므로, 전도도 특성을 극대화시킬 수 있게 된다.In order to solve these problems, various studies are being conducted, and the most suitable method is a sintering process. 'Sintering' refers to the phenomenon that when powder receives strong energy from the outside, the powder particles solidify due to bonding between particles. In the case of a conductive ink composed of metal nanoparticles, when the sintering process is performed, the particles merely bind to each other to increase the particle size, which ideally changes into a thin film having no voids. In addition, So that the conductivity characteristics can be maximized.

도 1은 전도성 잉크의 금속 나노 입자들의 소결 과정을 개념적으로 도시한 그림이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 소결 과정에 의해 코팅된 폴리머가 분해되어 사라지게 되고, 금속 나노 입자들간의 결합이 일어나서 응고됨에 따라, 고전도도 특성을 갖는 금속 배선을 형성할 수 있게 된다. 1 is a conceptual view illustrating a sintering process of metal nanoparticles of a conductive ink. As shown in FIG. 1, the coated polymer is decomposed and disappeared by the sintering process. As the metal nanoparticles are bonded and solidified, metal interconnects having high conductivity characteristics can be formed.

가장 대표적인 소결 처리 방식은 기판에 인쇄된 잉크를 oven이나 furnace를 이용하여 열처리를 하는 소결 방식이 있다. 이러한 열처리 소결의 경우 매우 기본적인 처리 방법이므로 공정이 간단하며 우수한 전도 특성을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 열처리 소결 방식의 경우 물질마다 조금씩 다르지만 보통 150℃ ~ 300℃의 고온의 열처리 과정이 필요하고, 유연한 전자소자(flexible electronics)에 적용할 경우, 기판으로 이용하게 될 필름 기판이 대부분 소결 처리 온도보다 낮은 온도에서 기판의 변형이 발생하게 된다. 대표적인 필름 기판의 변형 온도를 살펴 보면, PET은 120℃, PEN은 180℃, PI는 300℃ 으로 유연한 필름 기판에 열처리 소결법으로는 우수한 전도 특성을 갖는 금속 배선을 얻는데 기판 선정에 제약을 갖는 문제점이 있다.The most typical sintering method is a sintering method in which an ink printed on a substrate is subjected to heat treatment using an oven or a furnace. This heat treatment sintering is a very basic treatment method, so that the process is simple and excellent conduction characteristics can be obtained. However, in the case of the heat-treatment sintering method, a heat treatment process at a high temperature of 150 ° C. to 300 ° C. is required, which is slightly different for each material. When applied to a flexible electronic device, The substrate is deformed at a low temperature. Considering the deformation temperature of a representative film substrate, a metal wiring having excellent conduction characteristics is obtained by heat treatment sintering on a flexible film substrate at 120 ° C for PET, 180 ° C for PEN, and 300 ° C for PI. have.

이러한 열처리 소결의 단점을 해결하고 유연한 필름 기판에 고 전도도 특성의 전도성 잉크 박막을 형성하고자 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 대표적으로, 금속 나노입자 잉크의 합성 조건 변화 및 새로운 방식의 소결 방법 제안이 있다. 먼저, 잉크 합성 조건 변화는 nanoparticle의 size를 작게 하여 nanoparticle의 melting 온도를 낮추는 방법이 있다. 또한 nanoparticle의 분산 안정성 및 박막 형성 안정성을 위해서 particle에 코팅된 분산제 및 가교 물질이 저온 분해가 가능하거나 저온 공정에 적합하게 혼합비를 최적화하여 기존의 방식보다 낮은 온도에서 소결이 가능하게 하는 방법이 있다. 그러나, 전술한 방법의 경우, nanoparticle의 size는 이미 충분이 작아진 상태이므로 더 이상 size를 줄이는 데에는 한계가 있으며 우수한 분산 안정성을 가지는 잉크 제작을 위한 최적화된 새로운 종류의 분산제 및 가교제 물질 선정이 힘들고 고전도도 박막 형성 조건 최적화도 어렵다는 문제를 가지고 있다. Various studies have been conducted to solve the disadvantages of heat treatment sintering and to form a conductive ink thin film having high conductivity on a flexible film substrate. Representative examples include a change in synthesis conditions of a metal nano-particle ink and a new sintering method. First, the change of the ink synthesis condition is to decrease the melting temperature of the nanoparticle by reducing the size of the nanoparticle. Also, for the dispersion stability and thin film formation stability of nanoparticle, it is possible to perform low temperature decomposition of the dispersant and crosslinked material coated on the particle, or to make the sintering at a lower temperature than the conventional method by optimizing the mixing ratio suitable for the low temperature process. However, in the case of the above-mentioned method, since the size of the nanoparticle is already sufficiently small, there is a limit to further reduce the size, and it is difficult to select a new dispersant and crosslinking agent material optimized for producing an ink having excellent dispersion stability. It is difficult to optimize the conditions for forming the film.

기존에 기판에 대한 열처리 또는 인쇄공정시 발생하는 용액에 대한 영향을 방지하기 위해 임의의 안정된 기판에 인쇄공정을 통해 박막을 형성한 후 이를 필름 기판에 옮기는 전사 인쇄 공정이 있다. There is a transfer printing process in which a thin film is formed on a certain stable substrate through a printing process and then transferred to a film substrate in order to prevent the influence on the solution generated in the heat treatment or printing process of the substrate.

그러나, 임의의 기판위에 전도성 잉크를 인쇄한 후 소결 처리하는 경우, 전도성 잉크를 구성하는 금속 나노입자들 간에 결합이 발생하고 박막과 기판 사이의 접착력을 향상시키기 위한 가교제에 의해 금속 박막의 전도도 특성이 향상됨과 동시에, 금속 박막이 기판과도 결합되어 전도성 잉크 기반 금속 박막과 기판간의 결합력도 증가된다. 따라서, 전도성 잉크를 이용하여 고온의 열소결 처리를 통해 금속 배선을 형성하는 경우, 소결 처리에 의해 전도성 잉크와 기판간의 결합력이 증대되어 일반적인 전사 인쇄법으로는 스탬프를 이용하여 전도성 잉크를 픽업하기 어려운 문제점이 있다. However, when the conductive ink is printed on an arbitrary substrate and then sintered, the conductivity of the metal thin film is improved by a cross-linking agent for bonding between the metal nanoparticles constituting the conductive ink and improving the adhesion between the thin film and the substrate At the same time, the metal thin film is also bonded to the substrate to increase the bonding force between the conductive ink-based metal thin film and the substrate. Therefore, in the case of forming the metal wiring through the high-temperature thermal sintering process using the conductive ink, the bonding force between the conductive ink and the substrate is increased by the sintering treatment, and as a general transfer printing method, There is a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전도성 잉크와 기판 사이에 희생층을 더 형성하고, 습식 식각 공정을 이용하여 희생층을 적절하게 식각하여 전도성 잉크와 기판 사이에 지지대를 형성하는 기술이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 습식 식각에 의해 형성되는 지지대는 전극 패턴의 중앙에 형성되는데, 전극 패턴의 사이즈나 모양에 따라 지지대가 형성되는 시간이 다르므로, 전사 인쇄시 다양한 사이즈의 전극 패턴을 동시에 적용할 수 없다는 단점이 있다. 예컨대, 기판위에 여러 사이즈의 전극 패턴이 존재하는 경우 전극 패턴의 사이즈에 따라 지지대의 크기가 서로 달라지는 문제점이 발생하게 된다. 도 2는 기판(100)위에 여러 사이즈의 전극 패턴(110, 112, 114)이 존재하는 경우 식각에 의해 형성된 지지대(120, 122, 124)를 예시적으로 도시한 단면도이다. To solve this problem, a technique has been used in which a sacrificial layer is further formed between a conductive ink and a substrate, and a sacrificial layer is appropriately etched using a wet etching process to form a support between the conductive ink and the substrate. However, since the supporting frame formed by the wet etching is formed at the center of the electrode pattern, since the supporting frame is formed at different times depending on the size and shape of the electrode pattern, the electrode patterns of various sizes can not be simultaneously applied There are disadvantages. For example, when there are electrode patterns of various sizes on the substrate, there arises a problem that the size of the support is different according to the size of the electrode pattern. 2 is a cross-sectional view illustrating supports 120, 122, and 124 formed by etching in the case where electrode patterns 110, 112, and 114 of various sizes are present on a substrate 100. FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 전극 패턴(114)의 사이즈가 큰 경우 넓은 단면적을 갖는 지지대가 형성되고 전극 패턴(110, 112)의 사이즈가 작은 경우 작은 단면적을 갖는 지지대가 형성될 수 있다. 이 경우 전극 패턴의 사이즈가 극히 작은 경우 지지대가 형성되지 않을 수도 있으며, 전극 패턴의 사이즈가 큰 경우 넓은 단면적의 지지대가 형성되어 픽업이 용이하지 않을 수도 있게 된다. As shown in FIG. 2, when the size of the electrode pattern 114 is large, a support having a wide cross-sectional area is formed, and when the electrode patterns 110 and 112 are small, a support having a small cross-sectional area can be formed. In this case, if the size of the electrode pattern is extremely small, the support may not be formed. If the size of the electrode pattern is large, a support having a wide cross-sectional area may be formed.

한국등록특허공보 제 10-1279586호Korean Patent Registration No. 10-1279586

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 열소결 공정이 필요한 전도성 잉크를 이용하여 전극 패턴을 형성하되, 다양한 사이즈의 전극 패턴들이 존재하는 경우에도 픽업이 용이한 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming an electrode pattern using a conductive ink which requires a thermal sintering process, and which can easily be picked up even when electrode patterns of various sizes exist, .

본 발명의 다른 목적은, 전술한 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용하여 전사 인쇄하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a method of performing transfer printing using the electrode pattern forming method of the floating structure described above.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법은, (a) 일정 온도 이상에서 열분해되는 성질을 갖는 열가소성 고분자 물질을 기판상에 도포하여 상기 기판위에 버퍼층을 형성하는 단계; (b) 상기 버퍼층의 표면에 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 전극 패턴을 열소결하는 단계;를 구비하고, According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of forming an electrode pattern of a floating structure, the method comprising: (a) applying a thermoplastic polymer material having a property of pyrolyzing at a certain temperature or higher to a substrate, ; (b) forming an electrode pattern by printing a conductive ink on the surface of the buffer layer; And (c) thermally sintering the electrode pattern,

상기 (c) 단계는 상기 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도에서 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며, 상기 (c) 단계의 전극 패턴의 열소결에 의해, 상기 전극 패턴과 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 선택적으로 열분해되어 제거되어, 전극 패턴의 모서리를 따라 버퍼층이 셀프-패터닝되어 지지대가 형성됨으로써, 전극 패턴이 지지대(anchor)에 의해 기판위에 플로팅(floating)된 형태로 구성된다. The step (c) comprises thermally sintering the electrode pattern at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the thermoplastic polymer material, and the electrode pattern is thermally sintered in step (c) The thermoplastic polymer material constituting the limited region of the buffer layer is selectively thermally decomposed and removed so that the buffer layer is self-patterned along the edge of the electrode pattern to form a support, so that the electrode pattern is floated on the substrate by an anchor, .

전술한 제1 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 (c) 단계는, 버퍼층은 상온의 대기에 노출된 상태에서 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여 상기 전극 패턴을 열소결하며, 상기 열소결하는 동안, 전극 패턴과 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도를 유지하여 열분해시키고, 상온의 대기에 노출된 버퍼층은 열분해 온도보다 낮은 온도를 유지하여 열분해되지 않도록 하여, 버퍼층의 한정된 영역만을 선택적으로 열분해시켜 제거하는 것이 바람직하다. In the method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the first aspect, in the step (c), the buffer layer is exposed to ambient air at room temperature and heat is applied to the substrate at a temperature not lower than the thermal decomposition temperature of the buffer layer, During the thermal sintering, the buffer layer of the confined region located between the electrode pattern and the substrate is maintained at a temperature higher than the pyrolysis temperature to pyrolyze. The buffer layer exposed to the atmosphere at room temperature is maintained at a temperature lower than the pyrolysis temperature, So that only a limited region of the buffer layer is selectively pyrolyzed and removed.

전술한 제1 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 기판은 전극 패턴에 대한 열 소결에도 변형이나 파손되지 않는 내열성 유리 기판이거나 웨이퍼인 것이 바람직하다. In the method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the first aspect, it is preferable that the substrate is a heat-resistant glass substrate or a wafer which is not deformed or broken even by thermal sintering of the electrode pattern.

전술한 제1 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에 (d) 버퍼층을 식각하는 단계를 더 구비하고, 상기 (d) 단계는, 버퍼층을 식각하되, 식각 조건을 제어하여 전극의 모서리 하부층을 식각시켜 전극 패턴과 버퍼층이 접하는 면적을 조절하는 것이 바람직하며,The method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the first aspect may further include etching the buffer layer after step (c) (d), wherein the step (d) It is preferable to adjust the area in which the electrode pattern and the buffer layer are in contact with each other by etching the lower edge layer of the electrode by controlling the conditions,

상기 (d) 단계는 버퍼층을 습식 식각하며, 상기 버퍼층의 식각액은 상기 전극 패턴의 특성에 영향을 주지 않는 물질로 구성된 것이 더욱 바람직하다. In the step (d), it is more preferable that the buffer layer is wet-etched, and the etchant of the buffer layer is made of a material that does not affect the characteristics of the electrode pattern.

또한, 상기 (d) 단계는 버퍼층에 대한 식각 속도 또는 식각 시간을 제어하여, 전극 패턴과 버퍼층이 접하는 면적을 조절하는 것이 더욱 바람직하다. In the step (d), it is more preferable to control an etching speed or an etching time of the buffer layer so as to control an area in contact with the electrode pattern and the buffer layer.

전술한 제1 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 전도성 잉크는 분산제가 표면에 코팅된 금속 나노 입자들이 용매에 분산되어 구성되고, 상기 전도성 잉크는 열 소결 처리에 의해 고전도도 특성을 갖게 된다. In the method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the first aspect, the conductive ink is constituted by dispersing metallic nano-particles having a surface coated with a dispersant in a solvent, and the conductive ink has high conductivity .

본 발명의 제2 특징에 따른 전사 인쇄 방법은, (a) 일정 온도 이상에서 열분해되는 성질을 갖는 열가소성 고분자 물질을 제1 기판상에 도포하여 상기 제1 기판위에 버퍼층을 형성하는 단계; (b) 상기 버퍼층의 표면에 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 전극 패턴을 열소결하고, 열소결과 동시에 발생된 버퍼층의 열분해에 의해 셀프-패터닝된 지지대를 형성하는 단계; (d) 지지대에 의해서 전극 패턴이 고정되고 정렬된 상태에서 스탬프를 이용하여 상기 제1 기판으로부터 상기 전극 패턴을 픽업하는 단계; 및 (e) 상기 픽업된 전극 패턴을 제2 기판상에 전사하는 단계;를 구비하고, According to a second aspect of the present invention, there is provided a transfer printing method comprising: (a) forming a buffer layer on a first substrate by applying a thermoplastic polymer material having a property of pyrolyzing at a predetermined temperature or higher on a first substrate; (b) forming an electrode pattern by printing a conductive ink on the surface of the buffer layer; (c) thermally sintering the electrode pattern and forming a self-patterned support by pyrolysis of the buffer layer simultaneously generated as a result of the thermal process; (d) picking up the electrode pattern from the first substrate using a stamp while the electrode pattern is fixed and aligned by the support; And (e) transferring the picked-up electrode pattern onto a second substrate,

상기 (c) 단계는 상기 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도에서 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며, 상기 (c) 단계의 전극 패턴의 열소결에 의해, 상기 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 선택적으로 열분해되어 제거되고, 상기 지지대가 전극 패턴의 모서리를 따라 형성됨으로써, 전극 패턴이 지지대(anchor)에 의해 제1 기판위에 플로팅(floating)된 형태로 구성된다. In the step (c), the electrode pattern is thermally sintered at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the thermoplastic polymer material, and the electrode pattern is thermally sintered in the step (c) The thermoplastic polymer material constituting the buffer layer of the limited region located in the first region is selectively pyrolyzed and removed and the support is formed along the edge of the electrode pattern so that the electrode pattern is floating on the first substrate by the anchor .

전술한 제2 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법에 있어서, 상기 (c) 단계는, 버퍼층은 상온의 대기에 노출된 상태에서 제1 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여 상기 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며In the transfer printing method using the electrode pattern of the floating structure according to the second aspect, in the step (c), the buffer layer is exposed to ambient air at room temperature and heat is applied to the first substrate above the thermal decomposition temperature of the buffer layer Characterized in that the electrode pattern is thermally sintered

상기 열소결하는 동안, 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도가 유지되어 열분해되고, 상온의 대기에 노출된 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도가 유지되지 못해 열분해되지 않도록 하여, 버퍼층의 한정된 영역을 선택적으로 열분해시켜 제거하는 것이 바람직하다. During the thermal sintering, the buffer layer of the confined region located between the electrode pattern and the first substrate is maintained at a temperature higher than the pyrolysis temperature and pyrolyzed, and the buffer layer exposed to the atmosphere at room temperature is not pyrolyzed It is preferable to selectively decompose the limited region of the buffer layer by pyrolysis.

전술한 제2 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법에 있어서, 상기 제1 기판은 전극 패턴에 대한 열 소결에도 변형이나 파손되지 않는 내열성 유리 기판이거나 웨이퍼로 구성되고, 상기 제2 기판은 유연한 기판인 것이 바람직하다. In the transfer printing method using the electrode pattern of the floating structure according to the second aspect, the first substrate may be a heat-resistant glass substrate or a wafer which is not deformed or damaged by thermal sintering of the electrode pattern, Is preferably a flexible substrate.

전술한 제2 특징에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법에 있어서, 상기 (e) 단계는 (e1) 상기 전극 패턴을 픽업한 스탬프를 접착 물질에 콘택 프린팅(Contact printing)하여, 스탬프의 전극 패턴의 하부면에 접착층을 형성하는 단계; (e2) 상기 접착층이 형성된 스탬프를 상기 제2 기판상에 배치하는 단계; (e3) 상기 전극 패턴으로부터 상기 스탬프를 분리시키는 단계;를 구비하여, 상기 접착층을 매개로 하여 상기 제2 기판상에 전극 패턴을 전사 프린팅시키는 것이 바람직하다. In the transfer printing method using the electrode pattern of the floating structure according to the second aspect, the step (e) includes the steps of: (e1) contacting the stamp obtained by picking up the electrode pattern with an adhesive material, Forming an adhesive layer on the lower surface of the electrode pattern; (e2) disposing a stamp having the adhesive layer on the second substrate; (e3) separating the stamp from the electrode pattern, and transferring the electrode pattern onto the second substrate via the adhesive layer.

본 발명에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법은, 전극 패턴과 기판 사이에 열가소성 고분자층을 도입하고, 열소결 온도를 열가소성 고분자의 열분해 온도보다 높은 온도로 수행하여, 전극 패턴의 열소결과 동시에 전극 패턴의 하부에 위치한 한정된 영역의 열가소성 고분자만이 선택적으로 열분해되어 제거된다. 그 결과, 전극 패턴의 모서리를 따라 전극 패턴의 하부의 버퍼층이 셀프-패터닝(Self-patterning)되어 지지대가 형성됨으로써, 전극 패턴이 지지대에 의해 기판위에 떠 있는 플로팅 구조(floating structure)를 형성하게 된다. The method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the present invention is characterized in that a thermoplastic polymer layer is introduced between an electrode pattern and a substrate and the thermal sintering temperature is higher than the thermal decomposition temperature of the thermoplastic polymer, Only a limited region of the thermoplastic polymer is selectively pyrolyzed and removed. As a result, the buffer layer under the electrode pattern is self-patterned along the edge of the electrode pattern to form a supporting structure, thereby forming a floating structure in which the electrode pattern is floating on the substrate by the supporting frame .

한편, 열소결 처리후 열가소성 고분자층을 식각하는 단계를 더 구비함으로써, 전극 패턴과 버퍼층이 접하는 면적을 감소시킴으로써 픽업(pick-up) 공정시에 전극 패턴이 보다 쉽게 버퍼층으로부터 분리될 수 있도록 한다. The step of etching the thermoplastic polymer layer after the thermal sintering process further reduces the area in contact with the electrode pattern and the buffer layer so that the electrode pattern can be more easily separated from the buffer layer during the pick-up process.

따라서, 본 발명에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 의해 제작된 지지대는 전극 패턴의 사이즈와는 무관하게 동일하게 형성될 수 있으며, 금속 나노입자 잉크 기반의 전극 패턴의 전사 인쇄 기술에 활용될 수 있다. Therefore, the support base fabricated by the electrode pattern forming method of the floating structure according to the present invention can be formed in the same manner irrespective of the size of the electrode pattern, and can be utilized in the transfer printing technique of the electrode pattern based on the metal nano- have.

또한, 본 발명에 따른 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법은 내열성이 강한 기판에 전도성 잉크를 이용한 전극 패턴을 형성한 후 고온의 열 소결 처리를 하고 유연한 기판에 전사 프린팅함으로써, 전도성 잉크를 고온의 열소결 처리를 할 수 있게 되며, 그 결과 유연한 기판에 고전도도를 갖는 금속 배선을 형성할 수 있게 된다. In addition, the transfer printing method using the method of forming an electrode pattern according to the present invention is a method of forming an electrode pattern using a conductive ink on a substrate having high heat resistance, followed by heat-sintering treatment at a high temperature and transfer printing to a flexible substrate, Thermal sintering can be performed, and as a result, a metal wiring having high conductivity can be formed on a flexible substrate.

또한, 본 발명에 따른 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법은, 패터닝된 몰드를 갖는 스탬프를 사용함으로써, 반복적인 전사 인쇄가 가능할 뿐만 아니라, 이러한 반복적인 전사 인쇄를 통해 메쉬(mesh) 구조의 적층된 금속 배선 형성도 가능해진다. In addition, the transfer printing method using the electrode pattern forming method according to the present invention is not only capable of repetitive transfer printing by using a stamp having a patterned mold, but also, by repeating the transfer printing, Metal wiring can be formed.

또한, 본 발명에 따른 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법은, 전극 패턴과 유연한 기판 사이에 접착층을 형성함으로써, 구부림(bending) 등에 의하여 고전도도의 전극 패턴이 유연한 기판으로부터 분리되는 박막 분리 현상을 제거할 수 있게 된다. In addition, the transfer printing method using the electrode pattern forming method according to the present invention is a method of forming an adhesive layer between an electrode pattern and a flexible substrate to form a thin film separation phenomenon in which an electrode pattern of high conductivity is separated from a flexible substrate by bending or the like Can be removed.

도 1은 전도성 잉크의 금속 나노 입자들의 소결 과정을 개념적으로 도시한 그림이다.
도 2는 기판위에 여러 사이즈의 전극 패턴이 존재하는 경우 종래의 식각 공정에 의해 형성된 지지대들을 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 순차적으로 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 지지대에 의해 기판위에 플로팅 구조로 형성된 전극 패턴들을 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법을 설명하기 위하여, 전사 인쇄 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 순차적으로 도시한 공정도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 지지대에 의해 기판위에 플로팅 구조로 형성된 전극 패턴들을 예시적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법을 설명하기 위하여, 전사 인쇄 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법에 있어서, 버퍼층에 대한 식각 시간(Etching time)에 대한 픽업 수율(Pick-up yield)을 도시한 그래프이며, 도 10은 각 식각 시간에 대하여 픽업된 상태를 촬영한 현미경 이미지들이다.
도 11은 스탬프를 이용한 전극 패턴의 픽업에 있어서, 식각 시간이 5분인 경우 픽업 속도(Pick-up velocity)에 따른 픽업 수율(Pick-up yield)을 도시한 그래프이며, 도 12는 각 픽업 속도에 대한 전극 패턴을 촬영한 현미경 이미지들이다.
도 13은 본 발명에 따른 전사 인쇄 방법을 이용하여 전극 패턴을 유연한 기판에 형성한 경우에 있어서, 접착층 형성 유무에 따른 구부림(Bending)에 대한 안정성 테스트 사진들이다. 1 is a conceptual view illustrating a sintering process of metal nanoparticles of a conductive ink.
2 is a cross-sectional view exemplarily showing supports formed by a conventional etching process in the case where electrode patterns of various sizes are present on a substrate.
3 is a process diagram sequentially illustrating a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a first preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating electrode patterns formed in a floating structure on a substrate by a support in a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a first preferred embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view sequentially illustrating a transfer printing method for explaining a transfer printing method using a floating structure electrode pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
6 is a process diagram sequentially showing a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view illustrating electrode patterns formed in a floating structure on a substrate by a support in a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view sequentially illustrating a transfer printing method for explaining a transfer printing method using a floating structure electrode pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a pick-up yield with respect to the etching time for the buffer layer in the transfer printing method using the electrode pattern forming method according to the present invention, Are photographed with a microscope.
FIG. 11 is a graph showing a pick-up yield according to a pick-up velocity when an etching time is 5 minutes in picking up an electrode pattern using a stamp, FIG. 12 is a graph showing a pick- These are microscope images of the electrode pattern.
FIG. 13 is a photograph of stability test for bending according to the presence or absence of an adhesive layer when the electrode pattern is formed on a flexible substrate using the transfer printing method according to the present invention.

본 발명에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성방법은, 기판상에 열가소성 고분자를 도포하여 버퍼층을 형성하고 그 위에 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성한 후, 열가소성 고분자의 열분해 온도보다 높은 온도로 전극 패턴을 열 소결처리한다. 이때, 전극 패턴에 대한 열소결과 동시에 전극 패턴의 하부에 위치한 한정적 영역의 버퍼층이 열분해되어 제거됨으로써, 전극 패턴의 모서리를 따라 버퍼층이 self-patterning 되어 지지대를 형성하게 된다. 그 결과 전극 패턴은 지지대에 의해 기판위에 떠있는 플로팅 구조(floating structure)를 형성하는 것을 특징으로 한다. A method of forming an electrode pattern of a floating structure according to the present invention is a method of forming an electrode pattern by applying a thermoplastic polymer on a substrate to form a buffer layer and then printing a conductive ink thereon to form an electrode pattern, Is heat-sintered. At this time, the buffer layer of the definite region located under the electrode pattern is thermally decomposed and removed at the same time as the result of the thermal pattern for the electrode pattern, so that the buffer layer is self-patterned along the edge of the electrode pattern to form the support. The result is that the electrode pattern forms a floating structure floating on the substrate by the support.

< 제1 실시예 >&Lt; Embodiment 1 >

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 배선 형성 방법을 순차적으로 도시한 공정도이다. Hereinafter, a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a first preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a process diagram sequentially illustrating a metal wiring forming method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법은, 먼저 기판(300)상에 열가소성 고분자(thermoplastic polymer) 물질을 도포하여 버퍼층(310)을 형성한 후, 버퍼층의 상부에 전도성 잉크(320')를 인쇄한다.3 (a), a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to an embodiment of the present invention includes: forming a buffer layer 310 by applying a thermoplastic polymer material on a substrate 300 Then, the conductive ink 320 'is printed on the top of the buffer layer.

상기 기판은 열전도도가 우수하고 내열성있는 기판으로서, 전도성 잉크를 열처리 소결하는 온도에서도 변형되지 않는 평탄한 기판인 것이 바람직하며, 내열성 유리(Glass) 또는 웨이퍼(wafer) 등을 사용할 수 있다. The substrate is preferably a flat substrate which is excellent in thermal conductivity and is a heat resistant substrate and does not deform even at a temperature at which the conductive ink is subjected to heat treatment and sintering, and heat resistant glass or wafer can be used.

상기 버퍼층(310)은 일정 온도 이상의 열이 인가되면 열분해되는 특성을 갖는 열가소성 고분자 물질로 구성되며, 열분해 온도가 전도성 잉크의 소결 온도보다 낮은 물질이어야 한다. The buffer layer 310 is made of a thermoplastic polymer material having a property of being thermally decomposed when heat of a predetermined temperature or more is applied thereto, and the thermal decomposition temperature should be lower than the sintering temperature of the conductive ink.

상기 전도성 잉크는 분산제에 의해 코팅된 금속 나노 입자들이 용매(solvent)속에 분산되어 있는 것으로서, 인쇄 공정이 가능하며 기계적 특성을 향상시키기 위한 결합 물질(binding material)이 혼합된 전도성 특정을 갖는 물질로 구성된다. 상기 전도성 잉크는 사전 설정된 전극 패턴에 따라 버퍼층의 표면에 인쇄된다. 상기 금속 나노 입자들은 예컨대 Au, Ag, Cu, Ni 등이 될 수 있다.The conductive ink is composed of a material having a conductive property in which a metal nanoparticle coated with a dispersing agent is dispersed in a solvent and a printing process is possible and a binding material for improving mechanical properties is mixed do. The conductive ink is printed on the surface of the buffer layer according to a predetermined electrode pattern. The metal nanoparticles may be Au, Ag, Cu, Ni, or the like.

다음, 도 3의 (b)를 참조하면, 고온의 핫 플레이트(hot plate)(350)를 기판의 하부에 배치한다. Next, referring to FIG. 3 (b), a hot hot plate 350 is disposed below the substrate.

다음, 도 3의 (c)를 참조하면, 고온의 핫 플레이트(350)에 의해 기판의 하부에서 기판으로 열을 인가하여 전도성 잉크를 소결(Sintering)함으로써, 전도도가 향상된 전극 패턴(320)을 형성한다. 이때, 기판의 상부 표면에 형성된 상기 버퍼층의 상부 표면은 상온의 대기에 노출된 상태에서, 핫 플레이트를 이용하여 기판의 하부에서 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여, 상기 전극 패턴을 열소결하는 것이 바람직하다. Next, referring to FIG. 3 (c), heat is applied from the lower part of the substrate to the substrate by the hot hot plate 350 to sinter the conductive ink, thereby forming the electrode pattern 320 having improved conductivity do. At this time, the upper surface of the buffer layer formed on the upper surface of the substrate is exposed to the atmosphere at room temperature, and the heat is applied to the substrate from the lower part of the substrate to the substrate using the hot plate at a temperature higher than the thermal decomposition temperature, .

만약, 이러한 열 소결 공정을 핫 플레이트가 아닌 진공 오븐에서 진행하는 경우, 진공 오븐 내부의 전체가 고온의 환경을 유지하게 되고, 버퍼층의 모든 영역에서 열분해되어 버려 선택적 고분자 열분해가 불가능하게 되고, 그 결과 본 발명에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴을 얻을 수 없게 된다. If such a heat sintering process is carried out in a vacuum oven instead of a hot plate, the entire inside of the vacuum oven is maintained at a high temperature and pyrolyzed in all regions of the buffer layer, The electrode pattern of the floating structure according to the present invention can not be obtained.

한편, 고온의 핫 플레이트에 의해 열소결됨에 따라 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자들이 melting되고 전극 패턴(320)의 모서리 부분이 아래쪽으로 휘어짐(bending)이 발생하게 된다. 이때 bending 된 전극 패턴에 의해 전극 패턴의 모서리 아래쪽에 위치한 melting 된 열가소성 고분자들이 바깥쪽으로 밀려나게 되고, 전극 패턴의 모서리 하부의 열가소성 고분자는 그 두께가 감소하게 되어 "reduced thickness area"가 형성된다. On the other hand, thermally sintered by a hot hot plate, the thermoplastic polymers constituting the buffer layer are melted and the edge portion of the electrode pattern 320 is bent downward. At this time, the melted thermoplastic polymer located under the edge of the electrode pattern is pushed outward by the bending electrode pattern, and the thermoplastic polymer under the corner of the electrode pattern is reduced in thickness to form a "reduced thickness area ".

또한, bending 된 전극에 의해 전극 패턴의 하부의 열가소성 고분자는 갇히게 되며, 이로 인해 "confined area"가 형성된다. In addition, the thermally polymerized polymer under the electrode pattern is trapped by the bending electrode, thereby forming a "confined area ".

전술한 바와 같이 기판(300) 하부에 배치한 핫 플레이트(350)를 이용하여 상기 전극 패턴(320)에 대하여 열소결하는 동안, 전극 패턴과 기판 사이에 위치한 한정된 영역(confined area)의 버퍼층(310')은 열분해 온도보다 높은 온도를 유지하여 열분해되고, 상온의 대기에 노출된 버퍼층은 열분해 온도보다 낮은 온도를 유지하여 열분해되지 않도록 하여, 버퍼층의 한정된 영역만을 선택적으로 열분해시켜 제거할 수 있게 된다. As described above, while the hot plate 350 disposed under the substrate 300 is used to thermally sinter the electrode pattern 320, a buffer layer 310 (see FIG. 3) in a confined area positioned between the electrode pattern and the substrate, ') Is pyrolyzed while maintaining a temperature higher than the pyrolysis temperature, and the buffer layer exposed to the ambient atmosphere at room temperature is maintained at a temperature lower than the pyrolysis temperature to prevent pyrolysis, so that only a limited region of the buffer layer can be selectively pyrolyzed and removed.

도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 버퍼층으로 열분해 온도 이상의 열이 인가되면, 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 분해되어 고분자를 구성하는 사슬고리(chain)들이 끊어지면서 저분자 기체 상태가 되고, 기체 상태의 물질은 전도성 잉크의 공극들로 흡수되거나 배출되어 사라지게 된다. As shown in FIG. 3 (c), when the heat of the thermal decomposition temperature or more is applied to the buffer layer, the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer is decomposed to break the chain constituting the polymer, The gaseous material is absorbed or discharged into the pores of the conductive ink and disappears.

한편, 전술한 본 발명에 따른 공정들을 금속 나노입자의 전도성 잉크가 아닌 금속의 열 증착으로 형성된 전극 패턴으로 진행할 경우, 전극 패턴의 공극이 없어서 열분해된 열가소성 고분자들이 빠져나갈 경로가 존재하지 않기 때문에, 열 소결 후 수많은 bubble들이 형성되므로, 선택적 고분자 열분해에 이용하기에는 부적합하다. On the other hand, when the above-described processes according to the present invention are performed on an electrode pattern formed by thermal evaporation of a metal rather than a conductive ink of metal nano-particles, there is no path to escape pyrolyzed thermoplastic polymers due to the absence of pores in the electrode pattern, After heat sintering, numerous bubbles are formed, making them unsuitable for use in selective polymer pyrolysis.

전술한 바와 같이, 전극 패턴에 대한 열소결과 동시에 전극 패턴의 하부에 위치한 한정적 영역(confined area)의 버퍼층이 열분해되어 제거됨으로써, 전극 패턴의 모서리를 따라 버퍼층이 self-patterning 되어 지지대(312)를 형성하게 된다. 그 결과 전극 패턴은 지지대에 의해 기판위에 떠있는 플로팅 구조(floating structure)를 형성하게 된다. As described above, the buffer layer of the confined area located under the electrode pattern is pyrolyzed and removed at the same time as the result of the thermal pattern for the electrode pattern, so that the buffer layer is self-patterned along the edge of the electrode pattern to form the support 312 . As a result, the electrode pattern forms a floating structure floating on the substrate by the support.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 지지대(412)에 의해 기판(400)위에 플로팅 구조로 형성된 전극 패턴들(420, 422, 424)을 예시적으로 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 여러 사이즈의 전극 패턴들(420, 422, 424)이 전극 패턴의 모서리에 따라 버퍼층이 셀프-패터닝되어 형성된 지지대들(412)에 의해 기판위에 플로팅(floating)된 상태로 위치하며, 또한 전극 패턴들의 사이즈와는 무관하게 각 지지대들(412)이 모두 균일한 두께와 넓이로 형성됨을 파악할 수 있다. 4 illustrates electrode patterns 420, 422, and 424 formed in a floating structure on a substrate 400 by a supporter 412 in the method of forming an electrode pattern according to the first embodiment of the present invention, Fig. Referring to FIG. 4, electrode patterns 420, 422, and 424 of various sizes are positioned in a floating state on a substrate by supporting rods 412 formed by self-patterning the buffer layer along the edges of the electrode patterns. Also, it can be understood that the support rods 412 are formed with uniform thickness and width irrespective of the size of the electrode patterns.

전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법은 전사 인쇄 공정에 사용될 수 있다. 특히, 고온의 열소결 공정이 반드시 필요한 금속 나노 입자들을 기반으로 한 전도성 잉크를 사용하여 유연한 기판(flexible substrate)위에 전극 패턴을 형성하는 경우, 전사 인쇄 공정을 사용할 수 있으며, 이 때 전술한 본 발명에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 적용하는 것이 바람직하다.The electrode pattern forming method of the floating structure according to the first embodiment of the present invention described above can be used in the transfer printing process. In particular, in the case of forming an electrode pattern on a flexible substrate using a conductive ink based on metal nano-particles, which necessarily requires a high-temperature thermal sintering process, a transfer printing process can be used. In this case, It is preferable to apply the floating electrode pattern forming method according to the present invention.

이하, 도 5를 참조하여 전술한 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법을 설명하기 위하여, 전사 인쇄 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. Hereinafter, the transfer printing method using the floating pattern electrode pattern forming method described above with reference to Fig. 5 will be described in detail. 5 is a cross-sectional view sequentially illustrating a transfer printing method for explaining a transfer printing method using a floating structure electrode pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

도 5의 (a)를 참조하면, 먼저 제1 기판상에 열가소성 고분자 물질을 도포하여 버퍼층을 형성하고, 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성한다. 다음, 도 5의 (b) 및 (c)를 참조하면, 전극 패턴을 형성한 후, 핫 플레이트를 이용하여 기판의 하부에서 기판으로 고온의 열을 인가하여, 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도로 전극 패턴을 열 소결한다. 이러한 열 소결에 의하여 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해되어 제거된다. 따라서, 전극 패턴의 모서리를 따라 버퍼층이 self-patterning되고, 그 결과 전극 패턴의 모서리에 대하여 셀프-패터닝된 지지대를 형성하게 된다. 그 결과, 지지대에 의해 제1 기판위에 플로팅된 구조를 갖는 전극 패턴을 형성하게 된다. 이러한 과정들은 앞서 설명한 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. Referring to FIG. 5A, a thermoplastic polymer material is applied on a first substrate to form a buffer layer, and conductive ink is printed to form an electrode pattern. Next, referring to FIGS. 5 (b) and 5 (c), after the electrode pattern is formed, hot heat is applied to the substrate from the lower part of the substrate using a hot plate to thermally decompose the thermoplastic polymer constituting the buffer layer Heat the electrode pattern to a temperature higher than the temperature. By this thermal sintering, the buffer layer of the limited region located between the electrode pattern and the first substrate is thermally decomposed and removed. Thus, the buffer layer is self-patterned along the edge of the electrode pattern, resulting in a self-patterned support for the edges of the electrode pattern. As a result, an electrode pattern having a structure floating on the first substrate is formed by the support. These processes are the same as those of the electrode pattern forming method of the floating structure described above, so duplicate explanations are omitted.

다음, 도 5의 (d)를 참조하면, 평탄한 스탬프(Flat stamp)(530)를 사용하여 전극 패턴을 픽업(pick up)한다. 스탬프를 전극 패턴에 배치한 후 압력을 가하면, 각 경계 부분에서의 접착력의 차이로 인하여 전극 패턴이 제1 기판으로부터 분리됨에 따라, 전극 패턴이 상기 스탬프로 픽업될 수 있다. 이때 픽업 조건 최적화를 위해 점탄성을 가지는 탄성 스탬프가 필요하며 이때 스탬프의 픽업 속도를 100mm/s로 하였다. 5 (d), a flat stamp 530 is used to pick up the electrode pattern. When the stamp is disposed on the electrode pattern and then the pressure is applied, the electrode pattern can be picked up by the stamp as the electrode pattern is separated from the first substrate due to the difference in the adhesive force at each boundary portion. At this time, an elastic stamp having viscoelasticity is required for optimizing the pickup condition, and the picking speed of the stamp is 100 mm / s.

한편, 상기 스탬프는 탄성을 갖는 고분자로 구성되는 것이 바람직하며, 그 예로서, PDMS(polydimethylsiloxane), PUA(Polyurethane acrylate) 등이 사용될 수 있다. Meanwhile, the stamp is preferably made of a polymer having elasticity, and examples thereof include polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane acrylate (PUA), and the like.

지지대를 형성한 후, 스탬프를 이용하여 픽업함에 있어, 스탬프의 픽업 속도를 제어하여 전극 패턴과 스탬프 사이의 접착력(adhesion energy)를 조절할 수 있다. 두 물체, 즉 전극 패턴(electrode)와 스탬프(stamp)가 접하는 면적에 따른 접착력(W)는 수학식 1과 같다. After the support is formed, the pick-up speed of the stamp can be controlled in the pick-up using a stamp to adjust the adhesion energy between the electrode pattern and the stamp. The adhesion force W according to the area of contact between the two electrodes, that is, the electrode and the stamp, is represented by Equation (1).

Figure 112015113983566-pat00001
Figure 112015113983566-pat00001

여기서, W electrode /stamp 는 전극패턴과 스탬프 사이의 접착력(J)이며, welectrode/stamp 는 전극 패턴과 스탬프의 특성에 의해 결정되는 specific adhesion energy(J/m2)이며, φ(υ)는 실험에 의해 결정되는 단조 증가 함수이며, S electrode/stamp 는 전극패턴과 스탬프가 접하고 있는 면적(m2)을 의미한다. Here, W electrode / stamp is an adhesive (J) is a, w electrode / stamp is specific adhesion energy (J / m 2 ) , which is determined by the characteristics of the electrode pattern and the stamp between the electrode pattern and the stamp, φ (υ) is The S electrode / stamp means the area (m 2 ) where the electrode pattern and the stamp are in contact with each other.

따라서, 전극 패턴과 스탬프 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 스탬프의 픽업 속도를 증가시키면 된다. 하지만, 픽업 속도 향상에 따른 접착력 증가에는 한계가 존재한다. 따라서, 금속 나노 입자 잉크 기반의 전극 패턴을 픽업하기 위해서는 앞에서 말한 바와 같이 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자의 선택적 열분해 과정을 통해 전극 패턴 하부의 열가소성 고분자를 제거하여 전극 패턴과 열가소성 고분자와의 접촉 면적을 줄여주는 것이 필수적으로 선행되어야 한다. Therefore, the pickup speed of the stamp may be increased to increase the adhesive force between the electrode pattern and the stamp. However, there is a limit to the increase of the adhesive force due to the improvement of the pickup speed. Therefore, in order to pick up the electrode pattern based on the metal nano-particle ink, the thermoplastic polymer under the electrode pattern is removed by selective thermal decomposition of the thermoplastic polymer constituting the buffer layer as described above, thereby reducing the contact area between the electrode pattern and the thermoplastic polymer Giving must be a prerequisite.

다음, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이, 스탬프(530)의 전극 패턴(520)의 하부면에 접착물질을 콘택 프린팅(contact printing)하여 접착층(560)을 형성한 후, 도 5의 (f)에 도시된 바와 같이 제2 기판(570)의 표면에 스탬프의 전극 패턴을 전사 프린팅한다. Next, as shown in FIG. 5E, the adhesive layer 560 is formed by contact printing of an adhesive material on the lower surface of the electrode pattern 520 of the stamp 530, the electrode pattern of the stamp is transferred and printed on the surface of the second substrate 570 as shown in FIG.

상기 접착물질은 접착력이 강한 고분자 물질로 구성될 수 있으며, 셀룰로스 에테르(cellulose ether)와 같이 낮은 온도에서 열경화되는 열경화 물질 또는 광경화 물질 등이 사용될 수 있다. The adhesive material may be composed of a polymer material having high adhesive strength, or may be a thermosetting material or a photo-curable material, such as cellulose ether, which is thermally cured at a low temperature.

이와 같이, 유연한 기판과 전극 패턴의 사이에 접착력이 강한 고분자 물질로 구성된 접착층을 형성함으로써, 유연한 기판의 구부림(bending)에 대한 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. As described above, by forming the adhesive layer composed of the polymer material having high adhesive force between the flexible substrate and the electrode pattern, the stability against bending of the flexible substrate can be improved.

다음, 도 5의 (g)와 같이, 스탬프를 전극 패턴으로부터 분리해냄으로써, 제2 기판(570)의 표면에 전극 패턴(520)을 완성한다. 상기 제2 기판(570)은 유연한 전자 소자(Flexible Electronics)를 제작하기 위한 유연한 기판으로서, 고온의 열 소결 처리를 기판에 직접적으로 진행하지 않아도 되므로, 내열성이 약한 기판을 포함하여, 종이(paper), PET(Poly-ethalene terephthlate), PEN(Poly-ethylene naphthalate), PC(Polycarbonate) 등과 같이 모든 유연성이 있는 모든 내열성이 약한 기판에 사용할 수 있다. Next, as shown in FIG. 5G, the stamp is separated from the electrode pattern to complete the electrode pattern 520 on the surface of the second substrate 570. The second substrate 570 is a flexible substrate for fabricating a flexible electronic device. Since the second substrate 570 does not need to directly heat the high-temperature thermal sintering process to the substrate, the second substrate 570 includes a substrate having a low heat resistance, , Poly (ethylene terephthlate), PEN (poly-ethylene naphthalate), PC (Polycarbonate) and so on.

전술한 본 실시예에 따른 전사 인쇄 방법에 의하여, 내열성이 약한 유연한 기판위에 고전도도의 전도성 금속 배선을 형성할 수 있게 된다. With the above-described transfer printing method according to the present embodiment, it is possible to form a conductive metal wiring of high conductivity on a flexible substrate having low heat resistance.

< 제2 실시예 >&Lt; Embodiment 2 >

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법은 제1 실시예의 전극 패턴 형성 방법과 유사하며, 다만 열소결에 의해 지지대 형성후, 버퍼층을 식각하는 단계를 더 구비함으로써 전극 패턴을 보다 쉽게 픽업할 수 있게 된다. 이하, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명한다. Hereinafter, a method of forming an electrode pattern of a floating structure according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The electrode pattern forming method according to the second embodiment of the present invention is similar to the electrode pattern forming method according to the first embodiment except that it further includes etching the buffer layer after formation of the support by thermal sintering, . Hereinafter, description overlapping with the first embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.

도 6은 제2 실시예에 따른 금속 배선 형성 방법을 순차적으로 도시한 공정도이다. FIG. 6 is a process chart sequentially showing the metal wiring forming method according to the second embodiment.

도 6의 (a)를 참조하면, 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법은, 먼저 기판(600)상에 열가소성 고분자(thermoplastic polymer) 물질을 도포하여 버퍼층(610)을 형성한 후, 버퍼층의 상부에 전도성 잉크(620')를 인쇄한다.Referring to FIG. 6A, a method of forming an electrode pattern according to a second embodiment of the present invention includes forming a buffer layer 610 by first applying a thermoplastic polymer material on a substrate 600 , And the conductive ink 620 'is printed on the top of the buffer layer.

상기 버퍼층(610)은 일정 온도 이상의 열이 인가되면 열분해되는 특성을 갖는 열가소성 고분자 물질로 구성되며, 열분해 온도가 전도성 잉크의 소결 온도보다 낮은 물질이어야 한다. 또한, 상기 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질은 용액 공정이 가능하며, 화학적 습식 식각(Chemical wet etching)이 가능한 물질이어야 한다. 상기 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질의 예로서는, PMMA(Poly methyl methacrylate), PS(Polystyrene), Fluorous-polymer 등이 사용될 수 있다. The buffer layer 610 is made of a thermoplastic polymer material having a property of pyrolyzing when heat of a certain temperature or more is applied, and the thermal decomposition temperature should be lower than the sintering temperature of the conductive ink. In addition, the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer may be a solution processable and a material capable of chemical wet etching. Examples of the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer include poly methyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), and fluorous-polymer.

상기 기판 및 상기 전도성 잉크는 제1 실시예의 그것들과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. Since the substrate and the conductive ink are the same as those of the first embodiment, a duplicate description will be omitted.

다음, 도 6의 (b)를 참조하면, 고온의 핫 플레이트(hot plate)(650)를 기판의 하부에 배치한다. Next, referring to FIG. 6 (b), a hot hot plate 650 is disposed at the lower portion of the substrate.

다음, 도 6의 (c)를 참조하면, 고온의 핫 플레이트(650)에 의해 기판의 하부에서 기판으로 열을 인가하여 전도성 잉크를 소결(Sintering)함으로써, 전도도가 향상된 전극 패턴(620)을 형성한다. 이때, 기판의 상부 표면에 형성된 상기 버퍼층의 상부 표면은 상온의 대기에 노출된 상태에서, 핫 플레이트를 이용하여 기판의 하부에서 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여, 상기 전극 패턴을 열소결하는 것이 바람직하다. 이때, 전극 패턴에 대한 열소결과 동시에 전극 패턴의 하부에 위치한 한정적 영역의 버퍼층이 열분해되어 제거됨으로써, 전극 패턴의 모서리를 따라 버퍼층이 self-patterning 되어 지지대를 형성하게 된다. 그 결과 전극 패턴은 지지대에 의해 기판위에 떠있는 플로팅 구조(floating structure)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 6 (c), heat is applied to the substrate from a lower portion of the substrate by a hot hot plate 650 to sinter the conductive ink, thereby forming an electrode pattern 620 having improved conductivity do. At this time, the upper surface of the buffer layer formed on the upper surface of the substrate is exposed to the atmosphere at room temperature, and the heat is applied to the substrate from the lower part of the substrate to the substrate using the hot plate at a temperature higher than the thermal decomposition temperature, . At this time, the buffer layer of the definite region located under the electrode pattern is thermally decomposed and removed at the same time as the result of the thermal pattern for the electrode pattern, so that the buffer layer is self-patterned along the edge of the electrode pattern to form the support. The result is that the electrode pattern forms a floating structure floating on the substrate by the support.

도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 버퍼층으로 열분해 온도 이상의 열이 인가되면, 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 분해되어 고분자를 구성하는 사슬고리(chain)들이 끊어지면서 저분자 기체 상태가 되고, 기체 상태의 물질은 전도성 잉크의 공극들로 흡수되거나 배출되어 사라지게 된다. As shown in FIG. 6 (c), when a heat of at least the thermal decomposition temperature is applied to the buffer layer, the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer is decomposed to break the chain constituting the polymer, The gaseous material is absorbed or discharged into the pores of the conductive ink and disappears.

다음, 도 6의 (d)를 참조하면, 전술한 열 소결 처리후, 버퍼층 식각 용액에 담궈 습식 식각 방식으로 버퍼층을 식각한다. 이때, 식각 속도 또는 식각 시간을 제어하여, 전극의 모서리 하부층을 식각시켜 전극 패턴과 고분자가 접하는 면적을 조절하는 것이 바람직하다. Next, referring to FIG. 6 (d), after the thermal sintering process described above, the buffer layer is etched by a wet etching method by immersing the buffer layer in the etching solution. At this time, it is preferable to control the etching rate or the etching time so as to control the area where the electrode pattern and the polymer contact with each other by etching the lower edge layer of the electrode.

한편, 상기 버퍼층의 식각을 위한 버퍼층 식각 용액은 상기 버퍼층에만 반응하여 버퍼층만을 식각하고, 전도성 잉크에는 영향을 미치지 않는 물질이어야 한다. 한편, 본 실시예에서는 상기 버퍼층으로 3MTM사의 제품명 "NOVECTM 1700 Electronic Grade Coating"을 사용하는 경우, 버퍼층 식각 용액으로는 methoxy-nonafluorobutane(C4F9OCH3)를 사용할 수 있으며, 일예로서 3MTM사의 제품명 "NOVECTM 7100 Engineered Fluid"를 사용할 수 있다. 한편, 버퍼층으로 "NOVECTM 1700 Electronic Grade Coating"을 사용하는 경우, 이 물질의 열분해 온도는 250℃ 이므로 전극 패턴에 대한 열소결 온도는 250℃ 이상의 고온이 인가되어야 한다.Meanwhile, the buffer layer etching solution for etching the buffer layer should be a material that only etches the buffer layer in response to the buffer layer, and does not affect the conductive ink. On the other hand, products with the buffer layer 3M TM's in the present embodiment "NOVEC TM 1700 Electronic Grade Coating ", methoxy-nonafluorobutane (C 4 F 9 OCH 3 ) can be used as the buffer layer etching solution. For example," NOVEC TM 7100 Engineered Fluid "product of 3M TM can be used. , "NOVEC TM 1700 Electronic Grade Coating "is used, the thermal decomposition temperature of the material is 250 ° C. Therefore, the thermal sintering temperature for the electrode pattern should be 250 ° C. or higher.

도 7은 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법에 있어서, 지지대(712)에 의해 기판(700)위에 플로팅 구조로 형성된 전극 패턴들(720, 722, 724)을 예시적으로 도시한 단면도이다. 도 7을 참조하면, 여러 사이즈의 전극 패턴들(720, 722, 724)이 전극 패턴의 모서리의 하단부에 형성된 지지대들에 의해 기판위에 플로팅(floating)된 상태로 위치하며, 또한 전극 패턴들의 사이즈와는 무관하게 각 지지대들(712)이 모두 균일한 두께와 넓이로 형성됨을 파악할 수 있다. 7 illustrates an electrode pattern 720, 722, and 724 formed in a floating structure on a substrate 700 by a support 712 in an electrode pattern forming method of a floating structure according to the second embodiment Sectional view. Referring to FIG. 7, electrode patterns 720, 722, and 724 of various sizes are positioned in a state floating on a substrate by supports formed at the lower end of the edge of the electrode pattern, It can be understood that each of the supports 712 is formed to have a uniform thickness and width irrespective of the thickness of the support.

이하, 도 8을 참조하여 전술한 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법을 설명하기 위하여, 전사 인쇄 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. Hereinafter, a transfer printing method using the floating pattern electrode pattern forming method according to the second embodiment described above with reference to Fig. 8 will be described in detail. 8 is a cross-sectional view sequentially illustrating a transfer printing method for explaining a transfer printing method using a floating structure electrode pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.

도 8의 (a)를 참조하면, 먼저 제1 기판상에 열가소성 고분자 물질을 도포하여 버퍼층을 형성하고, 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성한다. 다음, 도 8의 (b) 및 (c)를 참조하면, 전극 패턴을 형성한 후, 핫 플레이트를 이용하여 기판의 하부에서 기판으로 고온의 열을 인가하여, 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도로 전극 패턴을 열 소결한다. 이러한 열 소결에 의하여 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해되어 제거된다. 다음, 도 8의 (d)를 참조하면, 식각 속도 및 식각 시간을 제어하면서 버퍼층을 식각하여, 이전 공정에서 열분해로 형성된 지지대의 면적을 감소시켜 기판과 지지대가 접하는 면적을 더욱 감소시킨다. 그 결과, 지지대에 의해 제1 기판위에 플로팅된 구조를 갖는 전극 패턴을 형성하게 된다. 이러한 과정들은 앞서 설명한 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. Referring to FIG. 8A, a thermoplastic polymer material is applied on a first substrate to form a buffer layer, and conductive ink is printed to form an electrode pattern. Next, referring to FIGS. 8B and 8C, after the electrode pattern is formed, hot heat is applied to the substrate from the bottom of the substrate using a hot plate to cause thermal decomposition of the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer Heat the electrode pattern to a temperature higher than the temperature. By this thermal sintering, the buffer layer of the limited region located between the electrode pattern and the first substrate is thermally decomposed and removed. Next, referring to FIG. 8 (d), the buffer layer is etched while controlling the etching rate and the etching time to reduce the area of the support formed by thermal decomposition in the previous process, thereby further reducing the area in which the substrate and the support contact each other. As a result, an electrode pattern having a structure floating on the first substrate is formed by the support. These processes are the same as those of the electrode pattern forming method of the floating structure described above, so duplicate explanations are omitted.

다음, 도 8의 (d)를 참조하면, 평탄한 스탬프(Flat stamp)(830)를 사용하여 전극 패턴을 픽업(pick up)한다. 스탬프를 전극 패턴에 배치한 후 압력을 가하면, 각 경계 부분에서의 접착력의 차이로 인하여 전극 패턴이 제1 기판으로부터 분리됨에 따라 전극 패턴이 상기 스탬프로 픽업될 수 있다.Next, referring to FIG. 8D, a flat stamp 830 is used to pick up the electrode pattern. When the stamp is disposed on the electrode pattern and then the pressure is applied, the electrode pattern can be picked up by the stamp as the electrode pattern is separated from the first substrate due to the difference in adhesive force at each boundary portion.

이때 픽업 조건 최적화를 위해 점탄성을 가지는 탄성 스탬프가 필요하며 이때 스탬프의 픽업 속도를 100mm/s로 하였다. 도 9는 본 발명에 따른 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법에 있어서, 버퍼층에 대한 식각 시간(Etching time)에 대한 픽업 수율(Pick-up yield)을 도시한 그래프이며, 도 10은 각 식각 시간에 대하여 픽업된 상태를 촬영한 현미경 이미지들이다. 도 9 및 도 10을 살펴 보면, 식각 시간이 길어질수록 픽업 수율이 증가하게 된다. 식각 속도를 감소시키고 식각 시간을 조절함으로써, 전극 패턴과 열가소성 고분자가 접하고 있는 면적을 정밀하게 조절할 수 있게 되어, 픽업 수율을 증가시킬 수 있게 된다. 한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 식각 시간이 과도하게 길어지면, 즉 6분 이상이 되는 경우 오히려 정확한 픽업이 되지 못하게 됨을 알 수 있다. 식각 시간이 과도하게 길어지는 경우, 전극 패턴 하단부에 위치한 열가소성 고분자들이 모두 식각되어 사라지게 되고, 이로 인해 전극 패턴들이 그 위치를 유지하지 못하고 용액 위에 떠 다니게 됨에 따라, 오히려 정확한 픽업을 하지 못하게 된다. At this time, an elastic stamp having viscoelasticity is required for optimizing the pickup condition, and the picking speed of the stamp is 100 mm / s. FIG. 9 is a graph showing a pick-up yield with respect to the etching time for the buffer layer in the transfer printing method using the electrode pattern forming method according to the present invention, Are photographed with a microscope. 9 and 10, as the etching time becomes longer, the pickup yield increases. By reducing the etching rate and controlling the etching time, it is possible to precisely control the area in contact with the electrode pattern and the thermoplastic polymer, thereby increasing the pick-up yield. On the other hand, as shown in FIGS. 9 and 10, when the etching time is excessively long, that is, when the etching time is 6 minutes or more, it can be understood that the pickup is not accurately performed. When the etching time is excessively long, all of the thermoplastic polymers located at the lower end of the electrode pattern are etched and disappear. As a result, the electrode patterns can not maintain their positions and float on the solution.

전극 패턴과 스탬프 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 스탬프의 픽업 속도를 증가시키면 된다. The pickup speed of the stamp may be increased to increase the adhesive force between the electrode pattern and the stamp.

도 11은 스탬프를 이용한 전극 패턴의 픽업에 있어서, 식각 시간이 5분인 경우 픽업 속도(Pick-up velocity)에 따른 픽업 수율(Pick-up yield)을 도시한 그래프이며, 도 12는 각 픽업 속도에 대한 전극 패턴을 촬영한 현미경 이미지들이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 픽업 속도가 증가할수록 픽업 수율이 증가됨을 알 수 있다. FIG. 11 is a graph showing a pick-up yield according to a pick-up velocity when an etching time is 5 minutes in picking up an electrode pattern using a stamp, FIG. 12 is a graph showing a pick- These are microscope images of the electrode pattern. Referring to FIGS. 11 and 12, it can be seen that the pickup yield increases as the pickup speed increases.

하지만, 픽업 속도 향상에 따른 접착력 증가에는 한계가 존재하므로, 금속 나노 입자 잉크 기반의 전극 패턴을 픽업하기 위해서는 앞에서 말한 바와 같이 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자의 선택적 열분해와 식각 공정 등을 통해 접촉 면적을 줄여주는 것이 필수적으로 선행되어야 한다. However, since there is a limit to increase the adhesion due to the improvement of the pickup speed, in order to pick up the electrode pattern based on the metal nano-particle ink, the contact area is reduced through the selective pyrolysis of the thermoplastic polymer constituting the buffer layer and the etching process Giving must be a prerequisite.

다음, 도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, 스탬프(830)의 전극 패턴(820)의 하부면에 접착물질을 콘택 프린팅(contact printing)하여 접착층(860)을 형성한 후, 도 8의 (g)에 도시된 바와 같이 제2 기판(870)의 표면에 스탬프의 전극 패턴을 전사 프린팅한다. 8 (f), after the adhesive layer 860 is formed by contact printing of an adhesive material on the lower surface of the electrode pattern 820 of the stamp 830, as shown in FIG. 8 the electrode pattern of the stamp is transferred and printed on the surface of the second substrate 870 as shown in FIG.

상기 접착물질은 접착력이 강한 고분자 물질로 구성될 수 있으며, 셀룰로스 에테르(cellulose ether)와 같이 낮은 온도에서 열경화되는 열경화 물질 또는 광경화 물질 등이 사용될 수 있다. The adhesive material may be composed of a polymer material having high adhesive strength, or may be a thermosetting material or a photo-curable material, such as cellulose ether, which is thermally cured at a low temperature.

이와 같이, 유연한 기판과 전극 패턴의 사이에 접착력이 강한 고분자 물질로 구성된 접착층을 형성함으로써, 유연한 기판의 구부림(bending)에 대한 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. As described above, by forming the adhesive layer composed of the polymer material having high adhesive force between the flexible substrate and the electrode pattern, the stability against bending of the flexible substrate can be improved.

다음, 도 8의 (h)와 같이, 스탬프를 전극 패턴으로부터 분리해냄으로써, 제2 기판(870)의 표면에 전극 패턴(820)을 완성한다. Next, as shown in FIG. 8H, the stamp is separated from the electrode pattern to complete the electrode pattern 820 on the surface of the second substrate 870.

한편, 유연한 기판에 기능성 소자 또는 박막 등을 형성할 때 가장 중요한 요소는 기판의 구부림(Bending)에 의한 안정성이다. 이때, 유연한 기판에 형성된 박막의 경우 bending 스트레스를 받게 되면 박막에 크랙(crack)이 생기거나 유연한 기판으로부터 박리되는 현상이 발생한다. 전도성 잉크는 가교제가 첨가되어 있기 때문에 금속 배선 박막과 기판 사이의 우수한 접착력에 의해 픽업 공정이 어렵다. 이를 해결하기 위해 희생층을 형성하여 픽업할 경우 가교제에 의한 접착력 특성을 사라지므로 크랙은 감소시킬 수 있으나, 박막 박리 현상은 다시 존재하게 된다.On the other hand, when forming a functional element or a thin film on a flexible substrate, the most important factor is stability due to bending of the substrate. At this time, in the case of a thin film formed on a flexible substrate, if the bending stress is applied, a crack occurs in the thin film or a phenomenon that the thin film is peeled off from the flexible substrate occurs. Since the conductive ink is added with a crosslinking agent, the pickup process is difficult due to excellent adhesion between the metal wiring thin film and the substrate. In order to solve this problem, when the sacrificial layer is formed and picked up, the adhesive force characteristic due to the crosslinking agent disappears, so that the crack can be reduced, but the thin film peeling phenomenon reappears.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플로팅 구조를 갖는 전극 패턴 형성 방법을 이용한 전사 인쇄 방법을 적용하여, 유연한 기판과 전극 패턴의 사이에 접착층을 추가함으로써, 구부림(bending)에 의한 전극 패턴의 박리 현상을 제거하여 구부림에 대한 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. In order to solve such a problem, the transfer printing method using the electrode pattern forming method having the floating structure according to the present invention is applied, and an adhesive layer is added between the flexible substrate and the electrode pattern, The peeling phenomenon can be removed and the stability against bending can be improved.

도 13은 본 발명에 따른 전사 인쇄 방법을 이용하여 전극 패턴을 유연한 기판에 형성한 경우에 있어서, 접착층 형성 유무에 따른 구부림(Bending)에 대한 안정성 테스트 사진들이다. FIG. 13 is a photograph of stability test for bending according to the presence or absence of an adhesive layer when an electrode pattern is formed on a flexible substrate using the transfer printing method according to the present invention.

도 13의 (a)는 접착층을 형성하지 않은 경우로서, 유연한 기판을 구부리는 경우, 박막 박리 현상이 발생하는 것을 쉽게 파악할 수 있다. 한편, 도 13의 (b)는 접착층을 형성한 경우로서, 유연한 기판을 구부리더라도 박막 박리 현상이 발생되지 않음을 알 수 있다. Fig. 13 (a) shows a case in which no adhesive layer is formed, and when a flexible substrate is bent, it can be easily understood that a thin film peeling phenomenon occurs. On the other hand, FIG. 13 (b) shows a case where an adhesive layer is formed, and it can be seen that even if a flexible substrate is bent, a thin film peeling phenomenon does not occur.

전술한 본 발명에 의하여, 전도성 잉크를 이용하여 유연한 기판상에 고전도도의 전극 패턴을 전사 프린팅 공정을 이용하여 형성할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하여 다양한 사이즈의 전극 패턴들을 동시에 픽업하여 전사 인쇄할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to form an electrode pattern of high conductivity on a flexible substrate by using a conductive ink using a transfer printing process. In addition, according to the present invention, electrode patterns of various sizes can be picked up at the same time for transfer printing.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

본 발명에 따른 방법은 유연한 기판을 사용하는 유연한 전자 소자(Flexible Electronics)의 제조 공정에 널리 사용될 수 있다. 특히, 전도성 잉크를 이용하여 유연한 기판에 고전도도의 금속 배선을 형성하는 경우 널리 사용될 수 있다. The method according to the present invention can be widely used for manufacturing a flexible electronic device using a flexible substrate. Particularly, it can be widely used when metal wiring of high conductivity is formed on a flexible substrate by using conductive ink.

300 : 기판
310, 510, 610 : 버퍼층
312, 512, 614 : 지지대
320', 520': 전도성 잉크
320, 520 : 전극 패턴
500 : 제1 기판
530 : 스탬프
570 : 제2 기판
560 : 접착층
350, 550 : 핫 플레이트300: substrate
310, 510, 610: buffer layer
312, 512, 614: Support
320 ', 520': Conductive ink
320, 520: electrode pattern
500: first substrate
530: Stamp
570: second substrate
560: Adhesive layer
350, 550: hot plate

Claims (15)

(a) 일정 온도 이상에서 열분해되는 성질을 갖는 열가소성 고분자 물질을 기판상에 도포하여 상기 기판위에 버퍼층을 형성하는 단계;
(b) 상기 버퍼층의 표면에 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 전극 패턴을 열소결하는 단계;를 구비하고,
상기 (c) 단계는 상기 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도에서 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며,
상기 (c) 단계의 전극 패턴의 열소결에 의해, 상기 전극 패턴과 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 선택적으로 열분해되어 제거되어, 전극 패턴의 모서리를 따라 지지대가 형성됨으로써, 전극 패턴이 지지대(anchor)에 의해 기판위에 플로팅(floating)된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. (a) forming a buffer layer on the substrate by applying a thermoplastic polymer material having a property of pyrolyzing at a predetermined temperature or higher on a substrate;
(b) forming an electrode pattern by printing a conductive ink on the surface of the buffer layer; And
(c) thermally sintering the electrode pattern,
In the step (c), the electrode pattern is thermally sintered at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the thermoplastic polymer material,
By thermally sintering the electrode pattern in the step (c), the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer of the limited region located between the electrode pattern and the substrate is selectively pyrolyzed and removed to form a support along the edge of the electrode pattern , And the electrode pattern is floating on the substrate by an anchor. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는, 버퍼층은 상온의 대기에 노출된 상태에서 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여 상기 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며,
상기 열소결하는 동안, 전극 패턴과 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도를 유지하여 열분해시키고, 상온의 대기에 노출된 버퍼층은 열분해 온도보다 낮은 온도를 유지하여 열분해되지 않도록 하여, 버퍼층의 한정된 영역을 선택적으로 열분해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The method according to claim 1, wherein in the step (c), the substrate is thermally sintered by applying heat to the substrate at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the buffer layer,
During the thermal sintering, the buffer layer of the limited region located between the electrode pattern and the substrate is maintained at a temperature higher than the pyrolysis temperature to thermally decompose, and the buffer layer exposed to the ambient atmosphere at room temperature maintains a temperature lower than the pyrolysis temperature, And selectively deleting a limited region of the buffer layer by thermal decomposition. 제1항에 있어서, 상기 기판은 전극 패턴에 대한 열 소결에도 변형이나 파손되지 않는 내열성 유리 기판인 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The electrode pattern forming method according to claim 1, wherein the substrate is a heat resistant glass substrate which is not deformed or damaged by thermal sintering of the electrode pattern. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에 (d) 버퍼층을 식각하는 단계를 더 구비하고,
상기 (d) 단계는, 버퍼층을 식각하되, 식각 조건을 제어하여 전극 패턴의 모서리의 하부 영역을 식각시켜 전극 패턴과 버퍼층이 접하는 면적을 조절하는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The method of claim 1, further comprising: (d) etching the buffer layer after the step (c)
Wherein the step (d) comprises etching the buffer layer, and etching the lower region of the edge of the electrode pattern by controlling the etching conditions to adjust an area in contact with the electrode pattern and the buffer layer. 제4항에 있어서, 상기 (d) 단계는 버퍼층을 습식 식각하며, 상기 버퍼층의 식각액은 상기 전극 패턴의 특성에 영향을 주지 않는 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The method according to claim 4, wherein the step (d) comprises wet etching the buffer layer, and the etchant of the buffer layer is made of a material that does not affect the characteristics of the electrode pattern. 제4항에 있어서, 상기 (d) 단계는 버퍼층에 대한 식각 속도 또는 식각 시간을 제어하여, 전극 패턴과 버퍼층이 접하는 면적을 조절하는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The method according to claim 4, wherein the step (d) controls an etching speed or an etching time of the buffer layer to adjust an area in contact with the electrode pattern and the buffer layer. 제1항에 있어서, 상기 전도성 잉크는 분산제가 표면에 코팅된 금속 나노 입자들이 용매에 분산되어 구성되고, 상기 전도성 잉크는 열 소결 처리에 의해 고전도도 특성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The conductive ink according to claim 1, wherein the conductive ink is formed by dispersing metal nanoparticles coated with a dispersant on a surface thereof, and the conductive ink has high conductivity by heat sintering treatment Electrode pattern forming method. 제1항에 있어서, 상기 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질은 기판의 표면에 코팅이 가능하도록 하는 낮은 점성과 낮은 표면 장력을 갖는 유기물인 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴 형성 방법. The method according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer material constituting the buffer layer is an organic material having a low viscosity and a low surface tension so that the surface of the substrate can be coated. (a) 일정 온도 이상에서 열분해되는 성질을 갖는 열가소성 고분자 물질을 제1 기판상에 도포하여 상기 제1 기판위에 버퍼층을 형성하는 단계;
(b) 상기 버퍼층의 표면에 전도성 잉크를 인쇄하여 전극 패턴을 형성하는 단계;
(c) 상기 전극 패턴을 열소결하고, 열소결과 동시에 발생된 버퍼층의 열분해에 의해 셀프-패터닝된 지지대를 형성하는 단계;
(d) 지지대에 의해서 전극 패턴이 고정되고 정렬된 상태에서 스탬프를 이용하여 상기 제1 기판으로부터 상기 전극 패턴을 픽업하는 단계; 및
(e) 상기 픽업된 전극 패턴을 제2 기판상에 전사하는 단계;를 구비하고,
상기 (c) 단계는 상기 열가소성 고분자 물질의 열분해 온도보다 높은 온도에서 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며,
상기 (c) 단계의 전극 패턴의 열소결에 의해, 상기 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층을 구성하는 열가소성 고분자 물질이 선택적으로 열분해되어 제거되고, 상기 지지대가 전극 패턴의 모서리를 따라 형성됨으로써, 전극 패턴이 지지대(anchor)에 의해 제1 기판위에 플로팅(floating)된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법. (a) forming a buffer layer on the first substrate by applying a thermoplastic polymer material having a property of pyrolyzing at a predetermined temperature or higher on a first substrate;
(b) forming an electrode pattern by printing a conductive ink on the surface of the buffer layer;
(c) thermally sintering the electrode pattern and forming a self-patterned support by pyrolysis of the buffer layer simultaneously generated as a result of the thermal process;
(d) picking up the electrode pattern from the first substrate using a stamp while the electrode pattern is fixed and aligned by the support; And
(e) transferring the picked-up electrode pattern onto a second substrate,
In the step (c), the electrode pattern is thermally sintered at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the thermoplastic polymer material,
The thermoplastic polymer material constituting the buffer layer in the limited region located between the electrode pattern and the first substrate is selectively thermally decomposed and removed by thermal sintering of the electrode pattern in the step (c), and the supporter removes the edge of the electrode pattern Wherein the electrode pattern is formed on the first substrate by an anchor so that the electrode pattern is floating on the first substrate. 제9항에 있어서, 상기 (c) 단계는, 버퍼층은 상온의 대기에 노출된 상태에서 제1 기판으로 버퍼층의 열분해 온도 이상의 열을 인가하여 상기 전극 패턴을 열소결하는 것을 특징으로 하며
상기 열소결하는 동안, 전극 패턴과 제1 기판 사이에 위치한 한정된 영역의 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도가 유지되어 열분해되고, 상온의 대기에 노출된 버퍼층은 열분해 온도보다 높은 온도가 유지되지 못해 열분해되지 않도록 하여, 버퍼층의 한정된 영역을 선택적으로 열분해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법. [10] The method of claim 9, wherein in the step (c), the buffer layer is thermally sintered by applying heat to the first substrate at a temperature higher than the pyrolysis temperature of the buffer layer,
During the thermal sintering, the buffer layer of the confined region located between the electrode pattern and the first substrate is maintained at a temperature higher than the pyrolysis temperature and pyrolyzed, and the buffer layer exposed to the atmosphere at room temperature is not pyrolyzed Wherein the predetermined region of the buffer layer is selectively thermally decomposed and removed. 제9항에 있어서, 상기 제1 기판은 전극 패턴에 대한 열 소결에도 변형이나 파손되지 않는 내열성 유리 기판이며,
상기 제2 기판은 유연한 기판인 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법. The heat-resistant glass substrate according to claim 9, wherein the first substrate is a heat-resistant glass substrate that is not deformed or damaged even by thermal sintering of the electrode pattern,
Wherein the second substrate is a flexible substrate. 제9항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에 버퍼층을 식각하는 단계를 더 구비하고,
상기 버퍼층을 식각하는 단계는, 버퍼층을 식각하되, 식각 조건을 제어하여 전극 패턴과 지지대의 접하는 면적을 조절하는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법. 10. The method of claim 9, further comprising etching the buffer layer after step (c)
Wherein the step of etching the buffer layer comprises etching the buffer layer, and controlling the etching conditions so that the contact area between the electrode pattern and the support is adjusted. 제9항에 있어서, 상기 (e) 단계는
(e1) 제2 기판의 전면에 접착 물질을 도포하여 접착층을 형성하는 단계;
(e2) 상기 스탬프에 픽업된 전극 패턴을 상기 접착층의 표면에 배치하여 상기 전극 패턴을 제2 기판에 접착시키는 단계;
(e3) 상기 전극 패턴으로부터 상기 스탬프를 분리시키는 단계;
를 구비하여, 상기 접착층을 매개로 하여 상기 제2 기판상에 전극 패턴을 전사 프린팅시키는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법. 10. The method of claim 9, wherein step (e)
(e1) applying an adhesive material to the entire surface of the second substrate to form an adhesive layer;
(e2) disposing the electrode pattern picked up on the stamp on the surface of the adhesive layer to adhere the electrode pattern to the second substrate;
(e3) separating the stamp from the electrode pattern;
Wherein the electrode pattern is transferred and printed on the second substrate via the adhesive layer. 제9항에 있어서, 상기 (e) 단계는
(e1) 상기 전극 패턴을 픽업한 스탬프를 접착 물질에 콘택 프린팅(Contact printing)하여, 스탬프의 전극 패턴의 하부면에 접착층을 형성하는 단계;
(e2) 상기 접착층이 형성된 스탬프를 상기 제2 기판상에 배치하는 단계;
(e3) 상기 전극 패턴으로부터 상기 스탬프를 분리시키는 단계;
를 구비하여, 상기 접착층을 매개로 하여 상기 제2 기판상에 전극 패턴을 전사 프린팅시키는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법.10. The method of claim 9, wherein step (e)
(e1) Contact printing a stamp, which picks up the electrode pattern, with an adhesive material to form an adhesive layer on the lower surface of the electrode pattern of the stamp;
(e2) disposing a stamp having the adhesive layer on the second substrate;
(e3) separating the stamp from the electrode pattern;
Wherein the electrode pattern is transferred and printed on the second substrate via the adhesive layer. 제9항에 있어서, 상기 전도성 잉크는 분산제가 표면에 코팅된 금속 나노 입자들이 용매에 분산되어 구성되고, 상기 전도성 잉크는 열 소결 처리에 의해 고전도도 특성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 플로팅 구조의 전극 패턴을 이용한 전사 인쇄 방법.
The conductive ink according to claim 9, wherein the conductive ink is formed by dispersing metal nanoparticles having a surface coated with a dispersant in a solvent, and the conductive ink has a high conductivity property by heat sintering treatment A transfer printing method using an electrode pattern.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016158A (en) 2017-08-07 2019-02-18 한국생산기술연구원 A stretchable electric wiring structure and the method of manufacturing of thereof
KR20190016159A (en) 2017-08-07 2019-02-18 한국생산기술연구원 The method of manufacturing wiring structure used in a stretchable circuit board

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008088068A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 The University Of Tokyo Fine structure body manufacturing method, fine structure body and micro device
KR101279586B1 (en) 2011-01-20 2013-06-27 한국과학기술연구원 Flexible electrodes and preparation method thereof, and flexible dye-sensitized solar cells using the same
KR20150069858A (en) * 2013-12-16 2015-06-24 경북대학교 산학협력단 Method for forming the metal electrode pattern with high conductivity using metal nanoparticle based-ink on a flexible substrate
KR20150083529A (en) * 2014-01-10 2015-07-20 한국기계연구원 Manufacturing an electrode with low-temperature sintering
KR20150127843A (en) * 2012-06-29 2015-11-18 서강대학교산학협력단 Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569889B1 (en) * 2013-12-23 2015-11-17 한국기계연구원 Interconnection method for stretchable type flexible device and flexible device manufactured by the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008088068A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 The University Of Tokyo Fine structure body manufacturing method, fine structure body and micro device
KR101279586B1 (en) 2011-01-20 2013-06-27 한국과학기술연구원 Flexible electrodes and preparation method thereof, and flexible dye-sensitized solar cells using the same
KR20150127843A (en) * 2012-06-29 2015-11-18 서강대학교산학협력단 Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same
KR20150069858A (en) * 2013-12-16 2015-06-24 경북대학교 산학협력단 Method for forming the metal electrode pattern with high conductivity using metal nanoparticle based-ink on a flexible substrate
KR20150083529A (en) * 2014-01-10 2015-07-20 한국기계연구원 Manufacturing an electrode with low-temperature sintering

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016158A (en) 2017-08-07 2019-02-18 한국생산기술연구원 A stretchable electric wiring structure and the method of manufacturing of thereof
KR20190016159A (en) 2017-08-07 2019-02-18 한국생산기술연구원 The method of manufacturing wiring structure used in a stretchable circuit board

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