KR102002839B1 - 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법 - Google Patents

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Abstract

희생층을 이용한 금속패턴 형성방법에서, 기판 상에 전도성 잉크를 도포한다. 상기 기판의 하면에 마스크 패턴이 형성된 희생층을 형성한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 희생층의 하부에서 면광원을 제공하여 상기 전도성 잉크를 선택적으로 소결한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 희생층을 제거한다. 상기 소결되지 않은 전도성 잉크를 상기 기판으로부터 제거한다.

Description

희생층을 이용한 금속패턴 형성방법{METHOD FOR FORMING A METAL PATTERN USING A SACRIFICE LAYER}
본 발명은 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 잉크를 소결하여 금속 패턴을 형성하는 경우, 도포된 전도성 잉크 및 금속 패턴이 형성되는 기판면의 손상이나 불균일을 최소화하면서 금속 패턴을 형성할 수 있도록 마스크가 형성된 희생층을 이용한 금속패턴 형성 방법에 관한 것이다.
기판 상에 금속 패턴을 형성하기 위한 공정은 다수의 기술들이 개발되고 있으며, 예를 들어 대한민국 등록특허 제10-1604400호에서는 저온소결을 통해 금속패턴을 형성하는 공정을 개시하고 있다.
특히, 금속 잉크를 코팅하고 레이저를 이용한 광 조사로 국부적인 소결을 수행하는 기술은 대한민국 공개특허 제10-2016-0145336호 등을 통해 다양하게 개시되고 있으나, 레이저 소결의 경우 높은 광 에너지의 조사로 인해 금속 패턴의 불균일 또는 손상이 쉽게 발생되며, 광 에너지에 상대적으로 약한 유연성 기판에 적용하기 어려운 문제가 야기되고 있다.
이에, 상대적으로 적은 광 에너지의 조사가 가능한 IPL(intense pulse light) 등의 면광원을 조사하여 상대적으로 적은 광 에너지를 통해서도 유연성 기판 상에 금속 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 기술들이, 대한민국 등록특허 제10-1704693호 등을 통해 개시되고 있다.
그러나, 상기와 같은 면광원을 이용한 광 조사 기술의 경우에는 마스크가 기판상에 도포된 잉크의 상면에 접착되어야 하는데, 이를 통해 도포된 잉크가 손상되거나, 마스크의 제거 과정에서 금속 패턴이 손상되는 문제를 야기한다.
나아가, 마스크의 상부로부터 광이 조사됨에 따라, 마스크가 광 에너지의 과다 조사로 인해 손상되어 재활용이 어렵거나, 마스크 역시 도포된 잉크와의 접촉 또는 금속 패턴으로부터의 분리 시 손상되어 재활용이 어려운 문제가 있다.
또한, 종래 면광원을 이용한 소결 공정에서는, 도포된 잉크의 상부에서 광이 제공됨에 따라 상부 측 잉크가 먼저 소결되므로 잉크에 포함된 유기성 용매들이 증발하며 하부 측인 기판 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 상기 증발된 유기성 용매들이 제거될 수 있는 공간이 기판에 의해 차단됨으로써, 궁극적으로는 금속 패턴에 간극이나 손상을 야기 시키며 유기성 용매들이 제거되는 공간이 생기는데, 이러한 현상(peeling off 현상이라 함)으로 금속 패턴의 균일성이나 품질이 저하되는 문제가 있었다.
특히, 리버스 옵셋 인쇄 공정에 사용되는 전도성 잉크의 경우 공정의 특성상 전도성 잉크에 다양한 첨가제들이 포함되어야 하는데, 이러한 다양한 첨가제들이 소결 공정을 통해 증발될 수 있는 공간이 차단되어 상기와 같은 금속 패턴의 균일성이나 품질 저하의 문제를 더욱 야기하였다.
대한민국 등록특허 제10-1604400호 대한민국 공개특허 제10-2016-0145336호 대한민국 공개특허 제10-1704693호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 기판 상에 도포된 전도성 잉크의 반대측에 희생층과 마스크 패턴을 형성하고 마스크 패턴을 향하여 광을 제공함으로써, 기판 상에 형성되는 금속 패턴 및 금속 패턴이 형성된 기판면의 손상이나 불균일을 최소화하면서 금속 패턴을 형성할 수 있는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 희생층을 이용한 패터닝 방법은 기판 상에 전도성 잉크를 도포한다. 상기 기판의 하면에 마스크 패턴이 형성된 희생층을 형성한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 희생층의 하부에서 면광원을 제공하여 상기 전도성 잉크를 선택적으로 소결한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 희생층을 제거한다. 상기 소결되지 않은 전도성 잉크를 상기 기판으로부터 제거한다.
일 실시예에서, 상기 기판은 광이 투과되는 투명 기판이고, 상기 희생층은 광이 투과되는 투명층일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판은, PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane), eco-flex 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 희생층을 접착제를 이용하여 상기 기판의 하면에 부착시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판과 상기 희생층 간의 표면에너지 차이를 이용하여 상기 기판과 상기 희생층을 결합시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 희생층의 하면에 상기 마스크 패턴을 인쇄할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 희생층의 하면에 상기 마스크 패턴을 증착 또는 도금할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판의 하면에 희생층을 형성하고, 상기 마스크 패턴이 형성된 마스크를 상기 희생층 상에 정렬할 수 있다.
일 실시예에서, 스핀(spin) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 그라비아(gravure) 코팅, 스프레이(spay) 코팅, 및 딥(dip) 코팅 중 어느 하나의 코팅 방법이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 면광원은 IPL(intense pulsed light)일 수 있다.
일 실시예에서, 점착성 테이프를 이용하여 상기 전도성 잉크를 탈착하거나, 용매를 이용하여 상기 전도성 잉크를 와싱(washing)하거나, 용매가 묻은 직물을 이용하여 상기 전도성 잉크를 와이핑(wiping)하거나, 용매에 침지시켜 상기 전도성 잉크를 용해시키는 방법 중 어느 하나의 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 상대적으로 적은 광 에너지의 조사가 가능한 IPL(intense pulse light) 등의 면광원을 조사하여 상대적으로 적은 광 에너지를 통해서도 유연성 기판 상에 금속 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
특히, 마스크 패턴을 기판 상에 도포된 잉크의 상면에 직접적으로 접촉하지 않고, 희생층 면에 접촉함에 따라, 마스크 패턴의 제거 과정에서 마스크 패턴의 금속 패턴으로부터의 분리 시 금속 패턴이 손상되는 문제를 해결할 수 있고, 마스크 패턴 역시 도포된 잉크와의 접촉 또는 금속 패턴으로부터의 분리 시 손상되어 재활용이 어려운 문제를 해결할 수 있다.
또한, 기판 상에 도포된 전도성 잉크의 반대측에 희생층과 마스크 패턴을 형성하고 마스크 패턴을 향하여 광을 제공함으로써, 기판 상에 형성되는 금속 패턴 및 금속 패턴이 형성된 기판면의 손상이나 불균일을 최소화하면서 패턴을 형성할 수 있다.
나아가, 마스크 패턴이 전도성 잉크가 도포된 기판의 반대측에 희생층 없이 부착되었다가 제거되는 과정에서 기판의 반대측이나 마스크 패턴의 손상을 최소화할 수 있으며, 기판으로부터의 열 전달에 의해 기판에 직접 접촉한 마스크 패턴으로 열이 전달되어 마스크 패턴이 열에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
특히, 마스크 패턴의 손상이 방지됨에 따라, 금속 패턴의 형성이 종료될 때까지 마스크 패턴의 손상에 따라 금속 패턴이 정확하지 않게 형성되는 것도 방지할 수 있다.
즉, 마스크 패턴과의 접착 또는 광 에너지의 과도한 제공 등의 이유로 희생층이 손상되더라도 희생층을 제거하면 충분하므로 보다 균일하고 우수한 품질의 패턴을 형성할 수 있다.
나아가, 기판에 도포된 전도성 잉크에 제공되는 광이 잉크의 하부, 즉 기판과 접촉되는 부분부터 제공되므로, 상기 전도성 잉크에 다수의 첨가제가 포함되더라도 첨가제에 의해 증발되는 유기물이 상부 방향, 즉 기판으로부터 멀어지는 방향으로 자연스럽게 제거될 수 있어, 금속 패턴의 균일성을 향상시키며 금속 패턴의 손상 등의 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법을 도시한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법을 도시한 공정도들이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 일 예를 도시한 공정도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 다른 예를 도시한 공정도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 또 다른 예를 도시한 공정도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법을 도시한 흐름도이다. 도 2a 내지 도 2e는 도 1의 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법을 도시한 공정도들이다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 본 실시예에 의한 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법에서는, 우선, 기판(10) 상에 전도성 잉크(20)를 도포한다(단계 S100).
상기 기판(10)은 후술하는 면광원이 투과하는 것으로서, 투명 기판일 수 있다.
즉, 상기 기판(10)은, 예를 들어, PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane), eco-flex 등일 수 있다. 이외에도 투명한 기판으로서 사용가능한 것이면 모두 사용가능하며, 특히 유리전이온도(Tg)가 높아 고온 공정이 가능한 내열성이 우수한 고분자 기판(ex: 폴리이미드 내열성 기판)이라면 더욱 사용에 적합하다.
상기 기판(10)의 두께는 적어도 0.05mm이고 0.5mm 미만이며 바람직하게는 0.2mm 미만이다.
상기 전도성 잉크(20)는 금속 분말을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 금속 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe), 백금(Pt) 및 납(Pb)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 분말일 수 있다.
또한, 상기 전도성 잉크(20)는 도시하지는 않았으나 별도의 코팅 유닛을 통해 도포될 수 있으며, 스핀(spin) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 그라비아(gravure) 코팅, 스프레이(spay) 코팅, 및 딥(dip) 코팅 중 어느 하나의 코팅 방법을 통해 상기 기판(10) 상에 도포될 수 있다.
이 후, 도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 기판(10)의 하면에 마스크 패턴(40)이 형성된 희생층(30)을 형성한다(단계 S200).
한편, 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 상기 희생층(30)은 다양한 공정으로 형성될 수 있으며, 도 3a 내지 도 5c에는 이러한 다양한 공정이 예시되어 있다.
즉, 도 3a 및 도 3b는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 일 예를 도시한 공정도들이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 다른 예를 도시한 공정도들이고, 도 5a 내지 도 5c는 도 1의 마스크 패턴이 형성된 희생층 형성단계의 또 다른 예를 도시한 공정도들이다.
한편, 상기 희생층(30)은, 후술되는 면광원이 투과할 수 있는 투명 재질을 포함하여 투명층으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 희생층(30)은 투명한 재질이면 그 종류가 제한되지 않으며, 투명한 필름의 형태로 형성될 수도 있고, 투명한 층으로 형성될 수도 있다.
보다 구체적으로, 먼저 도 3a 또는 도 4a를 참조하면, 상기 희생층(30)은 접착체 등의 접착 물질을 이용하여 상기 기판(10)의 하면에 부착할 수 있다.
이 경우, 상기 희생층(30)은 투명한 필름의 형태로 상기 기판(10)의 하면에 부착될 수 있다.
이와 달리, 상기 희생층(30)은 상기 기판(10)과 상기 희생층(30) 간의 표면 에너지 차이를 이용하여 상기 기판(10) 상에 물리적 결합을 통해 결합시키며 부착될 수도 있다.
이 경우도, 상기 희생층(30)은 투명한 필름의 형태로 상기 기판(10)의 하면에 부착될 수 있다.
또한, 상기 희생층(30)은 상기 기판(10)의 하면에 실리콘 질화물 혹은 실리콘 산질화물을 사용하여 화학 증착 공정(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성할 수도 있다.
이 경우, 상기 희생층(30)은 상기 기판(10)의 하면에 투명한 층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(30)의 하면에 상기 마스크 패턴(40)을 인쇄한다.
이 경우, 상기 마스크 패턴(40)은 잉크젯 프린팅, 롤 프린팅, 임프린팅 등을 통해 상기 희생층(30)의 하면에 인쇄 될 수 있다.
또한, 상기 마스크 패턴(40)은 소위, 카트리지 방식의 미디어 인쇄 방식을 이용한 인쇄를 통해 상기 희생층(30)의 하면에 인쇄될 수도 있다.
이와 달리, 상기 마스크 패턴(40)을 상기 희생층(30)의 하면에 증착 또는 도금하여, 상기 희생층(30)에 상기 마스크 패턴(40)이 형성되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 마스크 패턴(40)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 공정, 스퍼터링(sputtrung) 공정, 물리 기상 증착(physical vapor deposition, PVD) 공정, 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 공정 중 하나인 공정으로 형성될 수 있다.
한편 상기 희생층(30)의 상면에 직접 마스크 패턴(40)을 형성하지 않고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 마스크를 별도로 형성하여 상기 희생층(30) 상에 정렬할 수도 있다.
이 경우, 상기 마스크를 별도로 형성하는 경우, 마스크의 형성 공정은 앞서 설명한 바와 같다.
한편, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 상기 희생층(30)을 미리 제조하여 상기 희생층(30)의 하면에 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 마스크를 정렬하거나 인쇄, 증착 또는 도금 방식을 통해 상기 희생층(30)의 하면에 상기 마스크 패턴(40)을 형성한 후, 상기 희생층(30)을 상기 기판(10)의 하면에 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 희생층(30)을 상기 기판(10)의 하면에 부착하는 방법의 경우, 도 3a 및 도 4a를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 희생층(30)을 접착제를 이용하여 부착하여 형성하거나, 상기 기판(10)과 상기 희생층(30) 간의 표면에너지 차이를 이용하여 상기 기판(10)과 상기 희생층(30)을 물리 결합시킬 수도 있다.
또한, 상기 희생층(30)의 두께는 대략 3000Å 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마스크 패턴(40)은 광을 선택적으로 차단하는 것으로서, 상기 희생층(30)의 하면에서 상기 마스크 패턴(40)이 형성되지 않은 영역은 개구(opening) 되어, 상기 전도성 잉크(20)가 선택적으로 소결되어 최종적으로 금속 패턴(도 2c의 60)으로 형성되도록 한다.
다음으로, 도 1 및 도 2c를 참조하면, 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 상기 희생층(30)의 하부에서 면광원을 제공하여 상기 전도성 잉크(20)를 선택적으로 소결한다(단계 S300).
이 경우, 상기 면광원을 공급하기 위한 광조사유닛(50)이 상기 기판(10)의 하부에 위치하여 상기 기판(10)을 향해 면광원을 제공한다. 상기 광조사유닛(50)을 통해 제공되는 광은 면(面)광원으로서, 상기 면광원은 IPL(intense pulsed light)일 수 있다.
상기 IPL은 상대적으로 적은 광 에너지의 조사가 가능하여 상대적으로 적은 광 에너지를 통해서도 상기 기판(10) 상에 금속 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
그리하여, 특히, 상기 기판(10)이 유연성 기판으로서 열 에너지에 쉽게 손상되는 경우에도, 상대적으로 적은 광 에너지를 조사하게 되므로 상기 기판의 손상을 최소화하면서도 금속 패턴을 용이하게 소결시킬 수 있다.
상기 면광원은 앞서 상기 기판(10) 상에 상기 전도성 잉크(20)가 도포된 영역에 전체적으로 광을 조사한다. 우선, 상기 면광원은 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 영역에선 차단되고, 상기 마스크 패턴(40)이 형성되지 않은 개구(opening)된 영역을 통과하여 상기 희생층(30)으로 조사되며, 이 후, 상기 희생층(30) 및 상기 기판(10)을 차례로 투과하여 상기 전도성 잉크(20)가 도포된 영역에 조사된다.
그리하여, 상기 면광원이 제공되는 경우, 상기 마스크 패턴(40)에 의해 광이 차단되는 영역에서는 상기 전도성 잉크(20)가 소결되지 않고, 상기 개구된 영역을 통해 광이 제공되는 영역에서만 상기 전도성 잉크(20)가 소결되어 금속 패턴(60)이 형성된다. 상기 금속 패턴(60)은 상기 마스크 패턴(40)과는 반대되는 패턴으로 형성된다.
상기와 같이, 상기 금속 패턴(60)이 형성되는 반대측에 상기 희생층(30)과 상기 마스크 패턴(40)을 형성하고 상기 희생층(30)을 향하여 상기 면광원을 제공함에 따라, 상대적으로 많은 광 에너지를 제공하더라도 상기 금속 패턴(60) 및 상기 금속 패턴(60)이 형성된 상기 기판(10)의 손상이나 불균일을 최소화하면서 패턴을 형성할 수 있다.
특히, 리버스 옵셋(reverse offset) 인쇄공정과 같은 연속 인쇄 공정에서 사용되는 전도성 잉크의 경우, 전사 공정이 반복되는 공정의 특성상 다양한 종류의 첨가제가 포함되어야 하는데, 이와 같이 다양한 첨가제가 포함된 전도성 잉크의 경우 소결 공정을 통해서는 유기물 분해가 어려운 문제가 있다.
이에 따라, 소결 공정이 진행됨에 따라 전도성 잉크 내부의 유기물의 증발하게 되는데, 본 실시예에서와 같이 기판(10) 상에 도포된 전도성 잉크(20)가 하부측, 즉 기판(10)에서 가까운 부분으로부터 소결이 발생하게 되면 상기 전도성 잉크(20)에서 증발된 유기물은 상부측, 즉 기판(10)으로부터 멀어지는 부분으로 자연스럽게 증발될 수 있어, 소위 peeling off 현상을 미연에 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 전도성 잉크(20)의 소결을 통해 형성되는 금속 패턴(60)의 균일성이 향상되며 손상이나 품질 저하를 방지할 수 있다.
이 후, 도 1 및 도 2d를 참조하면, 상기 기판(10) 하면의 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 상기 희생층(30)을 제거한다(단계 S400).
먼저, 상기 희생층(30)은 레이저를 조사하여 상기 기판(10)으로부터 박리시킬 수 있다. 이 경우, 상기 희생층(30)의 두께는 10nm 이상인 것이 바람직하다. 상기 희생층(30)의 두게가 10nm 보다 작을 경우, 상기 희생층(30)에서 레이저의 흡수율이 떨어져 상기 기판(10)과 상기 희생층(30)의 계면 분리가 완벽하게 이루어지지 않게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 희생층(30)을 접착제를 이용하여 상기 기판(10)의 하면에 접착시키는 경우, 일반적으로 접착제에 의하여 결합이 된 서로 다른 층은 쉽게 분리가 발생될 수 있어, 상기 희생층(30)을 상기 기판(10)의 하면으로부터 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 상기 기판(10)과 상기 희생층(30) 간의 표면에너지 차이를 이용하여 상기 기판(10)과 상기 희생층(30)을 물리적으로 결합시키는 경우에도, 상기 기판(10)과 상기 희생층(30)은 상대적으로 약한 결합을 이루므로 쉽게 분리가 가능하다.
상기와 같이, 상기 기판(10)과 접촉하고 있는 상기 마스크 패턴(40)이 형성된 상기 희생층(30)을 제거함에 따라, 마스크 패턴을 기판으로부터 직접 제거하는 공정과 달리, 상기 기판(10)의 손상을 방지할 수 있다.
마지막으로, 도 1 및 도 2e를 참조하면, 상기 마스크 패턴(40)에 의해 광이 차단됨으로써 소결되지 않은 상기 기판(10) 상의 상기 전도성 잉크(20)를 상기 기판(20)으로부터 제거한다(단계 S500).
이 경우, 점착성 테이프를 이용하여 상기 전도성 잉크(20)를 탈착하거나, 용매를 이용하여 상기 전도성 잉크(20)를 와싱(washing)하거나, 용매가 묻은 직물을 이용하여 상기 전도성 잉크(20)를 와이핑(wiping)하거나, 용매에 침지시켜 상기 전도성 잉크(20)를 용해시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상대적으로 적은 광 에너지의 조사가 가능한 IPL(intense pulse light) 등의 면광원을 조사하여 상대적으로 적은 광 에너지를 통해서도 유연성 기판 상에 금속 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
특히, 마스크 패턴을 기판 상에 도포된 잉크의 상면에 직접적으로 접촉하지 않고, 희생층 면에 접촉함에 따라, 마스크 패턴의 제거 과정에서 마스크 패턴의 금속 패턴으로부터의 분리 시 금속 패턴이 손상되는 문제를 해결할 수 있고, 마스크 패턴 역시 도포된 잉크와의 접촉 또는 금속 패턴으로부터의 분리 시 손상되어 재활용이 어려운 문제를 해결할 수 있다.
또한, 기판 상에 도포된 전도성 잉크의 반대측에 희생층과 마스크 패턴을 형성하고 마스크 패턴을 향하여 광을 제공함으로써, 기판 상에 형성되는 금속 패턴 및 금속 패턴이 형성된 기판면의 손상이나 불균일을 최소화하면서 패턴을 형성할 수 있다.
나아가, 마스크 패턴이 전도성 잉크가 도포된 기판의 반대측에 희생층 없이 부착되었다가 제거되는 과정에서 기판의 반대측이나 마스크 패턴의 손상을 최소화할 수 있으며, 기판으로부터의 열 전달에 의해 기판에 직접 접촉한 마스크 패턴으로 열이 전달되어 마스크 패턴이 열에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
특히, 마스크 패턴의 손상이 방지됨에 따라, 금속 패턴의 형성이 종료될 때까지 마스크 패턴의 손상에 따라 금속 패턴이 정확하지 않게 형성되는 것도 방지할 수 있다.
즉, 마스크 패턴과의 접착 또는 광 에너지의 과도한 제공 등의 이유로 희생층이 손상되더라도 희생층을 제거하면 충분하므로 보다 균일하고 우수한 품질의 패턴을 형성할 수 있다.
나아가, 기판에 도포된 전도성 잉크에 제공되는 광이 잉크의 하부, 즉 기판과 접촉되는 부분부터 제공되므로, 상기 전도성 잉크에 다수의 첨가제가 포함되더라도 첨가제에 의해 증발되는 유기물이 상부 방향, 즉 기판으로부터 멀어지는 방향으로 자연스럽게 제거될 수 있어, 금속 패턴의 균일성을 향상시키며 금속 패턴의 손상 등의 문제를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 기판 20 : 전도성 잉크
30 : 희생층 40 : 마스크
50 : 광 조사유닛 60 : 금속 패턴

Claims (11)

  1. 기판 상에 전도성 잉크를 도포하는 단계;
    상기 기판의 하면에 마스크 패턴이 형성된 희생층을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴이 형성된 희생층의 하부에서 면광원을 제공하여 상기 희생층 및 상기 기판을 투과하여 상기 전도성 잉크를 선택적으로 소결하는 단계;
    상기 마스크 패턴이 형성된 희생층을 제거하는 단계; 및
    상기 소결되지 않은 전도성 잉크를 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 기판은 투명 기판이고, 상기 희생층은 투명층이며,
    상기 전도성 잉크는 상기 기판에 가까운 부분부터 소결이 발생되어, 상기 전도성 잉크에서 증발되는 유기물은 상기 기판으로부터 멀어지는 부분으로 증발되는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판은,
    PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane), eco-flex 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계에서,
    상기 희생층을 접착제를 이용하여 상기 기판의 하면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계에서,
    상기 기판과 상기 희생층 간의 표면에너지 차이를 이용하여 상기 기판과 상기 희생층을 결합시키는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계에서,
    상기 희생층의 하면에 상기 마스크 패턴을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계에서,
    상기 희생층의 하면에 상기 마스크 패턴을 증착 또는 도금하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 희생층을 형성하는 단계에서,
    상기 기판의 하면에 희생층을 형성하고, 상기 마스크 패턴이 형성된 마스크를 상기 희생층 상에 정렬하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에 상기 전도성 잉크를 도포하는 단계에서,
    스핀(spin) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 그라비아(gravure) 코팅, 스프레이(spay) 코팅, 및 딥(dip) 코팅 중 어느 하나의 코팅 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 면광원은 IPL(intense pulsed light)인 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전도성 잉크를 상기 기판으로부터 제거하는 단계에서,
    점착성 테이프를 이용하여 상기 전도성 잉크를 탈착하거나, 용매를 이용하여 상기 전도성 잉크를 와싱(washing)하거나, 용매가 묻은 직물을 이용하여 상기 전도성 잉크를 와이핑(wiping)하거나, 용매에 침지시켜 상기 전도성 잉크를 용해시키는 방법 중 어느 하나의 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 희생층을 이용한 금속패턴 형성방법.
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