KR102438513B1 - 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최종적으로 제작될 유연 필름에 직접적인 마스킹(Masking)을 하지 않고도 선택적 박리 방법을 통해 금속 패턴을 제작할 수 있는 효과를 가진 새로운 방식의 금속 패턴 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제조방법은, 금속층을 형성하고 이에 대해 부분적인 표면처리를 하여 금속 화합물 패턴층을 형성한 뒤, 유연 필름을 접착하여 금속 화합물 패턴층과 모기판 사이를 박리하는 단계를 포함한다.

Description

금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF A FLEXIBLE FILM FORMED METAL PATTERNS}
본 발명은 표면 특성 제어에 따른 금속 패턴의 선택적 박리 기술 및 금속 패턴화된 유연 필름 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄전자 분야에서 최종적으로 제작될 유연 필름에 직접적인 마스킹(Masking) 및 금속 패턴 형성을 하지 않고도 선택적 박리 방법을 통해 금속 패턴을 제작할 수 있는 새로운 방식의 금속 패턴 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 멀티미디어의 발달과 함께 유연성 전자소자의 중요성이 증대되고 있다. 이에 따라, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode: OLED), 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 전기영동장치(Electrophoretic display: EPD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP), 박막 트랜지스터(thin-film transistor: TFT), 마이크로프로세서(microprocessor), 램(Random access memory: RAM), 태양전지 (Solar cell) 등을 유연성이 있는 기판상에 만드는 것이 요구되고 있다.
이 중에서도, 플렉서블 디스플레이 구현 가능성이 가장 높고, 특성 또한 가장 좋은 액티브 매트릭스 유기 발광다이오드(Active matrix OLED: AMOLED)를 기존에 개발된 폴리실리콘 TFT 공정을 그대로 사용하면서 높은 수율로 만들 수 있는 기술의 개발이 중요하게 요구되고 있다.
특히, 이러한 유연성 전자소자의 경우, 인쇄전자(Printable Electronics) 분야의 전도성, 반도체성, 절연성 기능성 잉크소재를 직접 인쇄하는 기술을 통해 기존의 공정을 대체하는 연속공정의 방향으로 나아가고 있다.
이와 관련하여, 금속 패턴을 제작하기 위해 그라비아, 그라비아 옵셋, 플렉소, 스크린, 잉크젯 등의 인쇄기술이 사용되고 있으며, 이러한 인쇄기술은 예를 들어 마스터 롤(roll)에 요철을 형성한 다음 잉크를 묻혀 볼록한 부분에 묻는 잉크를 긁어낸 후 오목한 부분에 들어간 잉크를 제작해야 할 인쇄물 및 필름에 전사하는 방법이다. 그런데 이러한 방법은 용액 기반의 전도성 잉크 소재를 사용한다는 점을 특징으로 할 수 있으며, 금속과 같은 전도성이 좋은 소재를 직접적으로 이용하기 힘들다는 단점이 있다.
또한, 드라이 필름 레지스트(Dry film resist : DFR)를 사용한 금속 패터닝 기술은 롤(roll) 상태의 유연성 필름에 DFR 필름을 핫 롤러(Hot roller)를 사용하여 가열 및 가압하여 합착(Lamination)하고 노광한 후, 산 기반의 용액에서 현상을 해주는 과정을 거치는 방법으로 패턴을 형성한다. 그러나 DFR을 이용한 기술은 DFR 필름의 합착 공정이 민감하고, 고감도 노광기를 사용해야 하며, 추가적으로 DFR 필름을 최종적으로 제거해주어야 한다는 단점을 가진다. 특히, 제작되어야 할 유연 필름상에 직접적으로 DFR 마스킹(Masking)을 붙였다 제거해야 하므로 계면결합력이 약하고 수분에 취약한 OLED와 같은 유기전자 소자 공정에는 적용이 불가능한 단점을 가질 뿐 아니라, 박막 디바이스의 균열, 이물질 혼입 등의 결함이 생기기 쉬워 수율이 낮아지는 문제점도 있다.
이상과 같이, 유연 필름상에 금속 패턴을 만드는 종래의 방법들은 경제성이 크게 떨어져, 낮은 가격과 대면적이 요구되는 유연 전자소자에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0069858호
본 발명의 과제는 유연 필름에 직접적인 마스킹 없이 금속 패턴이 형성된 유연 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, (a) 모기판에 금속층을 형성하는 단계와. (b) 상기 금속층에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와, (c) 상기 마스킹에 의해 노출된 금속층에 표면처리를 하여 금속화합물을 형성하는 단계와, (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와, (e) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와, (f) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계, 및 (g) 상기 (f) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함하는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, (a) 모기판에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와, (b) 상기 마스킹으로부터 노출된 모기판의 표면에 표면처리 시드층을 형성하는 단계와, (c) 상기 표면처리 시드층에 표면처리를 하는 단계와, (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와, (e) 상기 표면처리 시드층이 형성되지 않은 부분에 금속층을 형성하고, 상기 표면처리 시드층이 형성된 부분에 금속화합물층을 형성하는 단계와, (f) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와, (g) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계, 및 (h) 상기 (g) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함하는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법은, 유연 필름에 직접적으로 마스킹이나 금속 패턴을 형성하지 않고도 모기판에 형성된 금속패턴의 선택적 박리 방법을 통해 금속 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 종래 방법과 같이 계면결합력이 약하고 수분에 취약한 유기전자 소자 공정에 사용하지 못하는 문제점과 유연 필름의 균열이 유도되는 직접적인 마스킹에 의해 이물질 혼입 등의 결함이 나타나 수율이 낮아지는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법은, 유연 기판에 직접적으로 마스크를 적용하는 것과 달리, 표면처리용으로 마스크를 활용하기 때문에, 마스크의 교체 및 마스크의 세척이 필요 없게 되어, 롤투롤 공정과 같은 연속 공정 적용에 유리하여 경제성이나 생산성이 크게 증가하는 장점이 있다.
본 발명에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 필름은, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode: OLED), 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 전기영동장치(Electrophoretic display: EPD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP), 박막 트랜지스터(thin-film transistor: TFT), 마이크로프로세서(microprocessor), 램(Random access memory: RAM), 태양전지(Solar cell) 등에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 또한 도면에서 각 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.
본 발명에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법은, (a) 모기판에 금속층을 형성하는 단계와. (b) 상기 금속층에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와, (c) 상기 마스킹에 의해 노출된 금속층에 표면처리를 하여 금속화합물을 형성하는 단계와, (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와, (e) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와, (f) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계, 및 (g) 상기 (f) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 다른 방법으로, (a) 모기판에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와, (b) 상기 마스킹으로부터 노출된 모기판의 표면에 표면처리 시드층을 형성하는 단계와, (c) 상기 표면처리 시드층에 표면처리를 하는 단계와, (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와, (e) 상기 표면처리 시드층이 형성되지 않은 부분에 금속층을 형성하고, 상기 표면처리 시드층이 형성된 부분에 금속화합물층을 형성하는 단계와, (f) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와, (g) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계, 및 (h) 상기 (g) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스킹은, 포토리소그래피(Photo-lithography), 금속 마스크(Metal-mask)를 이용한 직접 마스킹, 드라이 필름 레지스트(Dry film resist)를 이용한 직접 마스킹 방법으로 중에서 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 표면처리는, 바람직하게 가스 플라즈마 처리, UV-Ozone 처리 또는 화학적 자기조립단분자막(Self-assembled monolayer: SAM) 처리 중에서 하나 이상의 방법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 처리방법이 아니라도 모기판 표면에너지 상태를 다르게 제어할 수 있는 것이라면 사용될 수 있다.
또한, 상기 표면처리는, 화학적 자기조립단분자막(Self-assembled monolayer: SAM) 처리일 수 있는데, 이때 전구체로는 플로오로데실트리클로로실란(FDTS), 운데세닐트리클로로실란(UTS), 비닐-트리클로로실란(VTS), 데실트리클로로실란(DTS), 옥타데실트리클로로실란(OTS), 디메틸디클로로실란(DDMS), 도데세닐트리클로로실란(DDTS), 플루오로-테트라히도로옥틸트리메틸클로로실란(FOTS), 퍼플루오로옥틸디메틸클로로실란, 아미노프로필메톡시실란(APTMS)을 포함하는 실란, 클로로실란, 플루오로실란, 메톡시실란, 알킬실란 및 아미노실란 중에서 1종 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 표면처리는, 산소 플라즈마 공정 또는 UV-Ozone 공정을 통해, 모기판의 표면에 하이드로젠(OH-) 결합을 형성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서 상기 모기판과 금속층 또는 금속화합물층 간의 선택적 분리는 형성되는 금속층 또는 금속화합물층의 표면에너지 조절을 통해 이루어질 수 있다. 표면에너지가 낮은 물질은 모기판과의 결합력이 낮아 유연 기판과 접촉한 후 물리적으로 분리시킬 경우 표면에너지가 높은 물질로부터 분리되어 선택적인 분리가 가능하게 된다. 본 발명에서는 패턴이 형성된 마스킹을 통해 모기판의 표면상태를 제어함으로써, 모기판에 형성되는 물질층의 표면에너지 상태를 마스킹된 부분과 그렇지 않은 부분이 다르게 형성되도록 한다.
또한, 상기 금속화합물의 환원은, 수소와 같은 환원성 가스를 포함하는 환원성 가스 분위기에서 열처리에 의해 수행될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 유연 필름의 물성에 영향을 주지 않는 환원방법이라면 어느 것이라도 사용될 수 있다.
또한, 상기 금속층은, Fe, Ag, Au, Pt, Cu, W, Al, Mo, Ni, Mg 및 이들의 합금과 전기전도성이 10 W/m·K 이상인 금속 중 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 금속층 및 금속화합물층 형성은, 전자선 증착법, 열 증착법, 스퍼터 증착법, 화학기상 증착법, 전해 도금법 또는 무전해 도금법 중 어느 하나 이상의 방법으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 금속층의 형성과정에 표면처리된 모기판의 상태에 의해 금속화합물층이 형성될 수 있으며, 이때 금속화합물층은 층 전체 두께가 금속화합물로 형성되지 않고, 모기판에 접하는 일부분만 금속화합물로 형성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 유연 필름은, 금속, 고분자 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 유연 필름의 일면에는 점착제가 코팅되어 있을 수 있다.
또한, 상기 모기판은, 유리, 금속 산화물, 고분자 또는 금속으로 이루어지며, 상기 금속층 또는 금속화합물층이 형성되는 표면의 표면조도(Ra)가 10nm 이하일 수 있다. 롤투롤 공정을 적용할 경우 상기 모기판은 바람직하게 고분자 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서 분리는, 화학적 처리, 광학적 처리, 또는 열처리 없이, 물리적 힘을 통해 이루어질 수 있다.
또한, 상기 표면처리 시드층은, 모기판과 접착력이 좋은 물질이 바람직하고 특히 모기판과의 반응성이 우수한 물질이 유리하다. 예를 들어, 상기 표면처리 시드층은, Ti, Cr, 이들의 합금, 이들의 산화물 중 하나 이상으로 이루어질 수 있고, 그 두께는 1nm 미만일 경우 시드층으로써 역할을 하기 어렵고, 10nm 초과일 경우 두께가 지나치게 두꺼우므로, 1~10nm인 것이 바람직하다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 방법은 크게, 모기판에 금속층을 형성하는 단계와, 금속층이 형성된 모기판 상에 소정의 패턴이 형성된 마스크를 배치하고 표면처리를 하여 마스크에서 노출된 금속층을 금속화합물층으로 만드는 단계와, 마스크를 제거하는 단계와, 금속층 및 금속화합물층이 형성된 모기판 상에 점착층이 형성된 유연 필름을 부착하는 단계와, 물리적 힘을 통해 금속화합물층만을 선택적으로 분리하는 단계와, 금속화합물층의 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함한다.
구체적으로, 모기판으로는 ITO가 코팅된 유리 기판을 사용하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상에 스퍼터링 방법으로 Ar 5sccm, 30W 조건으로 두께 20nm의 Ag 층이 형성되도록 하였다.
그리고 Ag 금속층 상에 포토레지스트를 도포하여 소정 패턴으로 경화시키고 미경화된 포토레지스트를 제거하여 소정 패턴의 마스크를 형성하였다.
소정 패턴의 마스크가 형성된 모기판의 표면에, 플루오로-테트라히도로옥틸트리메틸클로로실란(FOTS)를 사용하여 마스크에 의해 노출된 Ag 층을 표면처리하여 Ag 화합물(AgF)이 되도록 하였다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 기판의 표면에는 마스크에 의해 가려진 부분에는 Ag층(도 1의 Me층)이 형성되고 마스크에 의해 가려지지 않은 부분은 Ag 화합물층(도 1의 MeX층)이 형성된다.
이와 같이 Ag층과 Ag 화합물층이 형성된 표면에 점착층이 일면에 형성된 아크릴계 유연 필름을 부착한다.
유연 필름의 부착 후에 유연 필름을 물리적인 힘을 가하여 박리하게 되면, 점착층의 접착력에 의해 유리 기판에 대한 표면에너지가 상대적으로 낮은 Ag 화합물층이 선택적으로 박리되어, Ag 화합물 패턴이 형성된 유연 필름을 얻게 된다.
Ag 화합물은 수소, 질소 및 아르곤을 포함하는 환원성 가스 분위기에서 열처리(200℃, 수소 분위기 30분 열처리)를 수행하여, Ag로 환원시켰다.
이상과 같은 과정을 통해 Ag 패턴이 형성된 유연 필름을 얻었다.
[실시예 2]
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 방법은 크게, 모기판에 금속층을 형성하는 단계와, 금속층이 형성된 모기판 상에 소정의 패턴이 형성된 마스크를 배치하고 표면처리를 하여 마스크에서 노출된 금속층을 금속화합물층으로 만드는 단계와, 마스크를 제거하는 단계와, 금속층 및 금속화합물층이 형성된 모기판 상에 점착층이 형성된 유연 필름을 부착하는 단계와, 물리적 힘을 통해 금속층만을 선택적으로 분리하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 모기판으로는 ITO가 코팅된 유리 기판을 사용하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상에 스퍼터링 방법으로 Ar 5sccm, 30W 조건으로 두께 20nm의 Ag 층이 형성되도록 하였다.
그리고 Ag 층 상에 포토레지스트를 도포하여 소정 패턴으로 경화시키고 미경화된 포토레지스트를 제거하여 소정 패턴의 마스크를 형성하였다.
소정 패턴의 마스크로부터 노출된 Ag 층의 표면에, 산소 플라즈마를 사용하여 표면에너지가 높아지도록 150W 1분의 조건으로 표면처리를 수행하여 Ag 화합물층을 형성하였다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리 기판의 표면에는 마스크에 의해 가려진 부분에는 Ag 층(도 2의 Me층)이 형성되고 마스크에 의해 가려지지 않은 부분은 Ag 화합물층(도 2의 MeX층)이 형성된다.
이와 같이 Ag층과 Ag 화합물층이 형성된 표면에 점착층이 일면에 형성된 아크릴계 유연 필름을 부착한다.
유연 필름의 부착 후에 유연 필름을 물리적인 힘을 가하여 박리하게 되면, 점착층의 접착력에 의해 유리 기판에 대한 표면에너지가 상대적으로 낮은 Ag 층이 선택적으로 박리되어, Ag 패턴이 형성된 유연 필름을 얻게 된다.
[실시예 3]
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 방법은 크게, 모기판에 마스크를 배치하는 단계와, 마스크로부터 노출된 모기판의 표면에 표면처리 시드층을 형성하는 단계, 상기 표면처리 시드층을 표면처리하는 단계와, 상기 마스크를 제거하는 단계와, 마스크가 제거된 모기판의 표면에 금속층 및 금속화합물층을 형성하는 단계와, 금속층 및 금속화합물층이 형성된 모기판 상에 점착층이 형성된 유연 필름을 부착하는 단계와, 물리적 힘을 통해 금속화합물층만을 선택적으로 분리하는 단계와, 금속화합물층의 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함한다.
구체적으로, 모기판으로는 ITO가 코팅된 유리 기판을 사용하였다.
그리고 상기 모기판 상에 포토레지스트를 도포하여 소정 패턴으로 경화시키고 미경화된 포토레지스트를 제거하여 소정 패턴의 마스크를 형성하였다.
이어서, 마스크로부터 노출된 모기판의 표면에 모기판과의 접착성이 우수한 Cr층을 스퍼터링 방법으로 Ar 5sccm, 50W 조건으로해 1~10nm 두께로 형성하였다.
상기 Cr층에 플루오로-테트라히드록옥틸트리메틸클로로실란(FOTS)을 사용하여 표면처리를 수행하였다.
그리고 마스크를 제거하고, 스퍼터링 방법으로 Ar 5sccm, 30W 조건으로 두께 20nm의 Ag 층이 형성되도록 하였으며, 이 과정에서 마스크에 의해 가려진 부분은 Ag 층이 형성되고, 표면처리 시드층 상에는 Ag 화합물층이 형성된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 유리 기판의 표면에는 마스크에 의해 가려진 부분에는 Ag층(도 3의 Me층)이 형성되고 마스크에 의해 가려지지 않은 부분은 Ag 화합물층(도 3의 MeX층)이 형성된다.
이와 같이 Ag층과 Ag 화합물층이 형성된 표면에 점착층이 일면에 형성된 아크릴계 유연 필름을 부착한다.
유연 필름의 부착 후에 유연 필름을 물리적인 힘을 가하여 박리하게 되면, 점착층의 접착력에 의해 표면에너지가 상대적으로 낮은 Ag 화합물층이 선택적으로 박리되어, Ag 화합물 패턴이 형성된 유연 필름을 얻게 된다.
Ag 화합물은 수소, 질소 및 아르곤을 포함하는 환원성 가스 분위기에서 열처리(200℃, 수소 분위기 30분 열처리)를 수행하여, Ag로 환원시켰다.
이상과 같은 과정을 통해 Ag 패턴이 형성된 유연 필름을 얻었다.
[실시예 4]
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 금속 패턴이 형성된 유연 기판의 형성과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4에 따른 방법은 크게, 모기판에 마스크를 배치하는 단계와, 마스크로부터 노출된 모기판의 표면에 표면처리 시드층을 형성하는 단계, 상기 표면처리 시드층을 표면처리하는 단계와, 상기 마스크를 제거하는 단계와, 마스크가 제거된 모기판의 표면에 금속층 및 금속화합물층을 형성하는 단계와, 금속층 및 금속화합물층이 형성된 모기판 상에 점착층이 형성된 유연 필름을 부착하는 단계와, 물리적 힘을 통해 금속층만을 선택적으로 분리하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 모기판으로는 ITO가 코팅된 유리 기판을 사용하였다.
그리고 상기 모기판 상에 포토레지스트를 도포하여 소정 패턴으로 경화시키고 미경화된 포토레지스트를 제거하여 소정 패턴의 마스크를 형성하였다.
이어서, 마스크로부터 노출된 모기판의 표면에 모기판과의 접착성이 우수한 Cr층을 스퍼터링 방법으로 Ar 5sccm, 50W 조건으로 1~10nm 두께로 형성하였다.
상기 Cr층에 산소 플라즈마를 사용하여 표면에너지가 높아지도록 150W 1분간 표면처리를 수행하였다.
그리고 마스크를 제거하고, 스퍼터링 방법으로 Ar 5ㄴㅊ츠, 30W 조건으로 두께 20nm의 Ag 층이 형성되도록 하였으며, 이 과정에서 마스크에 의해 가려진 부분은 Ag 층이 형성되고, 표면처리 시드층 상에는 Ag 화합물층이 형성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 유리 기판의 표면에는 마스크에 의해 가려진 부분에는 Ag층(도 4의 Me층)이 형성되고 마스크에 의해 가려지지 않은 부분은 Ag 화합물층(도 4의 MeX층)이 형성된다.
이와 같이 Ag층과 Ag 화합물층이 형성된 표면에 점착층이 일면에 형성된 아크릴계 유연 필름을 부착한다.
유연 필름의 부착 후에 유연 필름을 물리적인 힘을 가하여 박리하게 되면, 점착층의 접착력에 의해 표면에너지가 상대적으로 낮은 Ag 층이 선택적으로 박리되어, Ag 패턴이 형성된 유연 필름을 얻게 된다.

Claims (16)

  1. (a) 모기판에 금속층을 형성하는 단계와.
    (b) 상기 금속층에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와,
    (c) 상기 마스킹에 의해 노출된 금속층에 표면처리를 하여 금속화합물을 형성하는 단계와,
    (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와,
    (e) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와,
    (f) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계 및
    (g) 상기 (f) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함하는,
    금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  2. (a) 모기판에 소정 패턴의 마스킹을 하는 단계와,
    (b) 상기 마스킹으로부터 노출된 모기판의 표면에 표면처리 시드층을 형성하는 단계와,
    (c) 상기 표면처리 시드층에 표면처리를 하는 단계와,
    (d) 상기 마스킹을 제거하는 단계와,
    (e) 상기 표면처리 시드층이 형성되지 않은 부분에 금속층을 형성하고, 상기 표면처리 시드층이 형성된 부분에 금속화합물층을 형성하는 단계와,
    (f) 상기 금속층과 금속화합물층이 형성된 표면에 유연 필름을 부착하는 단계와,
    (g) 상기 금속층 또는 금속화합물층 중 어느 하나를 모기판으로부터 분리하는 단계, 및
    (h) 상기 (g) 단계에서 모기판으로 분리된 것이 금속화합물층인 경우, 상기 금속화합물을 금속으로 환원시키는 단계를 포함하는,
    금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면처리는, 가스 플라즈마 처리, UV-Ozone 처리 또는 화학적 자기조립단분자막(Self-assembled monolayer: SAM) 처리 중에서 하나 이상의 방법에 의해 수행되는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면처리는, 화학적 자기조립단분자막(Self-assembled monolayer: SAM) 처리이며, 플로오로데실트리클로로실란(FDTS), 운데세닐트리클로로실란(UTS), 비닐-트리클로로실란(VTS), 데실트리클로로실란(DTS), 옥타데실트리클로로실란(OTS), 디메틸디클로로실란(DDMS), 도데세닐트리클로로실란(DDTS), 플루오로-테트라히도로옥틸트리메틸클로로실란(FOTS), 퍼플루오로옥틸디메틸클로로실란, 아미노프로필메톡시실란(APTMS)을 포함하는 실란, 클로로실란, 플루오로실란, 메톡시실란, 알킬실란 및 아미노실란을 전구체 물질로 사용하여 처리하는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모기판과 금속층 또는 금속화합물층 간의 선택적 분리는 형성되는 금속층 또는 금속화합물층의 표면에너지 조절을 통해 이루어지는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속화합물의 환원은, 환원성 분위기에서 열처리에 의해 수행되는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면처리는, 산소 플라즈마 공정 또는 UV-Ozone 공정을 통해, 모기판의 표면에 하이드로젠(OH-) 결합을 형성하는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마스킹은, 포토리소그래피(Photo-lithography), 금속 마스크(Metal-mask)를 이용한 직접 마스킹, 드라이 필름 레지스트(Dry film resist)를 이용한 직접 마스킹 방법으로 중에서 어느 하나의 방법으로 이루어지는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속층은, Fe, Ag, Au, Pt, Cu, W, Al, Mo, Ni, Mg 및 이들의 합금과 전기전도성이 10 W/m·K 이상인 금속 중 1종 이상으로 이루어진, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속층 및 금속화합물층 형성은, 전자선 증착법, 열 증착법, 스퍼터 증착법, 화학기상 증착법, 전해 도금법 또는 무전해 도금법 중 어느 하나 이상의 방법으로 이루어지는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유연 필름은, 금속, 고분자 또는 이들의 혼합물로 이루어진, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유연 필름의 일면에는 점착제가 코팅되어 있는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모기판은, 유리, 금속 산화물, 고분자 또는 금속으로 이루어지며, 상기 금속층 또는 금속화합물층이 형성되는 표면의 표면조도(Ra)가 10nm 이하인, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분리는, 화학적 처리, 광학적 처리, 또는 열처리 없이, 물리적 힘을 통해 이루어지는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 표면처리 시드층은, 모기판과 접착력이 좋은 물질을 사용하는, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 표면처리 시드층은, Ti, Cr, 이들의 합금, 이들의 산화물 중 하나 이상으로 이루어지고, 그 두께는 1~10nm인, 금속 패턴이 형성된 유연 필름의 제조방법.
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