KR102485298B1

KR102485298B1 - 신축성 미세 전극의 제조방법

Info

Publication number: KR102485298B1
Application number: KR1020200162894A
Authority: KR
Inventors: 강경태; 김채원; 안건식
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2023-01-09
Also published as: KR20220075115A

Abstract

본 발명은 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계; 상기 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판의 하부를 원통형 롤러의 외주면에 점착시키는 단계; 상기 외주면에 유연기판의 하부가 점착된 롤러를 신축성 기판 상에 롤링하여, 상기 신축성 기판 상에 유연기판을 위치시키고, 상기 금속 패턴을 신축성 기판 내부에 매립시키는 단계; 및 상기 유연기판을 제거하는 단계;를 포함하는 신축성 미세 전극의 제조방법을 제공한다.

Description

신축성 미세 전극의 제조방법{Method for manufacturing stretchable microelectrode}

본 발명은 신축성 미세 전극의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 프린팅 음각패턴을 이용하여 제조된 금속 패턴을 신축성 기판에 매립하여 제조되는 신축성 미세 전극의 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 신축성 미세 전극에 관한 것이다.

인쇄전자(printed electronics)기술은 인쇄가 가능한 기능성 전자 잉크 소재를 이용하여 초 저가격의 프린팅 공정을 통해서 다양한 전자소자 및 부품을 제작하는 기술로써, 가격이 낮고 친환경적이며 유연성 있는 소자 제작이 가능하고 대량생산에 유리한 장점이 있어 스마트 의류, 플렉서블 디스플레이, RFID, 태양광 패널 등에 광범위한 활용이 가능한 기술로 각광받고 있다.

이러한 인쇄전자소자를 제조하기 위한 공정 기술로 잉크젯 프린팅 기술을 적용한 기법이 가장 널리 사용되고 있다. 상기 잉크젯 프린팅 기술은 금속 나노 파티클 잉크를 직접 기판에 인쇄하여 전기적 전도성을 가지는 금속 패턴을 형성하는 방식으로, 디지털 제어가 가능하며 타 기술과 비교하여 단순한 공정으로도 높은 프린팅 정밀도와 대량 생산을 가능하게 하는 low cost 기술이라는 장점을 가진다.

그러나 상술한 잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 금속을 기판에 직접 인쇄하기 위해서는 금속 재료의 잉크화가 선행되어야 하는데, 이러한 금속 잉크는 잉크젯에 의해 원활히 분사가 될 수 있는 표면 장력, 점도 등 일정한 특성이 확보되어야 하므로 그 연구에 많은 시간과 비용이 요구되고, 액적의 사이즈로 인해 초미세 패턴 형성을 통한 고해상도 구현에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 방법으로 최근에는 전기장을 이용하여 전도성 액체를 토출하는 방식으로 10 μm 이하의 선폭 인쇄가 가능한 Electro hydro dynamic (EHD) jet 기술이 이용되고 있으나, 다수의 노즐과 고전압 전원으로 시스템을 구성하기 어려워 대량생산 기술로 구현하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 상술한 문제를 해결하기 위한 방법으로, 한국 등록특허 제 10-1963886 호 등에서는 소수성 격벽 사이 친수성 공간에 금속 잉크를 인쇄하는 방식으로 선폭을 축소하는 기술을 개시하고 있으나, 상술한 기술을 이용하기 위해서는 정밀한 간격으로 2 회 이상의 횟수로 소수성 격벽을 인쇄하는 공정이 요구되고, 이로 인한 고 정밀 alignment 이슈가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

간단한 공정으로 초미세 패턴 형성이 가능하며, 고해상도를 구현할 수 있는 신규한 미세 전극의 제조방법이 요구된다.

대한민국 등록특허 제 10-1963886 호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 금속 재료의 잉크화 없이 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성되는 왕관 구조(edge crown)의 금속 패턴을 신축성 기판 내부에 매립하여, 전기적 이슈를 해결한 신축성 미세 전극의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 의하여 제조된 신축성 미세전극을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계; 상기 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판의 하부를 원통형 롤러의 외주면에 점착시키는 단계; 상기 외주면에 유연기판의 하부가 점착된 롤러를 신축성 기판 상에 롤링하여, 상기 신축성 기판 상에 유연기판을 위치시키고, 상기 금속 패턴을 신축성 기판 내부에 매립시키는 단계; 및 상기 유연기판을 제거하는 단계; 를 포함하는 신축성 미세 전극의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴은 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴은 왕관 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 왕관 구조는 상기 금속 패턴의 엣지 부분의 높이가 중앙 부분의 높이 보다 높게 형성된 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴은 은, 구리, 알루미늄, 금, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 신축성 기판은 고무(rubber), PDMS, 폴리우레탄(poly-urethane), 신축성 섬유, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤스킨(dragonskin) 및 신축성 테입(strectchable tape) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 신축성 기판은 하부에 캐리어 기판이 형성되어 있고, 상기 유연기판을 제거하는 단계 이후에, 상기 캐리어 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태는 상기 제조방법에 의해 제조되는 신축성 미세 전극을 제공한다.

본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법은 잉크젯 프린팅 기술을 이용하되, 금속 재료의 잉크화 없이도 미세 조절이 가능한 금속 패턴을 제조할 수 있고, 이를 신축성 기판으로 매립시키는 공정을 이용하여, 표면 거칠기가 향상되고, 전기적 특성이 저해되지 않는 신축성 미세 전극을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 신축성 미세 전극을 이용하면, 형상 정밀도가 우수하고 10 μm 이하의 미세 선폭을 가지는 전극 패턴 형성이 가능하므로 대량 생산 및 고해상도 구현이 가능한 금속 메쉬 터치스크린 패널을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 금속 패턴을 형성하는 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 상기 도 2의 금속 패턴을 형성하는 방법의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 금속 패턴을 신축성 기판에 매립하는 공정의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 비교예의 모식도(a) 및 본 발명의 신축성 미세전극의 모식도(b)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 신축성 미세전극 단면의 현미경 이미지이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 양태는 신축성 미세 전극의 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법의 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법은 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계(S210); 상기 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판의 하부를 원통형 롤러의 외주면에 점착시키는 단계(S220); 상기 외주면에 유연기판의 하부가 점착된 롤러를 신축성 기판 상에 롤링하여, 상기 신축성 기판 상에 유연기판을 위치시키고, 상기 금속 패턴을 신축성 기판 내부에 매립시키는 단계(S230); 및 상기 유연기판을 제거하는 단계(S240);를 포함한다.

먼저, 본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법은 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계(S210)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 패턴은 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성된 것일 수 있고, 상기 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계(S210)는 금속 패턴을 형성하는 방법을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 금속 패턴을 형성하는 방법의 흐름도이고, 도 3 및 도 4는 상기 금속 패턴을 형성하는 방법의 모식도이다.

도 2내지 도 4를 참조하면, 상기 금속 패턴(32)을 형성하는 방법은 잉크젯 프린팅을 이용하여 유연기판(100) 위에 포토레지스트(20)를 인쇄함으로써 포토레지스트(20) 패턴을 형성하는 포토레지스트(20) 패턴 형성 단계(S110); 상기 포토레지스트(20) 패턴 형성 단계를 통해 포토레지스트(20) 패턴이 인쇄된 상기 유연기판(100) 위에 금속(30)을 증착하는 금속(30) 증착 단계(S120); 상기 금속(30)이 증착된 유연기판(100)으로부터 상기 포토레지스트(20)를 제거하여, 상기 포토레지스트(20) 위에 증착 되었던 금속(31; 이하, 제거 금속)은 상기 포토레지스트(20)와 함께 제거되고, 상기 포토레지스트(20) 패턴 사이의 음각 부분에 증착된 금속(32; 이하, 금속 패턴)만이 남아 금속 메쉬 패턴을 형성하도록 하는 금속 메쉬 패턴 형성 단계(S130);를 포함한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 금속 패턴(32)을 형성하는 방법의 상기 포토레지스트(20) 패턴 형성 단계(S110)는, 잉크젯 프린팅을 이용하여 유연기판(100) 위에 포토레지스트(20)를 인쇄함으로써 포토레지스트(20) 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 상기 인쇄되는 포토레지스트(20) 패턴의 인쇄 간격은 70 μm 내지 200 μm 로 조절될 수 있다. 이때, 상기 포토레지스트(20)는 노볼락, 메타크릴산메탈 수지 및 폴리하이드록시스틸렌 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연기판(100)은 후술하는 원통형 롤러(500)의 외주면에 점착시키는 단계(S220) 및 금속 패턴(32)을 신축성 기판 내부에 매립시키는 단계(S230)에서, 원통형의 롤러(500)의 외주면에 부착되었다가 상기 원통형의 롤러(500)가 롤링함으로써, 상기 원통형의 롤러(500)의 외주면에서 탈착되어, 신축성 기판(200)의 상부에 위치하게 된다.

이후, 상기 유연 기판(100)은 상기 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240)에서 최종적으로 제거되는 것으로, 굽힘이 용이하고, 제거가 용이한 재질로 구성되며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰 및 폴리에테르이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 본 발명의 금속 패턴(32)을 형성하는 방법의 상기 금속(30) 증착 단계(S120)에서는, 상기 포토레지스트(20) 패턴이 형성된 상기 유연기판(100) 상에 금속(30)이 증착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속(30)은 은, 구리, 알루미늄, 금, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 금속(30)으로부터 형성되게 되는 상기 금속 패턴(32) 또한, 은, 구리, 알루미늄, 금, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속(30) 증착 단계(S120)는 PVD(physical vapor deposition) 증착법, 예를 들면, 열 증착법, 전자빔 증착법 및 스퍼터링 증착법 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 금속(30) 증착 단계(S120)는 CVD(chemical vapor deposition)증착법, 예를 들면, thermal CVD, PECVD(plasma enhanced CVD), APCVD(atmospheric pressure CVD), LPCVD(Low pressure CVD) 및 ALCVD(atomic layer CVD) 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 금속 패턴(32)을 형성하는 방법의 상기 금속 메쉬 패턴 형성 단계(S130)에서는, 상기 인쇄된 포토레지스트(20) 위에 금속(30)이 증착된 유연기판(100)으로부터 상기 포토레지스트(20)가 제거되며, 유연기판(100) 위에 금속 패턴(32)을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속(30)은 상기 유연기판(100)의 포토레지스트(20) 패턴이 형성된 부분 및 상기 포토레지스트(20) 패턴이 형성되지 않은 포토레지스트(20) 패턴 사이의 음각 부분에 모두 증착될 수 있다.

따라서, 금속(30)이 증착된 유연기판(100)을 포토레지스트(20)를 제거하는 공정, 예를 들면, 초음파 처리를 이용한 제거, 현상액을 이용한 현상 공정, 용해도 차이를 이용한 선택적 용해법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 수행하게 되면, 상기 포토레지스트(20) 상에 증착 되었던 제거 금속(31)은 상기 포토레지스트(20)와 함께 제거될 수 있고, 상기 포토레지스트 패턴 사이의 음각 부분에 증착 되었던 금속 패턴(32)만이 남아있게 될 수 있다.

본 발명의 금속 패턴 형성 공정을 통하여 제조되는 금속 패턴은 10 μm 이하의 선폭을 가질 수 있고, 삼각형 또는 사각형 형태의 메쉬 패턴을 포함할 수 있고, 왕관 구조를 가질 수 있다.

상기 왕관 구조를 가지는 금속 패턴은 상기 금속 메쉬 패턴 형성 단계(S130)에서 수행되는 포토레지스트(20)의 제거 공정에 의하여 형성될 수 있고, 상기 왕관 구조는 상기 금속 패턴(32)의 엣지 부분의 높이가 중앙 부분의 높이 보다 높게 형성된 구조로, 추후 상기 금속 패턴(32) 상에 형성되는 박막 적층 공정을 방해하고 전기적 특성이 저해되는 문제를 야기할 수 있게 된다.

본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법은 상기 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 상기 금속 패턴(32)을 신축성 기판(200)에 매립하는 공정, 구체적으로, 상부에 금속 패턴(32)이 양각으로 형성된 유연기판(100)의 하부를 원통형 롤러(500)의 외주면에 점착시키는 단계(S220); 및 상기 외주면에 유연기판(100)의 하부가 점착된 원통형 롤러(500)를 신축성 기판(200) 상에 롤링하여, 상기 금속 패턴(32)을 신축성 기판(200) 내부에 매립시키는 단계(S230);를 포함한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예의 금속 패턴(32)을 신축성 기판(200)에 매립하는 공정의 모식도이다.

도 5를 참조하여, 금속 패턴(32)을 신축성 기판(200)에 매립하는 공정을 구체적으로 설명하면, 먼저, 상기 유연기판(100)을 준비하는 단계(S210)에서 준비되는 금속 패턴(32)이 양각으로 형성된 유연기판(100), 예를 들면, 왕관 구조의 금속 메쉬 패턴(32)이 형성된 유연기판(100)의 하부를 원통형의 롤러(500)의 외주면에 점착시키는 단계(S220)를 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 원통형의 롤러(500)는 상기 금속 패턴(32)이 양각으로 형성된 유연기판(100)의 너비를 모두 포함할 수 있는 외주면 너비를 가지고, 나무, 플라스틱, 금속 등의 강성을 가지는 물질로 구성될 수 있고, 상기 원통형 롤러(500)의 외주면의 너비는 상기 유연기판(100)의 너비에 따라 선택될 수 있다.

또한, 상기 점착시키는 단계(S220)는 점착제 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 점착제는 상기 원통형 롤러(500)의 외주면 및 유연기판(100)의 하부를 부착 및 탈착 시킬 수 있는 물질이라면 이를 제한하지 않고 사용될 수 있다.

상기 점착시키는 단계(S220)를 통하여, 상기 원통형 롤러(500)의 외주면 중 일부 또는 전부는 유연기판(100)의 하부가 점착되어 위치할 수 있고, 이때, 상기 양각으로 형성된 금속 패턴(32)은 상기 원통형 롤러(500)의 외주면의 바깥쪽에 위치하게 될 수 있다.

다음으로, 금속 패턴(32)을 신축성 기판(200) 내부에 매립시키는 단계(S230)는, 상기 점착시키는 단계(S220)에서 형성된 금속 패턴(32)이 외주면의 바깥쪽에 위치하는 원통형 롤러(500)를 신축성 기판(200)의 상부에 롤링하여 상기 유연기판(100)이 상기 원통형 롤러(500)에서 탈착되는 동시에, 상기 신축성 기판(200)의 상부에 위치하도록 하여 수행될 수 있다.

또한, 상기 신축성 기판(200)의 상부에 상기 유연기판(100)이 위치되는 동시에, 상기 금속 패턴(32)은 상기 롤링공정을 통하여, 상기 신축성 기판(200) 위로 정밀하게 압축 및 전사되어 매립이 가능하게 될 수 있다.

이때, 상기 신축성 기판(200)은 상기 양각으로 형성된 금속 패턴(32)이 매립되어 매립된 금속 패턴(32')이 형성될 수 있도록, 탄성을 가지는 물질, 예를 들면, 고무(rubber), PDMS(polydimethylsiloane), 폴리우레탄(poly-urethane), 신축성 섬유, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤스킨(dragonskin) 및 신축성 테입(strectchable tape) 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 신축성 미세전극의 제조방법은 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 상기 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240)는 상기 금속 패턴(32)을 신축성(200)기판에 매립하는 공정 이후, 내부에 매립된 금속 패턴(32')을 포함하고, 상부에 유연기판(100)을 포함하여 형성된 상기 신축성 기판(200)의 상부를 원통형 롤러(500)를 재 롤링하여 수행될 수 있다.

구체적인 실시예에서, 상기 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240)는, 상기 상기 점착시키는 단계(S220)에서 이용되는 점착제 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 점착제는 상기 원통형 롤러(500)의 외주면 및 유연기판(100)의 하부를 부착 및 탈착 시킬 수 있는 물질이라면 이를 제한하지 않고 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 신축성 기판(200)은 하부에 캐리어 기판(300)이 형성되어 있을 수 있고, 상기 캐리어 기판(300)은 상술한 금속 패턴(32)을 신축성(200)기판에 매립하는 공정에서, 롤링 공정 수행 시, 상기 신축성 기판(200) 상부에 상기 금속 패턴(32)이 정밀하게 압축 및 전사되어 매립되도록 상기 신축성 기판(200)을 고정 및 지지하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240) 수행 후, 상기 캐리어 기판(300)에서 제거하는 공정을 추가로 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 캐리어 기판(300)은 유리기판일 수 있고, 상기 캐리어 기판(300)을 제거하는 단계는 상기 캐리어 기판(300)에서 매립된 금속 패턴(32')을 포함하는 신축성 기판(200)을 떼어내어 수행될 수 있다.

상기 신축성 기판(200)을 떼어내는 공정은, 물리적인 방법, 예를 들면, 상기 매립된 금속 패턴(32')을 포함하는 신축성 기판(200)의 말단부터 상기 캐리어 기판(300)에서 물리적으로 탈착시켜 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 6은 비교예로서, 왕관 구조의 금속 패턴(32)을 포함하는 유리기판(300)의 모식도(a) 및 본 발명의 일 실시예의 유연기판(100)을 제거하는 단계(S240) 이후 형성된 매립된 금속 패턴(32')을 포함하는 신축성 기판(200)의 모식도(b)이다.

도 6을 참조하면, 상기 왕관 구조의 금속 패턴(32)을 포함하는 유리기판(300)의 경우, 왕관 구조가 외부를 향하여 형성되어 있어, 추후의 박막 적층 공정을 방해하고 전기적 특성이 저해되는 이슈가 발생될 수 있는 반면, 본 발명의 매립된 금속 패턴(32')을 포함하는 신축성 기판(200)의 경우, 왕관 구조가 신축성 기판(200)의 내부를 향하여 형성되는 바, 추후의 박막 적층 공정을 용이하게 하고, 전기적 특성이 저해되지 않고, 표면 거칠기가 향상된 신축성 미세 전극을 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 일 양태는 상기 제조방법에 의하여 제조되는 신축성 미세전극을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 신축성 미세전극은 신축성 기판(200) 및 상기 신축성 기판(200)의 내부에 매립된 금속 패턴(32')을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 신축성 기판(200)은 고무(rubber), PDMS(polydimethylsiloane), 폴리우레탄(poly-urethane), 신축성 섬유, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤스킨(dragonskin) 및 신축성 테입(strectchable tape) 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 매립된 금속 패턴(32')은 은, 구리, 알루미늄, 금, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하여 구성되고, 10 μm 이하의 선폭을 가질 수 있고, 삼각형 또는 사각형 형태의 메쉬 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 매립된 금속 패턴(32')은 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성되어, 왕관 구조를 가질 수 있고, 상기 왕관 구조는 상기 신축성 기판(200)의 내부를 향하여 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 신축성 미세 전극은 형상 정밀도가 우수하고 10 μm 이하의 미세 선폭을 가지는 전극 패턴 형성이 가능하므로 대량 생산 및 고해상도 구현이 가능한 금속 메쉬 터치스크린 패널에 이용될 수 있다.

이하에서는 제조예 및 실험예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 하기 제조예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1. 신축성 미세전극의 제조.

본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 미세 전극을 제조하였다.

상기 신축성 미세전극을 제조하기 위하여, 먼저 유연기판 위에 잉크젯 프린팅으로 포토레지스트를 75 μm 간격, 삼각형 형태의 패턴으로 인쇄하였다.

상기 포토레지스트가 인쇄된 유연기판에 금속을 증착하였다. 상기 금속이 증착된 기판에 초음파 처리(Ultrasonication)를 하여 상기 포토레지스트를 제거하여, 상기 포토레지스트가 제거되고 상기 포토레지스트 패턴 사이의 음각 부분에 증착되었던 금속만이 남아 기판 위에 금속 메쉬 패턴이 형성된 전극을 수득 하였다.

이때, 상기 기판은 PDMS 기판을 이용하였고, 상기 포토레지스트는 AZ4330 및 AZ1500의 혼합액을 이용하였으며, 상기 금속은 알루미늄을 이용하였다.

상기 금속 메쉬 패턴이 형성된 전극의 유연기판의 끝 부분을 점착제를 이용하여 원통형 롤러의 외주면의 일부에 점착하고, 상기 원통형 롤러를 롤링하여, 외주면에 상기 유연기판의 하부가 맞닿도록 하고, 상기 롤러를 신축성 기판상에서 다시 롤링하여, 상기 금속 메쉬 패턴이 상기 신축성 기판의 내부에 매립되도록 하였다.

이후, 유연 기판 및 캐리어 기판을 제거하여, 금속 메쉬 패턴이 신축성 기판의 내부에 매립되어 형성된 신축성 미세전극을 제조하였다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 신축성 미세전극 단면의 현미경 이미지이다.

도 7을 참조하면, 신축성 기판 내부에 금속 패턴이 매립되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

상기와 같은 구성의 특징으로 인하여, 본 발명의 신축성 미세 전극의 제조방법은 잉크젯 프린팅 기술을 이용하되, 금속 재료의 잉크화 없이도 미세 조절이 가능한 금속 패턴을 제조할 수 있고, 이를 신축성 기판으로 매립시키는 공정을 이용하여, 표면 거칠기가 향상되고, 전기적 특성이 저해되지 않는 신축성 미세 전극을 형성할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 유연기판
20: 포토레지스트
30: 금속
31: 제거 금속
32: 금속 패턴
32': 매립된 금속 패턴
200: 신축성기판
300: 캐리어 기판(유리 기판)

Claims

상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판을 준비하는 단계;
상기 상부에 금속 패턴이 양각으로 형성된 유연기판의 하부를 원통형 롤러의 외주면에 점착시키는 단계;
상기 외주면에 유연기판의 하부가 점착된 롤러를 신축성 기판 상에 롤링하여, 상기 신축성 기판 상에 유연기판을 위치시키고, 상기 금속 패턴을 신축성 기판 내부에 매립시키는 단계; 및
상기 유연기판을 제거하는 단계;
를 포함하고,
상기 금속 패턴은 왕관 구조를 가지는 것을 특징으로 하고,
상기 왕관 구조는 상기 금속 패턴의 엣지 부분의 높이가 중앙 부분의 높이 보다 높게 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 신축성 미세 전극의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 패턴은 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 신축성 미세 전극의 제조방법.
삭제
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제 1 항에 있어서,
상기 금속 패턴은 은, 구리, 알루미늄, 금, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 미세 전극의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 신축성 기판은 고무(rubber), PDMS, 폴리우레탄(poly-urethane), 신축성 섬유, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤스킨(dragonskin) 및 신축성 테입(strectchable tape) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 미세 전극의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 신축성 기판은 하부에 캐리어 기판이 형성되어 있고,
상기 유연기판을 제거하는 단계 이후에, 상기 캐리어 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 미세 전극의 제조방법.
제 1 항의 제조방법에 의해 제조된 신축성 미세 전극.