KR102677120B1 - 접착 필름을 이용한 패터닝 방법 - Google Patents

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Abstract

접착 필름을 이용한 패터닝 방법은 패턴 개구부를 가지는 마스크를 이용해 접착 필름의 자외선 경화형 접착층을 제1 자외선 노광하는 단계, 기판에 코팅된 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계, 상기 접착 필름의 상기 자외선 경화형 접착층을 제2 자외선 노광하는 단계, 및 상기 기판으로부터 상기 접착 필름을 떼어내어(peel-off) 상기 나노 재료층을 패터닝하는 단계를 포함한다.

Description

접착 필름을 이용한 패터닝 방법{PATTERNING METHOD USING ADHESIVE FILM}
본 기재는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 나노 재료를 포함하는 미세 전극을 패터닝하기 위해 포토리소그래피 방법을 이용한다.
종래의 미세 전극 패터닝 방법에 이용되는 포토리소그래피 방법은 노광, 현상, 식각 공정을 포함한다.
그런데, 종래의 미세 전극 패터닝 방법은, 공정 시간이 오래 걸리고 고가의 장비가 필요하기 때문에, 복잡한 공정 단계와 높은 제조 비용을 가지고 있다.
또한, 종래의 미세 전극 패터닝 방법은 포토레지스트막 현상을 위한 유독성 화합물과 유기용매를 사용하며, 90℃ 이상의 온도에서 소프트 또는 하드 베이킹 공정을 수행해야 하기 때문에 미세 전극이 형성되는 기판 선택이 제한적이다.
또한, 종래의 미세 전극 패터닝 방법은 미세 전극을 식각하거나, 포토레지스트막 제거할 때, 미세 전극에 식각액이 침투하여 미세 전극의 패턴 품질이 저하되는 문제점이 있다.
일 실시예는, 현상, 식각, 및 세척 단계 없이 나노 재료층을 패터닝함으로써, 나노 재료 미세 전극을 제조하는 제조 비용 및 제조 시간이 절감되는 동시에 친환경적으로 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 제공하고자 한다.
또한, 높은 온도로 기판을 베이킹하는 공정이 필요 없어, 다양한 기판에 나노 재료 미세 전극을 형성하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 제공하고자 한다.
또한, 미세 선폭과 간격및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 제공하고자 한다.
일 측면은 패턴 개구부를 가지는 마스크를 이용해 접착 필름의 자외선 경화형 접착층을 제1 자외선 노광하는 단계, 기판에 코팅된 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계, 상기 접착 필름의 상기 자외선 경화형 접착층을 제2 자외선 노광하는 단계, 및 상기 기판으로부터 상기 접착 필름을 떼어내어(peel-off) 상기 나노 재료층을 패터닝하는 단계를 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 제공한다.
상기 제1 자외선 노광하는 단계는, 상기 자외선 경화형 접착층을 포함하는 상기 접착 필름 상에 상기 패턴 개구부를 가지는 상기 마스크를 위치시키는 단계, 및 상기 제1 패턴 개구부를 통해 상기 접착 필름의 상기 자외선 경화형 접착층을 상기 제1 자외선 노광하여 상기 자외선 경화형 접착층에 상기 패턴 개구부와 대응하는 제1 경화 패턴 및 상기 제1 경화 패턴과 이웃하는 접착 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 경화 패턴은 상기 접착 패턴 대비 경도가 높고 접착력이 작을 수 있다.
상기 자외선 경화형 접착층을 포함하는 상기 접착 필름 상에 상기 패턴 개구부를 가지는 상기 마스크를 위치시키는 단계는, 상기 접착 필름 상에 블랙 필름을 부착하는 단계, 및 상기 블랙 필름에 상기 패턴 개구부를 형성하여 상기 마스크를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판에 코팅된 상기 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계는, 상기 나노 재료층이 코팅된 상기 기판 상에 상기 접착 필름을 부착하여 상기 접착 패턴 내부에 상기 나노 재료층을 매립하는 단계, 및 상기 제1 경화 패턴으로 상기 나노 재료층을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판에 코팅된 상기 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계는, 상기 기판 상에 소수성층을 코팅하는 단계, 및 상기 소수성층 상에 상기 나노 재료층을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 자외선 노광하는 단계는, 상기 나노 재료층이 매립된 상기 접착 패턴을 상기 제2 자외선 노광하여 상기 접착 패턴을 제2 경화 패턴으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판으로부터 상기 접착 필름을 떼어내어(peel-off) 상기 나노 재료층을 패터닝하는 단계는, 상기 제2 경화 패턴에 매립된 상기 나노 재료층의 일 부분이 상기 나노 재료층으로부터 분리되어 상기 접착필름에 네거티브 패턴으로 전사되는 단계, 및 상기 제1 경화 패턴에 가압된 상기 나노 재료층의 나머지 부분이 상기 기판에 포지티브 패턴으로 형성되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 자외선 노광하는 단계는 상기 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 동안 조사하여 수행할 수 있다.
상기 자외선 경화형 접착층을 현상(develop)하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 현상, 식각, 및 세척 단계 없이 나노 재료층을 패터닝함으로써, 나노 재료 미세 전극을 제조하는 제조 비용 및 제조 시간이 절감되는 동시에 친환경적으로 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
또한, 높은 온도로 기판을 베이킹하는 공정이 필요 없어, 다양한 기판에 나노 재료 미세 전극을 형성하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
또한, 미세 선폭과 간격 및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 나타낸 이미지들이다.
도 3은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법에 이용되는 접착 필름의 사양 및 구조의 일례를 나타낸 표이다.
도 4는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법에서 제1 자외선 노광 시간의 임계적 의의를 확인한 제1 실험을 나타낸 이미지들 및 그래프들이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 실험에 의해 형성한 은나노와이어 미세 전극을 나타낸 이미지들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제2 실험을 나타낸 이미지들이다.
도 7은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제3 실험을 나타낸 이미지들이다.
도 8은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제4 실험을 나타낸 이미지들이다.
도 9는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제5 실험을 나타낸 이미지들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 설명한다.
이하에서는, 나노 재료로서 은나노와이어를 포함하는 미세 전극을 패터닝하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 설명하나, 이에 한정되지 않고 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법은 다양한 나노와이어, 나노파티클, 나노튜브 등의 나노 재료를 포함하는 미세 전극을 패터닝할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 나타낸 이미지들이다. 도 2의 (a)는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법을 나타낸 개략도이고, (b)는 유리 기판에 형성된 포지티브 패턴 이미지이고, (c)는 포지티브 패턴의 SEM 이미지이고, (d) 접착 필름에 전사된 네거티브 패턴의 이미지이고, (e)는 네거티브 패턴의 SEM 이미지이다.
도 1 및 도 2의 (a)를 참조하면, 패턴 개구부(210)를 가지는 마스크(200)를 이용해 접착 필름(100)의 자외선 경화형 접착층(120)을 제1 자외선 노광한다(S100).
구체적으로, 베이스 필름(110), 자외선 경화형 접착층(120), 릴리즈 필름(130)을 포함하는 접착 필름(100) 상에 패턴 개구부(210)를 가지는 포토 마스크인 마스크(200)를 위치시킨다.
여기서, 자외선 경화형 접착층(120)은 공지의 다양한 포토레지스트 물질을 포함하는 감압 접착제(PSA)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법에 이용되는 접착 필름의 사양 및 구조의 일례를 나타낸 표이다.
도 3을 참조하면, 일례로서, 접착 필름은 125㎛의 두께를 가질 수 있고, 베이스 필름은 100㎛의 두께를 가질 수 있고, 자외선 경화형 접착층은 25㎛의 두께를 가질 수 있다. 자외선 경화형 접착층은 자외선 노광 전 1900gf/25mm의 접착력을 가질 수 있으며, 자외선 노광 후 10gf/25mm의 접착력을 가질 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 접착 필름은 상술한 사양 및 구조와 다른 사양 및 구조를 가질 수 있다.
한편, 또 다른 실시예에서, 마스크로서, 접착 필름 상에 블랙 필름을 부착하고, 블랙 필름에 패턴 개구부를 절개하여 형성함으로써, 마스크를 형성할 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2의 (a)를 참조하면, 제1 패턴 개구부(210)를 통해 접착 필름(100)의 자외선 경화형 접착층(120)을 제1 자외선 노광하여 자외선 경화형 접착층(120)에 패턴 개구부(210)와 대응하는 제1 경화 패턴(121) 및 제1 경화 패턴(121)과 이웃하는 접착 패턴(122)을 형성한다. 여기서, 패턴 개구부(210) 및 제1 경화 패턴(121)은 형성하고자 하는 일 미세 전극의 형태를 가지는 패턴 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 접착 패턴(122)이 형성하고자 하는 타 미세 전극의 형태를 가지는 패턴 형태를 가질 수 있다. 여기서, 제1 자외선 노광은 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 동안 조사하여 수행할 수 있다. 또한, 제1 자외선 노광은 자외선 경화형 접착층에 접착층 특성에 따른 적정 자외선(일례로, 현재 사용된 자외선 경화 필름의 경우 55초)을 조사하여 수행할 수 있지만, 접착 필름의 접착제 특성 및 종류에 따라 적정 자외선 조사 시간은 상이할 수 있다.
제1 자외선 노광에 의해 형성된 제1 경화 패턴(121)은 자외선에 의해 광중합(photopolymerized)됨으로써, 접착 패턴(122) 대비 경도가 높고 접착력이 작다.
이후, 자외선 경화형 접착층(120)은 미세 전극의 패터닝이 수행되는 과정 동안 공지의 유독성 화합물과 유기용매 등을 이용한 현상(develop) 공정을 수행하지 않는다.
다음, 기판(300)에 코팅된 은나노와이어층(330)에 접착 필름(100)을 부착한다(S200). 한편, 다른 실시예에서, 은나노와이어층에 한정되지 않고 다양한 나노와이어층, 나노파티클층, 나노튜브층 등의 나노 재료층에 접착 필름을 부착할 수 있다.
구체적으로, 접착 필름(100)으로부터 이형 필름(130)을 제거하고, 기판(300)에 코팅된 은나노와이어층(330)에 접착 필름(100)을 부착한다. 여기서, 기판(300)은 기판 본체(310), 소수성층(320), 은나노와이어층(330)을 포함한다. 일례로, 기판 본체(310) 상에 테플론을 포함하는 테플론 용액을 스핀 코팅하고 에어 플라즈마 처리하여 기판 본체(310) 상에 테플론을 포함하는 소수성의 소수성층(320)을 코팅하고, 소수성층(320) 상에 이소프로필알콜(IPA) 베이스의 은나노와이어 용액을 스핀 코팅하여 소수성층(320) 상에 은나노와이어를 포함하는 은나노와이어층(330)을 코팅한다.
은나노와이어층(330)이 코팅된 기판(300) 상에 접착 필름(100)을 부착하여 접착 패턴(122) 내부에 은나노와이어층(330)의 일 부분을 매립하고, 제1 경화 패턴(121)으로 은나노와이어층(330)의 나머지 부분을 가압한다.
다음, 접착 필름(100)의 자외선 경화형 접착층(120)을 제2 자외선 노광한다(S300).
구체적으로, 베이스 필름(110)을 통해 자외선 경화형 접착층(120)을 제2 자외선 노광하여 은나노와이어층(330)의 일 부분이 매립된 접착 패턴(122)을 제2 경화 패턴(123)으로 형성한다. 여기서, 제2 자외선 노광은 자외선 경화형 접착층(120)에 자외선을 55초 동안 조사하여 수행할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제2 자외선 노광에 의해 형성된 제2 경화 패턴(123)은 자외선에 의해 광중합(photopolymerized)됨으로써, 이전의 접착제 형태인 접착 패턴(122) 대비 경도가 높고 접착력이 작아 제2 경화 패턴(123) 내부에 매립된 은나노와이어층(330)의 일 부분이 제2 경화 패턴(123)과 견고히 결합된다.
다음, 기판(300)으로부터 접착 필름(100)을 떼어내어(peel-off) 은나노와이어층(330)을 패터닝한다(S400).
구체적으로, 기판(300)으로부터 접착 필름(100)을 떼어냄으로써, 제2 경화 패턴(123) 내부에 매립된 은나노와이어층(330)의 일 부분이 은나노와이어층(330)으로부터 분리되어 접착 필름(100)의 자외선 경화형 접착층(120)의 제2 경화 패턴(123) 내부에 네거티브 패턴(NP)으로 전사되고, 제1 경화 패턴(121)에 가압된 은나노와이어층(330)의 나머지 부분이 기판(300)의 소수성층(320) 상에 남아 포지티브 패턴(PP)으로 형성된다. 네거티브 패턴(NP)은 자외선 경화형 접착층(120)의 표면으로부터 함몰된 형태를 가지며, 포지티브 패턴(PP)은 기판(300)의 표면으로부터 돌출된 형태를 가질 수 있다.
여기서, 도 2의 (a), (b), 및 (c)를 참조하면, 기판(300)의 소수성층(320) 상에 형성된 은나노와이어층(330)의 나머지 부분인 포지티브 패턴(PP)은 유리 기판 등의 리지드 기판 또는 폴리우레탄 등의 다양한 플렉서블 기판에 전사되어 미세 전극으로서 활용될 수 있다.
또한, 도 2의 (a), (d), 및 (e)를 참조하면, 접착 필름(100)의 자외선 경화형 접착층(120)의 제2 경화 패턴(123) 내부에 전사된 은나노와이어층(330)의 일 부분인 네거티브 패턴(NP)은 자외선 경화형 접착층 자체의 상태의 미세 전극으로서 활용될 수 있다.
이상과 같은, 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법은　무용매 포토리소그래피 기술로서, 접착 필름으로서 UV 광경화형 접착제 필름을 사용하여 나노 재료[일례로, 나노와이어(nanowires), 나노파티클(nanoparticles)]을 패터닝할 수 있다. UV 광경화형 접착제는 포토 마스크를 통한 UV 노광 하에 선택적으로 광중합되어 패터닝된다. 선택적으로 패터닝된 필름을 나노 재료[일례로, 은나노와이어(silver nanowire,AgNW)]가 코팅된 기판에 부착하면, 필름의 광경화된 영역은 낮은 접착력 및 높은 경도로 인해 AgNW가 필름에 매립되지 않는다. 반대로, 필름의 광경화되지 않았던 영역의 높은 접착력과 낮은 경도로 인해 AgNW가 필름의 접착제에 매립된다. 기판 위에 부착된 필름에 추가적으로 UV 노광을 하면, 필름에 매립된 AgNW는 UV 경화성 수지의 UV 가교결합에 의한 고분자 네트워크 형성으로 부피 수축 및 경화에 의해 필름 내부에 견고하게 고정된다. 필름을 기판에서 떼어내면, 기판 위에는 AgNW가 노광된 전극이 포지티브(positive) 패턴 형태로 남아있으며 UV 경화형 필름에는 AgNW가 네거티브(negative) 패턴 형태로 전사된다. 이러한 AgNW와 UV 경화성 수지 사이에 작용하는 접착력은 낮은 표면 에너지를 가지는 기판과 AgNW(나노 재료) 사이에 작용하는 반데르발스 힘보다 크다. 그러므로, 기판과 나노 재료 사이에 반데르발스힘이 작용하는 다른 종류의 나노와이어(nanowires) 뿐만 아니라 나노파티클(nanoparticles)도 패터닝 가능하다. 제안된 UV 경화형 필름을 이용한 나노 재료의 무용매 포토리소그래피 패터닝 기술은 임의의 형상으로 디자인 가능하고 스케일을 확장 가능하다. 종래의 포토리소그래피 기술과 비교하여 현상, 에칭 및 세척 단계 없이 낮은 제조 비용, 짧은 공정 시간, 친환경 공정의 장점을 갖는다. 또한, 미세한 선폭과 간격 및 매끄러운 선 가장자리로 고품질 패턴을 생성한다.
즉, 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법은 현상, 식각, 및 세척 단계 없이 은나노와이어층을 패터닝함으로써, 은나노와이어 미세 전극을 제조하는 제조 비용 및 제조 시간이 절감되는 동시에 친환경적으로 은나노와이어 미세 전극을 제조한다.
또한, 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법은 높은 온도로 기판을 베이킹하는 공정이 필요 없어, 다양한 기판에 은나노와이어 미세 전극을 형성할 수 있다. 이는, 플렉서블 기판으로서 고온 내구성을 가지는 폴리이미드 기판을 사용할 필요가 없는 요인으로서 작용되기 때문에 제조 비용 및 제조 시간을 절감할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법은 미세 선폭과 간격 및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 은나노와이어 미세 전극을 제조한다.
이하, 도 4 내지 도 9을 참조하여 일 실시예에 따른 접착 필름의 효과를 확인한 실험들을 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법에서 제1 자외선 노광 시간의 임계적 의의를 확인한 제1 실험을 나타낸 이미지들 및 그래프들이다. 도 4의 (a)는 포토 마스크의 디자인에 의해 결정되는 패턴의 선 폭과 간격을 나타내는 이미지이고, (b)는 다양한 UV 노광 시간에 대한 선폭들(모든 선의 길이는 20mm)의 저항을 나타낸 그래프이고, (c)는 (b)에 도시된 영역의 확대 그래프이고, (d)는 55초 미만 동안 UV 노광에서 UV 경화형 필름의 불완전한 경화로 인한 AgNW의 손실을 나타낸 이미지들이고, (d)의 i)는 25초, 35초, 45초 동안 UV 노광 하에서 필름의 불완전한 경화를 나타낸 이미지이고, ii)는 롤러를 사용하여 AgNW 코팅된 기판에 UV 경화형 감압 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA) 필름을 부착한 이미지이고, iii)는 접착제의 불완전한 경화로 인해 필름에 AgNW가 매립되어 발생하는 AgNW 손실을 나타낸 이미지이고, iv)는 25초 동안 경화된 선간격 50㎛, 선폭 200㎛인 전극의 현미경 이미지이고, (e)는 55초의 UV 노광 시간으로 PSA 필름의 완전한 경화가 달성되었을 때 AgNW의 손실이 없음을 나타낸 이미지들이고, (e)의 i)는 55초 동안 UV 노광에 의한 필름의 완전한 경화를 나타낸 이미지이고, ii)는 롤러를 사용하여 AgNW 코팅된 기판에 UV 경화성　 필름을 부착한 이미지이고, iii)는 접착제의 완전한 경화로 인해 AgNW의 손실이 없음을 나타낸 이미지이고, iv)는 55초 동안 경화된 선간격 50㎛, 선폭 200㎛의 전극의 현미경 이미지이고, (f)는 55초 이상의 UV 노광 시간 동안 경화된 접착제의 경화 전파로 인해 목표값에서 벗어난 선폭 및 선간격을 나타낸 이미지들이고, (f)의 i)는 65초, 75초 동안 UV 노광 하에 UV 경화성 PSA 필름의 접착제의 경화 전파를 나타낸 이미지이고, ii)는 롤러를 사용하여 AgNW 코팅된 기판에 UV 경화형 필름을 부착한 이미지이고, iii)는 접착제의 경화 전파로 인해 목표 값에서 벗어난 선폭 및 선간격을 나타낸 이미지이고, iv)는 75초 동안 경화된 선간격 30㎛, 선폭 220㎛인 전극의 현미경 이미지이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 실험에 의해 형성한 은나노와이어 미세 전극을 나타낸 이미지들이다. 도 5는 다양한 UV 노광 시간에 대한 AgNW 전극의 선폭 및 선간격을 나타낸 현미경 이미지들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 실험 결과, 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 미만으로 조사하면 패터닝된 은나노와이어의 선폭 및 선간격에 손실이 발생되고, 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 초과로 조사하면 패터닝된 은나노와이어의 선폭 및 선간격이 목표값을 벗어나는 반면, 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 조사하면 패터닝된 은나노와이어의 선폭 및 선간격이 설정된 미세 선폭과 선간격 및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 것을 확인하였다.
즉, 제1 자외선 노광하는 단계에서 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 동안 조사하는 수치한정은 패터닝된 은나노와이어의 선폭 및 선간격이 설정된 미세 선폭과 선간격 및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 효과를 구현하는 임계적 의의를 가지는 것을 확인하였다.
도 6은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제2 실험을 나타낸 이미지들이다. 도 6의 (a)는 선폭이 다른 AgNW 전극의 현미경 이미지이고, (b) 선간격이 다른 AgNW 전극의 현미경 이미지이다.
도 6을 참조하면, 제2 실험 결과 선폭 및 선간격이 다른 은나노와이어 미세 전극을 제조할 수 이는 것을 확인하였다.
도 7은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제3 실험을 나타낸 이미지들이다. 도 7의 (a)는 저배율, (b)는 중배율, (c)는 고배율에서 선폭이 200㎛이고 선간격이 50㎛인 AgNW 직선 패턴의 SEM 이미지이며, (d)는 저배율, (e)는 중배율, (f)는 고배율에서 선폭이 200㎛이고 선간격이 50㎛인 AgNW 정현파 패턴의 SEM 이미지이고, (g)는 저배율 및 (h)는 고배율에서 선폭이 8㎛인 AgNW 라인 패턴의 SEM 이미지이고, (i)는 선폭과 선간격이 20㎛인 폐곡선 P, O 및 STECH 문자 패턴의 SEM 이미지이다.
도 7을 참조하면, 제3 실험 결과 선폭 및 선간격이 다른 은나노와이어 미세 전극을 제조하는 동시에 폐루프(closed loop) 형태의 패턴을 가지는 미세 전극을 제조할 수 있는 것을 확인하였다.
도 8은 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제4 실험을 나타낸 이미지들이다. 도 8의 (a)는 5V, (b)는 10V, (c)는 15V의 인가 전압에서 선간격 600㎛, 선폭 300㎛의 AgNW 그리드 패턴 투명 히터의 infrared (IR) 이미지이고, (d)는 투명 히터를 켜기 전에 투명 히터에 형성된 서리를 나타낸 이미지이고, (e)는 투명 히터를 켠 후 투명 히터에서의 서리 제거를 나타낸 이미지이고, (f)는 5V, 10V 및 15V의 인가 전압에서 투명 히터의 온도 프로파일을 나타낸 그래프이고, (g)는 가압된 AgNW 그리드 패턴의 투과율을 나타낸 그래프이고, (h)는 AgNW 정현파 전극을 가지는 자가 세척 electro-wetting-on-dielectric (EWOD) 장치를 작동하기 전 작동 영역에 배치된 물방울을 나타낸 이미지이고, (i)는 자가 세척 EWOD 장치를 작동시킨 후 작동 영역에서 물방울이 제거된 이미지이고, (j)는 낮은 배율 및 (k)는 높은 배율에서 자가 세척 EWOD 장치의 작동 영역에 형성된 AgNW 정현파 전극의 SEM 이미지이고, (l)은 자가 세척 EWOD 장치를 이용한 실험 설정을 나타낸 이미지이고, (m)은 자가 세척 EWOD 장치의 자가 구조를 나타낸 이미지이고, (n)은 자가 세척 EWOD 장치의 3개의 셀 제어를 나타낸 이미지이고, (o)는 자가 세척 EWOD 장치를 위한 패턴화된 AgNW 및 indium-tin-oxide (ITO)의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 제4 실험 결과, 선폭 및 선간격이 다른 투명한 은나노와이어 미세 전극을 이용해 투명 히터 및 자가 세척 EWOD 장치 등의 투명 전자 장치를 제조할 수 있는 것을 확인하였다.
도 9는 일 실시예에 따른 접착 필름을 이용한 패터닝 방법의 효과를 확인한 제5 실험을 나타낸 이미지들이다.
도 9의 (a)는 기판의 패턴화된 AgNW를 플레서블 수지(polyurethan, PU)로 전사한 것을 나타낸 이미지이고, (b)는 (a)의 유연하고 투명한 전극 패턴의 확대 이미지이고, (c)는 굽힘 반복 실험에서 유연하고 투명한 전극의 저항 변화 (ROC = 4mm)를 나타낸 그래프이고, (d)는 고가의 포토마스크와 마스크 얼라이너 필요 없이 블랙 스티커와 커팅 플로터를 사용하여 간단하고 비용 효율적인 패터닝 공정을 나타낸 이미지들이고, (e)는 커팅 플로터로 패턴을 만든 블랙 스티커를 나타낸 이미지이고, (f)는 패턴이 있는 블랙 스티커를 사용하여 선택적으로 광중합된 UV 경화형 필름을 나타낸 이미지이고, (g)는 UV 경화형 필름을 벗겨낸 후 기판에 남아있는 패턴화된 AgNW 전극을 나타낸 이미지이고, (h)는 텍스트를 커버하는 유리관을 감싼 AgNW 전극의 투명도를 나타낸 이미지이다.
도 9을 참조하면, 제5 실험 결과, 고가의 포토마스크와 마스크 얼라이너 필요 없이 블랙 스티커인 블랙 필름에 패턴 개구부를 절개 형성하여 간단하고 비용 효율적으로 유연 투명 전극인 AgNW 미세 전극을 제조할 수 있는 것을 확인하였다.
즉, 현상, 식각, 및 세척 단계 없이 나노 재료층을 패터닝함으로써, 나노 재료 미세 전극을 제조하는 제조 비용 및 제조 시간이 절감되는 동시에 친환경적으로 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
또한, 높은 온도로 기판을 베이킹하는 공정이 필요 없어, 다양한 기판에 나노 재료 미세 전극을 형성하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
또한, 미세 선폭과 간격 및 매끄러운 선 가장자리를 가지는 나노 재료 미세 전극을 제조하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법이 제공된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
접착 필름(100), 자외선 경화형 접착층(120), 마스크(200), 패턴 개구부(210), 기판(300), 은나노와이어층(330)

Claims (10)

  1. 패턴 개구부를 가지는 마스크를 이용해 접착 필름의 자외선 경화형 접착층을 제1 자외선 노광하는 단계;
    기판에 코팅된 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계;
    상기 접착 필름의 상기 자외선 경화형 접착층을 제2 자외선 노광하는 단계; 및
    상기 기판으로부터 상기 접착 필름을 떼어내어(peel-off) 상기 나노 재료층을 패터닝하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 자외선 노광하는 단계는,
    상기 자외선 경화형 접착층을 포함하는 상기 접착 필름 상에 상기 패턴 개구부를 가지는 상기 마스크를 위치시키는 단계; 및
    상기 패턴 개구부를 통해 상기 접착 필름의 상기 자외선 경화형 접착층을 상기 제1 자외선 노광하여 상기 자외선 경화형 접착층에 상기 패턴 개구부와 대응하는 제1 경화 패턴 및 상기 제1 경화 패턴과 이웃하는 접착 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 기판에 코팅된 상기 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계는,
    상기 나노 재료층이 코팅된 상기 기판 상에 상기 접착 필름을 부착하여 상기 접착 패턴 내부에 상기 나노 재료층의 일 부분을 매립하고 상기 제1 경화 패턴으로 상기 나노 재료층의 나머지 부분을 가압하는 단계
    를 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제1 경화 패턴은 상기 접착 패턴 대비 경도가 높고 접착력이 작은 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 자외선 경화형 접착층을 포함하는 상기 접착 필름 상에 상기 패턴 개구부를 가지는 상기 마스크를 위치시키는 단계는,
    상기 접착 필름 상에 블랙 필름을 부착하는 단계; 및
    상기 블랙 필름에 상기 패턴 개구부를 형성하여 상기 마스크를 형성하는 단계
    를 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 기판에 코팅된 상기 나노 재료층에 상기 접착 필름을 부착하는 단계는,
    상기 기판 상에 소수성층을 코팅하는 단계; 및
    상기 소수성층 상에 상기 나노 재료층을 코팅하는 단계
    를 더 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 자외선 노광하는 단계는,
    상기 나노 재료층의 일 부분이 매립된 상기 접착 패턴을 상기 제2 자외선 노광하여 상기 접착 패턴에 매립된 상기 나노 재료층의 일 부분을 고정시켜 상기 접착 패턴을 제2 경화 패턴으로 형성하는 단계
    를 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 기판으로부터 상기 접착 필름을 떼어내어(peel-off) 상기 나노 재료층을 패터닝하는 단계는,
    상기 제2 경화 패턴에 매립된 상기 나노 재료층의 일 부분이 상기 나노 재료층으로부터 분리되어 상기 접착필름에 네거티브 패턴으로 전사되는 단계; 및
    상기 제1 경화 패턴에 가압된 상기 나노 재료층의 나머지 부분이 상기 기판에 포지티브 패턴으로 형성되는 단계
    를 포함하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 자외선 노광하는 단계는 상기 자외선 경화형 접착층에 자외선을 55초 동안 조사하여 수행하는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 자외선 경화형 접착층을 현상(develop)하지 않는 접착 필름을 이용한 패터닝 방법.
KR1020220065545A 2021-10-07 2022-05-27 접착 필름을 이용한 패터닝 방법 KR102677120B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003015286A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Tdk Corp 機能性層パターンが形成された基板及び機能性層パターンの形成方法

Patent Citations (1)

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