KR20080028707A

KR20080028707A - 은-고분자복합체를 이용한 전자파차폐필터와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20080028707A
Application number: KR1020060094357A
Authority: KR
Inventors: 서영욱; 조태진; 김주헌
Original assignee: 엘지마이크론 주식회사
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-01

Abstract

본 발명은 은-고분자복합체를 이용한 전자파차폐필터와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 은 고분자복합체를 이용한 전자파 차폐필터는 투명기재의 상면에 은-고분자복합체로 패턴화된 층을 포함하여 구성되며, 이를 제조하기 위해서 1) 투명기재의 표면을 오존, UV, 플라즈마 중 어느 하나를 이용해 표면 처리하는 단계와 2) 투명기재상에 은-고분자복합체의 패턴을 형성하는 단계 및 3) 상기 패턴화된 층을 갖는 투명기재 위에 보호막을 over-coating 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 은-고분자복합체를 광환원 성질을 이용해 금속화시켜 전자파 차폐필름을 제조하여 재료비용의 절감을 꾀하고, 나아가 은-고분자복합체를 형성해 투명기재 위에 금속 입자의 패턴을 직접 형성하는바, 전자파 차폐필름의 제조공정을 단순화시키며, 미세패턴의 형성이 가능해 패턴의 모서리지름을 줄일 수 있어 투과도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

EMI(Electromagnetic Interference), 은 고분자복합체(Ag-polymer), 전자파 차폐필터

Description

은-고분자복합체를 이용한 전자파차폐필터와 그 제조방법{EMI Shielding Film and Manufacturing method of EMI Shielding Film using Ag-polymer}

도 1은 종래의 전자파 차폐필터의 제조공정을 나타낸 순서도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐필터의 제조공정을 나타내는 순서도이다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예인 전자파 차폐필터의 제조공정을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 전자파 차폐필터와 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저가의 은-고분자복합체를 광환원 성질을 이용해 금속화시켜 전자파 차폐필름을 제조하여 재료비용의 절감을 꾀하고, 나아가 은-고분자복합체를 형성해 투명기재 위에 금속 입자의 패턴을 직접 형성하는바, 전자파 차폐필름의 제조공정을 단순화시키며, 미세패턴의 형성이 가능해 패턴의 모서리지름을 줄일 수 있어 투과도를 향상시킬 수 있는 전자파 차폐필터와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목 적은 저가의 은-고분자복합체를 광환원 성질을 이용해 금속화시켜 전자파 차폐필름을 제조하여 재료비용의 절감을 꾀하고, 나아가 은-고분자복합체를 형성해 투명기재 위에 금속 입자의 패턴을 직접 형성하는바, 전자파 차폐필름의 제조공정을 단순화시키며, 미세패턴의 형성이 가능해 패턴의 모서리지름을 줄일 수 있어 투과도를 향상시킬 수 있는 전자파 차폐필터와 그 제조방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 은-고분자복합체를 이용한 전자파 차폐필터는 투명기재의 상면에 은-고분자복합체로 패턴화된 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터를 제공하여 비교적 간단한 원리로 은-고분자복합체를 합성하여 전자파 차폐필터를 제작하여 가격 및 효율의 합리화를 꾀할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 상기 은-고분자 복합체는 상기 카르복실산(-COOH), 치올(-SH), 시안(-CN), 이소시아나이드(-NC), 알칸 셀레놀(-SeH) 중 어느 하나의 작용기를 가진 수용성 고분자와 은이온이 화학양적으로 1:1 로 반응하도록 은이온 화합물용액을 주입하여 생성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터를 제공하여 은과 특별한 결합력이 있는 작용기를 사용하여 은-고분자화합물을 비교적 간소한 방법으로 얻을 수 있도록 함으로써 전자파 차폐필터의 제작공정을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 수용성 고분자를 Acryl nitrile계 (AN계), Acryl계, Polycarbonate계, Polyester계, Nylon계, Thiol계, Pyridine계, pyrrole계, Aniline계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터를 제공하여 제작 상의 비용 및 공정의 합리화를 꾀할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 상기 은-고분자복합체의 패턴화된 층은 투명기재의 상면에 메쉬형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터를 제공하여 전자파 차폐효과의 극대화를 꾀할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 1) 투명기재의 표면을 오존, UV, 플라즈마 중 어느 하나를 이용해 표면 처리하는 단계; 2) 투명기재상에 은-고분자복합체의 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공하여 표면처리를 통해 친수성을 띠도록 투명기재 상면을 개질 해 은-고분자복합체의 결합력을 향상시키며, 투명기재에 은-고분자복합체의 패턴을 직접형성하여 간이한 공정으로 전자파 차폐필름을 제조할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 청구항 4에 있어서, 상기 2) 단계는, a) 투명기재 위에 은-고분자 복합체의 박막을 형성하는 단계; b) Photo-litho법으로 상기 은-고분자복합체를 광환원시켜 상기 투명기재상에 패턴화된 층을 형성하는 단계; 및 c) 반응하지 않은 은 고분자 복합체를 제거하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공하여 투명기재상의 패턴층을 Photo-litho법으로 패턴화하여 보다 효율적인 전자파 차폐필터의 제작을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 상기 a) 단계는 스핀코팅방법으로 은고분자 복합체 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공하여 제조 공정의 효율성을 높일 수 있게 한다

또한, 본 발명은, 상기 2) 단계는, aa) 투명기재 위에 잉크젯 방법으로 은- 고분자복합체 층을 패터닝하는 단계; 및 bb) 상기 은-고분자복합체의 패턴화된 층을 광환원시키는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공하여 제조공정을 단순화할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 상기 2)단계 이후에 상기 패턴화된 층을 갖는 투명기재 위에 보호막을 over-coating 하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법을 제공하여 보다 안정적이고 우수한 품질의 전자파 차폐필터를 제공할 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 기술구성은 은성분이 가지는 전자파 차폐효율을 이용하기 위하여 보다 저렴하고 간이한 방법으로 제작되는 은-고분자복합체를 투명기재상에 패터닝시켜 전자파 차폐필터를 제작하는 것이다. 구체적으로 고분자와 은 이온을 화학적으로 결합시켜 은-고분자 복합체를 형성한 후 빛을 주사하면 은 이온은 환원되어 은 입자가 되어 고분자 matrix안에 존재하게 되며. 위의 은-고분자 복합체의 광환원 성질을 이용하여 filter-less type EMI에 적용코자 하는 것이다.

본 발명의 Ag-고분자 복합체는 우선 카르복실산(-COOH), 치올(-SH), 시안(-CN), 이소시아나이드(-NC), 알칸 셀레놀(-SeH) 등과 같이 은 이온과 특별한 결합력이 있는 작용기를 가지는 수용성 고분자( 은 이온과의 특별한 결합력이 없는 고분자의 경우, 작용기를 가지도록 작용기화 시킴.)와 은 이온을 서로 화학적으로 결합 시켜 Ag-고분자 복합체를 합성하는 것을 기본 원리로 한다. 또한, 이러한 반응 공정은 은 이온은 빛에 의한 환원성이 크므로 합성 반응은 암실에서 진행함이 바람직하다. 또한, 상기의 작용기를 가지는 수용성 고분자 물질로는 상기 수용성 고분자는 Acryl nitrile계 (AN계), Acryl계, Polycarbonate계, Polyester계, Nylon계, Thiol계, Pyridine계, pyrrole계, Aniline계 등의 물질이 적용됨이 바람직하다.

Ag-고분자복합체의 합성과정의 일 실시예는 다음과 같다.

우선, 증류수를 고분자의 pKa 보다 높은 pH를 갖도록 염기성 화합물을 투입한다. 본 발명의 일 실시예에서는 KOH, NaOH, 나 Trimethyl amine등을 가하는 것이 바람직하다.

다음으로 위 염기성 증류수에 수용성 고분자를 녹이고 강하게 stirring하면서 증류수에 녹인 은이온화합물(본 실시예에서는 일례로 AgNO₃ 또는 AgX(X는:할로겐원소))을 천천히 떨어 뜨려 반응시킨다. 반응은 암실과 실온에서 진행하며 반응 결과 합성된 은-고분자복합체 또한 같은 조건에서 보관함이 바람직하다. 고분자의 카르복실산(-COOH), 치올(-SH), 시안(-CN), 이소시아나이드(-NC), 알칸 셀레놀(-SeH)등의 작용기와 은 이온 간 반응은 1:1 화학적 결합이므로 고분자 작용기의 개수를 계산하여 화학양론적으로 1:1 반응할 수 있는 은이온 화합물은 어느 것이나 가능할 것이나, 본 실시예에서는 AgNO₃ 또는 AgX(X는:할로겐원소)를 가한다.

상기의 합성된 은-고분자 복합체에 UV Light를 조사한 후 UV/Vis. Spectrum을 측정한 결과, 450nm에서 최대흡수파장 peak를 보이며 이는 은 나노입자의 생성 을 의미한다. 또한, 상기의 고분자는 Acryl nitrile계 (AN계), Acryl계, Polycarbonate계, Polyester계, Nylon계, Thiol계, Pyridine계, pyrrole계, Aniline계 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기와 같은 방법으로 제작된 Ag-고분자복합체는 고효율의 전자파차폐기능을 가지며 그 가격이나 제조비용면에서도 현저히 저렴한 장점이 있다. 이러한 전자파차폐기능을 이용하여 Ag-고분자복합체를 직접 필름이나 본 발명에서는 투명기재의 상면에 패턴을 형성하여 전자파 차폐필터를(EMI shielding film)을 제조할 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 Ag-고분자 복합체를 이용한 EMI shielding film의 제조방법을 설명한다.

1) 투명기재(10)의 표면을 오존, UV, 플라즈마 중 어느 하나를 이용해 표면 처리하는 단계; 2) 투명기재(10)상에 은-고분자복합체(20)의 패턴을 형성하는 단계를 기본 구성으로 할 수 있다.

상기 2) 단계의 은-고분자의 패턴을 투명기재(10) 위에 형성하는 방법은 Photo-litho법, 잉크젯 방법, 스크린 프린팅법 등 여러 가지 방법이 있겠으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 Photo-litho법, 잉크젯 방법을 기준으로 설명하도록한다.(즉 투명기재의 상면에 상술한 은-고분자복합체로 패턴화하는 것은 본 발명의 실시예에 포함된다고 볼 것이다.)

일반적으로 본 발명에서의 투명기재는 Glass 기재로 투명한 성질의 것이면 어느 것이나 가능하나, 나아가 투명소재인 플라스틱 필름으로 폴리에틸렌테레프탈레이트, PMMA, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리비닐클로라이드 같은 비닐수지, 폴리술폰, 폴리에스테르술폰, 폴리카보네이트,폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴계 수지 등도 무방하다 할 것이다.

상기의 투명기재(10)의 상면은 상기 은-고분자 복합체가 잘 접착될 수 있도록 친수성을 띠도록 표면처리를 함이 바람직하다. 이 경우 투명기재 표면을 오존, UV, 혹은 플라즈마를 처리하여 친수성을 띠도록 하게 할 수 있다. 또한, 상기 투명기재상에 은-고분자 복합체의 박막(20)을 형성하는 경우, 바람직하게는 스핀코팅방법을 통해 투명기재 위에 Acryl nitrile계 (AN계), Acryl계, Polycarbonate계 등과 같은 고 투과성 고분자를 이용해 합성된 은-고분자 복합체의 박막(20)을 형성함이 바람직하다(S1단계). 이후 상기 박막이 형성된 투명기재를 건조시키되, 바람직하게는 1~50℃의 온도에서 건조한다. 본 발명의 기술요지인 은-고분자 복합체에 광을 조사하여 광환원 반응을 통해 패턴(40)을 형성하는 것은 Photomask(30)위에서 UV Light를 주사하여 광환원 시킨 후(S2 및 S3단계) 반응하지 않은 은-고분자 내 은 성분은 제거하게 된다(S4단계). 이후에 상기의 전자파 차폐필터를 보호하기 위하여 상기 패턴화된 층(40)을 갖는 투명기재 위에 보호막을 over-coating 하는 단계를 부가 하는 것이 바람직하다고 할 것이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예로는 상술한 전자파 차폐필터(EMI shielding film)의 제조방법의 공정에서 전술한 바와 같이 상기 투명기재의 표면을 오존, UV, 플라즈마 중 어느 하나를 이용해 표면처리하여 친수성을 갖도록 해, 상기 은-고분자 복합체와 투명기재의 접착력을 향상시키는 것이 바람직하다. 전술한 EMI shielding film과는 달리 포토마스크에 의한 Photo-litho법으로의 패턴형성을 하는 것이 아니라 직접 잉크젯팅방법 등을 이용하여 패턴을 그리고 광환원 반응에 의해 패턴을 형성하는 방법을 취하는바 종래의 기술보다 현저히 간소화한 제조공정과 제조비용의 절감효과를 가져 올 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 우선 전술한 은-고분자 복합체를 제조하여 Ag-고분자 복합체와 점도조절제를 혼합한 mixture(21)를 이용해 상기 투명기재의 상면에 패터닝하는 단계(S5단계), 상기 투명기재를 건조한 후, UV Light를 주사하여 광환원시켜 패턴(22)을 형성하는 단계(S6단계)로 구성된다. 또한, 패턴의 구조는 기본적으로 여러 가지 타입을 고려해도 무방하나, 본 발명의 실시예에서는 메쉬(mesh)형으로 구성하는 것이 바람직하다 할 것이다. 이와 같은 패턴을 형성하고 건조를 시키며, 건조는 상온에서 이루어져도 무방하나, 본 실시예에서는 50℃ 이하의 온도로 함이 바람직하다. 또한, 상기 패턴을 드로윙(drawing)하는 경우에는 특히 잉크젯팅에 의하며, 광환원 반응 후 패턴(22)을 보호하기 위하여 optical polymer를 이용해 over coating(31)을 하는 것이 바람직하다(S6단계).

상술한 본원발명의 일실시예나 또 다른 실시예에서의 전자파 차폐 패턴을 보호하기 위한 상기의 over coating(31)용 보호층으로는 투명수지계의 다양한 물질이 활용될 수 있으며, 특히 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴 (Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에 서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물 또는 1종 이상을 변성한 화합물을 사용하고, 투명한 근적외선 차폐층(330)의 투명수지가 광경화 특성을 가지도록 모노머(Monomer), 올리고머(Oligomer) 및 광개시제 형태로 혼합한 것을 활용함이 바람직하다. 그리고, 투명한 근적외선 차폐층(330)의 투명수지에는 접착부여제, 용매 및 기능성첨가제 등을 혼합할 수 있다. 물론 이 경우의 접착부여제로는 러버(rubber), 카르복실레이트(carboxylate)계, 폴리올(polyol) 및 이소시아네이트(isocyanate) 중에서 선택된 1종 이상을 혼용하여 사용한다. 상기 용매로는 MIBK(Methyl Isobutyl Ketone), MEK(Methylethyl Ketone), Hexanone, Toluene, Cyclohexane, Cyclohexanone, Alcohol류, Etyl-acetate, Aceton, Chloroform, Dioxane, IPA(Isopropyl Alcohol), DMF (Dimethylformamide), Xylene, THF (Tetrahydrofuran)및 Ketone 중에서 선택된 1종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 또한, 상기의 기능성 첨가제로는 Anionic, Cationic, Nonionic 또는 Amphoteric 구조의 분산제, Anionic, Cationic, Nonionic 또는 Amphoteric 구조의 소포제, 레벨링제, 층분리 방지제 등을 활용할 수 있다.

이와 같은 패턴의 형성방법(Bottom-up)은 미세패턴의 형성에 유리하고 패턴의 모서리의 지름을 줄일 수 있어서 기존의 EMI 필터에 비해 투과도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 재료손실을 감소시키며 기존의 방법(photoliso)과 비교하여 AR film이나 기타 기능성 필름 등과의 일체화에 유리한 장점도 가져올 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따르면 저가의 은-고분자복합체를 광환원 성질을 이용해 금속화시켜 전자파 차폐필름을 제조하여 재료비용의 절감을 가져오는 효과가 있다.

또한, 은-고분자복합체를 형성해 투명기재 위에 금속 입자의 패턴을 직접 형성하는바, 전자파 차폐필름의 제조공정을 단순화시키며, 미세패턴의 형성이 가능해 패턴의 모서리지름을 줄일 수 있어 투과도를 향상시키는 효과도 있다.

Claims

투명기재의 상면에 은-고분자복합체로 패턴화된 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터.
청구항 1에 있어서,

상기 은-고분자 복합체는 상기 카르복실산(-COOH), 치올(-SH), 시안(-CN), 이소시아나이드(-NC), 알칸 셀레놀(-SeH) 중 어느 하나의 작용기를 가진 수용성고분자와 은이온이 화학양적으로 1:1로 반응하도록 은이온 화합물용액을 주입하여 생성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터.
청구항 1에 있어서,

상기 수용성 고분자는 Acryl nitrile계 (AN계), Acryl계, Polycarbonate계, Polyester계, Nylon계, Thiol계, Pyridine계, pyrrole계, Aniline계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터.
청구항 2에 있어서,

상기 은-고분자복합체의 패턴화된 층은 투명기재의 상면에 메쉬형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터.
1) 투명기재의 표면을 오존, UV, 플라즈마 중 어느 하나를 이용해 표면 처리하는 단계; 및

2) 투명기재상에 은-고분자복합체의 패턴을 형성하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법.
청구항 5에 있어서, 상기 2) 단계는,

a) 투명기재 위에 은-고분자 복합체의 박막을 형성하는 단계;

b) Photo-litho법으로 상기 은-고분자복합체를 광환원시켜 상기 투명기재상에 패턴화된 층을 형성하는 단계; 및

c) 반응하지 않은 은 고분자 복합체를 제거하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법.
청구항 6에 있어서,

상기 a) 단계는 스핀코팅방법으로 은고분자 복합체 박막을 형성하는 것을 특 징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법.
청구항 5에 있어서, 상기 2) 단계는,

aa)투명기재 위에 잉크젯 방법으로 은-고분자복합체 층을 패터닝하는 단계; 및

bb)상기 은-고분자복합체의 패턴화된 층을 광환원시키는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법.
청구항 5, 청구항 6 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2)단계 이후에 상기 패턴화된 층을 갖는 투명기재 위에 보호막을 over-coating 하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 제조방법.