KR20120128396A - 투명 전극 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
공정이 간단하고, 추가적인 장비가 필요 없어 효율적인 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법은, 투명 전극의 패턴 형성용 물질을 베이스 기판에 래미네이트하는 단계; 패턴 형성용 물질을 노광 및 현상하여, 투명 전극의 패턴의 역상으로 패턴 형성용 물질의 무늬를 형성하는 단계; 형성된 패턴 형성용 물질의 무늬 상부에 투명 전도성 물질을 증착하는 단계; 및 패턴 형성용 물질을 박리 및 세정하여 제거하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은, 터치 스크린 등에 사용되는 투명 전극 형성 방법에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 투명 전도성 물질을 증착하여 전극 패턴을 형성하는 데 있어서, 패턴 형성을 위한 물질과 투명 전도성 물질을 이용하여 효율적으로 베이스 기판에 투명 전극 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
최근 스크린 터치 기반 휴대 기기의 광범위한 보급에 힘입어서, 터치 스크린 관련 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 터치 스크린 기술에서는, 사용자의 터치를 인지하여 프로세서에 사용자의 터치에 대응하는 전기적인 신호를 전달하는 기술이 일반적으로 사용되고 있다.
사용자의 터치에 대응하는 전기적인 신호를 전달하기 위해서, 터치 스크린에는 전극 패턴이 형성되어 있다. 특히, 최근의 스마트폰 등의 보급에 수반하여, 화면을 사용자가 터치하는 것을 인지하기 위해 전극 패턴이 투명화되어 있다.
투명 전극의 형성을 위해서는, 투명 전도성 물질(또는 투명 전도성 산화물, TCO, Transparent Conductive Oxide)를 유리(Glass) 등의 베이스 기판에 증착한 후, 패턴 형성 물질을 이용하여 패턴을 형성하게 해야 한다. 따라서, 투명 전극의 형성을 위해서는 투명 전도성 물질뿐 아니라, 패턴 형성 물질로서 감광용 필름을 사용하게 된다.
종래의 기술에서 감광용 필름과 투명 전도성 물질을 이용한 투명 전극 패턴 형성 방법은, 도 1 및 2에 도시된 흐름을 가지고 있다.
도 1 및 2는 종래의 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 1을 참조하면, 종래의 투명 전극 패턴 형성 방법은, 먼저 투명 전도성 물질을 베이스 기판에 증착하는 단계(S1), 이후 패턴 형성용 에칭 페이스트를 에칭 제거 될 부분에 인쇄하는 단계(S2), 에칭 페이스트와 투명전도성 물질을 반응시키기 위한 건조 단계(S3), 패턴에 따라 에칭 페이스트와 반응한 부분을 세정하여 제거하는 세정 단계(S4)를 통해 투명 전극 패턴을 완성한다.
이러한 방법은, 인쇄 장치의 양산성이 뛰어나지 못해 생산성을 확보하기 힘든 문제점이 있다. 또한, 단순 현상 후 세정 작업을 거치기 때문에 전극 패턴의 정확도 역시 확보하기 힘들다는 문제점이 지적되어 왔다.
도 2는 종래의 다른 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, 투명 전도성 물질을 베이스 기판에 증착하는 단계(S10), 그 위에 패턴 형성용 필름을 부착하는 단계(S20), 필름을 노광하는 단계(S30), 현상하는 단계(S40), 투명 전도성 물질을 에칭하는 단계(S50), 1 차 세정 단계(S60), 패턴 형성용 필름을 박리하는 단계(S70), 및 2차 세정 단계(S80)를 포함한다.
즉, 도 2의 경우에는 투명 전도성 물질을 에칭하여 패턴을 완성한 뒤, 에칭된 부분을 세정하고 필름을 제어하는 과정을 통해 투명 전극 패턴을 형성하게 된다. 상기의 방법은, 많은 장비를 필요로 하며, 여러 공정, 특히 투명 전도성 물질의 에칭 과정이 추가되어 이에 따른 장소 확보 문제 등이 발생할 가능성이 높다.
이에 본 발명은, 현재 일반적으로 사용되고 있는 장비를 이용함으로써 추가적인 장비가 필요 없이 투명 전극 패턴을 형성할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한, 공정의 안정성을 확보하고, 적은 인력으로 운용이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 투명 전극 패턴 형성 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은, 투명 전극의 패턴과 역상으로 감광물질이 도포 된 감광성 필름을 베이스 기판에 래미네이트하는 단계;
상기 감광성 필름을 노광 및 현상하여, 상기 투명 전극이 형성될 부분에는 베이스 기판이 노출되어 패턴을 형성하는 단계;
상기 노출된 베이스 기판 부분에 투명 전도성 물질을 증착하는 단계; 및
상기 베이스 기판에 잔류하는 감광성 필름을 박리 및 세정하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
상기 투명 전도성 물질은,
ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, SiO2 및 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
상기 베이스 기판은,
유리, 가요성의 필름 및 플라스틱 중 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은, 투명 전극 패턴에 대응하는 부분이 천공된 마스크를 베이스 기판에 압착하는 단계;
압착된 상기 마스크의 상부에 투명 전도성 물질을 증착하는 단계; 및
상기 마스크를 상기 베이스 기판으로부터 분리하고, 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
상기 마스크는,
상기 베이스 기판과 다른 재질의 유리 또는 금속 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
상기 투명 전도성 물질은,
ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, SiO2 및 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
상기 베이스 기판은,
유리, 가요성의 필름 및 플라스틱 중 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 방법에 있어서,
투명전극 증착은 IPVD(Iionized Physical Vapor Deposition) 장비를 이용하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 패턴 형성용 물질을 투명 전도성 물질의 증착 전 기판과 결합시키기 때문에, 종래의 기술에 비해 공정이 간단해진다. 특히, 투명 전도성 물질의 에칭 과정이 생략되어, 보통 에칭 과정에서 쓰이는 왕수를 쓰지 않아도 되기 때문에 공정의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 추가적인 장비가 필요 없고 공정이 간단해져, 장소 및 인력의 소비를 줄일 수 있다.
도 1 및 2는 종래의 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 4 내지 8은, 본 발명의 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법의 구현 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 4 내지 8은, 본 발명의 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법의 구현 예를 도시한 것이다.
이하의 설명에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법에 대하여 설명하기로 한다. 이하의 설명에서 동일한 참조 부호를 동일한 구성의 의미한다. 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법에 대한 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법은 먼저, 패턴 형성 물질(감광성 물질이 패턴을 나타내며 도포 된 감광성 필름을 말한다)을 베이스 기판에 래미네이트(Laminate)하는 단계(S100)가 수행된다. 베이스 기판(10)은 도 4에 도시하였고, 패턴 형성 물질, 즉, 감광성 필름(20)이 상기 베이스 기판(10)에 부착된 상태를 도 5에 도시하였다.
본 발명의 모든 실시 예에서 기판은 기본적으로 유리 기판을 의미한다. 그러나, 사용처에 따라서, 가요성의 필름 기판이나, 플라스틱 기판 등 전극 패턴을 형성할 수 있는 모든 기판이 사용될 수 있을 것이다.
패턴 형성 물질로는 본 발명에서 감광성 필름인 DFR(Dry Film Photoresist)가 사용된다. DFR은 인쇄회로 기판에 전극 패턴을 형성하기 위해 인쇄 또는 압착하는 물질로서, DFR에 의해 형성되는 패턴은 형성하고자 하는 전극 패턴과는 역상을 이룬다. 즉, 감광성 물질이 도포 된 감광성 필름을 베이스 기판에 래미네이팅 하고 그 위에 전극 패턴과 동일한 상을 갖는 마스크 패턴을 올려 노광기로 노광하면, 마스크 패턴에 의해 빛이 차단된 곳은 경화되지 않고 노광 된 부분만 경화된다. 이를 현상액으로 현상하면 경화된 부분만 남고 나머지는 제거된다(S200). 그에 따라 베어스 기판(10)이 노출되어, 도 7과 같이 된다.
S200 단계가 진행이 되면, 베이스 기판에는 패턴 형성 물질이 형성하고자 하는 전극 패턴의 역상의 패턴으로 존재하게 된다. 이 상태에서, 투명 전도성 물질을 기판 및 패턴 형성 물질 상에 증착하게 된다(S300).
S300 단계에서는, IPVD(Iionized Physical Vapor Deposition) 장비를 이용하여 투명 전도성 물질을 증착시키게 된다. IPVD 장비를 이용할 때는 장비 내의 보통의 온도 및 순간적으로 플라즈마 건(Plasma gun) 등을 기판이 지나갈 때의 온도가 기판 상에 가해진다.
따라서, S100 및 S200 단계에서 기판상에 압착 및 형성되는 패턴 형성용 물질은 IPVD 장비에서 가해질 수 있는 온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖고 있는 소재여야 할 것이다. 예를 들어 IPVD에서 ITO 증착 시 평균 섭씨 100 내지 150도의 환경과, ITO 증착용 플라즈마 건의 플라즈마 온도인 섭씨 200도에서 견딜 수 있는 패턴 형성용 물질이 사용되어야 한다.
특히, IPVD 장비에서 기판 1장이 ITO 증착 시, 5분 내외의 시간이 소요된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서 기판에 래미네이트되는 패턴 형성용 물질은 최대 섭씨 200도에서 약 5분 이상 견딜 수 있는 소재라면 어느 것이나 사용 가능하게 될 것이다.
또한 S200 단계에서 패턴 형성용 물질을 노광함에 있어서 감광성 필름(20)에 도포된 감광 물질의 감광성이 다소 차이가 날 수 있다. 즉, 대면적에 걸친 감광물질의 분포는 각 위치에 도포 된 감광 물질의 두께나 물성의 편차로 인해 노광에 따른 경화정도에 차이를 가져올 수 있다. 따라서 충분히 노광이 되지 않을 경우, 감광성 필름(20)의 전체면적에 분포하는 감광물질마다 경화 정도가 달라 덜 경화된 부분이 현상과정에서 이탈될 경우, 본래의 패턴에 대해 해상도가 떨어지는 문제가 생길 수 있으므로, 노광시간은 고해상도 유지에 충분하면서도 생산성을 해하지 않는 정도로 최적화될 필요가 있다.
본 발명의 실시 예에서는 약 20초 동안 노광시켰으며, 본 발명의 전체 공정에 있어서 패턴의 해상도는 충분히 고품위를 유지하였다.
S300 단계에서 기판 및 패턴 형성 물질 상에 증착되는 투명 전도성 물질에는 대표적으로 ITO(Indium Tin Oxide)가 있다. 그러나 ITO이외에도, 기본적으로 투명 전극에 포함되는 ZnO, SnO2, SiO2 및 TiO2 역시 투명 전도성 물질에 포함될 수 있을 것이다. 상기 성분뿐 아니라, 나노 금속 입자 등 투명 전도성 물질로서 증착될 수 있는 소재라면 어느 것이나 본 발명에서 사용되는 투명 전도성 물질에 포함될 것이다.
투명 전도성 물질이 S300 단계를 통해 기판 및 패턴 현성 물질 상에 증착되면, 감광성 필름(20)은 박리 된다(S400). 박리 시에는 일반적으로 패턴 형성 물질을 박리 용액을 통해 박리할 수 있을 것이다. 그러나 물리적 박리 방법 등 다양한 박리 방법이 사용될 수 있음은 당연할 것이다.
S400 단계가 완료되면, 기판에는 투명 전도성 물질이 전극 패턴에 따라 증착되어, 투명 전극(40) 패턴이 형성되어 있을 것이다. 이후, 기판상에 남아있는 패턴 형성용 물질 등 제거 대상이 되는 물질들은 세정 과정(S500)을 통해 제거될 것이다.
상기의 단계를 통해 기판을 형성하면, 에칭 장비 등의 추가적인 장비의 구입이 필요하지 않고, 단순 압착 및 증착 장비만으로 기판에 투명 전극 패턴을 형성할 수 있어 매우 경제적이다. 또한, 종래의 기술에 비해 공정이 매우 간소해져 생산성을 높일 수 있다. 특히, 투명 전도성 물질의 에칭 과정이 생략될 수 있다. 보통, 투명 전도성 물질 중 ITO의 에칭에 있어서는 왕수를 베이스로 하여 에칭이 진행된다. 따라서, ITO를 사용하더라도 에칭을 하지 않는 본 발명에서는 왕수에 의한 문제점 역시 해결할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 투명 전극 패턴 형성 방법은 도 3에 도시된 플로우차트와 S100 및 S200 단계가 다른 특징이 있다. 더욱 자세하게는, 제2 실시 예에서는 제1 실시 예에서 사용되는 패턴 형성용 물질을 사용하지 않게 된다.
본 발명의 제2 실시 예에서는, 패턴 형성 물질 대신, 유리 또는 금속으로 된 마스크를 기판에 압착하게 된다. 따라서, 제1 실시 예에서 패턴 형성 물질을 래미네이트 시킨 후, 노광 및 현상 작업을 통해 패턴의 역상을 형성하는 과정이 생략된다.
자세하게는, 유리 또는 금속으로 된 마스크를 기판에 압착한 뒤, 바로 투명 전도성 물질을 증착하는 S300 단계를 수행하게 된다. 이를 통해, 제1 실시 예보다 더욱 공정이 간단하게 되며, 패턴 형성용 물질이 가지고 있는 감광성의 편차 문제를 고려할 필요가 없다. 따라서, 고가의 노광 장비가 필요 없다.
또한, 유리로 마스크를 제작할 경우에는 일반적인 에칭 장비를 통해 패턴을 형성할 수 있다.
마스크를 이용하여 투명 전극 패턴을 형성할 때는, 투명 전도성 물질 증착 시 투명 전도성 물질을 기판에 증착시키는 롤러가 기판의 표면과 접촉하면서 기판의 높이가 불안정할 경우에 대비해야 한다. 따라서, 마스크와 기판 사이에 마스크와 기판을 확실하게 밀착시킬 수 있는 페이스트 또는 지그(Jig)를 사용할 수 있을 것이다.
10: 기판
20: 감광성 필름
40: 투명전극
20: 감광성 필름
40: 투명전극
Claims (8)
- 감광물질을 도포하여 고형화시킨 필름을 베이스 기판에 래미네이트하는 단계;
상기 감광성 필름을 이후 증착할 투명전극의 패턴과 역상으로 노광 및 현상하여, 상기 감광물질이 상기 투명 전극이 형성될 부분에는 베이스 기판이 노출되어 패턴을 형성하는 단계;
상기 노출된 베이스 기판 부분에 투명 전도성 물질을 증착하는 단계; 및
상기 베이스 기판에 잔류하는 감광성 필름을 박리 및 세정하여 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 베이스 기판은,
유리, 가요성의 필름 및 플라스틱 중 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 투명 전도성 물질은,
ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, SiO2 및 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 투명 전극 패턴에 대응하는 부분이 천공된 마스크를 베이스 기판에 압착하는 단계;
압착된 상기 마스크의 상부에 투명 전도성 물질을 증착하는 단계; 및
상기 마스크를 상기 베이스 기판으로부터 분리하고, 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 마스크는,
상기 베이스 기판과 다른 재질의 유리 또는 금속 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 투명 전도성 물질은,
ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, SiO2 및 TiO2 중 하나 이상을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 베이스 기판은,
유리, 가요성의 필름 및 플라스틱 중 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법. - 청구항 1에 있어서, 투명전극 증착은 IPVD(Iionized Physical Vapor Deposition) 장비를 이용하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 패턴 형성 방법.
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| KR (1) | KR20120128396A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014171616A1 (ko) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | 광주과학기술원 | 투명 전극의 제조방법, 투명 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| WO2015016598A1 (ko) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | 주식회사 엘지화학 | 투명 전도성 적층체, 투명 전도성 적층체를 포함하는 투명 전극, 및 투명 전도성 적층체의 제조방법 |
| KR20160021798A (ko) * | 2016-01-28 | 2016-02-26 | 한국세라믹기술원 | 투명전극 기반의 유전영동 소자 제조 방법 |
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2011
- 2011-05-17 KR KR1020110046304A patent/KR20120128396A/ko active Search and Examination
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2015016598A1 (ko) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | 주식회사 엘지화학 | 투명 전도성 적층체, 투명 전도성 적층체를 포함하는 투명 전극, 및 투명 전도성 적층체의 제조방법 |
| KR20160021798A (ko) * | 2016-01-28 | 2016-02-26 | 한국세라믹기술원 | 투명전극 기반의 유전영동 소자 제조 방법 |
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