KR20130090590A - Method to form a pattern of functional composition on a substrate and electronic device having a pattern of functional composition - Google Patents

Method to form a pattern of functional composition on a substrate and electronic device having a pattern of functional composition Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for forming a pattern of a functional composition on a substrate and an electronic device including the pattern formed by the same method are provided to form a pattern for a touch panel, a photovoltaic panel, and an OLED panel at a low cost, and also form a pattern for a large area touch, photovoltaic, and OLED panels. CONSTITUTION: A method for forming a pattern (11) of a functional composition on a substrate (40) comprises the steps of: applying a functional composition (20) to the surface of a mold (10) in which a concave pattern is formed; removing the functional composition applied to the convex surface of the mold pattern; applying liquid thermosetting resin (30) to the surface of mold where the pattern is formed; disposing the substrate on a thermosetting resin layer; hardening the thermosetting resin layer; and removing the mold. An electronic device includes the substrate, the thermosetting resin layer formed on one surface of the substrate, and a functional composition pattern formed on the thermosetting resin layer.

Description

기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 고점도 기능성 패턴을 구비한 전자 장치{METHOD TO FORM A PATTERN OF FUNCTIONAL COMPOSITION ON A SUBSTRATE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING A PATTERN OF FUNCTIONAL COMPOSITION}FIELD OF THE INVENTION A method for forming a pattern of a functional composition on a substrate and an electronic device having a high viscosity functional pattern formed by the method.

본 발명은 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 기능성 조성물 패턴을 구비한 전자장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 경화성 수지를 이용하여 기능성 조성물을 형성하는 방법 및 그 방법에 의하여 형성된 기능성 조성물 패턴을 구비한 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a pattern of a functional composition on a substrate and to an electronic device having a functional composition pattern formed by the method. More specifically, the present invention relates to a method of forming a functional composition using a curable resin and an electronic device having a functional composition pattern formed by the method.

대부분의 전자 소자나 부품은 제조에 있어서 패턴을 형성하는 공정을 필요로 한다. 포토 리소그래피 공정은 마이크로 패턴을 형성하는 대표적인 공정이나, 비용이 많이 드는 복잡한 공정이고, 패턴의 형상이나 크기의 변경에 유연성이 적은 공정이다.Most electronic devices and components require processes to form patterns in manufacturing. The photolithography process is a typical process for forming a micropattern, but it is a complicated and expensive process, and has a low flexibility in changing the shape and size of the pattern.

최근 비용을 절감하고 패턴의 형상이나 크기의 변경에 유연성을 제공하고 대량 생산에 적합한 인쇄에 의한 패턴의 형성 방법이 각광을 받고 있다. 특히, 인쇄의 의한 패턴 형성 방법은 롤-투-롤(roll to roll) 패턴 형성이 가능하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 패턴의 인쇄 방법으로는, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(Gravure Printing), 플랙소 인쇄 등이 있다. 그라비아 인쇄 방법은, 음각 전사 인쇄 방법의 하나로, 패턴이 형성된 원통의 표면에 잉크를 도포하고 볼록한 표면에 도포된 잉크를 제거하고, 오목한 부분에 들어간 잉크를 피인쇄물의 표면에 접촉시켜서 패턴을 전사하는 방법이다. Recently, a method of forming a pattern by printing suitable for mass production has been receiving a great deal of attention because it is possible to reduce costs, provide flexibility in changing the shape and size of the pattern, and be suitable for mass production. Particularly, the pattern forming method by printing has a merit that it is possible to form a roll-to-roll pattern, thereby remarkably improving the productivity. Examples of the pattern printing method include inkjet printing, screen printing, gravure printing, and flexographic printing. The gravure printing method is one of intaglio transfer printing methods in which ink is applied to the surface of a cylinder on which a pattern is formed and the ink applied on the convex surface is removed and the ink in the concave portion is brought into contact with the surface of the object to transfer the pattern Method.

전자 소재나 공학 소재를 제조하기 위하여 인쇄 공정에 의한 패턴을 형성할 경우에는 잉크 대신에 기능성 조성물을 사용한다. 기능성 재료는 한정되지 않으며, 예를 들면 전도성 조성물, 반전도성 조성물, 유전성 조성물, 절연성 조성물 등을 포함한다.When forming a pattern by a printing process to manufacture an electronic material or an engineering material, a functional composition is used instead of ink. Functional materials are not limited and include, for example, conductive compositions, semiconducting compositions, dielectric compositions, insulating compositions, and the like.

최근 터치 패널의 수요가 늘어나면서 ITO 막이 형성된 기판에 실버 페이스트를 사용하여 미세한 전도선 배선 패턴을 형성하는 기술이 중요시 되고 있다. 포토 리소그래피 공정을 이용하여 미세한 배선 패턴을 터치 패널에 형성할 수 있으나, 화학적인 처리과정에서 터치 패널의 ITO 코팅 막에 손상을 줄 위험이 있으며, 또한 공정상 필요한 열처리 과정에서 표면에 형성된 전도성 패턴의 기능이 손상될 염려가 있어서 인쇄 방법에 의한 패턴 형성을 하고 있다.Recently, as the demand for touch panels increases, a technique of forming a fine conductive wiring pattern using silver paste on a substrate on which an ITO film is formed has become important. It is possible to form a fine wiring pattern on a touch panel by using a photolithography process. However, there is a risk of damaging the ITO coating film of the touch panel during the chemical treatment process, and the conductive pattern formed on the surface There is a concern that the function may be damaged, so that a pattern is formed by the printing method.

스크린 인쇄 방법에 의한 터치 패널의 배선 패턴 형성은, 인쇄 방법이 간단한 장점이 있으나, 정밀성이 떨어져서 얇은 선 폭의 패턴을 형성하지 못하고 있다. 또한, 스크린 인쇄 방법으로 배선 패턴의 선 폭을 얇게 하더라도 배선 패턴의 전기적 성질을 향상시키기 위하여 원하는 패턴의 높이를 형성하기가 어렵다는 문제점도 있다. 따라서, 스크린 인쇄방법으로는 80 마이크로미터 이하의 선 폭을 갖는 배선 패턴을 형성하지 못하고 있다.The wiring pattern formation of the touch panel by the screen printing method has the advantage that the printing method is simple, but it is inferior in precision and does not form a thin line width pattern. In addition, even if the line width of the wiring pattern is reduced by the screen printing method, there is a problem that it is difficult to form a desired pattern height in order to improve the electrical properties of the wiring pattern. Therefore, in the screen printing method, a wiring pattern having a line width of 80 micrometers or less can not be formed.

또한, 높은 전도도를 갖는 배선 패턴을 형성하기 위하여는 고 점도의 실버 페이스트를 사용한다. 스크린 인쇄방법 이나 잉크젯 인쇄 방법은 고 점도의 실버 페이스트로 패턴을 형성하기가 곤란하다. 또한, 그라비아 인쇄 방법의 경우에도 고점도 실버 페이스트를 사용할 경우에는 패턴의 오목한 부분에 고점도의 실버 페이스트를 채워 넣기가 어렵고, 동시에 전사 인쇄 후에 오목한 부분에 채워 넣어진 고점도의 실버 페이스트가 잔류하는 문제점이 있다. 현재까지의 인쇄 기술로 30,000 센티 포이즈(cP) 이상의 고 점도 실버 페이스트를 가지고 선 폭이 100 마이크로미터 이하의 선 폭을 갖는 배선 패턴을 구현하지 못하고 있다.In addition, a high viscosity silver paste is used to form a wiring pattern having high conductivity. Screen printing or inkjet printing is difficult to form a pattern with a high viscosity silver paste. In addition, even in the case of the gravure printing method, when a high viscosity silver paste is used, it is difficult to fill a high viscosity silver paste in the concave portion of the pattern, and at the same time, a high viscosity silver paste filled in the concave portion remains after transfer printing. . To date, printing techniques have failed to implement a wiring pattern having a high viscosity silver paste of more than 30,000 centipoise (cP) and having a line width of less than 100 micrometers.

본 발명은 고점도 실버 페이스트로 미세한 패턴을 형성하기 위한 연구를 하는 과정에서 고안된 것이다. 일반적으로 인쇄 공정을 이용하여 전자 소재나 공학 소재를 제조하기 위한 패턴을 형성할 경우에는 잉크 대신에 기능성 조성물을 사용한다. 본 발명은 인쇄 공정을 이용하여 기능성 조성물의 패턴을 기판상에 형성하는 새로운 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 요철의 패턴 형상에서 오목한 부분에 도포된 기능성 조성물의 패턴을 전사하여 형성하는 방법과 그러한 방법에 의하여 형성된 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised in the course of research for forming a fine pattern with a high viscosity silver paste. Generally, when forming a pattern for manufacturing an electronic material or an engineering material using a printing process, a functional composition is used instead of ink. An object of the present invention is to provide a new pattern forming method for forming a pattern of a functional composition on a substrate using a printing process. More specifically, it is an object of the present invention to provide a method for transferring and forming a pattern of a functional composition applied to a concave portion in an uneven pattern shape, and an electronic device formed by such a method.

본 발명의 일측면에 따른 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법은, a) 오목한 패턴이 형성된 몰드의 표면에 기능성 조성물을 도포하는 단계; b) 몰드의 패턴의 볼록한 표면에 도포된 기능성 조성물을 제거하는 단계; c) 상기 패턴이 형성된 몰드의 표면에 액체 상태의 경화성 수지를 도포하는 단계; d) 상기 경화성 수지층 상에 기판을 배치하는 단계; e) 상기 경화성 수지층을 경화시키는 단계; 및 f) 상기 몰드를 제거하는 단계를 포함한다.A method of forming a pattern of a functional composition on a substrate according to one aspect of the present invention comprises the steps of: a) applying a functional composition to a surface of a mold on which a concave pattern is formed; b) removing the functional composition applied to the convex surface of the pattern of the mold; c) applying a curable resin in a liquid state to a surface of the mold on which the pattern is formed; d) disposing a substrate on the curable resin layer; e) curing the curable resin layer; And f) removing the mold.

본 발명에 있어서 기능성 조성물은 한정되지 않으며, 예를 들면 전도성 조성물, 반전도성 조성물, 유전성 조성물, 절연성 조성물 등을 포함한다. 기능성 조성물은 기능성 재료를 포함하는 조성물로, 기능성 재료는 전도성 재료, 반전도성 재료, 유전성 재료, 광활성 재료를 포함한다. 예를 들어 전도성 재료로는 인듐-주석 산화물, 금, 은, 구리 및 팔라듐, 금속 착물, 금속합금 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 반전도성 재료로는 규소, 게르마늄, 비화칼륨, 산화아연, 및 셀렌화아연 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 광활성 재료는 전기적 발광, 착색, 또는 감광성을 나타내는 재료를 포함한다.In the present invention, the functional composition is not limited and includes, for example, a conductive composition, a semiconducting composition, a dielectric composition, an insulating composition, and the like. The functional composition is a composition comprising a functional material, wherein the functional material includes a conductive material, a semiconducting material, a dielectric material, and a photoactive material. For example, conductive materials include, but are not limited to, indium-tin oxide, gold, silver, copper and palladium, metal complexes, metal alloys, and the like. Semiconducting materials include, but are not limited to, silicon, germanium, potassium arsenide, zinc oxide, zinc selenide, and the like. Photoactive materials include materials that exhibit electroluminescence, coloration, or photosensitivity.

기능성 재료는 미립자, 중합체를 포함하는 임의의 형태일 수 있다. 전형적으로 반전도성 재료 및 유전성 재료는 중합체이나 이러한 형태에 한정되지 않는다. 기능성 재료는 전도성, 반전도성, 유전성 재료의 나노 입자 형태일 수 있다.The functional material can be in any form, including particulates, polymers. Typically semiconducting and dielectric materials are polymers, but are not limited to these forms. The functional material may be in the form of nanoparticles of conductive, semiconducting, dielectric material.

기능성 조성물은 위에서 열거된 기능성 재료가 액체에 분산되거나 용해되거나 현탁되어 패턴이 형성된 표면에 도포되기 위한 조성물이다. 기능성 조성물을 만들기 위한 액체는 한정되지 않으며, 유기화합물이나 수성화합물을 포함한다. 액체는 기능성 재료를 용해하여 균일한 혼합물을 형성할 수 있는 용매이거나, 기능성 재료를 용액 중에 분산 또는 현탁할 수 있는 담체 화합물일 수 있다. 액체는 하나의 용매이거나 하나의 담체 화합물이거나, 복수의 용매 혼합물이거나 복수의 담체합화물의 혼합물일 수 있다. 기능성 조성물을 형성하기 위한 액체는 용매이든 담체이든지 간에 기능성 조성물은 패턴이 형성된 표면에 도포 될 수 있어야 한다.The functional composition is a composition for which the functional materials listed above are applied to a patterned surface by being dispersed, dissolved or suspended in a liquid. The liquid for making the functional composition is not limited and includes an organic compound or an aqueous compound. The liquid may be a solvent capable of dissolving the functional material to form a uniform mixture or a carrier compound capable of dispersing or suspending the functional material in a solution. The liquid can be one solvent or one carrier compound, a plurality of solvent mixtures or a mixture of a plurality of carrier alloys. Whether the liquid for forming the functional composition is a solvent or a carrier, the functional composition should be able to be applied to the patterned surface.

본 발명에 있어서, 경화성 수지는 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 경화제의 첨가에 의한 화학적 경화성 수지도 포함한다.In the present invention, the curable resin includes, but is not limited to, a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin. Chemically curable resins by addition of a curing agent are also included.

또한, 본 발명에 있어서, 몰드는 평판이거나 원통형일 수 있다. 몰드는 요철에 의하여 패턴이 형성된 표면을 가지면 충분하고 임의의 형상을 가질 수 있다. 몰드는 합성수지로 제조되어 탄성을 구비하는 것이 바람직하나, 금속으로 제조될 수도 있다. 몰드가 금속으로 된 것이거나 탄성이 적은 합성수지로 된 경우에는, 몰드와 기판이 용이하게 분리되도록 탄성을 갖는 기판을 사용하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, the mold may be flat or cylindrical. The mold may have any desired shape if it has a patterned surface by unevenness. The mold is preferably made of a synthetic resin and has elasticity, but may be made of a metal. When the mold is made of a metal or a synthetic resin having low elasticity, it is preferable to use a substrate having elasticity so that the mold and the substrate are easily separated.

본 발명에 따르면, 몰드의 오목한 부분에 수용된 기능성 조성물의 표면에 액체 상태의 경화성 수지를 도포하고, 기판을 경화성 수지의 상부면에 적층한 상태에서 경화성 수지를 경화시킨다. 따라서, 액체 상태의 경화성 수지의 경계면과 기능성 조성물의 경계면이 서로 침투하여 접촉면적이 증대된다. 접촉면적이 증대된 상태에서 경화성 수지가 경화되므로, 기능성 조성물과 경화된 경화성 수지의 접착력이 증대된다. 또한, 기능성 조성물이 페이스트 상태의 다공성 재료인 경우에는 경화성 수지의 경계면이 기능성 조성물의 공극으로 침투하여 경화되어 보다 큰 접착력을 제공한다. 또한, 기판과 접촉하는 액체 상태의 경화성 수지의 경계면이 기판의 표면에 형성된 미세한 요철부와 접촉하여 접촉면적이 넓어지고, 접촉면적이 넓어진 상태에서 경화성 수지가 경화되어 기판과 경화된 경화성 수지의 접착력이 증대된다. 따라서, 기능성 조성물의 액체가 증발하여 어느 정도 고형화가 진행된 상태에서 몰드를 분리하면, 몰드의 패턴의 오목한 부분에 있던 기능성 조성물이 오목부에 잔류하지 않은 상태로 완전하게 기판으로 전사되게 된다.According to this invention, curable resin of a liquid state is apply | coated to the surface of the functional composition accommodated in the recessed part of a mold, and curable resin is hardened in the state which laminated | stacked the board | substrate on the upper surface of curable resin. Therefore, the interface of the liquid curable resin and the interface of the functional composition penetrate each other to increase the contact area. Since the curable resin is cured in a state where the contact area is increased, the adhesion between the functional composition and the cured curable resin is increased. In addition, when the functional composition is a porous material in a paste state, the interface of the curable resin penetrates into the pores of the functional composition to cure to provide greater adhesion. In addition, the contact surface of the liquid curable resin in contact with the substrate is in contact with the minute uneven portion formed on the surface of the substrate, and the contact area is widened. Is increased. Therefore, when the mold is separated while the liquid of the functional composition has evaporated to some extent, the functional composition in the concave portion of the pattern of the mold is transferred to the substrate completely without remaining in the concave portion.

종래의 기능성 조성물을 기판에 직접 접촉시켜서 전사하는 인쇄 방법은, 기능성 조성물과 기판의 접촉면 사이의 접착력이 약하기 때문에 기능성 조성물이 몰드의 오목한 부분에 잔류하거나 기판의 표면에 전사된 기능성 조성물이 탈락하여, 원하는 성능을 갖는 완전한 패턴을 형성하기가 곤란하였다. 본 발명의 방법에 따르면, 경화성 수지를 매개로 기판과 기능성 조성물의 접착력을 증대시켜서 원하는 형상의 패턴을 완전하게 기판에 형성할 수 있게 된다.The printing method of transferring a conventional functional composition by directly contacting the substrate has a weak adhesive force between the functional composition and the contact surface of the substrate, so that the functional composition remains in the recess of the mold or the functional composition transferred to the surface of the substrate is dropped. It was difficult to form a complete pattern with the desired performance. According to the method of the present invention, the adhesive force between the substrate and the functional composition can be increased through the curable resin to form a pattern having a desired shape completely on the substrate.

또한 본 발명에 있어서, 기능성 조성물의 점도가 대단히 높은 경우, 예를 들면, 점도가 30,000 센티 포이즈(cP) 이상인 실버 페이스트와 같은 경우에는, 몰드의 오목한 부분으로 기능성 조성물이 완전히 삽입되도록 기능성 조성물을 도포 후에 가압하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, when the viscosity of the functional composition is very high, for example, in the case of a silver paste having a viscosity of 30,000 centipoise (cP) or more, the functional composition is applied so that the functional composition is completely inserted into the concave portion of the mold. It is preferable to further include the step of pressing after.

본 발명의 방법에 따라서 고점도의 실버 페이스트를 사용하여 터치 패널의 배선 패턴을 형성할 경우, 최소 폭을 수 마이크로 미터에서 수십 마이크로 미터 범위로 형성할 수 있으며, 패턴의 사이의 간격도 수십 마이크로 미터 이내로 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 방법에 따르면, 몰드의 오목한 부분에 기능성 조성물이 잔류하지 않기 때문에 원하는 완전한 형태의 패턴을 형성할 수 있다.According to the method of the present invention, when forming the wiring pattern of the touch panel using a high viscosity silver paste, the minimum width can be formed in the range of several micrometers to several tens of micrometers, and the spacing between the patterns is within several tens of micrometers. Can be formed. In addition, according to the method of the present invention, since the functional composition does not remain in the concave portion of the mold, it is possible to form a desired complete form of the pattern.

본 발명의 다른 측면에 따른 수지층의 상부에 형성된 기능성 조성물 패턴을 포함하는 전자 장치는, 기판과, 상기 기판의 일면에 형성된 경화성 수지층과, 상기 경화성 수지층의 상부에 형성된 기능성 조성물 패턴을 포함한다. 본 발명에 있어서 기능성 조성물은 한정되지 않으며, 예를 들면 전도성 조성물, 반전도성 조성물, 유전성 조성물, 절연성 조성물 등을 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서 경화성 수지는 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 경화제의 첨가에 의한 화학적 경화성 수지도 포함한다.An electronic device including a functional composition pattern formed on an upper portion of a resin layer according to another aspect of the present invention includes a substrate, a curable resin layer formed on one surface of the substrate, and a functional composition pattern formed on an upper portion of the curable resin layer. do. In the present invention, the functional composition is not limited and includes, for example, a conductive composition, a semiconducting composition, a dielectric composition, an insulating composition, and the like. In the present invention, the curable resin includes, but is not limited to, a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin. Chemically curable resins by addition of a curing agent are also included.

본 발명에 따른 전자 장치는, 액체 상태에서 경화된 상부 표면에 형성된 기능성 조성물 패턴을 갖는 전자 장치로, 터치 패널이나, 태양광 패널, OLED 디스플레이 패널일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The electronic device according to the present invention is an electronic device having a functional composition pattern formed on an upper surface cured in a liquid state, and may be a touch panel, a solar panel, or an OLED display panel, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 전자 장치에 있어서, 특히 상기 수지층은 액체 상태에서 기능성 조성물의 표면에 도포 된 후에 경화되어, 기능성 조성물과 접촉하는 수지층의 경계면과 기능성 조성물의 경계면이 서로 침투된 것을 특징으로 한다. 기능성 조성물이 실버 페이스트와 같은 페이스트 상태의 전도성 조성물인 경우에는 페이스트 상태의 공극으로 경화성 수지가 침투하여 경화된 것이다.In the electronic device according to the invention, in particular, the resin layer is cured after being applied to the surface of the functional composition in a liquid state, characterized in that the interface between the interface of the resin layer and the functional composition in contact with the functional composition penetrate each other. . When the functional composition is a conductive composition in a paste state such as a silver paste, the curable resin penetrates into the pores in the paste state to cure.

본 발명에 따르면, 기판에 손상이 없는 완전한 패턴을 저렴한 비용으로 전사 인쇄 방법에 의하여 형성할 수 있다. 특히 화학적인 공정을 거치지 않고 상온에서 다양한 형상의 패턴을 저렴한 비용으로 기판에 형성할 수 있다. 또한, 선폭이 수 마이크로 미터에서 수십 마이크로 미터의 정밀한 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 대면적의 패턴도 저렴한 비용으로 형성할 수 있다. 또한, 롤-투-롤 인쇄방법을 적용하여 대량생산이 가능하여 패턴 형성의 제조 원가를 절감할 수 있다.According to the present invention, a complete pattern free from damage to the substrate can be formed by the transfer printing method at low cost. In particular, various shapes of patterns can be formed on a substrate at a low cost at room temperature without being subjected to a chemical process. In addition, not only a precise pattern having a line width of several micrometers to several tens of micrometers can be formed, but a large area pattern can be formed at a low cost. In addition, mass production can be achieved by applying the roll-to-roll printing method, thereby reducing manufacturing cost of pattern formation.

본 발명의 방법을 적용하면, 저렴하게 터치 패널, 태양광 패널, OLED 패널의 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 대면적의 터치 패널, 태양광 패널, OLED 패널의 패턴을 형성할 수 있다.By applying the method of the present invention, patterns of a touch panel, a solar panel, and an OLED panel can be formed as well as a pattern of a touch panel, a solar panel, and an OLED panel can be formed at a low cost.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 조성물의 패턴을 기판상에 형성하는 방법을 설명하는 개략도
도 2는 본 발명의 방법에 따라서 형성한 배선 패턴의 전자현미경 사진으로, 하부는 패턴이 형성된 기판의 사진이고, 상부는 패턴이 형성된 기판의 단면 사진
도 3은 본 발명에 따른 기능성 조성물 패턴이 형성된 전자장치의 다른 실시예의 개략도
도 4는 본 발명에 따른 기능성 조성물 패턴이 형성된 전자장치의 또 다른 실시예의 개략도
도 5는 본 발명에 따른 기능성 조성물의 패턴을 롤-투-롤 방법으로 형성하는 공정을 설명하기 위한 개략도1 is a schematic diagram illustrating a method of forming a pattern of a functional composition according to the present invention on a substrate.
Figure 2 is an electron micrograph of a wiring pattern formed in accordance with the method of the present invention, the lower part is a photograph of the patterned substrate, the upper part is a cross-sectional photograph of the patterned substrate
3 is a schematic diagram of another embodiment of an electronic device having a functional composition pattern according to the present invention;
4 is a schematic diagram of another embodiment of an electronic device having a functional composition pattern formed thereon according to the present invention;
5 is a schematic diagram illustrating a process of forming a pattern of the functional composition according to the present invention by a roll-to-roll method

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부이 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하여 설명하는 본 실시예는 실버 페이스트로 터치 패널의 배선 패턴을 형성하는 공정에 대한 설명이나 이에 한정되는 것은 아니고, 기능성 조성물로 기판 상에 패턴을 형성하는 모든 공정에 적용이 가능하다.The present embodiment described with reference to FIG. 1 is a description of a process of forming a wiring pattern of a touch panel with silver paste, but is not limited thereto, and may be applied to all processes of forming a pattern on a substrate with a functional composition. .

먼저, 도 1(a)에 도시된 것과 같이, 일면에 오목한 부분에 의한 패턴(11)이 형성된 몰드(10)를 준비한다. 몰드(10)는 금속이나 합성수지를 어느 것이나 가능하다. 패턴은 원하는 폭과 높이를 갖도록 가공하여 형성한다. First, as shown in Fig. 1 (a), a mold 10 having a pattern 11 formed by a concave portion on one surface is prepared. The mold 10 may be any metal or synthetic resin. The pattern is formed by processing to have the desired width and height.

다음으로, 도 1(b)에 도시된 것과 같이, 몰드(10)의 패턴(11)이 형성된 면에 기능성 조성물(20)을 도포한다. 높은 전기 전도도를 얻기 위하여 고점도의 실버 페이스트를 사용하는 본 실시예의 경우에는, 도 1(c)에 도시된 것과 같이, 실버 페이스트(20)가 오목한 패턴(11) 내부로 들어가도록 실버 페이스트(20)를 가압한다. 그러나, 기능성 조성물의 점도가 낮아서 도포된 기능성 조성물이 중력에 의하여 오목한 패턴의 내부로 자연적으로 들어갈 경우에는 도 1(c) 공정은 생략될 수 있다.Next, as shown in FIG. 1B, the functional composition 20 is applied to the surface on which the pattern 11 of the mold 10 is formed. In the present embodiment in which a high viscosity silver paste is used to obtain a high electrical conductivity, as shown in FIG. 1C, the silver paste 20 is introduced into the concave pattern 11. Pressurize. However, in the case where the viscosity of the functional composition is so low that the applied functional composition naturally enters into the concave pattern by gravity, the process of FIG. 1C may be omitted.

다음으로, 도 1(d)에 도시된 것과 같이, 몰드(10)의 패턴(11)이 형성된 표면의 볼록부(12)에 도포된 기능성 조성물을 제거한다. 본 실시예에서는 닥터 블레이드를 사용하여 볼록부(12)에 도포된 기능성 조성물을 제거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 방법으로 제거할 수 있다.Next, as shown in FIG. 1D, the functional composition applied to the convex portion 12 on the surface on which the pattern 11 of the mold 10 is formed is removed. In the present embodiment, the functional composition applied to the convex portion 12 is removed using a doctor blade, but is not limited thereto and may be removed in various ways.

다음으로, 도 1(e)에 도시된 것과 같이, 패턴(11)의 볼록부에 도포된 기능성 조성물을 제거한 후, 액체 상태의 경화성 수지를 몰드(10)의 패턴(11)이 형성된 면에 도포한다. 경화성 수지는 열경화성이거나 자외선 경화성이거나 공정의 필요에 따라서 적당한 것을 선택한다. 액체 상태의 수지(30)가 패턴(11)에 채워진 기능성 조성물(20)의 표면과 접촉하면, 수지(30)의 경계면이 기능성 조성물(20)의 경계면 내부로 침투하게 된다. 특히, 페이스트 상태의 기능성 조성물인 경우에는 표면의 공극으로 침투하게 된다.Next, as shown in FIG. 1E, after removing the functional composition applied to the convex portion of the pattern 11, the liquid curable resin is applied to the surface on which the pattern 11 of the mold 10 is formed. do. The curable resin may be either thermosetting or ultraviolet curable, or may be selected according to the needs of the process. When the liquid resin 30 contacts the surface of the functional composition 20 filled in the pattern 11, the interface of the resin 30 penetrates into the interface of the functional composition 20. In particular, in the case of a functional composition in the paste state, it will penetrate into the pores on the surface.

다음으로, 도 1(f)와 같이, 기판(30)을 경화성 수지의 상부에 놓아서 액체 상태의 경화성 수지에 의하여 접촉되도록 한다. 경화성 수지는 기판과 접착력이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 기판(30)은 유리, PC 등 전자 장치에 사용될 수 있는 어느 것이나 가능하다. 또한, 액체 상태의 수지(20)는 접촉하는 기판의 하부면과 접촉하여 하부면에 형성된 요철에 침투하여 접촉면적을 넓히게 된다.Next, as shown in Fig. 1 (f), the substrate 30 is placed on top of the curable resin to be brought into contact with the curable resin in a liquid state. As the curable resin, it is preferable to use one having excellent adhesion to the substrate. The substrate 30 can be anything that can be used for electronic devices such as glass, PC, and the like. In addition, the resin 20 in the liquid state is in contact with the lower surface of the substrate to be contacted to penetrate the unevenness formed in the lower surface to increase the contact area.

다음으로, 도 1(g)에 도시된 것과 같이, 액체 상태의 경화성 수지를 경화시킨다. 자외선 경화성 수지인 경우에는 자외선을 조사하고, 열경화성 수지인 경우에는 경화 온도까지 열을 가한다. 액체 상태의 경화성 수지(30)의 경계면이 기능성 조성물(20)의 경계면이 서로 침투되어 접촉면적이 넓어진 상태에서 경화되어 접착력을 증대시킨다. 또한, 액체 상태에서 기판(40)과 접촉하여 접촉면적이 넓어진 상태에서 경화성 수지가 경화되어 기판과 경화된 경화성 수지의 접착력이 증대된다. 자외선 경화성 수지를 사용하는 경우에는, 기능성 조성물의 액체를 증발시켜서 기능성 조성물(실버 페이스트)이 어느 정도 고형화된 후에 몰드(10)를 제거하기 위하여 몰드를 적당한 온도로 가열하는 공정을 추가할 수도 있다. Next, as shown in Fig. 1G, the curable resin in the liquid state is cured. Ultraviolet rays are irradiated in the case of an ultraviolet ray hardening resin and heat is applied to a hardening temperature in the case of a thermosetting resin. The interface of the curable resin 30 in the liquid state is cured in a state where the interface of the functional composition 20 penetrates each other and the contact area is widened to increase the adhesive force. In addition, the curable resin is cured in contact with the substrate 40 in the liquid state and the contact area is widened, thereby increasing the adhesion between the substrate and the curable curable resin. When using an ultraviolet curable resin, the process of heating a mold to a suitable temperature may be added in order to remove the mold 10 after evaporating the liquid of a functional composition and solidifying it to some extent.

다음으로, 도 1(h)와 같이 몰드(10)를 분리하여 공정을 완성한다. 소프트 몰드를 사용하는 경우에는 기판(30)이 유리와 같이 강도가 있는 것을 사용하여도 분리가 용이하나, 몰드가 금속인 경우에는 몰드의 분리를 용이하게 하기 위하여 기판을 탄성이 있는 소재를 사용하는 것이 좋다.Next, the mold 10 is separated as shown in FIG. 1 (h) to complete the process. In the case of using a soft mold, the substrate 30 is easily separated even if the substrate 30 has a strength such as glass, but when the mold is a metal, a substrate having elastic material is used to facilitate separation of the mold. It is good.

종래의 기능성 조성물을 기판에 직접 접촉시켜서 전사하는 인쇄 방법은, 기능성 조성물과 기판의 접촉면 사이의 접착력이 약하기 때문에 기능성 조성물이 몰드의 오목한 부분에 잔류하거나 기판의 표면에 전사된 기능성 조성물이 탈락하여, 원하는 성능을 갖는 완전한 패턴을 형성하기가 곤란하였다. 본 발명의 방법에 따르면, 경화성 수지를 매개로 기판과 기능성 조성물의 접착력을 증대시켜서 원하는 형상의 패턴을 완전하게 기판에 형성할 수 있게 된다.The printing method of transferring a conventional functional composition by directly contacting the substrate has a weak adhesive force between the functional composition and the contact surface of the substrate, so that the functional composition remains in the recess of the mold or the functional composition transferred to the surface of the substrate is dropped. It was difficult to form a complete pattern with the desired performance. According to the method of the present invention, the adhesive force between the substrate and the functional composition can be increased through the curable resin to form a pattern having a desired shape completely on the substrate.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 PC 기판 상에 실버 페이스트의 배선 패턴을 형성한 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다. 도 2에 도시된 배선 패턴은 폭이 약 3 마이크로 미터, 패턴 사이의 간격이 약 15 마이크로 미터, 패턴의 높이가 약 15 마이크로 미터인 것이다. 본 실시예에서 사용된 실버 페이스트는 점도가 19490 cP 이다. 또한, 본 실시예에 사용된 수지는 대한민국 경기도 화성시 향남읍 백토리 226-20 소재의 (주)씨씨텍에서 생산한 NE0129-2 UV경화형 수지로, PC (polycarbonate) 필름과 접착력이 우수한 수지이다. 수지층의 두께는 약 2 마이크로 미터이다. 도 2의 절단면을 살펴보면, 기판과 실버 페이스트가 자외성 경화 수지로 단단하게 결합되어 있는 것을 볼 수 있다. 특히, 실버 페이스트 패턴의 하단부를 살펴보면 경화성 수지가 실버 페이스트의 경계면으로 침투하여, 접촉 면적이 넓어지고, 경화가 진행되면서 일체화되어 단단하게 결합 된 것을 볼 수 있다. 실버 페이스트 조성물이 경화성 수지를 매개로 기판과 단단하게 결합하여, 몰드의 오목한 패턴 내부에 실버 페이스트가 잔류하지 않고 완전히 빠져나오게 된다. 또한, 기판 상에 형성된 구조물도 외부의 충격에 의하여 기판으로부터 탈락 되는 것도 방지하게 된다.2 is an electron micrograph showing a state in which a wiring pattern of silver paste is formed on a PC substrate using the method according to the present invention. The wiring pattern shown in FIG. 2 is about 3 micrometers wide, about 15 micrometers in spacing between patterns, and about 15 micrometers in height of the pattern. The silver paste used in this example has a viscosity of 19490 cP. In addition, the resin used in this embodiment is a NE0129-2 UV-curable resin produced by CTEC Co., Ltd., 226-20, Baektori, Hwaseong-si, Gyeonggi-do, Korea. The thickness of the resin layer is about 2 micrometers. Looking at the cut surface of Figure 2, it can be seen that the substrate and the silver paste is firmly bonded to the ultraviolet curing resin. In particular, when looking at the lower end of the silver paste pattern it can be seen that the curable resin penetrates into the interface of the silver paste, the contact area becomes wider, and is integrated and tightly bonded as the curing proceeds. The silver paste composition is firmly bonded to the substrate via the curable resin, so that the silver paste does not remain inside the concave pattern of the mold and completely exits. In addition, the structure formed on the substrate is also prevented from falling off the substrate by an external impact.

도 3은 본 발명에 따른 기능성 조성물 패턴이 형성된 전자장치의 다른 실시예의 개략도이다. 본 실시예의 전자장치가, 도 1(h)에 도시된 실시예의 전자장치와 다른 점은, 기능성 조성물 패턴(20)의 상부에 제2 경화성 수지층(35)을 형성하고, 제2 경화성 수지층(35)의 상부에 제2 기능성 조성물 패턴(25)을 형성한 점이다. 제2 기능성 패턴(25)을 제2 경화성 수지층(35)의 상부에 형성하는 방법은 먼저, 제2 기능성 조성물 패턴이 형성된 별도의 몰드에 도 1(a) - 도 1(e) 도시된 순서에 따라서 기능성 조성물(25)을 채우고 제2 경화성 수지층(35)을 도포한다. 다음으로, 미리 완성된 기판(40)과 경화성 수징층(30)과 기능성 조성물 패턴(20)을 구비한 전자장치를 패턴(20)이 제2 경화성 수지를 향하도록 적층하고, 제2 경화성 수지를 경화시키고, 몰드로부터 분리한다.3 is a schematic diagram of another embodiment of an electronic device having a functional composition pattern according to the present invention. The electronic device of the present embodiment differs from the electronic device of the embodiment shown in FIG. 1 (h) by forming the second curable resin layer 35 on the functional composition pattern 20 and forming the second curable resin layer. It is the point which formed the 2nd functional composition pattern 25 in the upper part of (35). The method of forming the second functional pattern 25 on the upper portion of the second curable resin layer 35 is first performed in a separate mold in which the second functional composition pattern is formed. According to this, the functional composition 25 is filled and the second curable resin layer 35 is applied. Next, the electronic device including the substrate 40, the curable hydration layer 30, and the functional composition pattern 20, which is completed in advance, is laminated so that the pattern 20 faces the second curable resin, and the second curable resin is Cure and remove from mold.

도 4는 본 발명에 따른 기능성 조성물 패턴이 형성된 전자장치의 또 다른 실시예의 개략도이다. 본 실시예의 전자 장치가 도 1(h)에 도시된 전자 장치와 다른 점은, 기판(40)의 배면에 제2 경화성 수지층(35)을 형성하고, 제2 경화성 수지층(35)의 상부에 제2 기능성 조성물 패턴(25)을 형성한 점이다. 기판(40)의 배면 제2 경화성 수지층(35)과 제2 기능성 조성물 패턴(25)을 형성하는 방법은, 제2 기능성 조성물 패턴(25)을 형성하기 위하여 도 1(a) - (e) 공정을 실시하고, 도 1(f) 공정에서 사전에 기능성 조성물 패턴(20)이 형성된 기판을 적층하고, 제2 경화성 수지층(35)을 경화시킨 후 패턴(25)을 분리한다.4 is a schematic diagram of another embodiment of an electronic device having a functional composition pattern according to the present invention. The electronic device of the present embodiment differs from the electronic device shown in FIG. 1H by forming a second curable resin layer 35 on the back surface of the substrate 40 and forming an upper portion of the second curable resin layer 35. It is the point which formed the 2nd functional composition pattern 25 in the. The method of forming the second curable resin layer 35 and the second functional composition pattern 25 on the back of the substrate 40 is performed to form the second functional composition pattern 25 in FIGS. 1A to 1E. The process is performed, the board | substrate with which the functional composition pattern 20 was formed previously is laminated | stacked in the process of FIG. 1 (f), the 2nd curable resin layer 35 is hardened, and the pattern 25 is isolate | separated.

전도성 조성물을 사용하여 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 같은 구조를 갖는 전자 장치를 제조하면, 미세한 패턴을 갖고 두께가 얇은 터치 패널을 저렴하게 제조할 수 있다.When the electronic device having the same structure as the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is manufactured using the conductive composition, a touch panel having a fine pattern and a thin thickness can be manufactured at low cost.

도 5는 본 발명에 따른 패턴 형성방법의 또 다른 실시예로, 롤-투-롤 방법으로 연속적으로 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다.Figure 5 is a further embodiment of the pattern forming method according to the present invention, schematically showing a method of continuously forming a pattern by a roll-to-roll method.

회전하도록 설치된 원통형상의 몰드 로울러(10)의 표면에 패턴이 형성되어 있다. 기능성 조성물(20)은 제1 어플리케이터(50)에 의하여 몰드 로울러(10)의 표면에 도포된다. 닥터 블레이드(15)는 몰드 로울러(10)의 볼록한 표면에 도포된 기능성 조성물(20)을 제거하고, 제2 어플리케이터(60)는 몰드 로울러(60)의 표면에 액체 상태의 자외선 경화성 수지(30)를 도포한다. 연속적으로 공급되는 필름 형태의 기판(40)에 을 수지층(30)에 접촉시키고, 자외선 조사장치(70)로 자외선을 수지(30)에 조사하여 경화시킨다. 몰드 로울러(10)가 계속적으로 회전하면, 수지와 강하게 결합된 기능성 조성물(20)이 패턴으로 빠져서 연속적으로 기판(40) 상에 형성되게 된다.The pattern is formed in the surface of the cylindrical mold roller 10 installed so as to rotate. The functional composition 20 is applied to the surface of the mold roller 10 by the first applicator 50. The doctor blade 15 removes the functional composition 20 applied to the convex surface of the mold roller 10, and the second applicator 60 has a liquid ultraviolet curable resin 30 on the surface of the mold roller 60. Apply. Is brought into contact with the resin layer 30 to the film form substrate 40 continuously supplied, and the ultraviolet rays are irradiated to the resin 30 with the ultraviolet irradiation device 70 to cure. As the mold roller 10 rotates continuously, the functional composition 20 strongly bound to the resin is pulled out of the pattern and continuously formed on the substrate 40.

10 몰드
11 패턴
20 기능성 조성물
30 경화성 수지
40 기판
50 제1 어플리케이터
60 제2 어플리케이터
70 자외선 조사 장치10 mold
11 patterns
20 Functional Composition
30 curable resin
40 substrates
50 first applicator
60 second applicator
70 UV irradiation device

Claims (15)

a) 오목한 패턴이 형성된 몰드의 표면에 기능성 조성물을 도포하는 단계;
b) 몰드의 패턴의 볼록한 표면에 도포된 기능성 조성물을 제거하는 단계;
c) 상기 패턴이 형성된 몰드의 표면에 액체 상태의 경화성 수지를 도포하는 단계;
d) 상기 경화성 수지층 상에 기판을 배치하는 단계;
e) 상기 경화성 수지층을 경화시키는 단계; 및
f) 상기 몰드를 제거하는 단계;
를 포함하는 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법.a) applying a functional composition to the surface of the mold on which the concave pattern is formed;
b) removing the functional composition applied to the convex surface of the pattern of the mold;
c) applying a curable resin in a liquid state to a surface of the mold on which the pattern is formed;
d) disposing a substrate on the curable resin layer;
e) curing the curable resin layer; And
f) removing the mold;
Forming a pattern of the functional composition on a substrate comprising a. 제1항에 있어서,
상기 기능성 조성물은 전도성 조성물, 유전성 조성물, 반전도성 조성물 중에서 선택된 어느 하나인 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법.The method of claim 1,
And wherein said functional composition is any one selected from a conductive composition, a dielectric composition, and a semiconducting composition. 제1항에 있어서,
상기 기능성 조성물은 점도가 10,000 센티 포이즈(cP) 이상이고,
기능성 조성물을 도포 후 가압하여 패턴의 요부로 기능성 조성물을 주입하는 단계를 더 포함하는 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법.The method of claim 1,
The functional composition has a viscosity of at least 10,000 centipoise (cP),
Applying the functional composition and then applying pressure to inject the functional composition into the recess of the pattern to form a pattern of the functional composition on the substrate. 제3항에 있어서,
상기 전도성 조성물은 실버 페이스트인 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법.The method of claim 3,
And the conductive composition is a silver paste to form a pattern of the functional composition on the substrate. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화성 수지는 자외선 경화성 수지, 열 경화성 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 상에 기능성 조성물의 패턴을 형성하는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Said curable resin consists of either ultraviolet curable resin or thermosetting resin, The method of forming the pattern of a functional composition on the board | substrate characterized by the above-mentioned. 기판과,
상기 기판의 일면에 형성된 경화성 수지층과,
상기 경화성 수지층의 상부에 형성된 기능성 조성물 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.A substrate;
A curable resin layer formed on one surface of the substrate,
And a functional composition pattern formed on top of the curable resin layer. 제6항에 있어서,
상기 수지층은 액체 상태에서 기능성 조성물의 표면에 도포 된 후에 경화되어, 기능성 조성물과 접촉하는 수지층의 경계면이 기능성 조성물의 경계면으로 침투하여 경화된 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 6,
And the resin layer is cured after being applied to the surface of the functional composition in a liquid state, so that an interface of the resin layer in contact with the functional composition penetrates into the interface of the functional composition and is cured. 제7항에 있어서,
상기 기능성 조성물은 전도성 조성물, 유전성 조성물, 반전도성 조성물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 조성물인 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 7, wherein
The functional composition is an electronic device, wherein the functional composition is any one selected from a conductive composition, a dielectric composition, and a semiconducting composition. 제7항에 있어서,
상기 기능성 조성물은 실버 페이스트인 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 7, wherein
The functional composition is an electronic device, characterized in that the silver paste. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화성 수지는 자외선 경화성 수지, 열 경화성 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자장치.10. The method according to any one of claims 6 to 9,
The curable resin is an electronic device, characterized in that made of any one of ultraviolet curable resin, thermosetting resin. 제9항에 있어서,
상기 패턴의 폭은 80 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 전자 장치.10. The method of claim 9,
And the width of the pattern is 80 micrometers or less. 제6항에 있어서,
상기 기능성 조성물 패턴의 상부에 도포 된 제2 경화성 수지층과,
상기 제2 경화성 수지층의 상부에 형성된 제2 기능성 조성물 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.The method according to claim 6,
A second curable resin layer coated on top of the functional composition pattern,
And a second functional composition pattern formed on the second curable resin layer. 제6항에 있어서,
상기 기판의 배면에 도포 된 제2 경화성 수지층과,
상기 제2 경화성 수지층의 상부에 형성된 기능성 조성물 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 6,
A second curable resin layer coated on the back of the substrate,
The electronic device, characterized in that it further comprises a functional composition pattern formed on top of the second curable resin layer. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 기능성 조성물은 전도성 조성물, 유전성 조성물, 반전도성 조성물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 조성물인 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method according to claim 12 or 13,
The functional composition is an electronic device, wherein the functional composition is any one selected from a conductive composition, a dielectric composition, and a semiconducting composition. 제14항에 있어서,
상기 제2 경화성 수지층은 액체 상태에서 제2 기능성 조성물의 표면에 도포 된 후에 경화되어, 제2 기능성 조성물과 접촉하는 제2 수지층의 경계면이 제2 기능성 조성물의 경계면으로 침투하여 경화된 것을 특징으로 하는 전자 장치.15. The method of claim 14,
The second curable resin layer is cured after being applied to the surface of the second functional composition in a liquid state, so that the interface of the second resin layer in contact with the second functional composition penetrates into the interface of the second functional composition and cured. Electronic device.
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