KR20140004325A - Method to form micro pattern on substrate by using ehd jet and surface treatment - Google Patents

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Abstract

A method for forming micropatterns on a substrate using an EHD jet and surface treatment according to an embodiment of the present invention comprises the following: a hydrophobicity applying step for producing a hydrophobic substrate by coating the substrate with a coating material; a substrate wettability removal step for controlling the wettability of the coated substrate; and a micropattern formation step for forming the micropatterns on the substrate using an EHD (electrohydrodynamic) jet. According to an embodiment of the present invention, hydrophobicity is applied by coating the substrate and wettability of the substrate is controlled for adjusting the thickness and dielectric permittivity of a thin film of the substrate, thus the micropatterns can be formed on the substrate by selectively controlling the jetting frequency or the size of droplets. [Reference numerals] (AA) Movement path of a sinker; (BB) End; (S100) Hydrophobicity applying step for applying the hydrophobicity to a substrate; (S200) Substrate wettability removal step for controlling the wettability of a coated substrate; (S300) Micropattern formation step for forming the micropattern on the substrate using an EHD (electrohydrodynamic) jet

Description

표면처리 및 ＥＨＤ 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법{Method to form micro pattern on substrate by using EHD jet and surface treatment }Method to form micro pattern on substrate by using EHD jet and surface treatment}

표면처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 기판을 코팅 처리함으로써 소수성을 부여하고, 아울러 기판의 젖음성을 조절함으로써 기판의 박막 두께 및 유전율을 조절할 수 있으며, 이에 따라 액적의 분사 주파수(jetting frequency) 또는 크기를 선택적으로 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있는 EHD젯을 이용한 기판의 인쇄 방법이 개시된다.
Disclosed is a method of forming a fine pattern of a substrate using a surface treatment and an EHD jet. More specifically, by coating the substrate to give hydrophobicity, and also by controlling the wettability of the substrate can be adjusted the thickness and dielectric constant of the thin film of the substrate, thereby selectively controlling the jetting frequency (jetting frequency) or size of the droplets A method of printing a substrate using an EHD jet capable of forming a fine pattern on the substrate is disclosed.

인쇄 전자 기술은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분된다. 여기서 비접촉식 인쇄 전자 방식은 피에조(piezo) 타입이 대표적이다. 피에조 방식은 크리스털의 진동에 따라 물질의 수축, 팽창하는 힘에 의해 잉크를 분사해주는 원리를 가지며, 이에 따라 헤드의 수명이 길고 출력물의 색상이 비교적 우수하며 휘발성이 강한 솔벤트 잉크나 오일 잉크로 사용할 수 있는 장점이 있다.Printed electronics technology is largely divided into contact and contactless. In this case, the non-contact printed electronic system is typically a piezo type. Piezo method has the principle of ejecting ink by the force of shrinking and expanding the material according to the vibration of the crystal. Therefore, it can be used as solvent ink or oil ink which has a long life of the head, relatively good printout color and high volatility. There is an advantage.

그러나 이러한 피에조 방식의 인쇄 전자 기술의 경우 노즐의 내경 크기에 따라 액적의 크기가 크게 의존함으로써 고해상도 패터닝에 한계를 나타내고 있고, 내경의 크기를 줄일 경우 노즐 막힘 현상을 야기할 수 있다. 다시 말해, 액적의 지름이 수십 마이크로미터 정도로 상대적으로 크기 때문에 미세 패턴 형성에 많은 어려움이 있다. However, in the piezoelectric printed electronic technology, the size of the droplet is largely dependent on the size of the inner diameter of the nozzle, thereby limiting the high resolution patterning, and reducing the size of the inner diameter may cause the nozzle clogging. In other words, since the diameter of the droplet is relatively large, such as several tens of micrometers, there are many difficulties in forming a fine pattern.

기판의 표면 처리 조건에 따라 기판의 젖음성(Wettability)과 기판 위의 잉크 액적의 건조 특성과 거동이 변화되므로 표면 처리가 최종적으로 형성되는 잉크젯 패턴의 형상에 미치는 영향을 정확하게 예측하기가 쉽지 않다. 따라서 원하는 미세 패턴 형상과 폭 등을 만들기 위해서는 사전에 많은 실험을 통해 최적의 조건을 찾아내어야만 한다.Since the wettability of the substrate and the drying characteristics and behavior of the ink droplets on the substrate change according to the surface treatment conditions of the substrate, it is difficult to accurately predict the influence of the surface treatment on the shape of the finally formed inkjet pattern. Therefore, in order to make a desired fine pattern shape and width, it is necessary to find out the optimum conditions through many experiments in advance.

아울러 노즐로부터 분사된 잉크 액적의 크기가 커질수록 큰 운동에너지를 가져 노즐로부터 분사된 액적이 기판에 떨어질 때 기판과의 충돌에 의해 액적이 퍼지게 되며, 이로 인해 원하는 미세 패턴을 형성하는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 미세한 선폭을 갖는 패턴을 제작하는 데 한계가 있다.In addition, the larger the size of the ink droplets ejected from the nozzle, the greater the kinetic energy, and when the droplets ejected from the nozzle fall on the substrate, the droplets are spread by the collision with the substrate, which makes it difficult to form a desired fine pattern. In addition, there is a limit in producing a pattern having a fine line width.

이에 고해상도 패터닝을 위해서 전기장을 이용하는 EHD(Electro hydrodynamic) 인쇄 기술이 연구되고 있다. EHD젯을 이용한 공정은 노즐의 끝단과 노즐 하부에 전극을 위치시키고 그 사이에 발생하는 전기장을 이용하여 노즐 끝단의 액면에서 제트류가 분사되는 원리를 이용한다.Therefore, EHD (Electro hydrodynamic) printing technology using an electric field for high resolution patterning has been studied. The process using the EHD jet uses the principle that the jet is injected from the liquid level at the nozzle end by using the electric field generated between the electrode tip and the nozzle end of the nozzle.

EHD 공정이 적용되는 인쇄 기술의 경우, 전기장을 이용하여 용액을 분사시키게 되는데, 전기장을 변화시키는 방법으로 입력 전압의 조절, 입력 전압의 형상 조절(예: 펄스), 노즐과 기판 사이의 거리 조절 등에 집중이 되어 있다. 그러나 이러한 EHD 공정은 이러한 변수들의 작은 변화에도 매우 민감하여 분사 주파수 및 액적의 크기를 제어하는 데 어려움이 있다.
In the printing technology applied with the EHD process, the solution is sprayed by using an electric field. The method of changing the electric field adjusts the input voltage, adjusts the shape of the input voltage (for example, pulse), and adjusts the distance between the nozzle and the substrate. It is concentrated. However, this EHD process is very sensitive to small changes in these parameters, which makes it difficult to control the injection frequency and the droplet size.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 기판을 코팅 처리함으로써 소수성을 부여하고, 아울러 기판의 젖음성을 조절함으로써 기판의 박막 두께 및 유전율을 조절하여, 이에 따라 노즐에서 분사되는 액적의 분사 주파수 또는 액적의 크기를 선택적으로 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있는, 표면처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다. An object according to an embodiment of the present invention is to impart hydrophobicity by coating the substrate, and to control the thickness and dielectric constant of the thin film of the substrate by controlling the wettability of the substrate, thereby controlling the injection frequency or the droplet of the droplet sprayed from the nozzle. The present invention provides a method for forming a fine pattern of a substrate using a surface treatment and an EHD jet capable of selectively adjusting the size to form a fine pattern on the substrate.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 입력 전압, 전압의 펄스 형태 등을 고정시키고, 기판의 표면처리만으로도 미세 패턴의 형상을 제어할 수 있는 표면처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern of a substrate using a surface treatment and an EHD jet, which can fix an input voltage, a pulse shape of a voltage, and the like and control the shape of the fine pattern only by surface treatment of the substrate. To provide.

본 발명의 실시예에 따른 표면처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법은, 기판 상에 코팅 물질을 코팅함으로써 소수성을 갖는 기판을 형성하는, 소수성 부여 단계; 코팅 처리된 상기 기판의 젖음성을 제어하는, 기판 젖음성 제어 단계; 및 EHD(Electrohydrodynamic) 젯(jet)을 통해 상기 기판에 미세 패턴을 형성하는, 미세 패턴 형성 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 단계적 구성에 의해서, 기판을 코팅 처리함으로써 소수성을 부여하고, 아울러 기판의 젖음성을 조절함으로써 기판의 박막 두께 및 유전율을 조절할 수 있으며, 이에 따라 액적의 분사 주파수 또는 액적의 크기를 선택적으로 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.In accordance with an embodiment of the present invention, a method for forming a fine pattern of a substrate using a surface treatment and an EHD jet includes: providing a hydrophobic substrate by coating a coating material on the substrate; Controlling the wettability of the coated substrate; And a fine pattern forming step of forming a fine pattern on the substrate through an EHD (Electrohydrodynamic) jet. By this step configuration, the substrate may be treated by coating to provide hydrophobicity, and By controlling the wettability, the film thickness and dielectric constant of the substrate may be controlled. Accordingly, the spraying frequency or the size of the droplet may be selectively controlled to form a fine pattern on the substrate.

상기 소수성 부여 단계에서, 상기 기판은 스핀 코팅(spin coating), 플라즈마(plasma) 처리 딥 코팅(deep coating) 중 어느 하나의 코팅 방법에 의해서 코팅 처리될 수 있다.In the hydrophobic imparting step, the substrate may be coated by any one of spin coating and plasma coating deep coating.

상기 소수성 부여 단계에서 상기 기판은 상기 코팅 물질에 의해 중첩으로 복수 회 코팅될 수 있다.In the hydrophobic imparting step, the substrate may be coated a plurality of times in an overlap by the coating material.

상기 코팅 물질은 소수성 재질일 수 있다.The coating material may be a hydrophobic material.

상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 자외선 처리(UV treatment) 또는 열 처리, 플라즈마 처리 등과 같은 방법에 의해서 상기 기판의 젖음성을 제어할 수 있다.In the substrate wettability control step, the wettability of the substrate may be controlled by a method such as UV treatment, heat treatment, or plasma treatment.

상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 자외선 처리 또는 플라즈마 처리 또는 열처리에 의해 상기 기판의 젖음성과, 두께 또는 유전율을 변화시킴으로써 액적의 분사 주파수 및 크기를 조절할 수 있다.In the substrate wettability control step, the spraying frequency and size of the droplets may be adjusted by changing the wettability, thickness, or dielectric constant of the substrate by UV treatment, plasma treatment, or heat treatment.

상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 상기 자외선 처리 또는 열처리, 플라즈마 처리 시간의 증가에 따라 상기 기판의 두께 또는 유전율을 변화시킴으로써 상기 기판에 형성되는 전기장의 세기를 제어할 수 있다.
In the substrate wetting control step, it is possible to control the intensity of the electric field formed on the substrate by changing the thickness or dielectric constant of the substrate in accordance with the increase in the UV treatment, heat treatment, plasma treatment time.

본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 EHD를 이용한 패턴 형성 시 입력 전압 및 전압의 펄스를 변화시켜 용액의 분사 조건을 제어하는 기존의 방식과 달리 기판을 코팅 처리함으로써 소수성을 부여하고, 아울러 기판의 젖음성을 조절함으로써 기판의 박막 두께 및 유전율을 조절할 수 있으며, 이에 따라 노즐에서 분사되는 액적의 분사 주파수 또는 액적의 크기를 선택적으로 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, unlike the conventional method of controlling the injection condition of the solution by changing the input voltage and the voltage pulse when forming a pattern using the conventional EHD, the hydrophobicity is given by coating the substrate, By controlling the wettability, the thickness and dielectric constant of the thin film of the substrate may be adjusted. Accordingly, the spraying frequency or the size of the droplets sprayed from the nozzle may be selectively controlled to form a fine pattern on the substrate.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, EHD인쇄 장비의 입력 전압이나 전압의 입력 형상의 변화 없이도 액적의 분사 주파수 또는 액적의 크기를 선택적으로 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to selectively adjust the spraying frequency or the size of the droplets without changing the input shape of the EHD printing equipment or the input shape of the voltage to form a fine pattern on the substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법에 의해 소수성이 부여된 기판 및 친수성을 갖는 종래의 기판에서 증착된 패턴의 형상을 표현한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 코팅 횟수에 따른 증착 패턴의 형상을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 코팅 횟수에 따른 박막 두께 및 유전율 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 자외선 처리 시간에 따른 증착 패턴의 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 자외선 처리 시간에 따른 기판 표면의 젖음성 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 자외선 처리 시간에 따른 기판의 박막 두께 및 유전율의 변화를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법이 적용되는 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 노즐의 잉크에 작용하는 힘을 나타낸 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a method for forming a fine pattern of a substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the shape of the pattern deposited on a substrate having a hydrophobicity and a conventional substrate having a hydrophilicity by the method for forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the shape of the deposition pattern according to the number of coating in the method for forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a change in the thickness and the dielectric constant according to the number of coatings in the method of forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the shape of the deposition pattern according to the UV treatment time in the method for forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a change in the wettability of the substrate surface with the ultraviolet light treatment time of FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a change of a thin film thickness and a dielectric constant of a substrate according to an ultraviolet light treatment time.
8 is a diagram schematically illustrating a printing apparatus to which a method for forming a fine pattern of a substrate according to an embodiment of the present invention is applied.
9 is a view showing a force acting on the ink of the nozzle shown in FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법의 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for forming a fine pattern of a substrate according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴 형성 방법은, 기판 상에 코팅 물질을 코팅함으로써 기판에 소수성을 갖는 기판을 형성하는 소수성 부여 단계(S100)와, 코팅 처리된 기판의 젖음성을 제어하는 기판 젖음성 제어 단계(S200)와, EHD(Electrohydrodynamic) 젯(jet)을 통해 기판에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 단계(S300)를 포함할 수 있다.As shown in the drawing, the method for forming a fine pattern of a substrate using the surface treatment and the EHD jet according to an embodiment of the present invention provides a hydrophobicity step of forming a substrate having hydrophobicity on the substrate by coating a coating material on the substrate (S100). ), A substrate wettability control step (S200) of controlling the wettability of the coated substrate, and a fine pattern formation step (S300) of forming a fine pattern on the substrate through an EHD (Electrohydrodynamic) jet. .

먼저, 기판에 코팅하기 전에 기판 표면을 세척하는 단계가 수행될 수 있다. 이러한 기판 세척 단계에 의해서 기판 표면의 파티클을 제거할 수 있으며 이후 실행되는 코팅 처리가 신뢰성 있게 이루어질 수 있다.First, the step of cleaning the substrate surface may be performed before coating on the substrate. This substrate cleaning step can remove particles from the substrate surface and the subsequent coating treatment can be done reliably.

본 실시예의 소수성 부여 단계(S100)는, 기판에 소수성을 부여하는 단계이다. 여기서, 기판에 소수성을 부여하기 위해 소수성 재질로 마련되는 다양한 코팅 물질을 이용하여 스핀 코팅(spin coating)이나 딥 코팅(deep coating) 또는 플라즈마 처리 등이 실행될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 코팅 방법에 의해 기판에 소수성을 부여할 수 있음은 당연하다.Hydrophobicity imparting step (S100) of the present embodiment is a step of imparting hydrophobicity to the substrate. Here, spin coating, deep coating, or plasma treatment may be performed using various coating materials provided with a hydrophobic material to impart hydrophobicity to the substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the hydrophobicity may be imparted to the substrate by another coating method.

이와 같이, 기판에 소수성을 부여함으로써 이후 실행될 미세 패턴 형성 단계(S300) 시 원하는 선폭의 미세 패턴을 신뢰성 있게 형성할 수 있다.As such, by providing hydrophobicity to the substrate, a fine pattern having a desired line width may be reliably formed in the fine pattern forming step (S300) to be performed later.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법에 의해 소수성이 부여된 기판 및 친수성을 갖는 종래의 기판에서 증착된 패턴의 형상을 표현한 도면이다.2 is a view showing the shape of the pattern deposited on a substrate having a hydrophobicity and a conventional substrate having a hydrophilicity by the method for forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 것처럼, 종래의 경우(도 2의 좌측 도면) 상대적으로 큰 액적이 생성될 뿐만 아니라 전기장에 의해서 증착된 액적이 옆으로 퍼지는 현상이 발생되는데, 본 발명의 실시예의 경우(도 2의 우측 도면) 기판에 소수성이 부여됨으로써 원하는 선폭의 미세 패턴을 형성할 수 있다.As shown in the drawing, in the conventional case (left side of FIG. 2), not only a relatively large droplet is generated but also a phenomenon in which a droplet deposited by an electric field is spread sideways, in the case of an embodiment of the present invention (right side of FIG. 2). By applying hydrophobicity to the substrate, a fine pattern having a desired line width can be formed.

또한, 본 실시예의 소수성 부여 단계(S100) 시 코팅은 중첩해서 복수 회 이루어질 수 있다. 아울러, 소수성 부여 단계(S100) 시 기판 상에 코팅에 의한 박막은 균질하게 형성될 수 있다. In addition, in the hydrophobic imparting step (S100) of the present embodiment, the coating may be made a plurality of times overlapping. In addition, the thin film by coating on the substrate during the hydrophobic imparting step (S100) may be formed homogeneously.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 코팅 횟수에 따른 증착 패턴의 형상을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 코팅 횟수에 따른 박막 두께 및 유전율 변화를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the shape of the deposition pattern according to the number of coatings in the method of forming a fine pattern of another substrate in an embodiment of the present invention, Figure 4 is a coating in the method of forming a fine pattern of another substrate in an embodiment of the present invention It is a figure which shows the film thickness and dielectric constant change with the frequency | count.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 소수성 부여 단계(S100)에서 코팅 횟수가 증가할수록 기판 상에 증착되는 패턴의 해상도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the resolution of the pattern deposited on the substrate can be improved as the number of coatings increases in the hydrophobic imparting step S100 of this embodiment.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 소수성 부여 단계(S100)에서 코팅 횟수가 증가할수록 기판 상에 코팅되는 박막의 두께 및 유전율(permittivity)이 증가되는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the thickness and permittivity of the thin film coated on the substrate increase as the number of coatings increases in the hydrophobic imparting step S100 of the present embodiment.

이와 같이, 소수성 부여 단계(S100)에서 기판에 대한 코팅 횟수를 조절함으로써 패턴의 해상도 및 박막의 두께 그리고 유전율을 선택적으로 조절할 수 있으며, 따라서 이후 실행될 미세 패턴 단계(S300)에서 우수한 인쇄 신뢰성을 얻을 수 있다.As such, by adjusting the number of coatings on the substrate in the hydrophobic step (S100), the resolution of the pattern, the thickness of the thin film, and the dielectric constant may be selectively controlled, and thus, excellent printing reliability may be obtained in the fine pattern step (S300) to be performed later. have.

한편, 본 실시예의 기판 젖음성 제어 단계(S200)는, 자외선 처리를 통해서 균질하게 코팅 처리된 기판에 젖음성을 부여하고 젖음성을 제어하는 단계이다. 이러한 기판 젖음성 제어 단계(S200)에 의해 기판의 박막 두께 및 유전율 등을 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 액적의 분사 주파수를 조절할 수 있다. 다만, 젖음성 제어 단계에서 기판에 젖음성을 부여하기 위한 처리 방법이 자외선 처리에만 한정되는 것이 아니며, 열처리 또는 플라즈마 처리 등의 다양한 처리 방법이 적용 될 수 있음은 당연하다.On the other hand, the substrate wettability control step (S200) of the present embodiment is a step of providing wettability to the homogeneously coated substrate through UV treatment and controlling the wettability. The substrate wettability control step (S200) may change the thickness and dielectric constant of the substrate, thereby adjusting the spraying frequency of the droplet. However, the treatment method for imparting the wettability to the substrate in the wettability control step is not limited to the ultraviolet light treatment, and various treatment methods such as heat treatment or plasma treatment may be applied.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 미세 패턴 형성 방법에서 자외선 처리 시간에 따른 증착 패턴의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 자외선 처리 시간에 따른 기판 표면의 젖음성 변화를 나타낸 도면이고, 도 7은 자외선 처리 시간에 따른 기판의 박막 두께 및 유전율의 변화를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing the shape of the deposition pattern according to the ultraviolet light treatment time in the method for forming a fine pattern of the substrate according to an embodiment of the present invention, Figure 6 shows a change in the wettability of the substrate surface according to the ultraviolet light treatment time of FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a change of a film thickness and a dielectric constant of a substrate according to an ultraviolet light treatment time.

도 5를 참조하면, 기판을 코팅 처리한 후 자외선 처리하는 경우 자외선 처리 시간이 길어짐에 따라 액적의 미세 패턴이 변화됨을 알 수 있다. 도 5의 좌측 상단의 도면을 참조하면, 코팅 처리가 안 된 기판의 경우 액적이 퍼지면서 패턴을 형성하는 데 반해, 코팅 처리가 된 본 실시예의 경우 자외선 처리 시간 및 접촉 각도 등에 따라서 증착 패턴의 형상을 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, in the case of UV treatment after coating the substrate, it can be seen that the fine pattern of the droplet changes as the UV treatment time becomes longer. Referring to the drawing on the upper left of FIG. 5, in the case of the substrate which is not coated, droplets spread and form a pattern, whereas in the present embodiment, which is coated, the shape of the deposition pattern depends on the UV treatment time and the contact angle. It can be seen that can change the.

도 6을 참조하면, 자외선 처리 시간의 증가에 따라 기판 박막의 두께 및 유전율이 감소가 이루어지는데, 이를 통해 전기장의 세기가 강해짐으로써 액적의 분사 주파수에 영향을 미칠 수 있음을 유추할 수 있다. Referring to FIG. 6, as the UV treatment time increases, the thickness and dielectric constant of the substrate thin film decrease, and it can be inferred that the intensity of the electric field increases, thereby affecting the spraying frequency of the droplet.

여기서, 자외선 처리 시간에 따른 기판의 박막 두께를 측정하기 위해 엘립소메트리(Ellipsometry, 타원편광 반사법)가 이용될 수 있고, 유전율 측정을 위해 전기화학 분석기(Dielectric spectrometer)가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Here, ellipsometry (Ellipsometry) can be used to measure the thickness of the substrate according to the UV treatment time, and an electrochemical analyzer (Dielectric spectrometer) can be used to measure the dielectric constant, but is not limited thereto. It is not.

도 7을 참조하면, 자외선 처리 시간에 따라 기판 표면의 젖음성이 변화되는 것을 알 수 있다. 이를 통해 자외선 처리 시간을 결정할 수 있으며, 따라서 액적의 분사 주파수 역시 적절하게 결정할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the wettability of the substrate surface changes according to the ultraviolet light treatment time. This makes it possible to determine the UV treatment time and thus the spraying frequency of the droplets as well.

한편, 본 실시예의 미세 패턴 형성 단계(S300)는, EHD 젯을 통해 코팅 처리 및 표면 처리가 된 기판에 원하는 선속의 미세 패턴을 형성하는 단계이다. 전술한 소수성 부여 단계(S100) 시 기판을 설정된 횟수로 코팅 처리함으로써 기판에 소수성을 부여하고 아울러 기판 젖음성 제어 단계(S200)에서 코팅 처리된 기판에 젖음성을 부여함으로써 본 실시예의 미세 패턴 형성 단계(S300) 시 액적의 분사 주파수를 적절히 조절할 수 있으며, 이에 따라 EHD 프린팅을 이용하여 미세한 패턴을 형성할 수 있다. 미세 패턴의 인쇄 시 금속 나노 잉크, 유기재료 등 다양한 재료 및 용액이 사용 될 수 있음은 당연하다. On the other hand, the fine pattern forming step (S300) of the present embodiment is a step of forming a fine pattern of the desired line speed on the substrate subjected to the coating treatment and the surface treatment through the EHD jet. In the aforementioned hydrophobic imparting step (S100), the substrate is coated with a predetermined number of times to impart hydrophobicity to the substrate, and in addition, the substrate wettability control step (S200) to impart wettability to the coated substrate, thereby forming the fine pattern of the present embodiment (S300). ), The spraying frequency of the droplets can be adjusted appropriately, and thus fine patterns can be formed using EHD printing. It is natural that various materials and solutions, such as metal nano ink and organic materials, can be used for printing fine patterns.

이러한 미세 패턴 형성 단계(S300) 시, 도 8에 도시된 바와 같이, 인쇄 장치(100)가 적용될 수 있다.In this fine pattern forming step (S300), as shown in FIG. 8, the printing apparatus 100 may be applied.

인쇄 장치(100)는, 도 8에 도시된 것처럼, 잉크(111)가 분사되는 노즐(110) 및 기판(101)이 로딩되며 수평 방향으로 이동 가능한 스테이지(120) 및 잉크(111)와 스테이지(120)에 전압을 인가하는 전압 인가부(130)를 포함할 수 있다. As illustrated in FIG. 8, the printing apparatus 100 may include a stage 120, an ink 111, and a stage 120 loaded with the nozzle 110 and the substrate 101 on which the ink 111 is sprayed, and movable in a horizontal direction. It may include a voltage applying unit 130 for applying a voltage to the 120.

부연 설명하면, 도 9에 도시된 것처럼, 노즐(110)의 잉크(111)에는 다양한 힘, 즉 압력(A), 정상적인 전기 스트레스(B), 점성에 의한 힘(C), 중력에 의한 힘(D) 및 탄젠트의 전기 스트레스(E) 등이 작용할 수 있는데, 본 실시예의 경우 전술한 것처럼 코팅 처리 및 젖음성 제어에 의해 박막 두께 및 유전율을 조절할 수 있고 이에 따라 전기장의 세기를 강화할 수 있어 외부 조건에 영향을 받지 않고(최소로 받고) 잉크의 분사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In detail, as illustrated in FIG. 9, the ink 111 of the nozzle 110 may have various forces, that is, pressure A, normal electric stress B, force C due to viscosity, and force due to gravity ( D) and the electrical stress (E) of the tangent may act. In the present embodiment, as described above, the thickness and the dielectric constant of the thin film may be controlled by the coating treatment and the wettability control, and thus the electric field strength may be strengthened according to external conditions. It is possible to improve the ejection reliability of the ink without being affected (at least).

다시 말해, 본 실시예의 경우 기판에 소수성을 부여하고 젖음성을 조절함으로써 입력 전압, 펄스의 형태 등을 변화시키지 않고 액적의 분사 주파수 및 크기 등을 조절할 수 있고 이에 따라 원하는 패턴을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 미세한 패턴까지도 정확하게 형성할 수 있다. In other words, in the present embodiment, by applying hydrophobicity to the substrate and adjusting the wettability, the spraying frequency and size of the droplets can be adjusted without changing the input voltage, the shape of the pulse, and the like. Even patterns can be formed accurately.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 코팅 처리함으로써 소수성을 부여하고, 아울러 기판의 젖음성을 조절함으로써 기판의 박막 두께 및 유전율을 조절할 수 있으며, 이에 따라 액적의 분사 주파수 및 크기를 조절할 수 있어 기판 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다.Thus, according to one embodiment of the present invention, by coating the substrate to give a hydrophobicity, and also by adjusting the wettability of the substrate to adjust the thickness and dielectric constant of the substrate, thereby adjusting the spray frequency and size of the droplets There is an advantage in that it can form a fine pattern on the substrate.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

S100 : 소수성 부여 단계
S200 : 기판 젖음성 제어 단계
S300 : 미세 패턴 형성 단계S100: hydrophobicity step
S200: Substrate wetting control step
S300: Step of forming a fine pattern

Claims (7)

기판 상에 코팅 물질을 코팅함으로써 소수성을 갖는 기판을 형성하는, 소수성 부여 단계;
코팅 처리된 상기 기판의 젖음성을 제어하는, 기판 젖음성 제어 단계; 및
EHD(Electrohydrodynamic) 젯(jet)을 통해 상기 기판에 미세 패턴을 형성하는, 미세 패턴 형성 단계;
를 포함하는, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
Providing a hydrophobic substrate by coating a coating material on the substrate;
Controlling the wettability of the coated substrate; And
Forming a fine pattern on the substrate through an electrohydrodynamic (EHD) jet;
Including, Surface treatment and fine pattern formation method of the substrate using the EHD jet.
제1항에 있어서,
상기 소수성 부여 단계에서, 상기 기판은 스핀 코팅(spin coating), 플라즈마(plasma) 처리, 그리고 딥 코팅(deep coating) 중 어느 하나의 코팅 방법에 의해서 코팅 처리되는, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
The method of claim 1,
In the hydrophobic imparting step, the substrate is coated by any one of spin coating, plasma treatment, and deep coating, the surface treatment and the substrate using the EHD jet Fine patterning method.
제2항에 있어서,
상기 소수성 부여 단계에서 상기 기판은 상기 코팅 물질에 의해 중첩으로 복수 회 코팅 가능한, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
3. The method of claim 2,
In the hydrophobic imparting step, the substrate can be coated multiple times in a stack by the coating material, the surface treatment and fine patterning method of the substrate using EHD jet.
제2항에 있어서,
상기 코팅 물질은 소수성 재질인, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
3. The method of claim 2,
The coating material is a hydrophobic material, surface treatment and fine pattern formation method of the substrate using EHD jet.
제2항에 있어서,
상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 자외선 처리(UV treatment) 또는 열 처리 또는 플라즈마 처리에 의해서 상기 기판의 젖음성을 제어하는, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
3. The method of claim 2,
In the substrate wettability control step, the wettability of the substrate is controlled by UV treatment or heat treatment or plasma treatment, surface treatment and fine pattern formation method of the substrate using EHD jet.
제1항에 있어서,
상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 자외선 처리 또는 플라즈마 처리 또는 열처리에 의해 상기 기판의 젖음성과, 두께 또는 유전율을 변화시킴으로써 액적의 분사 주파수 및 크기를 조절하는, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.
The method of claim 1,
In the substrate wettability control step, the surface treatment and fine pattern formation of the substrate using the EHD jet, which controls the spraying frequency and size of the droplet by changing the wettability, the thickness or the dielectric constant of the substrate by UV treatment or plasma treatment or heat treatment. Way.
제6항에 있어서,
상기 기판 젖음성 제어 단계에서, 상기 자외선 처리, 또는 상기 플라즈마 처리 또는 상기 열처리의 시간의 증가에 따라 상기 기판의 두께 또는 유전율을 변화시킴으로써 상기 기판에 형성되는 전기장의 세기를 제어하는, 표면 처리 및 EHD 젯을 이용한 기판의 미세 패턴형성 방법.The method according to claim 6,
In the substrate wetting control step, the surface treatment and EHD jet to control the intensity of the electric field formed on the substrate by changing the thickness or dielectric constant of the substrate in accordance with the increase in the time of the ultraviolet treatment, or the plasma treatment or the heat treatment Method for forming a fine pattern of the substrate using.
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