KR20180043290A - 안테나 기판의 제조 방법, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법 및 rfid 소자의 제조 방법 - Google Patents

안테나 기판의 제조 방법, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법 및 rfid 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR20180043290A
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히로지 시미즈
세이이치로 무라세
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 도포법으로 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 고정밀도로 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태는, 이하의 공정을 포함하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이다. (1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (2-B) 상기 도포막을, 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정.

Description

안테나 기판의 제조 방법, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법 및 RFID 소자의 제조 방법
본 발명은 안테나 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 RFID 태그 등의 IC 태그에 있어서의 안테나 기판의 제조 방법, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법 및 RFID 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
RFID 태그는, RFID(Radio Frequency IDentification), 즉 무선 통신에 의한 자동 인식 기술을 이용한 태그이다. 즉, 식별 번호 등의 데이터를 기억하는 반도체 칩과, 전파를 송수신하기 위한 안테나를 구비한, 박형이며 경량의 소형 전자 장치인 RFID 소자를 이용한 태그이다. 이러한 RFID 태그는, 물류 관리, 상품 관리, 도난 방지, 품질 관리 등의 여러 분야에서의 이용이 기대되고 있고, 교통 카드 등의 IC 카드, 어패럴의 상품 태그 등 일부에서 도입이 시작되고 있다.
RFID 소자용 안테나를 형성하는 방법으로서는, 펀칭 날을 사용하여 구리박이나 알루미늄박 등의 금속박을 안테나로 가공하여 기재에 전사하는 방법을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 플라스틱 필름 등의 기재에 부착한 금속박을, 금속박 상에 형성한 레지스트층을 마스크로 하여 에칭하는 방법을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 또한, 플라스틱 필름 등의 기재에 도전성 페이스트를 안테나에 대응하는 패턴으로 인쇄하고 열이나 광에 의해 경화시키는 방법(예를 들어, 특허문헌 3, 4 참조) 등이 있다. 이하, 기재 상에 안테나가 형성된 것을 안테나 기판이라 기재한다.
최근에는, 안테나와 IC를 형성하는 공정 중, 적어도 하나의 공정에 있어서, 인쇄 등의 도포 공정이 포함되는 RFID 소자의 제조 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 5, 비특허문헌 1 참조). RFID 소자의, 안테나, 전극, 배선, 반도체층, 및 절연층 등을 도포 형성함으로써, RFID 소자, 그리고 RFID 태그의 제조 비용을 대폭으로 저감할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이하, 기재 상에 안테나, 배선, 전극이 형성된 것을 배선과 전극을 구비한 안테나 기판이라고 기재한다.
일본 특허 공개 제2004-94590호 공보 일본 특허 공개 제2012-8857호 공보 일본 특허 공개 제2015-5794호 공보 일본 특허 공개 제2008-189758호 공보 일본 특허 공표 제2012-510115호 공보
IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL57, NO.3, p571
특허문헌 1에 기재된 펀칭 날의 방법은, 제조 비용은 낮으나, 복잡한 형상이나 미세한 안테나를 형성할 수 없다는 문제가 있다. 특허문헌 2에 기재된 금속박을 에칭하는 방법은, 수100um 정도의 패턴 형성은 가능하나, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다.
이들 문제의 해결을 위해서, 특허문헌 3, 4에서는 인쇄 방법에 의한 안테나에 대응하는 패턴의 형성 방법이 개시되어 있다. 그러나, 복잡한 형상의 안테나나 소형 RFID 소자에 필요한 미세한 안테나를 형성할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 5, 비특허문헌 1에 기재된 인쇄 방법에 의한 안테나, 배선, 및 전극 형성의 경우, 미세한 패턴 가공이 곤란하기 때문에, 배선의 선 폭이나 전극 사이즈가 커져버려, 회로의 고집적화가 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 비특허문헌 1에서는, 배선의 선 폭이 안테나와 동일 정도(비특허문헌 1에서는 1mm)의 선 폭으로 되어버리는 것, 또한 소스 전극과 드레인 전극의 간격(이하, 채널 길이라고 기재한다.)을 짧게 할 수 없다는 문제가 있다.
이와 같이, 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 고정밀도로 형성하는 방법은 제안되어 있지 않은 것이 현 상황이다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여, 도포법으로 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 고정밀도로 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 이하의 공정을 포함하는 안테나 기판의 제조 방법이다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정.
또한, 본 발명은 이하의 공정을 포함하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정.
또한, 본 발명의 다른 형태로서는, 이하의 공정을 포함하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이다.
(1-P) 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-P-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-P-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-P-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-P-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정.
또한, 본 발명은 이하의 공정을 포함하는 RFID 소자의 제조 방법이다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정; (4-S) 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정.
또한, 본 발명의 다른 형태로서는, 이하의 공정을 포함하는 RFID 소자의 제조 방법이다.
(1-P) 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-P-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-P-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-P-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-P-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정; (4-S) 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정.
본 발명에 따르면, 도포법으로 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 고정밀도로 형성할 수 있다. 이에 의해, 소형 RFID 태그에 필요한 미세 안테나의 형성이 가능하게 되고, 또한, 제조 공정에서의 결함을 적게 할 수 있기 때문에, 수율을 개선하는 것이 가능하게 된다.
도 1a는 본 발명의 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 안테나 기판의 제조에 사용하는 포토마스크의 일례를 설명하는 도면이다.
도 1c는 본 발명의 안테나의 일례를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 안테나의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 사용하는 포토마스크의 일례를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나에 대응하는 패턴과 배선 및 전극에 대응하는 패턴의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나에 대응하는 패턴과 배선 및 전극에 대응하는 패턴의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나에 대응하는 패턴과 배선 및 전극에 대응하는 패턴의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나와 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 10b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 배선 및 전극과 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 10c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 배선과 도포막의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 11b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나 및 배선과 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 12b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 전극과 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 12c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 전극, 안테나에 대응하는 패턴, 및 배선에 대응하는 패턴의 형상을 설명하는 도면이다.
도 12d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 전극과 배선에 대응하는 패턴의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나와 도포막의 형상을 설명하는 도면이다.
도 13b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조에 있어서, 안테나와 도포막의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 14a는 본 발명의 TFT 구조를 설명하는 도면이다.
도 14b는 본 발명의 TFT 구조를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 17a는 안테나 기판, 또는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 절곡 내성의 평가를 행할 때의 모식 사시도이다.
도 17b는 안테나 기판, 또는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 절곡 내성의 평가를 행할 때의 모식 사시도이다.
도 18은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 21a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 21b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 21c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 21d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 22a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 22b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 22c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 22d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 23a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 23b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 23c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 23d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 24a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 24b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 24c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 24d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 25a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 25b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 25c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 25d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 25e는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 26a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 26b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 26c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 26d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 26e는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 27a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 27b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 27c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 27d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 27e는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 28a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 28b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 28c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 28d는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 28e는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의, 안테나와 배선의 접속부의 단면 형상을 설명하는 도면이다.
도 29a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 29b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 29c는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 29d는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판을 사용한 정류 회로의 일례를 도시하는 블록 회로도이다.
도 30a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 30b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 30c는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 30d는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판을 사용한 정류 회로의 일례를 도시하는 블록 회로도이다.
도 31a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 31b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 31c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 31d는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 31e는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판을 사용한 정류 회로의 일례를 도시하는 블록 회로도이다.
도 32a는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 32b는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 32c는 본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 32d는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판의 실시 형태의 형상을 설명하는 도면이다.
도 32e는 본 발명의 정류 소자 구비 안테나 기판을 사용한 정류 회로의 일례를 도시하는 블록 회로도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 안테나란 전파를 송수신하기 위한 것이다. 안테나 기판이란, 절연 기판 상에 안테나가 형성되어 있는 것이다. 배선과 전극을 구비한 안테나 기판이란, 절연 기판 상에 안테나, 배선 및 전극이 형성되어 있는 것이다. RFID 소자란, 절연 기판 상에 적어도 안테나와 IC가 형성되어 있는 것이며, 일반적으로 인레이라고 불린다. 또한, IC에는, 적어도 정류 회로와 논리 회로가 포함된다. IC의 형성 방법으로서는, IC칩을 실장하는 방법이나, IC를 인쇄 등의 도포 공정에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다. RFID 태그란, RFID 소자와 라벨이 접합된 것을 나타내고, 라벨에는 상품 정보 등이 인쇄되어 있고, 상품 태그 등으로서 사용된다.
(안테나 기판의 제조 방법)
본 발명의 안테나 기판의 제조 방법은, 이하의 공정을 포함한다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정.
포토리소그래피로 안테나에 대응하는 패턴을 형성하는 것의 제1 이점은, 안테나의 라인 폭이나 라인 간격을 좁게 할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 라인 폭 및 라인 간격이 각각 100㎛ 이하인 패턴이어도 고정밀도로 형성할 수 있다. 한편, 스크린 인쇄로 동일한 라인 폭 및 라인 간격의 패턴을 형성하는 것은 곤란하며, 가능한 경우일지라도 고가의 스크린판을 사용해야만 하여, 제조 비용을 저감하는 것이 어렵다.
포토리소그래피로 안테나에 대응하는 패턴을 형성하는 것의 제2 이점은, 스크린 인쇄 등의 인쇄 방법과 비교하면, 패턴 늘어짐이나 마찰 등의 결함이 일어나기 어렵다는 것이다. 그로 인해, 높은 수율로 안테나 기판을 형성할 수 있다.
안테나에 대응하는 패턴이란, 최종적으로 안테나로 할 수 있는 패턴을 가리킨다. 예를 들어, 안테나에 대응하는 패턴을 광이나 열 등에 의해 경화함으로써 안테나가 얻어진다.
절연 기판 상에 도포막을 형성하는 영역에 대해서는, 기판 전체면에 형성해도 되고, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 안테나를 형성하는 영역에만 형성해도 된다. 단, 제조 비용 저감의 관점에서는, 후자의 편이 바람직하다. 도 1a에 도시하는 도포막(1)을 도 1b에 도시하는 안테나에 대응하는 마스크 패턴(2)이 묘화된 포토마스크를 사용하여 포토리소그래피 가공함으로써, 도 1c에 도시하는 안테나에 대응하는 패턴(3)으로 가공할 수 있다.
<안테나의 막 두께>
안테나의 막 두께에는 특별히 제한은 없지만, 1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 1㎛ 내지 4㎛가 보다 바람직하고, 1㎛ 내지 2㎛가 더욱 바람직하다. 안테나 패턴의 막 두께가 1㎛ 이상이면 전기 저항을 증대시키는 표피 효과를 억제할 수 있기 때문에, 통신 거리의 저하를 방지할 수 있다. 한편, 안테나의 막 두께가 10㎛ 이하인 것에 의해, 안테나 기판을 절곡했을 때의 단선을 방지할 수 있다. 또한, 막 두께가 4㎛ 이하이면 노광에 의해 도포막의 저부까지 충분히 굳어지기 때문에, 현상 시의 패턴 절결을 방지하는 효과를 보다 높일 수 있다. 막 두께가 2㎛ 이하이면 기판과 패턴의 밀착성이 높아져서, 안테나 기판의 절곡 내성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 사용되는 감광성 페이스트의 도전체로서는 은(Ag)이 바람직하게 사용된다. Ag은 고가이기 때문에, RFID 태그를 저가격화하기 위해서는, 안테나의 막 두께가 얇은 편이 바람직하다.
<안테나의 종류>
안테나의 종류에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어, HF(High Frequency)대에서의 통신에 사용되는 루프 안테나(도 1c 참조), 스파이럴 안테나나, UHF(Ultra High Frequency)대에서의 통신에 사용되는 다이폴 안테나(도 2 참조), 패치 안테나 등을 들 수 있다. 본 명세서에서는, 안테나 패턴의 예로서, 루프 안테나를 주로 예시하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법)
본 발명의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법은, 이하의 공정을 포함한다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정.
일반적으로, 배선에 대응하는 패턴이나 전극에 대응하는 패턴의 가공에는 100㎛ 이하의 가공 정밀도가 필요해진다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT)의 소스·드레인 전극 간의 간격인 채널 길이는, TFT의 성능 관점에서 100㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 20㎛ 이하가 특히 바람직하다. 스크린 인쇄로 100㎛ 이하의 채널 길이의 소스·드레인 전극을 고정밀도로 형성하는 것은 곤란하지만, 포토리소그래피에 의한 가공이라면 용이하다.
또한, IC의 고집적화의 관점에서, 배선의 라인 폭은 안테나의 그것보다도 작은 것이 바람직하고, 따라서, 배선에 대응하는 패턴의 라인 폭이 안테나에 대응하는 패턴의 라인 폭보다도 좁은 것이 바람직하다. 대표적인 안테나의 라인 폭은, 전기 저항 저감의 관점에서 500㎛ 이상이지만, 배선의 선 폭은 100㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
스크린 인쇄의 경우, 라인 폭이 좁아지는 개소에 액이 고이기 쉬워, 인쇄물과 스크린판의 부착이나 인쇄물의 단선 등이 일어나기 때문에, 안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부와 같이, 라인 폭이 변화하는 개소의 패턴 가공이 어렵다. 한편, 포토리소그래피에 의한 가공에서는, 패턴 형상이나 라인 폭의 차이에 상관 없이, 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있다.
배선에 대응하는 패턴이나 전극에 대응하는 패턴이란, 각각, 최종적으로 배선 및 전극으로 할 수 있는 패턴을 가리킨다. 예를 들어, 배선에 대응하는 패턴이나 전극을 광이나 열에 의해 경화함으로써 배선 및 전극이 얻어진다.
안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴은, 각각 따로따로 가공하여 형성해도 되고, 그들 중 적어도 2개를 일괄하여 가공하여 형성해도 되고, 그들 3개를 일괄하여 가공하여 형성해도 된다. 가공 공정의 저감, 및 패턴의 접속의 관점에서는, 안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴의 3가지를 일괄하여 가공하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 (2-A)의 공정과 상기 (2-B)의 공정과 상기 (2-C)의 공정을 일괄하여 행하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이 바람직하다.
포토리소그래피에 의해, 안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 전극에 대응하는 패턴을 일괄하여 가공한다란, 1회의 현상 공정에서 이들 패턴을 동일한 타이밍에 형성하는 것이다. 노광의 횟수는 1회여도 되고, 복수회여도 상관없다.
복수회의 노광이란, 예를 들어, 각 패턴에 대응하는 마스크 패턴이 묘화된 3종의 마스크를 사용하여, 각각 1회씩, 계 3회 노광하거나, 안테나에 대응하는 마스크 패턴이 묘화된 마스크와, 배선 및 전극 패턴에 대응하는 마스크 패턴이 묘화된 2종의 마스크를 사용하여, 각각 1회씩, 계 2회 노광하거나 하는 것 등이다.
안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴은, 각각 따로따로 경화시켜도 되고, 그들 중 적어도 2개를 일괄하여 경화시켜도 되고, 그들 3개를 일괄하여 경화시켜도 된다.
<안테나, 배선, 전극에 대응하는 패턴의 일괄 가공>
안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴을 일괄 가공하는 예로서는, 도 3에 도시한 바와 같은, 안테나에 대응하는 마스크 패턴(4), 배선에 대응하는 마스크 패턴(5) 및 전극에 대응하는 마스크 패턴(6)이 묘화되어 있는 포토마스크를 사용하여, 도포막의 노광 및 현상을 행하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 1회의 도포, 노광, 현상 공정에 의해, 안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 전극에 대응하는 패턴을 형성할 수 있다. 절연 기판 상에 도포막을 형성하는 영역에 대해서는, 전체면에 형성해도 되고, 도 4에 도시한 바와 같이 안테나, 배선, 전극을 형성하는 영역에만 도포막(7)을 형성해도 된다. 단, 제조 비용 저감의 관점에서는, 후자의 편이 바람직하다.
안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부는, 연속상이어도 되고, 연속상이지 않아도 된다. 단, 최종적으로 얻어지는 안테나 기판의 절곡 내성의 관점에서는, 전술한 (2)의 공정에 있어서, 안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부가 연속상을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, RFID 소자의 안테나나 배선에는 100kHz 내지 수GHz의 고주파수의 교류 전류가 흐르기 때문에, 안테나와 배선의 접속부에 접속 저항이 존재하면, 전류의 반사나 손실이 일어나서, 안테나에 흐르는 교류 전류의 전압과 비교하여, 배선부에 흐르는 교류 전류의 전압이 낮아져버린다. 안테나와 배선이 연속상을 형성하고 있는 경우, 안테나와 배선의 접속부에 접속 저항이 존재하지 않기 때문에, 안테나와 배선에 흐르는 교류 전류의 전압은 동일하다. 또한, 안테나, 배선에 흐르는 교류 전류의 전압은 오실로스코프로 측정할 수 있다.
2개의 패턴이 연속상이다란, 그들 패턴이 일체화하고 있어 접속부에 접속 계면이 존재하지 않는 것을 말한다. 2개의 패턴이 연속상인 경우의 예를 도 5에 도시한다. 배선에 대응하는 패턴에는, 안테나에 대응하는 패턴(8)에 접속되는 패턴(9A)과, 전극에 대응하는 패턴(10)에 접속되는 패턴(9B)이 있다. 안테나에 대응하는 패턴(8)과 배선에 대응하는 패턴(9A)은 일체화되어 있고, 양자의 접속부에 접속 계면이 존재하지 않는다.
또한, 안테나와 배선의 접속부가 연속상이 아닌 경우의 첫번째 예로서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 안테나에 대응하는 패턴(8)과 배선에 대응하는 패턴(9A)이 간극을 두고 이격하여 형성되는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 각 패턴을 경화하여 안테나와 배선을 형성한 후에, 카본 페이스트나 인듐 페이스트 등의 도전 페이스트를 사용하여, 안테나와 배선을 접속한다. 그러나, 안테나와 배선의 접속 저항이 커져서, 배선으로의 교류 전류의 입력에 의한 전압 강하가 커진다.
안테나와 배선의 접속부가 연속상이 아닌 경우의 두번째 예로서는, 안테나와 배선이 겹쳐 있는 경우를 들 수 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 배선에 대응하는 패턴을 형성하고, 그것을 경화하여 배선으로 한 후에, 안테나에 대응하는 패턴 형성용의 도포막을, 배선의 일부와 겹치도록 형성함으로써 얻어진다. 이 경우, 상기 도전 페이스트를 사용하여 안테나와 배선을 접속하는 경우와 비교하면, 안테나와 배선의 접속 저항이 작아, 배선으로의 교류 전류의 입력에 의한 전압 강하도 작아진다.
안테나와 배선의 접속부가 연속상이 아닌 경우의 세번째 예로서는, 안테나와 배선의 접속부가 단선하고 있는 상태를 들 수 있다. 이 경우, 안테나로부터 배선에 교류 전류를 입력할 수 없다.
안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부가 연속상을 이루도록 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같은, 안테나에 대응하는 마스크 패턴(4)과 배선에 대응하는 마스크 패턴(5)이 접속되어 있는 포토마스크를 사용하여, 도포막의 노광 및 현상을 행하는 것을 들 수 있다. 전술한 바와 같이, 포토리소그래피에 의한 가공에서는, 패턴 형상에 상관없이, 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 일부가 연속상을 이루도록 형성하는 것은 용이하다. 한편, 전술한 바와 같이 스크린 인쇄의 경우, 안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부에 액이 고이고, 그것이 원인으로 되어, 안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 접속부에 단선이 발생하기 쉬워지기 때문에, 연속상의 형성이 어렵다.
안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴의 일부가 연속상을 이루도록 형성함으로써, 최종적으로 얻어지는 안테나 기판에 있어서, 안테나와 배선의 접속부가 연속상이 된다. 안테나와 배선의 접속부가 연속상일 경우에는, 양자가 일체화하고 있기 때문에, 안테나 기판을 절곡한 때에 안테나와 배선의 접속부에서의 단선이 일어나기 어렵다.
안테나와 배선의 접속부가 연속상인 것은, 주사형 전자 현미경(SEM)이나 투과형 전자 현미경(TEM) 등으로 접속부의 단면을 관찰함으로써 확인할 수 있다.
또한, 도 6에는 루프 안테나에서의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 예시했지만, 도 7에 도시한 바와 같은 다이폴 안테나에서의 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에도 적용할 수 있다.
<안테나 형성 영역과 배선 및 전극 형성 영역의 도포막이 상이한 경우>
안테나 형성 영역으로의 도포막 형성과 배선 및 전극 형성 영역으로의 도포막 형성은 따로따로 행하고, 그 후 포토리소그래피에 의한 패턴 가공을 해도 된다.
구체적으로는, 전술한 (1)의 공정이, 이하의 (1-A)의 공정 및 (1-B)의 공정을 포함하고, (1-A) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정, (1-B) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정; 상기 (2-A)의 공정이, 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정이며, 상기 (2-B)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하고, 상기 (2-C)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하는, 안테나 기판의 제조 방법이다.
[안테나, 배선, 및 전극에 대응하는 패턴의 일괄 가공]
상기 제1, 제2 도포막을 형성한 상태를 도 8에 도시하였다. 도 8에서는, 안테나에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(11)과, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(12)의 2종류가 존재한다. 이것을, 노광·현상 가공함으로써, 안테나, 배선, 및 전극에 대응하는 패턴으로 일괄하여 가공할 수 있다. 또한, 노광의 횟수는 1회여도 되고, 복수회여도 상관없다. 즉, 상기 (2-A)의 공정, 상기 (2-B)의 공정, 상기 (2-C)의 공정이 일괄하여 행하여지는 안테나 기판의 제조 방법이다. 또한, 안테나에 대응하는 패턴, 전극에 대응하는 패턴, 및 배선에 대응하는 패턴을 경화하여, 각각, 안테나, 전극, 및 배선이 얻어진다.
제1 감광성 페이스트와, 제2 감광성 페이스트는, 동일한 조성의 페이스트여도 되고, 서로 다른 조성의 페이스트여도 상관없다. 또한, 안테나의 막 두께에는 특별히 제한은 없지만, 1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 1㎛ 내지 4㎛가 보다 바람직하고, 1㎛ 내지 2㎛가 더욱 바람직하다. 배선 및 전극의 막 두께에도 특별히 제한은 없고, 안테나의 막 두께와 동일해도 되고, 상이해도 상관없다.
[배선과 전극에 대응하는 패턴의 일괄 가공]
배선에 대응하는 패턴과 전극에 대응하는 패턴을 일괄하여 가공하고, 안테나에 대응하는 패턴은 별도로 가공해도 된다. 이 방법에 의하면, 안테나에 대응하는 패턴과, 배선 및 전극에 대응하는 패턴을 가공할 때의 현상 공정이 별도의 공정으로 되기 때문에, 각각의 도포막의 용해 속도나 패턴 치수의 차이에 맞춘 가공 조건을 설정할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 패턴 가공이 가능하게 된다.
구체적으로는, 전술한 (1)의 공정이, 이하의 (1-A)의 공정 및 (1-B)의 공정을 포함하고, (1-A) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정, (1-B) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정; 상기 (2-A)의 공정이, 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정이며, 상기 (2-B)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하고, 상기 (2-C)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하고, 또한 상기 (2-B)의 공정과 상기 (2-C)의 공정을 일괄하여 행하는 안테나 기판의 제조 방법이다.
또한, 안테나에 대응하는 패턴, 전극에 대응하는 패턴, 및 배선에 대응하는 패턴을 경화하여, 각각, 안테나, 전극 및 배선이 얻어진다.
구체적인 예로서는, 이하의 2가지 방법을 들 수 있다.
(A) 안테나를 형성하고 나서 배선 및 전극을 형성하는 방법
(i) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정;
(ii) 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(iii) 상기 안테나에 대응하는 패턴을 경화하여, 안테나를 형성하는 공정;
(iv) 상기 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정;
(v) 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(vi) 상기 배선에 대응하는 패턴과, 상기 전극에 대응하는 패턴을 경화하여, 배선 및 전극을 형성하는 공정.
제1 도포막인, 안테나에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(11)을 형성한 상태를 도 9a에 도시하였다. 또한, 안테나(13)를 형성하고, 제2 도포막인, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(12)을 형성한 상태를 도 9b에 도시하였다.
(B) 배선 및 전극을 형성하고 나서 안테나를 형성하는 방법
(i) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정;
(ii) 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해, 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴으로 일괄하여 가공하는 공정;
(iii) 상기 배선에 대응하는 패턴과, 상기 전극에 대응하는 패턴을 경화하여, 배선 및 전극을 형성하는 공정;
(iv) 상기 배선 및 전극이 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정;
(v) 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(vi) 상기 안테나에 대응하는 패턴을 경화하여, 안테나를 형성하는 공정.
제2 도포막인, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(12)을 형성한 상태를 도 10a에 도시하였다. 또한, 배선(14A 및 14B), 및 전극(15)을 형성하고, 제1 도포막인, 안테나에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(11)을 형성한 상태를 도 10b에 도시하였다.
안테나에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 감광성 페이스트와, 배선 및 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 감광성 페이스트는, 동일한 조성의 페이스트여도 되고, 서로 다른 조성의 페이스트여도 상관없다.
전술한 바와 같이, 안테나의 막 두께에는 특별히 제한은 없지만, 1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 1㎛ 내지 4㎛가 보다 바람직하고, 1㎛ 내지 2㎛가 더욱 바람직하다. 배선 및 전극의 막 두께에도 특별히 제한은 없고, 안테나의 막 두께와 동일해도 되고, 상이해도 상관없다.
도전체의 사용량의 저감의 관점, 및 전극 상에 절연층이나 반도체층을 균일하게 형성하기 쉬운 점에서, 배선 및 전극의 막 두께는 얇은 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 2㎛ 이하가 바람직하고, 1.0㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 0.5㎛ 이하가 특히 바람직하다. 또한, 도전성의 관점에서 0.05㎛ 이상이 바람직하다.
안테나의 막 두께와, 배선 및 전극의 막 두께가 서로 다른 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제조하는 방법으로서는, 첫째로 감광성 페이스트의 종류를 바꾸는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴 형성용의 감광성 페이스트에 포함되는 도전체의 입자 직경을, 안테나에 대응하는 패턴 형성용의 감광성 페이스트에 포함되는 도전체의 입자 직경보다도 작게 함으로써, 배선 및 전극의 막 두께를 안테나의 막 두께보다도 얇게 할 수 있다. 또한, 배선이나 전극에 대응하는 패턴 형성용의 도포막의 면적은, 안테나에 대응하는 패턴 형성용의 도포막의 면적보다도 작고, 그 도포 방법으로서는, 잉크젯 도포나 디스펜서 도포가 바람직하다.
둘째로, 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴의 형성에, 동일한 조성의 감광성 페이스트를 사용하는 경우, 도포막의 제막 조건을 조정하고, 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴의 막 두께를 각각 상이하게 함으로써, 안테나와, 배선 및 전극의 막 두께를 각각 상이하게 할 수 있다. 예를 들어, 감광성 페이스트의 도포에 스크린 인쇄를 사용하는 경우, 스크린판의 메쉬 두께나 개구율을 바꿈으로써, 도포막의 막 두께를 바꿀 수 있다.
안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴을 따로따로 가공하는 경우, 최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 상기 안테나와 상기 배선의 일부가 겹쳐 있는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어 상기 (A)의 제조 방법에서는, 안테나가 형성된 절연 기판에 제2 도포막을 형성할 때에, 제2 감광성 페이스트가 안테나의 일부와 겹치도록 도포하면 된다. 즉, 상기 (1-B)의 공정에서, 안테나의 일부와 겹치도록 제2 도포막을 형성하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이 바람직하다.
또한, 상기 (B)의 제조 방법에서는, 배선과 전극이 형성된 절연 기판에 제1 도포막을 형성할 때에, 제1 감광성 페이스트가 배선의 일부와 겹치도록 도포하면 된다. 이렇게 함으로써, 최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 안테나와 배선의 접합이 강고해져서, 안테나 기판을 절곡한 때에 단선하기 어려워진다. 또한, 안테나와 배선의 접속 저항을 작게 할 수 있어, 안테나로부터 배선으로의 입력에 의한 전압 강하를 작게 할 수 있다.
상기 (B)의 제조 방법에서는, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 배선(14A 및 14B) 및 전극(15)이 형성된 기판 상의 일부에, 스크린 인쇄 등으로 감광성 페이스트를 도포하여 도포막(11)이 형성된다. 도 10c는 도 10b에 있어서 화살표의 방향으로부터, 배선(14A)과 도포막(11)의 접속부(16)를 관찰한 경우의 단면도이다. 도 10c에 도시하는 바와 같이, 배선(14A)과 겹치도록 도포막(11)을 형성하고, 그 도포막을 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하고, 경화시킴으로써, 안테나와 배선의 일부가 겹친 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 형성할 수 있다.
[안테나와 배선에 대응하는 패턴의 일괄 가공]
안테나에 대응하는 패턴과 배선에 대응하는 패턴을 일괄하여 가공하고, 전극에 대응하는 패턴은 별도로 가공해도 된다.
구체적으로는, 전술한 (1)의 공정이, 이하의 (1-A) 및 (1-B)의 공정을 포함하고,
(1-A) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정; (1-B) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정; 상기 (2-A), (2-B)의 공정이, 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴으로 일괄하여 가공하는 공정이며, (2-C)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이다.
또한, 안테나에 대응하는 패턴, 배선에 대응하는 패턴, 전극에 대응하는 패턴을 경화하여, 각각, 안테나, 배선, 전극이 얻어진다.
구체적인 예로서는, 이하의 2가지 방법을 들 수 있다.
(A) 안테나 및 배선을 형성하고 나서 전극 패턴을 형성하는 방법
(i) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정;
(ii) 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(iii) 상기 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴을 경화하여, 안테나 및 배선을 형성하는 공정;
(iv) 상기 안테나 및 배선이 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정;
(v) 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(vi) 상기 전극에 대응하는 패턴을 경화하여 전극을 형성하는 공정.
제1 도포막인, 안테나에 대응하는 패턴 및 배선에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(17)을 형성한 상태를 도 11a에 도시하였다. 또한, 안테나(13), 및 배선(14A 및 14B)을 형성하고, 제2 도포막인, 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(18)을 형성한 상태를 도 11b에 도시하였다.
(B) 전극을 형성하고 나서 안테나 및 배선을 형성하는 방법
(i) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정;
(ii) 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해, 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(iii) 전극에 대응하는 패턴을 경화하여 전극을 형성하는 공정;
(iv) 상기 전극이 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정;
(v) 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정;
(vi) 상기 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴을 경화하여, 안테나 및 배선을 형성하는 공정.
제1 도포막인, 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(18)을 형성한 상태를 도 12a에 도시하였다. 또한, 전극(15)을 형성하고, 제2 도포막인, 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(17)을 형성한 상태를 도 12b에 도시하였다. 또한, 도 12b에서는, 전극(15)은 도포막(17)에 덮여 있기 때문에, 도시하고 있지 않다.
안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 감광성 페이스트와, 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 감광성 페이스트는, 동일한 조성의 페이스트여도 되고, 서로 다른 조성의 페이스트여도 상관없다.
안테나 및 배선의 막 두께에는 특별히 제한은 없지만, 1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 1㎛ 내지 4㎛가 보다 바람직하고, 1㎛ 내지 2㎛가 더욱 바람직하다. 전극의 막 두께에도 특별히 제한은 없고, 안테나와 배선의 막 두께와 동일해도 되고, 상이해도 상관없다.
도전체의 사용량의 저감의 관점, 및 전극 상에 절연층이나 반도체층을 균일하게 형성하기 쉬운 점에서, 전극의 막 두께는 얇은 쪽이 바람직하고, 2.0㎛ 이하가 바람직하고, 1.0㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 0.5㎛ 이하가 특히 바람직하다.
안테나 및 배선의 막 두께와, 전극의 막 두께가 서로 다른 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제조하는 방법으로서는, 첫째로 감광성 페이스트의 종류를 바꾸는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 전극에 대응하는 패턴 형성용의 감광성 페이스트에 포함되는 도전체의 입자 직경을, 안테나 및 배선에 대응하는 패턴 형성용의 감광성 페이스트에 포함되는 도전체의 입자 직경보다도 작게 함으로써, 전극의 막 두께를, 안테나 및 배선의 막 두께보다도 얇게 할 수 있다. 전극에 대응하는 패턴 형성용의 도포막의 면적은, 안테나와 배선에 대응하는 패턴 형성용의 도포막의 면적보다도 작고, 그 도포 방법으로서는, 잉크젯 도포나 디스펜서 도포가 바람직하다.
둘째로, 안테나 및 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴의 형성에, 동일한 조성의 감광성 페이스트를 사용하는 경우, 도포막의 제막 조건을 조정하고, 안테나에 대응하는 패턴 및 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴의 막 두께를 각각 상이하게 함으로써, 안테나 및 배선과, 전극의 막 두께를 각각 상이하게 할 수 있다. 예를 들어, 감광성 페이스트의 도포에 스크린 인쇄를 사용하는 경우, 스크린판의 메쉬 두께나 개구율을 바꿈으로써, 도포막의 막 두께를 바꿀 수 있다.
안테나에 대응하는 패턴 및 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴을 따로따로 가공하는 경우, 최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 상기 배선 패턴과 상기 전극 패턴의 일부가 겹쳐 있는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어 상기 (A)의 제조 방법에서는, 안테나와 배선이 형성된 절연 기판에 제2 도포막을 형성할 때에, 제2 감광성 페이스트가 배선의 일부에 겹치도록 도포하면 된다. 또한, 상기 (B)의 제조 방법에서는, 전극이 형성된 절연 기판에 제1 도포막을 형성할 때에, 제1 감광성 페이스트가 전극을 덮도록 도포하고, 배선에 대응하는 패턴이 전극의 일부에 겹치도록 도포하면 된다.
구체적으로는, 상기 (B)의 제조 방법에서는, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 전극(15)이 형성된 기판 상의 일부에, 스크린 인쇄 등으로 감광성 페이스트를 도포하여 도포막(17)이 형성되고, 계속하여 노광·현상 가공을 행함으로써, 도 12c에 도시하는 전극(15), 안테나에 대응하는 패턴(8), 배선에 대응하는 패턴(9A, 9B)이 형성된 기판이 얻어진다. 도 12d는 도 12c에 있어서, 파선 사각으로 둘러싸인, 전극(15)과 배선에 대응하는 패턴(9B)의 접속부를 화살표의 방향으로부터 관찰한 경우의 단면도이다. 도 12d에 도시하는 바와 같이, 전극(15)과 겹치도록 배선에 대응하는 패턴(9B)을 형성하여 경화시킴으로써, 배선과 전극의 일부가 겹친 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 형성할 수 있다. 미세한 전극 패턴 및 배선 패턴의 경우, 카본 페이스트나 인듐 페이스트 등의 도전 페이스트로 고정밀도로 접합하는 것이 곤란하기 때문에, 배선과 전극의 일부를 겹침으로써, 양자를 접속하는 것이 바람직하다.
[제조 방법의 기타의 형태]
기타의 형태로서는, 안테나 및 전극에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴을 따로따로 가공하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이나, 안테나에 대응하는 패턴과, 배선에 대응하는 패턴과, 전극에 대응하는 패턴을 따로따로 가공하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법 등을 들 수 있다.
<배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법의 제2 형태>
본 발명의 안테나 기판의 제조 방법의 제2 형태는, 이하의 공정을 포함한다.
(1-P) 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-P-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-P-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-P-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-P-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정.
상기 안테나가 형성된 절연 기판에는, 적어도 안테나가 형성되어 있으면 되고, 배선이나 전극의 일부가 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 안테나가 형성된 절연 기판을 사용하는 경우, (2-P-B), (2-P-C)의 공정에서 배선과 전극에 대응하는 패턴을 형성한다. 한편, 안테나와 배선의 일부가 형성된 절연 기판을 사용하는 경우, 상기 (2-P-B)에서 배선의 일부에 대응하는 패턴을 형성하고, (2-P-C)의 공정에서 전극에 대응하는 패턴을 형성한다.
전술한 바와 같이, RFID 소자용 안테나를 형성하는 방법으로서는, 펀칭 날을 사용하여 구리박이나 알루미늄박 등의 금속박을 안테나로 가공하여 기재에 전사하는 방법(이후, 펀칭 날법이라 기재한다), 플라스틱 필름 등의 기재에 부착한 금속박을, 금속박 상에 형성한 레지스트층을 마스크로 하여 에칭하는 방법(이후, 에칭법이라 기재한다), 플라스틱 필름 등의 기재에 도전성 페이스트를 안테나에 대응하는 패턴으로 인쇄하고 열이나 광에 의해 경화시키는 방법(이후, 인쇄법이라 기재한다)이 알려져 있다. 이렇게 제작된 안테나 기판에, 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하고, 그 후 포토리소그래피를 사용하여 전극이나 배선에 대응하는 패턴을 형성함으로써, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 형성할 수 있다. 또한, 안테나의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 안테나의 저저항화 관점에서는, 금속박을 사용한 펀칭 날법이나 에칭법이 바람직하다. 안테나를 저저항화함으로써, 통신 거리를 길게 할 수 있다.
배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴은, 각각 따로따로 가공하여 형성해도 되고, 그들을 일괄하여 가공하여 형성해도 된다. 단, 가공 공정의 저감, 및 패턴의 접속 관점에서는, 배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴을 일괄하여 가공하는 것이 바람직하다. 즉 상기 (2-P-B)의 공정과 상기 (2-P-C)의 공정을 일괄하여 행하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이 바람직하다.
배선에 대응하는 패턴, 및 전극에 대응하는 패턴은, 각각 따로따로 경화시켜도 되고, 일괄하여 경화시켜도 된다.
최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 상기 안테나와 상기 배선의 일부가 겹쳐 있는 것이 바람직하다. 따라서, 안테나가 형성된 절연 기판에 도포막을 형성할 때에, 감광성 페이스트가 안테나의 일부와 겹치도록 도포하면 된다. 이렇게 함으로써, 최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 안테나와 배선의 접합이 강고해져서, 안테나 기판을 절곡한 때에 단선하기 어려워진다.
배선 및 전극의 막 두께에도 특별히 제한은 없고, 안테나의 막 두께와 동일해도 되고, 상이해도 상관없지만, 도전체의 사용량의 저감의 관점, 및 전극 상에 절연층이나 반도체층을 균일하게 형성하기 쉬운 점에서, 배선 및 전극의 막 두께는 얇은 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 2㎛ 이하가 바람직하고, 1㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 0.5㎛ 이하가 특히 바람직하다.
안테나(19)가 형성된 절연 기판 상에, 배선과 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막(12)을 형성한 상태를 도 13a에 도시하였다. 도 13b는 도 13a에 있어서 화살표의 방향으로부터, 안테나(19)와 도포막(12)의 접속부(20)를 관찰한 경우의 단면도이다. 도 13b에 도시하는 바와 같이, 안테나(19)와 겹치도록 도포막(12)을 형성하고, 그 도포막을 배선과 전극에 대응하는 패턴으로 가공하고, 경화시킴으로써, 안테나와 배선의 일부가 겹친 안테나 기판을 형성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 최종적으로 얻어지는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 있어서, 안테나와 배선의 접합이 강고해져서, 안테나 기판을 절곡한 때에 단선하기 어려워진다. 또한, 안테나와 배선의 접속 저항을 작게 할 수 있어, 안테나로부터 배선으로의 입력에 의한 전압 강하를 작게 할 수 있다. 즉, 상기 (1-P)의 공정에서, 안테나의 일부와 겹치도록 도포막을 형성하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 안테나 기판, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판 및 RFID 소자의 제조에 사용되는, 절연 기판, 감광성 페이스트에 대하여 설명한다.
(절연 기판)
본 발명에서 사용되는 절연 기판은, 예를 들어, 폴리이미드(PI) 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리술폰 수지, 폴리페닐렌술피드(PPS) 수지, 시클로올레핀 수지 등을 포함하는 것이 바람직하지만, 이들에 한정되지 않는다. 이들 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, PPS, 폴리페닐렌술폰, 시클로올레핀 중합체, 폴리아미드 또는 PI 중에서 선택되는 적어도 1종의 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 저가격의 관점에서는 PET가 바람직하다.
또한, 안테나나, 배선 및 전극과 기재의 밀착성의 관점에서는, 폴리술폰 수지나 PPS 수지가 바람직하다. 이것은, 안테나나, 배선 및 전극 중의 금속 원자가, 이들의 수지에 포함되는 황 원자와 강하게 상호 작용하기 때문이라고 추정된다. 도전 패턴과 기재의 밀착성이 향상됨으로써, 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 절곡했을 때의 패턴 박리를 억제할 수 있다.
(감광성 페이스트)
본 발명에 있어서 안테나, 배선 및 전극을 형성하는 감광성 페이스트는, 주로 도전체 및 감광성 유기 성분으로 구성된다.
(도전체)
도전체로서는, Ag, Au, Cu, Pt, Pb, Sn, Ni, Al, W, Mo, 산화루테늄, Cr, Ti, 카본 또는 인듐 중 적어도 1종을 포함하는 도전성 분말이 바람직하고, 이들 도전성 분말을 단독, 합금, 또는 혼합 분말로서 사용할 수 있다. 이들 중에서도 도전성의 관점에서 Ag, Cu및 Au가 바람직하고, 비용, 안정성의 관점에서 Ag인 것이 보다 바람직하다. 추가로, 도포막의 저온 큐어 시의 저항률 저감의 관점에서는, Ag과 카본 블랙을 병용하는 것이 더욱 바람직하다.
도전성 분말의 체적 평균 입자 직경은 0.02㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02㎛ 내지 5㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.02㎛ 내지 2㎛이다. 체적 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상이면 도전성 분말끼리의 접촉 확률이 향상되어, 제작되는 도전 패턴의 비저항값, 및 단선 확률을 낮게 할 수 있다. 또한, 노광 시의 활성 광선이 막 내를 원활하게 투과할 수 있기 때문에, 미세한 패터닝이 용이해진다. 또한 체적 평균 입자 직경이 10㎛ 이하이면 인쇄 후의 회로 패턴의 표면 평활도, 패턴 정밀도, 치수 정밀도가 향상된다. 또한, 패턴의 박막화에는, 입자 직경의 저감이 필요하다. 예를 들어 막 두께 2㎛의 안테나를 형성하는 경우, 입자 직경도 2㎛ 이하여야만 한다. 또한, 체적 평균 입자 직경은, 코울터 카운터법, 광자 상관법 및 레이저 회절법 등에 의해 구할 수 있다.
도전성 분말의 첨가량으로서는 감광성 페이스트 중의 전체 고형분에 대하여 70질량％ 내지 95질량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80질량％ 내지 90질량％이다. 70질량％ 이상인 것에 의해, 특히 큐어 시의 경화 수축에 있어서의 도전성 분말끼리의 접촉 확률이 향상되어, 제작되는 도전 패턴의 비저항값, 및 단선 확률을 낮게 할 수 있다. 또한, 95질량％ 이하인 것에 의해, 특히 노광 시의 활성 광선이 막 내를 원활하게 투과할 수 있어, 미세한 패터닝이 용이해진다. 또한, 고형분이란 감광성 페이스트로부터 용제를 제외한 것이다.
(감광성 유기 성분)
감광성 유기 성분은, 분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 단량체, 올리고머 또는 중합체를 포함하는 것이다.
분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 단량체로서는, 활성의 탄소-탄소 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 관능기로서, 비닐기, 알릴기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 아크릴아미드기를 갖는 단관능 및 다관능 화합물을 응용할 수 있다.
구체적인 예로서는, 알릴화시클로헥실디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 글리세롤디아크릴레이트, 메톡시화시클로헥실디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리글리세롤디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 비스페놀 A-에틸렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 비스페놀 A-프로필렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 트리데실아크릴레이트, 1,3-부탄디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트 또는 상기 화합물의 아크릴기를 일부 또는 모두 메타크릴기로 바꾼 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 상기 단량체는, 감광성 페이스트 중의 전체 고형분에 대하여 1질량％ 내지 15질량％의 범위에서 첨가 되고, 보다 바람직하게는, 2질량％ 내지 10질량％의 범위 내이다. 상기 단량체가 1질량％ 미만인 경우, 감도가 저하되어, 양호한 패턴 형성이 곤란해진다. 한편, 상기 단량체 15질량％를 초과하면, 건조막에 태크가 발생하고, 노광 시에 포토마스크가 접촉하여, 포토마스크가 더럽혀지는 문제나 도막 표면이 흐트러지는 문제를 발생시킨다.
분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 올리고머 또는 중합체로서는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물로부터 선택된 성분의 중합 또는 공중합에 의해 얻어진다. 이러한 올리고머 또는 중합체에 대하여 광반응성기를 측쇄 또는 분자 말단에 부가시킴으로써, 분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 올리고머 또는 중합체를 얻을 수 있다.
바람직한 중합성 불포화기는, 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이다. 에틸렌성 불포화기로서는, 비닐기, 알릴기, 아크릴기, 메타크릴기 등을 들 수 있다.
이러한 측쇄를 올리고머 또는 중합체에 부가시키는 방법은, 올리고머 또는 중합체 중의 머캅토기, 아미노기, 수산기나 카르복실기에 대하여 글리시딜기나 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물이나 아크릴산클로라이드, 메타크릴산클로라이드 또는 알릴클로라이드를 부가 반응시켜서 만드는 방법이 있다.
글리시딜기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는, 아크릴산글리시딜, 메타크릴산글리시딜, 알릴글리시딜에테르, 에틸아크릴산글리시딜, 크로토닐글리시딜에테르, 크로톤산글리시딜에테르, 이소크로톤산글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는, (메트)아크릴로일이소시아나토, (메트)아크릴로일에틸이소시아네이트 등이 있다. 또한, 글리시딜기나 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물이나 아크릴산클로라이드, 메타크릴산클로라이드 또는 알릴클로라이드는, 올리고머 또는 중합체 중의 머캅토기, 아미노기, 수산기나 카르복실기에 대하여 0.05몰 등량 내지 1몰 등량 부가시키는 것이 바람직하다.
안테나 기판이나, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 절곡했을 때의 패턴 박리를 억제하는 효과를 보다 높이는 관점에서, 감광성 유기 성분은 우레탄기를 갖는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 올리고머 또는 중합체는, 수산기를 측쇄에 갖는 올리고머 또는 중합체에 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 반응시킨 우레탄 변성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 올리고머 또는 중합체는, 중량 평균 분자량(Mw)이 2000 내지 200000의 범위 내, 수 평균 분자량(Mn)이 1000 내지 50000의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Mw가 5000 내지 100000의 범위 내, Mn이 1000 내지 30000의 범위 내이다. Mw, Mn이 상기 범위 내인 것에 의해, 취급성이 양호해서, 광경화 시에 균일한 경화성을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트는, 분자 내에 중합성 불포화기를 갖는 단량체, 올리고머 또는 중합체를 함유하는데, 이들 성분은 모두 활성 광선의 에너지 흡수 능력은 없기 때문에, 광경화를 행하게 하기 위해서는 광중합 개시제를 사용할 필요가 있다. 광중합 개시제는, 광경화에 사용되는 광원에 의해 선택되어, 광 라디칼 중합 개시제나 광 양이온 중합 개시제 등을 사용할 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제로서는, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐술파이드, 알킬화벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4-벤조일-N,N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸]벤젠메타나미니움브로미드, (4-벤조일벤질)트리메틸암모늄클로라이드, 2-히드록시-3-(4-벤조일 페녹시)-N,N,N-트리메틸-1-프로펜아미니움클로리드 일수염, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2―히드록시-3-(3,4-디메틸-9-옥소-9H-티옥산텐-2-일옥시)-N,N,N-트리메틸-1-프로파나미니움클로리드, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 메틸페닐글리옥시에스테르, η5-시클로펜타디에닐-η6-쿠메닐-아이언(1+)-헥사플루오로포스페이트(1-), 디페닐술피드 유도체, 비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 4-벤조일-4-메틸페닐케톤, 디벤질케톤, 플루오레논, 2,3-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤질메톡시에틸아세탈, 안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, β-클로로안트라퀴논, 안트론, 벤즈안트론, 디벤즈수베론, 메틸렌안트론, 4-아지도벤잘아세토페논, 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)시클로헥산, 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)-4-메틸시클로헥사논, 2-페닐-1,2-부타디온-2-(o-메톡시카르보닐)옥심, 1,3-디페닐프로판트리온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, N-페닐글리신, 테트라부틸암모늄(+1)n-부틸트리페닐보레이트(1-), 나프탈렌술포닐클로라이드, 퀴놀린술포닐클로라이드, N-페닐티오아크리돈, 4,4-아조비스이소부티로니트릴, 벤즈티아졸디술피드, 트리페닐포스핀, 4브롬화 탄소, 트리브로모페닐술폰, 과산화벤조일 및 에오신, 메틸렌 블루 등의 광환원성의 색소와 아스코르브산, 트리에탄올아민 등의 환원제의 조합 등이나 근자외에 흡수를 갖는 양이온 염료와 보레이트 음이온의 착체, 근적외 증감 색소로 증감된 할로겐화 은과 환원제를 조합한 것, 티타노센, 철 아렌 착체, 유기 과산화물, 헥사아릴, 비이미다졸, N-페닐글리신, 디아릴 요오도늄염 등의 라디칼 발생제 중 적어도 1종을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라, 3-치환 쿠마린, 시아닌 색소, 멜로시아닌 색소, 티아졸계 색소, 피릴륨계 색소 등의 증감 색소 등을 들 수 있다.
광 양이온 중합 개시제로서는, 요오도늄염, 술포늄염, 포스페이트염, 안티모네이트염 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 이들 광중합 개시제를 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 광중합 개시제는, 감광성 페이스트에 대하여 0.05질량％ 내지 10질량％의 범위 내에서 첨가되고, 보다 바람직하게는, 0.1질량％ 내지 10질량％이다. 광중합 개시제의 양이 너무 적으면 광경화 부족이 되고, 광중합 개시제의 양이 너무 많은 경우에는 상용성이 불량해질 우려가 있다.
광중합 개시제와 함께 증감제를 사용함으로써 감도를 향상시켜, 반응에 유효한 파장 범위를 확대할 수 있다.
증감제의 구체예로서는, 2,3-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)-4-메틸시클로헥사논, 4,4-비스(디메틸아미노)칼콘, 4,4-비스(디에틸아미노)칼콘, p-디메틸아미노신나밀리덴인다논, p-디메틸아미노벤질리덴인다논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노페닐비닐렌)이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노벤잘)아세톤, 1,3-카르보닐비스(4-디에틸아미노벤잘)아세톤, 3,3-카르보닐비스(7-디에틸아미노쿠마린), 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N-페닐-N-에틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, N-톨릴디에탄올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 디메틸아미노벤조산이소아밀, 디에틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산(2-디메틸아미노)에틸, 4-디메틸아미노벤조산(n-부톡시)에틸, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 3-페닐-5-벤조일티오테트라졸, 1-페닐-5-에톡시카르보닐티오테트라졸 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트에서는 이들의 증감제를 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 증감제를 본 발명의 감광성 페이스트에 첨가하는 경우, 그 첨가량은 감광성 유기 성분에 대하여 통상 0.05질량％ 내지 10질량％, 보다 바람직하게는 0.1질량％ 내지 10질량％이다. 증감제의 양이 너무 적으면 광경화를 향상시키는 효과가 발휘되지 않고, 증감제의 양이 너무 많으면, 상용성이 불량해질 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트는, 유기 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 유기 용제를 사용함으로써 감광성 페이스트의 점도 조정을 행할 수 있고, 도포막의 표면 평활성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 스크린 인쇄로 도포막을 형성하는 경우, 감광성 페이스트의 바람직한 점도로서는, 10Pa·s 내지 100Pa·s(브룩필드형의 점도계를 사용해서 3rpm에서 측정한 값)이다. 보다 바람직하게는, 10Pa·s 내지 50Pa·s이다. 감광성 페이스트의 점도가 10Pa·s 내지 100Pa·s의 범위 내에 있음으로써, 단차 있는 경우에도 피복성이 양호해진다. 감광성 페이스트의 점도가 10Pa·s 미만에서는, 도전 분말의 침강 영향으로 도포 불량을 발생하거나, 도포 시에 액 늘어짐을 일으키고, 도포면이 불균일해지는 문제를 발생시키나 한다. 또한, 감광성 페이스트의 점도가 100Pa·s를 초과하면 단차가 있는 경우에 피복성이 불량으로 된다. 한편, 잉크젯으로 도포막을 형성하는 경우, 감광성 페이스트의 점도로서는, 100mPa·s(브룩필드형의 점도계를 사용하여 측정한 값) 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 1mPa·s 내지 50mPa·s이다. 감광성 페이스트의 점도가 100mPa·s 이하인 것에 의해, 양호한 액적 형성이 가능하게 되어 균일한 도포막이 얻어진다. 감광성 페이스트의 점도를 1mPa·s 이상으로 함으로써, 도포막의 막 두께 균일성이 향상된다. 또한, 감광성 페이스트의 점도가 100mPa·s를 초과하면 페이스트가 토출되지 않아, 도포할 수 없다.
유기 용제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 이소부틸알코올, 이소프로필알코올, 테트라히드로푸란, γ-부티로락톤, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 디브로모벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤조산, 클로로벤조산 등, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 테르피네올, 3-메틸-3-메톡시 부탄올, 텍사놀, 벤질알코올, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등을 들 수 있다. 이들은, 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다.
본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트는, 그 원하는 특성을 손상시키지 않는 범위라면 분자 내에 불포화 이중 결합을 갖지 않는 비감광성 중합체, 가소제, 레벨링제, 계면 활성제, 실란 커플링제, 소포제, 안료 등의 첨가제를 배합할 수도 있다. 비감광성 중합체의 구체예로서는 에폭시 수지, 노볼락 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 전구체, 폴리이미드 등을 들 수 있다.
가소제의 구체예로서는 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다. 레벨링제의 구체예로서는 특수 비닐계 중합물, 특수 아크릴계 중합물 등을 들 수 있다.
실란 커플링제로서는, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 헥사메틸디실라잔, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트는 분산기, 혼련기 등을 사용하여 제작된다. 이들의 구체예로서는 3개 롤러, 볼 밀, 유성식 볼 밀 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.
(패턴의 형성 방법)
이하에서는, 감광성 페이스트를 사용한 각종 패턴의 형성 방법의 상세에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
<절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정>
상기 공정 (1), 상기 공정 (1-A), 상기 공정 (1-B) 및 상기 공정 (1-C)에 관한 공정에 대하여 설명한다.
감광성 페이스트를 기판에 도포하는 방법으로서는 스피너를 사용한 회전 도포, 스프레이 도포, 롤 코팅, 스크린 인쇄, 블레이드 코터, 다이 코터, 캘린더 코터, 메니스커스 코터, 바 코터, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 침지 인상법, 잉크젯법, 디스펜서법 등의 공지된 도포 방법을 사용하여, 전체면 또는 부분적으로 도포한다. 또한, 도포 막 두께는, 도포 방법, 조성물의 고형분 농도, 점도 등에 따라 상이하기 때문에, 건조 후의 막 두께가 소정의 값으로 되도록 조정한다.
다음으로 기판 상에 도포한 도포막으로부터 용제를 제거한다. 이에 의해, 도포막이 형성된다. 용제를 제거하는 방법으로서는, 오븐, 핫 플레이트, 적외선 등에 의한 가열 건조나 진공 건조 등을 들 수 있다. 가열 건조는 50℃ 내지 180℃의 범위에서 1분 내지 수 시간 행하는 것이 바람직하다.
<도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나, 배선, 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정>
상기 공정 (2), 상기 공정 (2-A), 상기 공정 (2-B), 상기 공정 (2-C), 상기 공정 (2-P-B) 및 상기 공정 (2-P-C)에 관한 공정에 대하여 설명한다.
용제 제거 후의 도포막을, 포토리소그래피에 의해 패턴 가공한다. 노광에 사용되는 광원으로서는 수은등의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)을 사용하는 것이 바람직하다.
노광 후, 현상액을 사용하여 미노광부를 제거함으로써, 원하는 패턴이 얻어진다. 알칼리 현상을 행하는 경우의 현상액으로서는, 수산화테트라메틸암모늄, 디에탄올아민, 디에틸아미노에탄올, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 트리에틸아민, 디에틸아민, 메틸아민, 디메틸아민, 아세트산디메틸아미노에틸, 디메틸아미노에탄올, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 시클로헥실아민, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 화합물의 수용액이 바람직하다. 또한 경우에 따라서는, 이들 수용액에 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, γ-부티로락톤 등의 극성 용매, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 락트산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 이소부틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류 등을 단독 또는 복수종 첨가한 것을 현상액으로서 사용해도 된다. 또한, 이들 알칼리 수용액에 계면 활성제를 첨가한 것을 현상액으로서 사용할 수도 있다. 유기 현상을 행하는 경우의 현상액으로서는, N-메틸-2-피롤리돈, N-아세틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 헥사메틸포스포르트리아미드 등의 극성 용매를 단독 또는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 크실렌, 물, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨 등과 조합한 혼합 용액을 사용할 수 있다.
현상은, 기판을 정치 또는 회전시키면서 상기 현상액을 도포막면에 스프레 이하거나, 기판을 현상액 내에 침지하거나, 또는 침지하면서 초음파를 거는 등의 방법에 의해 행할 수 있다.
현상 후, 물에 의한 린스 처리를 실시해도 된다. 여기에서도 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 락트산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류 등을 물에 첨가하여 린스 처리를 해도 된다.
<안테나, 배선, 전극 패턴에 대응하는 패턴을 경화하는 공정>
상기 공정 (3), 상기 공정 (3-A), 상기 공정 (3-B), 상기 공정 (3-C), 상기 공정 (3-P-B) 및 상기 공정 (3-P-C)에 관한 공정에 대하여 설명한다.
도전성을 발현시키기 위하여 도포막을 경화한다. 경화하는 방법으로서는, 오븐, 이너트 오븐, 핫 플레이트, 적외선 등에 의한 가열 경화나 진공 경화, 크세논 플래시 램프에 의한 경화 등을 들 수 있다. 상기 가열 경화의 경우, 경화 온도는 100℃ 내지 300℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100℃ 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 120℃ 내지 180℃이다. 가열 온도를 120℃ 이상으로 함으로써 수지의 감광성 유기 성분의 체적 수축량을 크게 할 수 있어, 저항률이 낮아진다. 또한, 본 발명에서 사용되는 감광성 페이스트는 180℃ 이하의 비교적 저온의 큐어에서 높은 도전성을 얻을 수 있기 때문에, 내열성이 낮은 기판 상이나, 내열성이 낮은 재료와 병용하여 사용할 수 있다.
(RFID 소자)
본 발명의 안테나 기판의 제조 방법으로 절연 기판 상에 안테나를 제조하고, 상기 안테나 상에 IC칩을 실장함으로써 RFID 소자를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법으로 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 형성하고, 상기 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성한 TFT나, 상기 전극 상에 절연층을 형성한 콘덴서를 형성함으로써, RFID 소자를 제조할 수 있다. 전극 상에 반도체층을 형성한다란, 전극 상에 형성된 절연층 상에 반도체층을 형성하는 것도 포함된다. 또한, 상기 TFT나 콘덴서, 및 배선 등을 조합하여, 정류 회로, 논리 회로, 기억 회로 등이 구성된다.
(RFID 소자의 제조 방법)
즉, 본 발명의 배선과 RFID 소자의 제조 방법은, 이하의 공정을 포함한다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정; (4) 얻어진 안테나 기판에 IC칩을 실장하는 공정.
(안테나 기판에 IC칩을 실장하는 공정)
상기 공정 (4)에 관한 공정에 대하여 설명한다. 안테나의 IC칩 실장부에 이방성 도전 접착제(ACP)(예를 들어, 교세라 케미컬 가부시키가이샤제 TAP0604C)를 도포하고, 이 ACP 상에 IC칩(예를 들어, Impinj사제의 Monza3)을 배치한 후, 열 압착 장치(예를 들어, 뮬바우어사제의 TTS300)에 의해 160℃의 온도에서 1.0N의 압력을 가해서 10초간 밀착시켜, IC칩을 안테나에 고정하여 접속시킴으로써 안테나 기판에 IC칩을 실장할 수 있다.
(RFID 소자의 제조 방법의 제2 형태)
또한, 본 발명의 배선과 RFID 소자의 제조 방법의 제2 형태는, 이하의 공정을 포함한다.
(1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정; (4-S) 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정.
TFT의 반도체층으로서는 특별히 제한은 없고, 산화물 반도체 등의 무기 반도체나, 펜타센이나 카본 나노 튜브(CNT) 등의 유기 반도체를 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 200℃ 이하의 저온에서 형성할 수 있다는 점, 전하 이동도나 ON 전류와 OFF 전류의 비(ON/OFF비) 등의 TFT 특성의 관점에서 CNT가 바람직하다. 또한, 정류 회로 및 논리 회로 중 적어도 1개의 형성 공정에서, CNT를 포함하는 용액을 도포하는 공정이 포함되는 것이 바람직하다. 상기 정류 소자는, 안테나로 전파를 수신함으로써 발생한 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 소자이다. 그 때문에, 상기 논리 회로보다도 고속 구동이 필요해서, 전하 이동도가 높을수록 교류 전류로부터 직류 전류로의 변환 효율(이후, 교류-직류 변환 효율이라 기재한다.)이 높아진다. 따라서, 정류 회로의 반도체층에 CNT를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 배선은, 정류 회로 및 논리 회로 등의 하부 배선으로서, 전극은 콘덴서의 하부 전극, 및 TFT의 하부 전극 등으로서, 각각 사용된다. 톱 게이트형의 TFT의 경우, 하부 전극은 소스·드레인 전극이 되고, 도 14a에 도시하는 바와 같이, 절연 기판(21) 상의 소스 전극(22)과 드레인 전극(23)의 사이에 반도체층(24)이 배치되고, 그 위에 게이트 절연층(25), 게이트 전극(26)이 형성된다. 한편, 보텀 게이트형의 TFT의 경우, 게이트 전극이 하부 전극이 되고, 도 14b에 도시하는 바와 같이, 절연 기판(21) 상의 게이트 전극(26) 상에 게이트 절연층(25)이 형성되고, 그 위에 소스 전극(22)과 드레인 전극(23), 반도체층(20)이 배치된다.
(배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정)
상기 공정 (4-S)에 관한 공정에 대해서, 상기 공정 (4-S)에 관한 공정을 포함하는, TFT 및 콘덴서를 형성하는 공정을 설명한다. 이하에서는, 먼저 톱 게이트형의 TFT 및 콘덴서의 제조 공정의 일례를 나타낸다.
첫째로, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 등으로 CNT를 포함하는 용액을 도포하여 반도체층을 형성한다. 용액 중에서의 CNT의 분산성의 관점에서, CNT의 표면의 적어도 일부에 공액계 중합체를 부착시키는 것이 바람직하다. CNT가 균일하게 분산된 용액을 사용함으로써 균일하게 분산된 CNT막을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 높은 반도체 특성을 실현할 수 있다. 공액계 중합체로서는 특별히 한정은 없고, 폴리티오펜계 중합체, 폴리피롤계 중합체, 폴리아닐린계 중합체, 폴리아세틸렌계 중합체, 폴리-p-페닐렌계 중합체, 폴리-p-페닐렌 비닐렌계 중합체 등을 들 수 있는데, CNT로의 부착이 용이한 점에서, CNT 복합체를 형성하기 쉬운 폴리티오펜계 중합체가 바람직하게 사용된다. 특히, 환 중에 질소 함유 이중 결합을 갖는 축합 헤테로아릴 유닛과 티오펜 유닛을 반복 단위 중에 포함하는 것이 보다 바람직하다.
둘째로, 콘덴서의 하부 전극 상, 및 반도체층, TFT의 소스·드레인 전극 상에 절연층을 형성한다. 절연층에 사용되는 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리불화비닐리덴, 폴리실록산이나 그의 유도체, 폴리비닐페놀이나 그의 유도체 등 등의 유기 고분자 재료, 또는 무기 재료 분말과 유기 고분자 재료의 혼합물이나 유기 저분자 재료와 유기 고분자 재료의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 잉크젯 등의 도포법으로 제작할 수 있는 유기 고분자 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 폴리플루오로에틸렌, 폴리노르보르넨, 폴리실록산, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 및 이들의 유도체, 폴리아크릴산 유도체, 폴리메타크릴산 유도체, 및 이들을 포함하는 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 유기 고분자 재료를 사용하는 것이, 절연층의 균일성의 관점에서 바람직하다. 또한, 콘덴서의 절연막과 TFT의 절연막은 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또한, 형성의 방법에 특별히 제한은 없고, 슬릿 다이 코팅, 스크린 인쇄, 잉크젯, 플렉소 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄 등을 들 수 있다.
셋째로, 콘덴서의 상부 전극, TFT의 게이트 전극, 및 상부 배선을 형성한다. 이와 같이 하여, 톱 게이트형의 TFT 및 콘덴서를 형성할 수 있다.
또한, 보텀 게이트형의 TFT 및 콘덴서의 제조 공정의 일례를 나타낸다.
첫째로, 콘덴서의 하부 전극 상, 및 TFT의 게이트 전극 상에 절연층을 형성한다.
둘째로, 콘덴서의 상부 전극, TFT의 소스·드레인 전극, 및 상부 배선을 형성한다.
셋째로, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 등으로 CNT를 포함하는 용액을 도포하여 반도체층을 형성한다. 이와 같이 하여, 보텀 게이트형의 TFT 및 콘덴서를 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 포토리소그래피를 사용함으로써 고정밀도, 미세한 전극 가공이 가능하게 되기 때문에, TFT의 소스·드레인 전극 간의 채널 길이를 작게 할 수 있고, 예를 들어 20um 이하의 채널 길이에 대해서도, 고정밀도로 형성할 수 있다. 상기 정류 소자의 교류-직류 변환 효율은, 채널 길이에 의존하고, 채널 길이가 짧을수록, 교류-직류 변환 효율은 높아진다. 따라서, 본 발명의 제조 방법으로, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제조함으로써, 교류-직류 변환 효율이 높은 RFID 소자를 얻을 수 있다.
실시예
이하 실시예 등을 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
각 실시예 및 비교예에서 사용한 평가 방법은, 이하와 같다.
<안테나의 형성성(가공 정밀도)의 평가 방법>
140mm×140mm×50㎛ 두께의 PET 필름을 사용하여 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하고, 안테나의 막 두께, 도 15, 도 16에 도시하는 안테나의 라인 폭(Lw), 안테나의 라인 간격(Lc)을 측정하고, 이하의 기준으로 평가를 행하였다.
A(가능): 안테나의 막 두께, 안테나의 라인 폭, 안테나의 라인 간격의 모든 측정값에 대해서, 설계값으로부터의 어긋남이 10％ 이내.
B(불가): 안테나의 막 두께, 안테나의 라인 폭, 안테나의 간격 중, 적어도 하나의 항목 측정값에 대해서, 설계값으로부터의 어긋남이 10％를 초과한다.
<막 두께의 측정 방법>
안테나, 배선, 전극의 막 두께는, 서프콤480A(상품명, (주)도쿄 세이미쯔제)를 사용하여 측정하였다. 랜덤하게 3군데를 추출하여 막 두께를 측정하고, 그 3점의 평균값을 채용하였다. 측장 1mm, 주사 속도는 0.3mm/s로 하였다.
<라인 폭, 라인 간격, 배선 폭의 측정 방법>
라인 폭, 라인 간격, 배선 폭은, 광학 현미경으로 랜덤하게 3군데의 위치를 관찰하고, 화상 데이터를 해석하여 얻어진 그 3군데에 있어서의 값의 평균값을 채용하였다.
<안테나의 형성성(가공 수율)의 평가 방법>
140mm×140mm×50㎛ 두께의 PET 필름을 사용하여 안테나 기판이나 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 100매 형성하고, 광학 현미경 관찰을 행하고, 패턴 절결, 박리, 단선, 마찰 등의 결함의 유무를 지표로 하여, 이하의 기준으로 평가를 행하였다.
A(매우 양호): 결함이 보인 매수가 100매 중 1매 이하.
B(양호): 결함이 보인 매수가 100매 중 2매 이상 5매 미만.
C(가능): 결함이 보인 매수가 100매 중 5매 이상 10매 미만.
D(불가): 결함이 보인 매수가 100매 중 10매 이상.
<전극 형성성의 평가 방법>
140mm×140mm×50㎛ 두께의 PET 필름을 사용하여, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 기판의 광학 현미경 관찰을 행하고, 전극 형성성을, 전극 간 거리의 설계값 20㎛에 대한 정밀도를 지표로 하여, 이하의 기준으로 평가를 행하였다.
A(가능): 전극 간 거리가 16 내지 24㎛
B(불가): 전극 간 거리가 16㎛ 미만 또는 24㎛ 초과.
<안테나 기판, 또는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 절곡 내성의 평가 방법>
도 17a, 도 17b를 참조하여 설명한다. 안테나 기판, 또는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판(30)에 대해서, 안테나를 형성한 면 상의 중앙부에 직경 30mm의 금속 원기둥(29)을 고정하고, 이 원기둥을 따라, 원기둥의 와인딩각 0°(샘플이 평면의 상태)의 상태에 두고(도 17a 참조), 원기둥으로의 와인딩각이 180°(원기둥으로 접은 상태)로 되는 범위(도 17b 참조)에서, 절곡 동작을 행하였다. 내굴곡성은, 굽힘 동작 전후의 안테나, 안테나와 배선의 접속부, 배선끼리의 접속부를 광학 현미경으로 관찰하여, 박리, 단선의 유무를 확인하고, 이하의 기준으로 평가를 행하였다.
A(매우 양호): 절곡 동작을 500회 반복해도 박리, 단선이 보이지 않는다.
B(양호): 절곡 동작을 300회 반복해도 박리, 단선이 보이지 않는다.
C(가능): 절곡 동작을 100회 반복해도 박리, 단선이 보이지 않는다.
D(불가): 절곡 동작의 반복이 100회 미만에서, 박리, 단선이 보였다.
<안테나와 배선의 전압차>
안테나와 배선에 흐르는 전류의 전압(VA, VL)을 디지털 오실로스코프(상품명InfiniiVision DSO-X 6002A, KEYSIGHT Technology사제)를 사용하여 측정하고, VL/VA를 전압차로 하였다.
합성예 1; 화합물 P1(중합성 성분: 중합성 불포화기를 갖는 중합체)
공중합 비율(질량 기준): 에틸아크릴레이트(이하, 「EA」)/메타크릴산2-에틸헥실(이하, 「2-EHMA」)/스티렌(이하, 「St」)/글리시딜메타크릴레이트(이하, 「GMA」)/아크릴산(이하, 「AA」)=20/40/20/5/15.
질소 분위기의 반응 용기 중에, 150g의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, 「DMEA」)를 투입하고, 오일 배스를 사용해서 80℃까지 승온하였다. 이것에, 20g의 EA, 40g의 2-EHMA, 20g의 St, 15g의 AA, 0.8g의 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 및 10g의 DMEA를 포함하는 혼합물을, 1시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 추가로 6시간 중합 반응을 행하였다. 그 후, 1g의 히드로퀴논모노메틸에테르를 첨가하여, 중합 반응을 정지하였다. 계속해서, 5g의 GMA, 1g의 트리에틸벤질암모늄클로라이드 및 10g의 DMEA를 포함하는 혼합물을, 0.5시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 추가로 2시간 부가 반응을 행하였다. 얻어진 반응 용액을 메탄올로 정제함으로써 미반응 불순물을 제거하고, 추가로 24시간 진공 건조함으로써, 화합물 P1을 얻었다.
합성예 2; 화합물 P2(중합성 성분: 중합성 불포화기를 갖는 중합체)
공중합 비율(질량 기준): 2관능 에폭시아크릴레이트 단량체(에폭시에스테르 3002A; 교에이샤 가가꾸(주)제)/2관능 에폭시아크릴레이트 단량체(에폭시에스테르 70PA; 교에이샤 가가꾸(주)제)/GMA/St/AA=20/40/5/20/15.
질소 분위기의 반응 용기 중에, 150g의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, 「DMEA」)를 투입하고, 오일 배스를 사용해서 80℃까지 승온하였다. 이것에, 20g의 에폭시에스테르 3002A, 40g의 에폭시에스테르 70PA, 20g의 St, 15g의 AA, 0.8g의 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 및 10g의 DMEA를 포함하는 혼합물을, 1시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 추가로 6시간 중합 반응을 행하였다. 그 후, 1g의 히드로퀴논모노메틸에테르를 첨가하여, 중합 반응을 정지하였다. 계속해서, 5g의 GMA, 1g의 트리에틸벤질암모늄클로라이드 및 10g의 DMEA를 포함하는 혼합물을, 0.5시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 추가로 2시간 부가 반응을 행하였다. 얻어진 반응 용액을 메탄올로 정제함으로써 미반응 불순물을 제거하고, 추가로 24시간 진공 건조함으로써, 화합물 P2를 얻었다.
합성예 3; 화합물 P3(중합성 성분: 중합성 불포화기를 갖는 중합체)
화합물 P2의 우레탄 변성 화합물
질소 분위기의 반응 용기 중에, 100g의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, 「DMEA」)를 투입하고, 오일 배스를 사용해서 80℃까지 승온하였다. 이것에, 감광성 성분 P2를 10g, 3.5g의 n-헥실 이소시아네이트 및 10g의 DMEA를 포함하는 혼합물을, 1시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 추가로 3시간 반응을 행하였다. 얻어진 반응 용액을 메탄올로 정제함으로써 미반응 불순물을 제거하고, 추가로 24시간 진공 건조함으로써, 우레탄 결합을 갖는 화합물 P3을 얻었다.
제조예 1; 감광성 페이스트 A
100ml 클린 보틀에 화합물 P1을 16g, 화합물 P3을 4g, 광중합 개시제 OXE-01(BASF 재팬 가부시키가이샤제) 4g, 산 발생제 SI-110(산신가가꾸 고교 가부시키가이샤제)을 0.6g, γ-부티로락톤(미쯔비시 가스 가가꾸 가부시키가이샤제)을 10g 넣고, 자전-공전 진공 믹서 "아와토리 렌타로"(등록 상표)(ARE-310; (주)신 키제)로 혼합하여, 감광성 수지 용액 46.6g(고형분 78.5질량％)을 얻었다. 얻어진 감광성 수지 용액 8.0g과 평균 입자 직경 2㎛의 Ag 입자를 42.0g 혼합하고, 3개 롤러 "EXAKT M-50"(상품명, EXAKT사제)을 사용하여 혼련하여, 50g의 감광성 페이스트 A를 얻었다.
제조예 2; 감광성 페이스트 B
평균 입자 직경 0.2㎛의 Ag 입자를 사용한 것 이외에는, 조정예 1과 동일한 방법으로, 감광성 페이스트 B를 얻었다.
제조예 3; 감광성 페이스트 C
화합물 P1을 20g 사용하고, 화합물 P3을 사용하지 않는 것 이외에는, 조정예 2와 동일한 방법으로, 감광성 페이스트 C를 얻었다.
제조예 4; 감광성 페이스트 D
평균 입자 직경 0.05㎛의 Ag 입자를 사용한 것 이외에는, 조정예 1과 동일한 방법으로, 감광성 페이스트 D를 얻었다.
표 1에 제조예 1 내지 4에서 얻은 감광성 페이스트의 조성을 나타낸다.
Figure pct00001
제조예 5; 반도체 용액 A
폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)(알드리치(주)제) 2.0mg의 클로로포름 10ml 용액에 CNT(CNI사제, 단층 CNT, 순도 95％)를 1.0mg 첨가하고, 빙냉하면서 초음파 균질기(도쿄 리카 기카이(주)제 VCX-500)를 사용하여 출력 20％에서 4시간 초음파 교반하여, CNT 복합체 분산액 A(용매에 대한 CNT 복합체 농도 0.96g/l)를 얻었다.
이어서, 반도체층을 형성하기 위한 반도체 용액의 제작을 행하였다. 상기 CNT 복합체 분산액 A를 멤브레인 필터(구멍 직경 10㎛, 직경 25mm, 밀리 포어사제 옴니포어 멤브레인)를 사용하여 여과를 행하여, 길이 10㎛ 이상의 CNT 복합체를 제거하였다. 얻어진 여과액에 o-DCB(와코 쥰야꾸 고교(주)제) 5ml를 첨가한 후, 로터리 증발기를 사용하여, 저비점 용매인 클로로포름을 증류 제거하고, 용매를 o-DCB로 치환하여, CNT 복합체 분산액 B를 얻었다. CNT 복합체 분산액 B 1ml에 o-DCB 3mL을 첨가하여, 반도체 용액 A(용매에 대한 CNT 복합체 농도 0.03g/l)로 하였다.
조정예 6; 반도체 용액 B
P3HT 대신에 이하의 화합물 [2]를 사용한 것 이외에는 제조예 5와 동일하게 하여 반도체 용액 B(용매에 대한 CNT 복합체 농도 0.03g/l)를 얻었다.
Figure pct00002
화합물 [2]는 이하의 식과 같이 합성하였다.
Figure pct00003
화합물 (1-a)((주)도꾜 가세이 고교제) 4.3g과 브롬((주)와코 쥰야꾸 고교제) 10g을 48％ 브롬화수소산 150ml에 첨가하고, 120℃에서 3시간 교반하였다. 반응 용액을 실온으로 냉각하고, 석출한 고체를 글라스 필터로 여과하고, 물 1000ml와 아세톤 100ml로 세정하였다. 얻어진 고체를 60℃에서 진공 건조하여, 화합물 (1-b) 6.72g을 얻었다.
화합물 (1-c) 10.2g을 디메틸포름아미드 100ml에 용해하고, N-브로모숙신이미드((주)와코 쥰야꾸 고교제) 9.24g을 추가하고, 질소 분위기 하에서, 실온에서 3시간 교반하였다. 얻어진 용액에 물 200ml, n-헥산 200ml 및 디클로로메탄 200ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 200ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 헥산)로 정제하여, 화합물 (1-d) 14.4g을 얻었다.
상기 화합물 (1-d) 14.2g을 테트라히드로푸란 200ml에 용해하고, -80℃로 냉각하였다. n-부틸리튬(1.6M 헥산 용액)((주)와코 쥰야꾸 고교제) 35ml를 첨가한 후, -50℃까지 승온하고, 다시 -80℃로 냉각하였다. 2-이소프로폭시-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란((주)와코 쥰야꾸 고교제) 13.6ml를 첨가하고, 실온까지 승온하고, 질소 분위기 하에서 4시간 교반하였다. 얻어진 용액에 1N 염화암모늄 수용액 200ml와 아세트산에틸 200ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 200ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 헥산/디클로로메탄)로 정제하여 화합물 (1-e) 14.83g을 얻었다.
상기 화합물 (1-e) 14.83g과, 5,5'-디브로모-2,2'-비티오펜((주)도꾜 가세이 고교제) 6.78g을 디메틸포름아미드 200ml에 첨가하고, 또한 질소 분위기 하에서 인산칼륨((주)와코 쥰야꾸 고교제) 26.6g 및 [비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(알드리치사제) 1.7g을 추가하고, 100℃에서 4시간 교반하였다. 얻어진 용액에 물 500ml와 아세트산에틸 300ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 500ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 헥산)로 정제하여, 화합물 (1-f)를 4.53g 얻었다.
상기 화합물 (1-f) 4.53g을 테트라히드로푸란 40ml에 용해하고, -80℃로 냉각하였다. n-부틸리튬(1.6M 헥산 용액) 6.1ml를 첨가한 후, -5℃까지 승온하고, 다시 -80℃로 냉각하였다. 2-이소프로폭시-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란 2.3ml를 첨가하고, 실온까지 승온하고, 질소 분위기 하에서 2시간 교반하였다. 얻어진 용액에 1N 염화암모늄 수용액 150ml와 아세트산에틸 200ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 200ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 디클로로메탄/헥산)로 정제하여, 화합물 (1-g) 2.31g을 얻었다.
상기 화합물 (1-b) 0.498g과, 상기 화합물 (1-g) 2.31g을 디메틸포름아미드 17ml에 첨가하고, 또한 질소 분위기 하에서 인산칼륨 2.17g 및 [비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(알드리치사제) 0.14g을 추가하고, 90℃에서 7시간 교반하였다. 얻어진 용액에 물 200ml와 클로로포름 100ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 200ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 디클로로메탄/헥산)로 정제하여, 화합물 (1-h)를 1.29g 얻었다. 화합물 (1-h)의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
1H-NMR(CD2Cl2, (d=ppm)): 8.00(s, 2H), 7.84(s, 2H), 7.20-7.15(m, 8H), 7.04(d, 2H), 6.95(d, 2H), 2.88(t, 4H), 2.79(t, 4H), 1.77-1.29(m, 48H), 0.88(m, 12H).
상기 화합물 (1-h) 0.734g을 클로로포름 15ml에 용해하고, N-브로모숙신이미드 0.23g/디메틸포름아미드 10ml를 첨가하고, 질소 분위기 하에서, 실온에서 9시간 교반하였다. 얻어진 용액에 물 100ml와 클로로포름 100ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 200ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 디클로로메탄/헥산)로 정제하여, 화합물 (1-i) 0.58g을 얻었다.
화합물 (1-j) 0.5g, 비스(피나콜라토)디보론(BASF제) 0.85g, 아세트산칼륨((주)와코 쥰야꾸 고교제) 0.86g을 1,4-디옥산 7ml에 첨가하고, 또한 질소 분위기 하에서 [비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐 0.21g을 추가하고, 80℃에서 7시간 교반하였다. 얻어진 용액에 물 100ml와 아세트산에틸 100ml를 첨가하고, 유기층을 분취하였다. 얻어진 유기층을 물 100ml로 세정 후, 황산마그네슘으로 건조하였다. 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피(충전재: 실리카겔, 용리액: 디클로로메탄)로 정제하여, 화합물 (1-k)를 57mg 얻었다.
상기 화합물 (1-i) 93mg과, 상기 화합물 (1-k) 19.3mg을 톨루엔 6ml에 용해하였다. 여기에 물 2ml, 탄산칼륨 0.18g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)((주)도꾜 가세이 고교제) 7.7mg 및 Aliquat(R)336(알드리치사제) 1방울을 첨가하고, 질소 분위기 하에서, 100℃에서 25시간 교반하였다. 계속해서, 페닐보론산 40mg을 추가하고, 100℃에서 7시간 교반하였다. 얻어진 용액에 메탄올 50ml를 첨가하고, 생성된 고체를 여과취출하고, 메탄올, 물, 메탄올, 아세톤의 순서로 세정하였다. 얻어진 고체를 클로로포름에 용해시켜, 실리카겔 쇼트 컬럼(용리액: 클로로포름)을 통과시킨 후에 농축 건고하여, 화합물 [2]를 30mg 얻었다. 중량 평균 분자량은 4367, 수 평균 분자량은 3475, 중합도 n은 3.1이었다.
제조예 7; 절연층 용액 A
메틸트리메톡시실란 61.29g(0.45몰), β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 12.31g(0.05몰), 및 페닐트리메톡시실란 99.15g(0.5몰)을 프로필렌글리콜모노부틸에테르(비점 170℃) 203.36g에 용해하고, 이것에, 물 54.90g, 인산 0.864g을 교반하면서 첨가하였다. 얻어진 용액을 배스 온도 105℃에서 2시간 가열하여, 내온을 90℃까지 높이고, 주로 부생하는 메탄올을 포함하는 성분을 유출하게 하였다. 계속하여 배스 온도 130℃에서 2.0시간 가열하여, 내온을 118℃까지 높이고, 주로 물이 프로필렌글리콜모노부틸에테르를 포함하는 성분을 유출하게 한 후, 실온까지 냉각하여, 고형분 농도 26.0질량％의 절연층 용액 A를 얻었다.
제조예 8; 절연층 용액 B
절연층 용액 A를 10g 측량하고, 알루미늄비스(에틸아세틸아세테이트)모노(2,4-펜탄디오네이트)(상품명 「알루미늄 킬레이트 D」, 가와켄 파인 케미컬(주)제, 이하 알루미늄 킬레이트 D라고 한다) 13g과 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, PGMEA라고 한다) 42g을 혼합하고, 실온에서 2시간 교반하여, 절연층 용액 B(고형분 농도 24질량％)를 얻었다. 본 용액 중의 상기 폴리실록산의 함유량은 알루미늄 킬레이트 D 100질량부에 대하여 20질량부였다.
실시예 1
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 15에 도시된 형상의 안테나(27)를 갖는 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 2 내지 5
표 2에 나타내는 제작 조건에서 실시예 1과 동일한 방법으로 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 6
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 16에 도시된 형상의 안테나(28)를 갖는 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 7 내지 8
표 2에 나타내는 제작 조건에서 실시예 6과 동일한 방법으로 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 9
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 B를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여, 안테나에 대응하는 마스크 패턴과 배선에 대응하는 마스크 패턴이 연결되지 않는 포토마스크를 통하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 18에 도시된 형상의 안테나(27), 배선(32A), 및 배선·전극(33)을 갖는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 또한, 배선·전극(33)에는 배선(32B)이 접속된 전극(34)이 소정의 간격으로 마주보고 형성되어 있고, 그들 전극 사이즈의 설계값은 100×100㎛, 전극 간 거리의 설계값은 20㎛로 하였다. 배선·전극(33)으로부터 연장하는 배선(32A)과 안테나(27)는 연속상이 아니고, 1mm의 간극을 이격하여 형성되어 있고, 그들 간을 인듐계의 도전 페이스트막(35)으로 접속하였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 10
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 B를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여, 안테나에 대응하는 마스크 패턴과 배선에 대응하는 마스크 패턴이 연결되는 포토마스크를 통하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 19에 도시된 형상의 안테나(27), 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 갖는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 또한, 배선·전극(33)의 설계는 실시예 9와 동일한데, 배선·전극(33)으로부터 연장하는 배선(32A)과 안테나(27)는 연속층이었다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 11
표 2에 나타내는 제작 조건에서 실시예 10과 동일한 방법으로 도 20에 도시하는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(28)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 12
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 21a에 도시된 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 배선과 전극을 구비한 기판을 제작하였다. 계속해서, 스크린 인쇄로 배선과 전극을 구비한 기판 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(27)를 형성하여, 도 21b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(27)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 21b 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 21c, 도 21d에 도시하였다. 도 21c, 도 21d에 도시하는 바와 같이, 안테나(27)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 21c, 도 21d에 있어서, 안테나(27)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 50㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 13
배선(32A) 및 배선·전극(33)의 형성에 감광성 페이스트 B를 사용한 것 이외에는 실시예 12와 동일한 방법으로 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 14
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(27)를 형성하여, 도 22a에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 계속해서, 스크린 인쇄로 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 B를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 도 22b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(27)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 22b 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 22c, 도 22d에 도시하였다. 도 22c, 도 22d에 도시하는 바와 같이, 안테나(27)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 22c, 도 22d에 있어서, 안테나(27)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 15 내지 17
표 2에 나타내는 제작 조건에서 실시예 10과 동일한 방법으로 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 18 내지 20
표 2에 나타내는 제작 조건에서, 배선(32A) 및 배선·전극(33)의 형성에 감광성 페이스트 D를 사용하고, 감광성 페이스트 D의 도포를 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)로 행한 것 이외에는 실시예 12와 동일한 방법으로 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조에 있어서, 안테나(27)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 10㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 21
잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 23a에 도시된 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 배선 및 전극을 구비한 기판을 제작하였다. 계속해서, 스크린 인쇄로 배선 및 전극을 구비한 기판 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(28)를 제작하여, 도 23b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(28)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 23b 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 23c, 도 23d에 도시하였다. 도 23c, 도 23d에 도시하는 바와 같이, 안테나(28)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 23c, 도 23d에 있어서, 안테나(28)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 10㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(28)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 22
표 2에 나타내는 제작 조건에서, 배선(32A) 및 배선·전극(33)의 형성에 감광성 페이스트 D를 사용하고, 감광성 페이스트 D의 도포를 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)로 행한 것 이외에는 실시예 14와 동일한 방법으로 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조에 있어서, 안테나(27)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 23
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(28)를 형성하여, 도 24a에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 도 24b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(28)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 24b 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 24c, 도 24d에 도시하였다. 도 24c, 도 24d에 도시하는 바와 같이, 안테나(28)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 24c, 도 24d에 있어서, 안테나(28)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(28)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 24
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 25a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴에 따른 안테나(39)를 형성하였다. 또한, 라인 폭, 라인 간격의 설계값은, 각각 600㎛, 400㎛로 하였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 25b에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격의 측정값은, 각각 10㎛, 635㎛, 366㎛였다. 계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 도 25c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(39)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 25c 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 25d, 도 25e에 도시하였다. 도 25d, 도 25e에 도시하는 바와 같이, 안테나(39)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 25d, 도 25e에 있어서, 안테나(39)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(39)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 25
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 26a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴에 따른 안테나(39)와 배선(32A)의 일부(32A-1)를 형성하였다. 또한, 라인 폭, 라인 간격, 배선(32A-1)의 폭의 설계값은, 각각 600㎛, 400㎛, 200㎛로 하였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 26b에 도시된 배선 구비 안테나 기판을 제작하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격, 배선(32A-1)의 막 두께, 폭의 측정값은, 각각 10㎛, 634㎛, 364㎛, 10㎛, 212㎛였다. 계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 배선 구비 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A)의 일부(32A-2) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 도 26c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 배선(32A-1)과 배선(32A-2)의 접속부(40)에 대해서, 도 26c 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 26d, 도 26e에 도시하였다. 도 26d, 도 26e에 도시하는 바와 같이, 배선(32A-1)과 배선(32A-2)은 겹쳐 있고, 도 26d, 도 26e에 있어서, 배선(32A-1)과 배선(32A-2)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(39)와 배선(32A-2)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 26
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 27a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 또한, 라인 폭, 라인 간격의 설계값은, 각각 1000㎛, 100㎛로 하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴으로 안테나(41)를 형성하였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 27b에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격의 측정값은, 각각 10㎛, 1054㎛, 91㎛였다. 계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A) 및 배선·전극(33)을 제작하여, 도 27c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 안테나(41)와 배선(32A)의 접속부(36)에 대해서, 도 27c 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 27d, 도 27e에 도시하였다. 도 27d, 도 27e에 도시하는 바와 같이, 안테나(41)와 배선(32A)은 겹쳐 있고, 도 27d, 도 27e에 있어서, 안테나(41)와 배선(32A)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(41)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 27
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 28a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴에 따른 안테나(41)와 배선(32A)의 일부(32A-1)를 형성하였다. 또한, 라인 폭, 라인 간격, 배선(32A-1)의 폭의 설계값은, 각각 1000㎛, 100㎛, 200㎛로 하였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 28b에 도시된 배선 구비 안테나 기판을 제작하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격, 배선(32A-1)의 막 두께, 폭의 측정값은, 각각 10㎛, 1056㎛, 93㎛, 10㎛, 211㎛였다. 계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 배선 구비 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A)의 일부(32A-2) 및 배선·전극(33)을 형성하여, 도 28c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 배선(32A-1)과 배선(32A-2)의 접속부(40)에 대해서, 도 28c 중의 화살표 α, β의 방향으로부터 본 경우의 단면 구조를, 각각, 도 28d, 도 28e에 도시하였다. 도 28d, 도 28e에 도시하는 바와 같이, 배선(32A-1)과 배선(32A-2)은 겹쳐 있고, 도 28d, 도 28e에 있어서, 배선(32A-1)과 배선(32A-2)의 겹침 폭은, 각각, 100㎛, 100㎛였다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성의 평가, 전극 형성성의 평가, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(41)와 배선(32A-2)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
비교예 1
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 22a에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
비교예 2 내지 3
표 2에 나타내는 제작 조건에서 비교예 1과 동일한 방법으로 안테나 기판을 제작하였다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다.
비교예 4
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 24a에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 얻어진 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성, 및 절곡 내성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다. 라인 간격의 설계값은 100㎛로 하고 있었지만, 얻어진 안테나 기판에서는 라인 간격은 0㎛이며, 2개의 패턴이 연결되었다.
비교예 5
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 B를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분으로 프리베이크를 행하였다. 그 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 도 22b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 제작 조건을 표 2에 나타내었다. 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판에 대해서, 안테나의 형성성, 절곡 내성의 평가, 및 안테나(27)와 배선(32A)의 전압차의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타내었다. 배선 폭의 설계값은 50㎛로 하고 있었지만, 얻어진 배선의 폭은 104㎛이며, 설계값으로부터 크게 어긋나 있었다. 또한, 전극 간의 거리의 설계값은 20㎛로 하고 있었지만, 얻어진 전극 간의 거리는 0㎛이며, 2개의 전극이 연결되었다.
Figure pct00004
Figure pct00005
실시예 28
스크린 인쇄로 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(27)를 형성하여, 도 29a에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 또한, 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격은, 각각 3.9㎛, 610㎛, 391㎛였다.
계속해서, 안테나 기판 상에 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A), 배선(32B), 소스 전극(42), 드레인 전극(43)을 형성하여, 도 29b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 이들 한 쌍의 소스 전극(42), 드레인 전극(43)의 폭은 모두 1000㎛이며, 전극 간의 거리는 10㎛, 배선(32A, 32B)의 폭은 10㎛, 배선·전극의 막 두께는 0.18㎛였다.
계속해서, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 반도체 용액 A를 400pl 적하하여 반도체층(44)을 형성하고, 핫 플레이트 상에서 질소 기류 하, 150℃에서 30분의 열처리를 행하였다. 다음으로 상기 소스 전극(42), 드레인 전극(43), 반도체층(44)이 형성된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판 상에 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 120℃에서 5분간 열처리 후, 다시 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 질소 기류 하 200℃에서 30분간 열처리함으로써, 막 두께 400nm의 절연층(45)을 형성하였다. 그 위에 포토레지스트(상품명 「LC100-10cP」, 롬 앤드 하스(주)제)를 스핀 코팅 도포(1000rpm×20초)하고, 100℃에서 10분간 가열 건조하였다. 형성한 포토레지스트막을 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 100mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 2.38질량％ 수산화테트라메틸암모늄 수용액인 ELM-D(상품명, 미쯔비시 가스 가가꾸(주)제)를 사용해서 70초간 샤워 현상하고, 계속하여 물로 30초간 세정하였다. 그 후, 에칭액 SEA-5(상품명, 간또 가가꾸(주)제)를 사용해서 5분간 에칭 처리한 후, 물로 30초간 세정하였다. AZ 리무버 100(상품명, AZ 일렉트로닉 머티리얼즈(주)제)에 5분간 침지하여 레지스트를 박리하고, 물로 30초간 세정 후, 120℃에서 20분간 가열 건조함으로써 드레인 전극(43) 상에 콘택트 홀을 형성하였다. 콘택트 홀을 형성한 절연층(45) 상에 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 게이트 전극(46)을 형성하여, 정류 소자(47)를 제작하였다. 도 29c에 얻어진 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 도시한다.
상기 정류 소자(47)의 전류-전압 특성을 측정하였다. 측정에는 반도체 특성 평가 시스템 4200-SCS형(케이슬리 인스트루먼츠(주)제)을 사용하고, 소스 전극(42)을 입력, 드레인 전극(43) 및 게이트 전극(46)을 출력으로 하는 2 단자법으로 행하였다. 측정은, 대기 중(기온 20℃, 습도 35％)에서 실시하고, 정류 작용이 얻어지는 것을 확인하였다. 이어서, 상기 정류 소자 구비 안테나 기판을 사용하여 도 29d에 도시하는 정류 회로를 구성하였다. 캐패시터(102)의 용량값은, 300[pF]이다. 상기 안테나(27)의 편단 γ를, 입력 단자(101)에 접속하고, 상기 정류 소자(47)의 드레인 전극(43)을 캐패시터(102) 및 출력 단자(103)에 접속하였다. 캐패시터(102)의 반대측 전극은, 접지 전위와 전기적으로 접속하였다. 입력 단자(101)에 교류 전압(전압 진폭 10[V], 주파수 10MHz)을 입력했을 때, 출력 단자(103)에 출력된 직류 전압은, 평균값 2.5[V], 변동 0.8[V]였다.
실시예 29
반도체 용액 A 대신에 반도체 용액 B를 사용한 것 이외에는 실시예 28과 동일하게 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 제작하였다. 얻어진 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 평가하기 위하여 실시예 28과 동일하게 하여 정류 회로를 구성하였다. 입력 단자(101)에 교류 전압(전압 진폭 10[V])을 입력했을 때, 출력 단자(103)에 출력된 직류 전압은, 평균값 4.9[V], 변동 0.3[V]였다.
실시예 30
잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 막 두께 50㎛의 PET 필름 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A), 배선(32B), 소스 전극(42), 드레인 전극(43)을 형성하여, 도 30a에 도시된 배선과 전극을 구비한 기판을 제작하였다. 이들 한 쌍의 소스 전극(42), 드레인 전극(43)의 폭은 모두 1000㎛이며, 전극 간의 거리는 10㎛, 배선(32A, 32B)의 폭은 10㎛, 배선·전극의 막 두께는 0.19㎛였다.
계속해서, 스크린 인쇄로 배선과 전극을 구비한 기판 상에 감광성 페이스트 A를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 안테나(27)를 형성하여, 도 30b에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 또한, 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격은, 각각 3.8㎛, 611㎛, 394㎛였다.
계속해서, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 반도체 용액 B를 400pl 적하하여 반도체층(44)을 형성하고, 핫 플레이트 상에서 질소 기류 하, 150℃에서 30분의 열처리를 행하였다. 다음으로 상기 소스 전극(42), 드레인 전극(43), 반도체층(44)이 형성된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판 상에 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 120℃에서 5분간 열처리 후, 다시 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 질소 기류 하 200℃에서 30분간 열처리함으로써, 막 두께 400nm의 절연층(45)을 형성하였다. 그 위에 포토레지스트(상품명 「LC100-10cP」, 롬 앤드 하스(주)제)를 스핀 코팅 도포(1000rpm×20초)하고, 100℃에서 10분간 가열 건조하였다. 형성한 포토레지스트막을 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 100mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 2.38질량％ 수산화테트라메틸암모늄 수용액인 ELM-D(상품명, 미쯔비시 가스 가가꾸(주)제)를 사용해서 70초간 샤워 현상하고, 계속하여 물로 30초간 세정하였다. 그 후, 에칭액 SEA-5(상품명, 간또 가가꾸(주)제)를 사용해서 5분간 에칭 처리한 후, 물로 30초간 세정하였다. AZ 리무버 100(상품명, AZ 일렉트로닉 머티리얼즈(주)제)에 5분간 침지하여 레지스트를 박리하고, 물로 30초간 세정 후, 120℃에서 20분간 가열 건조함으로써 콘택트 홀을 형성하였다. 콘택트 홀을 형성한 절연층(45) 상에 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 게이트 전극(46)을 형성하여, 정류 소자(47)를 제작하였다. 도 30c에 얻어진 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 도시한다.
이어서, 상기 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 사용하여 도 30d에 도시하는 정류 회로를 구성하였다. 캐패시터(102)의 용량값은, 300[pF]이다. 상기 안테나(27)의 편단 γ를, 입력 단자(101)에 접속하고, 상기 정류 소자(47)의 드레인 전극(43)을 캐패시터(102) 및 출력 단자(103)에 접속하였다. 캐패시터(102)의 반대측 전극은, 접지 전위와 전기적으로 접속하였다. 입력 단자(101)에 교류 전압(전압 진폭 10[V], 주파수 10MHz)을 입력했을 때, 출력 단자(103)에 출력된 직류 전압은, 평균값 4.9[V], 변동 0.2[V]였다.
실시예 31
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 31a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴에 따른 안테나(39)를 형성하였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 31b에 도시된 안테나 기판을 제작하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격은, 각각 10㎛, 638㎛, 361㎛였다.
계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A), 배선(32B), 소스 전극(42), 드레인 전극(43)을 형성하여, 도 31c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 이들 한 쌍의 소스 전극(42), 드레인 전극(43)의 폭은 모두 1000㎛이며, 전극 간의 거리는 10㎛, 배선(32A, 32B)의 폭은 10㎛, 배선·전극의 막 두께는 0.18㎛였다.
계속해서, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 반도체 용액 B를 400pl 적하하여 반도체층(44)을 형성하고, 핫 플레이트 상에서 질소 기류 하, 150℃에서 30분의 열처리를 행하였다. 다음으로 상기 소스 전극(42), 드레인 전극(43), 반도체층(44)이 형성된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판 상에 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 120℃에서 5분간 열처리 후, 다시 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 질소 기류 하 200℃에서 30분간 열처리함으로써, 막 두께 400nm의 절연층(45)을 형성하였다. 그 위에 포토레지스트(상품명 「LC100-10cP」, 롬 앤드 하스(주)제)를 스핀 코팅 도포(1000rpm×20초)하고, 100℃에서 10분간 가열 건조하였다. 형성한 포토레지스트막을 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 100mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 2.38질량％ 수산화테트라메틸암모늄 수용액인 ELM-D(상품명, 미쯔비시 가스 가가꾸(주)제)를 사용해서 70초간 샤워 현상하고, 계속하여 물로 30초간 세정하였다. 그 후, 에칭액 SEA-5(상품명, 간또 가가꾸(주)제)를 사용해서 5분간 에칭 처리한 후, 물로 30초간 세정하였다. AZ 리무버 100(상품명, AZ 일렉트로닉 머티리얼즈(주)제)에 5분간 침지하여 레지스트를 박리하고, 물로 30초간 세정 후, 120℃에서 20분간 가열 건조함으로써 콘택트 홀을 형성하였다. 콘택트 홀을 형성한 절연층(45) 상에 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 게이트 전극(46)을 형성하여, 정류 소자(47)를 제작하였다. 도 31d에 얻어진 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 도시한다.
이어서, 상기 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 사용하여 도 31e에 도시하는 정류 회로를 구성하였다. 캐패시터(102)의 용량값은, 300[pF]이다. 상기 안테나(39)의 편단 γ를, 입력 단자(101)에 접속하고, 상기 정류 소자(47)의 드레인 전극(43)을 캐패시터(102) 및 출력 단자(103)에 접속하였다. 캐패시터(102)의 반대측 전극은, 접지 전위와 전기적으로 접속하였다. 입력 단자(101)에 교류 전압(전압 진폭 10[V], 주파수 10MHz)을 입력했을 때, 출력 단자(103)에 출력된 직류 전압은, 평균값 4.8[V], 변동 0.5[V]였다.
실시예 32
두께가 50㎛인 PET 필름에, 두께가 10㎛인 압연된 알루미늄박(37)을 에폭시계 접착제를 사용하여 드라이 라미네이션법에 의해 접착하여 적층체를 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체에, 레지스트 잉크를 도 32a에 도시된 패턴으로 그라비아 인쇄하였다. 패턴부의 단면은, 레지스트층(38)/알루미늄박(37)/PET 필름이 된다. 인쇄 후, 조사선량이 480W/㎠인 자외선 램프로 15초간 조사하여, 레지스트 잉크를 경화시킴으로써 레지스트층(38)을 형성하였다. 얻어진 적층체를 35％의 염화제2철 수용액에 온도 40℃에서 5분간 침지시킴으로써, 알루미늄박의 에칭을 행하여, 소정의 패턴에 따른 안테나(39)와 배선(32A)의 일부(32A-1)를 형성하였다. 안테나 막 두께, 라인 폭, 라인 간격, 배선(32A-1)의 막 두께, 폭은, 각각 10㎛, 632㎛, 367㎛, 10㎛, 214㎛였다. 그 후, 그 적층체를 1％의 수산화나트륨 수용액에 온도 20℃에서 10초간 침지시킴으로써, 레지스트 잉크층을 박리하여, 도 32b에 도시된 배선 구비 안테나 기판을 제작하였다.
계속해서, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 배선 구비 안테나 기판 상에 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 배선(32A)의 일부(32A-2), 배선(32B), 소스 전극(42), 드레인 전극(43)을 형성하여, 도 32c에 도시된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판을 제작하였다. 이들 한 쌍의 소스 전극(42), 드레인 전극(43)의 폭은 모두 1000㎛이며, 전극 간의 거리는 10㎛, 배선(32A-2와 32B)의 폭은 10㎛, 배선(32A-2와 32B)의 막 두께, 및 전극의 막 두께는 0.19㎛였다.
계속해서, 소스·드레인 전극 사이에, 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 반도체 용액 B를 400pl 적하하여 반도체층(44)을 형성하고, 핫 플레이트 상에서 질소 기류 하, 150℃에서 30분의 열처리를 행하였다. 다음으로 상기 소스 전극(42), 드레인 전극(43), 반도체층(44)이 형성된 배선과 전극을 구비한 안테나 기판 상에 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 120℃에서 5분간 열처리 후, 다시 절연층 용액 B를 스핀 코팅 도포(800rpm×20초)하고, 질소 기류 하 200℃에서 30분간 열처리함으로써, 막 두께 400nm의 절연층(45)을 형성하였다. 그 위에 포토레지스트(상품명 「LC100-10cP」, 롬 앤드 하스(주)제)를 스핀 코팅 도포(1000rpm×20초)하고, 100℃에서 10분간 가열 건조하였다. 형성한 포토레지스트막을 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 100mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 2.38질량％ 수산화테트라메틸암모늄 수용액인 ELM-D(상품명, 미쯔비시 가스 가가꾸(주)제)를 사용해서 70초간 샤워 현상하고, 계속하여 물로 30초간 세정하였다. 그 후, 에칭액 SEA-5(상품명, 간또 가가꾸(주)제)를 사용해서 5분간 에칭 처리한 후, 물로 30초간 세정하였다. AZ 리무버 100(상품명, AZ 일렉트로닉 머티리얼즈(주)제)에 5분간 침지하여 레지스트를 박리하고, 물로 30초간 세정 후, 120℃에서 20분간 가열 건조함으로써 콘택트 홀을 형성하였다. 콘택트 홀을 형성한 절연층(45) 상에 잉크젯 장치(클러스터 테크놀로지(주)제)를 사용하여 감광성 페이스트 D를 도포하고, 건조 오븐에서 100℃, 10분간 프리베이크를 행하였다. 그 후, 노광 장치 "PEM-8M"(상품명, 유니온 고가쿠(주)제)을 사용하여 노광량 70mJ/㎠(파장 365nm 환산)로 전선 노광을 행하고, 0.5％ Na-2CO-3 용액에서 30초간 침지 현상을 행하고, 초순수로 린스 후, 건조 오븐에서 140℃, 30분간 큐어를 행하여, 게이트 전극(46)을 형성하여, 정류 소자(47)를 제작하였다. 도 32d에 얻어진 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 도시한다.
이어서, 상기 정류 소자 구비 안테나 기판(100)을 사용하여 도 32e에 도시하는 정류 회로를 구성하였다. 캐패시터(102)의 용량값은, 300[pF]이다. 상기 안테나(39)의 편단 γ를, 입력 단자(101)에 접속하고, 상기 정류 소자(47)의 드레인 전극(43)을 캐패시터(102) 및 출력 단자(103)에 접속하였다. 캐패시터(102)의 반대측 전극은, 접지 전위와 전기적으로 접속하였다. 입력 단자(101)에 교류 전압(전압 진폭 10[V], 주파수 10MHz)을 입력했을 때, 출력 단자(103)에 출력된 직류 전압은, 평균값 4.9[V], 변동 0.3[V]였다.
1: 도포막
2: 안테나에 대응하는 마스크 패턴
3: 안테나에 대응하는 패턴
4: 안테나에 대응하는 마스크 패턴
5: 배선에 대응하는 마스크 패턴
6: 전극에 대응하는 마스크 패턴
7: 도포막
8: 안테나에 대응하는 패턴
9A: 안테나에 대응하는 패턴에 접속되는 배선에 대응하는 패턴
9B: 전극에 대응하는 패턴에 접속되는 배선에 대응하는 패턴
10: 전극에 대응하는 패턴
11: 안테나에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막
12: 배선에 대응하는 패턴 및 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막
13: 안테나
14A: 안테나에 접속되는 배선
14B: 전극에 접속되는 배선
15: 전극
16: 배선과 도포막의 접속부
17: 안테나에 대응하는 패턴 및 배선에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막
18: 전극에 대응하는 패턴을 형성하기 위한 도포막
19: 안테나
20: 안테나와 도포막의 접속부
21: 절연 기판
22: 소스 전극
23: 드레인 전극
24: 반도체층
25: 게이트 절연막
26: 게이트 전극
27: 안테나
28: 안테나
29: 금속 원기둥
30: 안테나 기판, 또는 배선과 전극을 구비한 안테나 기판
32A: 안테나에 접속되는 배선
32A-1: 안테나와 일괄하여 형성되는 배선
32A-2: 안테나와 별도로 형성되는 배선
32B: 전극에 접속되는 배선
33: 배선·전극
34: 전극
35: 도전 페이스트막
36: 안테나와 배선의 접속부
37: 알루미늄박
38: 레지스트층
39: 안테나
40: 배선의 접속부
41: 안테나
42: 소스 전극
43: 드레인 전극
44: 반도체층
45: 절연층
46: 게이트 전극
47: 정류 소자
100: 정류 소자 구비 안테나 기판
101: 입력 단자
102: 캐패시터
103: 출력 단자

Claims (18)

  1. (1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정
    을 포함하는, 안테나 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나의 막 두께가 1 내지 10㎛인, 안테나 기판의 제조 방법.
  3. (1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정
    을 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (2-A)의 공정과 상기 (2-B)의 공정과 상기 (2-C)의 공정을 일괄하여 행하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 (1)의 공정이, 이하의 (1-A)의 공정 및 (1-B)의 공정을 포함하고, (1-A) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제1 감광성 페이스트를 사용하여 제1 도포막을 형성하는 공정; (1-B) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 제2 감광성 페이스트를 사용하여 제2 도포막을 형성하는 공정; 상기 (2-A)의 공정이, 상기 제1 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정이며, 상기 (2-B)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하고, 상기 (2-C)의 공정이, 상기 제2 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정을 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (1-B)의 공정에서, 안테나의 일부와 겹치도록 제2 도포막을 형성하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 안테나의 막 두께가 1 내지 10㎛, 배선과 전극의 막 두께가 모두 0.05 내지 1.0㎛인, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (1-B)의 공정에서, 디스펜서 도포 방법, 잉크젯 도포 방법, 정전 도포 방법 중 어느 방법으로 도포막을 형성하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  9. (1-P) 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-P-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-P-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-P-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-P-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정
    을 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (2-P-B)의 공정과 상기 (2-P-C)의 공정을 일괄하여 행하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (1-P)의 공정에서, 안테나의 일부와 겹치도록 도포막을 형성하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나가 형성된 절연 기판에 있어서, 그 제조 방법이 절연 기판에 도전체를 부착하는 공정을 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  13. 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감광성 유기 성분에, 우레탄기를 갖는 화합물을 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  14. 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 기판이, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌술폰, 시클로올레핀 중합체, 폴리아미드 또는 폴리이미드 중에서 선택되는 적어도 1종의 수지를 포함하는, 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 제조 방법.
  15. (1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정; (4) 얻어진 안테나 기판에 IC칩을 실장하는 공정
    을 포함하는, RFID 소자의 제조 방법.
  16. (1) 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-A) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 안테나에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-A) 안테나에 대응하는 패턴을 경화시켜 안테나를 얻는 공정, (3-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정; (4-S) 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정
    을 포함하는, RFID 소자의 제조 방법.
  17. (1-P) 안테나가 형성된 절연 기판 상에, 도전체와 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하는 공정; (2-P-B) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 배선에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정, (2-P-C) 상기 도포막을, 포토리소그래피에 의해 전극에 대응하는 패턴으로 가공하는 공정; (3-P-B) 배선에 대응하는 패턴을 경화시켜 배선을 얻는 공정, (3-P-C) 전극에 대응하는 패턴을 경화시켜 전극을 얻는 공정; (4-S) 얻어진 배선과 전극을 구비한 안테나 기판의 전극 상, 또는 전극 사이에 반도체층을 형성하는 공정
    을 포함하는, RFID 소자의 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 (4-S)의 공정에, 카본 나노 튜브를 포함하는 용액을 도포하는 공정이 포함되는, RFID 소자의 제조 방법.
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