KR20190047574A - 전극 패턴 구조체 제조방법 - Google Patents

전극 패턴 구조체 제조방법 Download PDF

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KR20190047574A
KR20190047574A KR1020180027132A KR20180027132A KR20190047574A KR 20190047574 A KR20190047574 A KR 20190047574A KR 1020180027132 A KR1020180027132 A KR 1020180027132A KR 20180027132 A KR20180027132 A KR 20180027132A KR 20190047574 A KR20190047574 A KR 20190047574A
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김미현
홍성훈
구본진
문승언
양용석
이규성
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 전극 패턴 구조체의 제조방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 잉크젯 공정으로 몰드의 리세스에 금속 잉크를 채우는 단계; 상기 금속 잉크를 건조하는 단계; 상기 금속 잉크를 기판에 전사하여 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 전극 패턴을 소성하는 단계를 포함한다.

Description

전극 패턴 구조체 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ELECTRODE PATTERN STRUCTURE}
본 발명은 전극 패턴 구조체 제조방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전사 공정을 포함하는 전극 패턴 구조체 제조방법에 대한 것이다.
인쇄 전자(Printed electronics) 기술은 인쇄가 가능한 기능성 전자 잉크 소재를 이용하여 가격이 저렴한 프린팅 공정을 통하여 다양한 전자 소자를 제작하는 기술로써, 차세대 ICT 기기의 제작에 적합한 전자 제품을 생산하는데 적합한 공정 기술로 잘 알려져 있다. 이러한 인쇄 전자가 적용되는 분야로 디스플레이, 백플레인, RFID 안테나, 태그, 태양전지, 메모리, 센서등 다양한 분야가 있으며, 최근 3D 프린팅 분야까지 응용 범위가 확대되고 있다.
인쇄전자 기술로 전극 패턴을 제조하는 공정으로 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아, 그라비아 오프셋 및 플렉소그래피 등이 있다. 잉크젯 프린팅 법은 헤드로부터 미세한 잉크방울을 떨어뜨려 원하는 위치에 패터닝하는 기술이다.
스크린 프린팅은 강한 장력으로 당겨진 스크린 위에 잉크 페이스트를 올리고, 스퀴지를 이용하여 페이스트가 스크린의 메시를 통과하도록 하여 전사하는 방법이다.
그라비아 인쇄 및 그라비아 오프셋 인쇄는 요판 인쇄의 일종으로 요철이 형성된 원통형 판에 잉크를 묻히고, 볼록한 부분에 묻은 잉크를 제거한 뒤, 잉크가 묻어 있는 패턴을 기판 위에 전사하는 방법이다.
본 발명은 균일한 높이 및 폭을 가지는 전극 패턴을 포함하는 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 높은 해상도를 가지는 전극 패턴을 포함하는 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 잉크젯 공정으로 몰드의 리세스에 금속 잉크를 채우는 단계; 상기 금속 잉크를 건조하는 단계; 상기 금속 잉크를 기판에 전사하여 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 전극 패턴을 소성하는 단계를 포함하는 전극 패턴 구조체 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전극 패턴 구조체 제조방법은 전사 공정을 포함함으로써, 전극 패턴의 높이 및 폭이 균일할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 패턴 구조체 제조방법은 몰드의 리세스를 금속 잉크로 채우는 것을 포함함으로써, 전극 패턴의 해상도가 높을 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 전극 패턴 구조체는 기판(10) 및 전극 패턴(20)을 포함할 수 있다. 기판(10) 상에 전극 패턴(20)이 제공될 수 있다. 전극 패턴(20)은 잉크젯 공정으로 제조될 수 있다. 이 경우, 전극 패턴(20)의 높이를 높게 제조할 수 없다. 또한, 전극 패턴(20)의 높이 및 폭의 균일도가 낮을 수 있다. 또한, 잉크 방울보다 작은 크기의 패턴을 제조할 수 없어 전극 패턴(20)의 해상도가 낮을 수 있다. 또한, 잉크가 기판(10) 위에 떨어진 후 퍼지면서 건조되므로, 패턴의 크기가 제조하고자 하는 것보다 더 커질 수 있다. 또한, 잉크가 퍼지는 정도가 잉크의 양 및 기판(10)과 관련이 있어, 패턴이 균일하지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 기판(110) 및 전극 패턴(120)을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판(110)은 실리콘, 유리 및 고분자 필름 중 하나를 포함할 수 있다. 기판(110) 상에 전극 패턴(120)이 제공될 수 있다. 일 예로, 전극 패턴(120)은 Au, Ag, Al, Cu중 하나를 포함할 수 있다. 전극 패턴(120)은 전사 공정으로 제조될 수 있다. 이 경우, 전극 패턴(120)의 높이를 높게 제조할 수 있다. 또한, 전극 패턴(120)의 높이 및 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 전극 패턴(120)의 해상도가 높을 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 리세스(131)를 포함하는 몰드(130)가 준비될 수 있다. 몰드(130)는 전사 공정이 가능하도록 유연한 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 몰드(130)는 PDMS, PVA, PVC, PC 중 하나를 포함할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 금속 잉크(121)로 몰드(130)의 리세스(131, 도 3a 참조)를 채울 수 있다. 일 예로, 금속 잉크(121)의 상면의 레벨이 몰드(130)의 상면의 레벨과 일치하도록 금속 잉크(121)를 채울 수 있다. 이에 따라, 전사 공정에서 금속 잉크(121)의 전사 효율이 좋아질 수 있다. 다른 예로, 금속 잉크(121)의 상면의 레벨이 몰드(130)의 상면의 레벨 보다 다소 높도록 금속 잉크(121)를 채울 수 있다. 이에 따라, 전사 공정에서 금속 잉크(121)의 전사 효율이 좋아질 수 있다. 금속 잉크(121)는 DoD(Drop-on-Demand) 잉크젯 공정으로 리세스(131)에 채워질 수 있다. 금속 잉크(121)는 잉크젯 공정이 가능한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 잉크(121)는 Au, Ag, Al, Cu중 하나를 포함할 수 있다.
리세스(131)에 채워진 금속 잉크(121)를 건조시킬 수 있다. 건조에 따라, 금속 잉크(121)가 고상으로 굳을 수 있다. 고상으로 굳은 금속 잉크(121)는 미세 금속 입자들을 포함할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 고상으로 굳은 금속 잉크(121)를 기판(110) 상에 전사할 수 있다. 기판(110)에 금속 잉크(121)가 전사됨에 따라, 도 2와 같이 기판(110) 상에 전극 패턴(120)이 형성될 수 있다. 이어서, 전극 패턴(120)을 소성하는 공정을 진행할 수 있다. 전극 패턴(120)을 소성하는 공정을 통해, 전극 패턴(120)이 포함하는 미세 금속 입자들이 서로 결합할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 전사 공정을 이용하여 제조됨으로써, 전극 패턴(120)의 높이를 높게 제조할 수 있고, 전극 패턴(120)의 높이 및 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 몰드(130)의 리세스(131)의 폭이 금속 잉크(121) 방울의 크기 보다 작을 수 있어, 전극 패턴(120)의 해상도가 높을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 기판(110), 전극 패턴(120) 및 폴리머층(140)을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판(110)은 실리콘, 유리 및 고분자 필름 중 하나를 포함할 수 있다. 기판(110) 상에 폴리머층(140)이 제공될 수 있다. 폴리머층(140)은 접착성 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 폴리머층(140)은 PMMA, PC, PBMA, PET 중 하나를 포함할 수 있다. 폴리머층(140) 상에 전극 패턴(120)이 제공될 수 있다. 일 예로, 전극 패턴(120)은 Au, Ag, Al, Cu중 하나를 포함할 수 있다. 전극 패턴(120)은 전사 공정으로 제조될 수 있다. 이 경우, 전극 패턴(120)의 높이를 높게 제조할 수 있다. 또한, 전극 패턴(120)의 높이 및 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 전극 패턴(120)의 해상도가 높을 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 리세스(131)를 포함하는 몰드(130)가 준비될 수 있다. 몰드(130)는 전사 공정이 가능하도록 유연한 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 몰드(130)는 PDMS, PVA, PVC, PC 중 하나를 포함할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 금속 잉크(121)로 몰드(130)의 리세스(131, 도 5a 참조)를 채울 수 있다. 금속 잉크(121)의 상면의 레벨이 몰드(130)의 상면의 레벨 보다 낮도록 금속 잉크(121)를 채울 수 있다. 다시 말하면, 금속 잉크(121)가 리세스(131)를 완전히 채우지 않을 수 있다. 금속 잉크(121)는 DoD(Drop-on-Demand) 잉크젯 공정으로 리세스(131)에 채워질 수 있다. 금속 잉크(121)는 잉크젯 공정이 가능한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 잉크(121)는 Au, Ag, Al, Cu중 하나를 포함할 수 있다.
리세스(131)에 채워진 금속 잉크(121)를 건조시킬 수 있다. 건조에 따라, 금속 잉크(121)가 고상으로 굳을 수 있다. 고상으로 굳은 금속 잉크(121)는 미세 금속 입자들을 포함할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 몰드(130)의 상면 및 금속 잉크(121, 도 5b 참조)의 상면을 덮도록, 폴리머층(140)을 코팅할 수 있다. 폴리머층(140)은 스핀 코팅으로 코팅될 수 있다. 폴리머층(140)은 스핀 코팅이 가능한 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 폴리머층(140)은 PMMA, PC, PBMA, PET 중 하나를 포함할 수 있다. 폴리머층(140)으로 금속 잉크(121)에 의해 채워지지 않은 리세스(131, 도 5a 참조)의 일부가 채워질 수 있다. 다시 말하면, 폴리머층(140)으로 리세스(131)를 완전히 채울 수 있다. 이에 따라, 금속 잉크(121)로 리세스(131)를 완전히 채우지 않더라도, 전사 공정에서 금속 잉크(121)의 전사 효율이 좋을 수 있다.
도 5d를 참조하면, 고상으로 굳은 금속 잉크(121, 도 5b 참조) 및 폴리머층(140)을 기판(110) 상에 전사할 수 있다. 기판(110)에 금속 잉크(121) 및 폴리머층(140)이 전사됨에 따라, 도 4와 같이 기판(110) 상의 폴리머층(140) 및 폴리머층(140) 상의 전극 패턴(120)이 형성될 수 있다. 이어서, 전극 패턴(120)을 소성하는 공정을 진행할 수 있다. 전극 패턴(120)을 소성하는 공정을 통해, 전극 패턴(120)이 포함하는 미세 금속 입자들이 서로 결합할 수 있다.
다시 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 전사 공정을 이용하여 제조됨으로써, 전극 패턴(120)의 높이를 높게 제조할 수 있고, 전극 패턴(120)의 높이 및 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 몰드(130)의 리세스(131)의 폭이 금속 잉크(121) 방울의 크기 보다 작을 수 있어, 전극 패턴(120)의 해상도가 높을 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 기판(110), 제1 전극 패턴(150), 제2 전극 패턴(160) 및 폴리머층(140)을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판(110)은 실리콘, 유리 및 고분자 필름 중 하나를 포함할 수 있다. 기판(110) 상에 폴리머층(140)이 제공될 수 있다. 폴리머층(140)은 접착성 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 폴리머층(140)은 PMMA, PC, PBMA, PET 중 하나를 포함할 수 있다. 폴리머층(140) 상에 제1 전극 패턴(150)이 제공될 수 있다. 일 예로, 제1 전극 패턴(150)은 Cu를 포함할 수 있다. 제1 전극 패턴(150) 상에 제2 전극 패턴(160)이 제공될 수 있다. 일 예로, 제2 전극 패턴(160)은 Ag을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)은 전사 공정으로 제조될 수 있다. 이 경우, 제1 전극 패턴(150)의 높이 및 제2 전극 패턴(160)의 높이를 높게 제조할 수 있다. 또한, 제1 전극 패턴(150)의 높이, 제2 전극 패턴(160)의 높이 및 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)의 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)의 해상도가 높을 수 있다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a를 참조하면, 리세스(131)를 포함하는 몰드(130)가 준비될 수 있다. 몰드(130)는 전사 공정이 가능하도록 유연한 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 몰드(130)는 PDMS, PVA, PVC, PC 중 하나를 포함할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 금속 잉크(161)로 몰드(130)의 리세스(131, 도 7a 참조)를 채울 수 있다. 일 예로, 제1 금속 잉크(161)가 리세스(131)의 부피의 절반을 채울 수 있다. 제1 금속 잉크(161)는 DoD(Drop-on-Demand) 잉크젯 공정으로 리세스(131)에 채워질 수 있다. 제1 금속 잉크(161)는 잉크젯 공정이 가능한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 금속 잉크(161)는 Ag을 포함할 수 있다.
리세스(131)에 채워진 제1 금속 잉크(161)를 건조시킬 수 있다. 건조에 따라, 제1 금속 잉크(161)가 고상으로 굳을 수 있다. 고상으로 굳은 제1 금속 잉크(161)는 미세 금속 입자들을 포함할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 제2 금속 잉크(151)로 몰드(130)의 리세스(131, 도 7a 참조)를 채울 수 있다. 다시 말하면, 제1 금속 잉크(161, 도 7b 참조) 상의 리세스(131)의 일부에 제2 금속 잉크(151)를 채울 수 있다. 제2 금속 잉크(151)의 상면의 레벨이 몰드(130)의 상면의 레벨 보다 낮도록 제2 금속 잉크(151)를 채울 수 있다. 다시 말하면, 제2 금속 잉크(151)가 리세스(131)를 완전히 채우지 않을 수 있다. 제2 금속 잉크(151)는 DoD(Drop-on-Demand) 잉크젯 공정으로 리세스(131)에 채워질 수 있다. 제2 금속 잉크(151)는 잉크젯 공정이 가능한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 금속 잉크(151)는 Cu를 포함할 수 있다.
리세스(131)에 채워진 제2 금속 잉크(151)를 건조시킬 수 있다. 건조에 따라, 제2 금속 잉크(151)가 고상으로 굳을 수 있다. 고상으로 굳은 제2 금속 잉크(151)는 미세 금속 입자들을 포함할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 몰드(130)의 상면 및 제2 금속 잉크(151, 도 7c 참조)의 상면을 덮도록, 폴리머층(140)을 코팅할 수 있다. 폴리머층(140)은 스핀 코팅으로 코팅될 수 있다. 폴리머층(140)은 스핀 코팅이 가능한 고분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 폴리머층(140)은 PMMA, PC, PBMA, PET 중 하나를 포함할 수 있다. 폴리머층(140)으로 제2 금속 잉크(151)에 의해 채워지지 않은 리세스(131, 도 7a 참조)의 일부가 채워질 수 있다. 다시 말하면, 폴리머층(140)으로 리세스(131)를 완전히 채울 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 금속 잉크들(161,151, 도 7b 및 도 7c 참조)로 리세스(131)를 완전히 채우지 않더라도, 전사 공정에서 제1 및 제2 금속 잉크들(161,151)의 전사 효율이 좋을 수 있다.
도 7e를 참조하면, 고상으로 굳은 제1 및 제2 금속 잉크들(161,151, 도 7b 및 도 7c 참조) 및 폴리머층(140)을 기판(110) 상에 전사할 수 있다. 기판(110)에 제1 및 제2 금속 잉크들(161,151) 및 폴리머층(140)이 전사됨에 따라, 도 6과 같이 기판(110) 상의 폴리머층(140), 폴리머층(140) 상의 제1 전극 패턴(150) 및 제1 전극 패턴(150) 상의 제2 전극 패턴(160)이 형성될 수 있다. 이어서, 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)을 소성하는 공정을 진행할 수 있다. 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)을 소성하는 공정을 통해, 제1 전극 패턴(150)이 포함하는 미세 금속 입자들이 서로 결합할 수 있고, 제2 전극 패턴(160)이 포함하는 미세 금속 입자들이 서로 결합할 수 있다.
다시 도 6 및 도 7a 내지 도 7e를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 패턴 구조체는 전사 공정을 이용하여 제조됨으로써, 제1 전극 패턴(150)의 높이 및 제2 전극 패턴(160)의 높이를 높게 제조할 수 있고, 제1 전극 패턴(150)의 높이, 제2 전극 패턴(160)의 높이 및 전극 패턴들(150,160)의 폭의 균일도가 높을 수 있다. 또한, 몰드(130)의 리세스(131)의 폭이 제1 및 제2 금속 잉크들(161,151) 방울의 크기 보다 작을 수 있어, 제1 및 제2 전극 패턴들(150,160)의 해상도가 높을 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 기판
120: 전극 패턴
130: 몰드
140: 폴리머층

Claims (1)

  1. 잉크젯 공정으로 몰드의 리세스에 금속 잉크를 채우는 단계;
    상기 금속 잉크를 건조하는 단계;
    상기 금속 잉크를 기판에 전사하여 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 전극 패턴을 소성하는 단계를 포함하는 전극 패턴 구조체 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113394555A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 昆山哈勃电波电子科技有限公司 一种采用tdp银浆移印工艺制备天线的方法

Cited By (1)

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CN113394555A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 昆山哈勃电波电子科技有限公司 一种采用tdp银浆移印工艺制备天线的方法

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