KR20200022677A - 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 접착력을 향상시킬 수 있도록 한 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법에 관한 것으로, 몰드와 역상의 패턴 부를 갖는 절연체를 제조하는 임프린팅에 의한 절연체 제조 단계;패턴이 형성된 절연 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하는 단계;절연체 상에 형성되는 패턴부에 전도성 페이스트를 도포하는 전도성 페이스트 도포단계;패턴 사이에 전도성 페이스트 충진 단계;남은 잔여 페이스트를 제거하는 잔여 페이스트 제거 단계;를 포함하는 것이다.

Description

롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법{Method of manufacturing nanometal mesh by surface treatment in a roll to roll imprint process}

본 발명은 롤투롤 임프린트 공정에 관한 것으로, 구체적으로 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 접착력을 향상시킬 수 있도록 한 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 롤투롤 임프린트 리소그래피 공정을 이용하여 마이크로/나노 패턴을 구현하여 전자소자, 센서, 광학 필름, 기능성 필름 등을 대면적 대량 생산하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다.

이러한 자외선 롤투롤 임프린트 리소그래피 공정에서 패턴을 전사하는 과정에서 마이크로/나노 패턴이 새겨진 스탬프와 패턴이 전사될 기판(web)위에 광 경화성 폴리머 레진을 코팅하여 웹의 장력을 조절하여 몰드에 레지스트를 가압하여 몰드 표면에 형성된 마이크로/나노 패턴 형상으로 눌린 상태에서 자외선을 통해 레지스트를 경화시킨 다음 몰드와 레지스트를 분리하게 되면 웹 위에 경화된 마이크로/나노 패턴 레지스트가 전사된다.

보통 임프린트 공정을 이용한 메탈 메쉬 제조 방법으로는 몰드를 이용하여 몰드와 역상의 패턴 부를 갖는 절연체를 제조하는 임프린팅에 의한 절연체 제조단계, 절연체 상에 형성되는 패턴부에 전도성 페이스트를 도포하는 전도성 페이스트 도포단계, 패턴 사이에 전도성 페이스트 충진 단계, 남은 잔여 페이스트를 제거하는 잔여 페이스트 제거 단계를 포함한다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 임프린트 공정을 이용한 메탈 메쉬 제조 방법은 메탈 메쉬 패턴의 폭이 좁아 질수록 금속 메쉬와 기판 표면 사이의 약한 접착으로 쉽게 전기적 단락을 유발하며, 패턴사이의 폭이 좁아 전도성 페이스트가 패턴 안쪽으로 쉽게 충진되지 못하는 문제가 있다.

따라서, 전도성 페이스트를 충진하는 공정을 수차례 반복적으로 진행해야 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있도록 하기 위한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0114146호 대한민국 공개특허 제10-2015-0073295호 대한민국 공개특허 제10-2014-0077624호

본 발명은 종래 기술의 롤투롤 임프린트 공정을 이용한 메탈 메쉬 제작의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 접착력을 향상시킬 수 있도록 한 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 전도성 입자(은, 구리, 알루미늄 등) 및 바인더 (레진, 용매)와 접착력을 향상시켜 전극의 형성 과정에서 나노미터급 패턴에 전극 형성 공정 시 전도성 페이스트 충진율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있도록 한 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 나노 메탈메쉬 제조시에 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있도록 한 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법은 몰드와 역상의 패턴 부를 갖는 절연체를 제조하는 임프린팅에 의한 절연체 제조 단계;패턴이 형성된 절연 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하는 단계;절연체 상에 형성되는 패턴부에 전도성 페이스트를 도포하는 전도성 페이스트 도포단계;패턴 사이에 전도성 페이스트 충진 단계;남은 잔여 페이스트를 제거하는 잔여 페이스트 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 제작시에 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 접착력을 향상시킬 수 있도록 한다.

둘째, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 전도성 입자(은, 구리, 알루미늄 등) 및 바인더 (레진, 용매)와 접착력을 향상시켜 전극의 형성 과정에서 나노미터급 패턴에 전극 형성 공정 시 전도성 페이스트 충진율을 향상시킬 수 있다.

셋째, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 나노 메탈메쉬 제조시에 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있도록 한다.

도 1은 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법을 나타낸 공정 구성도
도 2는 롤투롤 임프린트 필름의 FE-SEM 사진 및 접촉각 측정결과
도 3은 플라즈마 처리된 필름에 FE-SEM 사진 및 접촉각 측정결과
도 4는 플라즈마 처리 조건별 접촉각 측정값
도 5는 필름과 페이스트사이의 접착력측정(Pull off 시험결과)
도 6은 전도성페이스트 충진 결과
도 7은 본 발명에 의해 제작된 나노 메탈메쉬 투과율 측정결과

이하, 본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법을 나타낸 공정 구성도이다.

그리고 도 2는 롤투롤 임프린트 필름의 FE-SEM 사진 및 접촉각 측정결과이고, 도 3은 플라즈마 처리된 필름에 FE-SEM 사진 및 접촉각 측정결과이고, 도 4는 플라즈마 처리 조건별 접촉각 측정값이다.

본 발명은 나노 메탈메쉬 제작시 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 전도성 입자(은, 구리, 알루미늄 등) 및 바인더 (레진, 용매)와 접착력을 향상시켜 전극의 형성 과정에서 나노미터급 패턴에 전극 형성 공정 시 전도성 페이스트 충진율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 나노 메탈메쉬 제조 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법은 몰드와 역상의 패턴 부를 갖는 절연체를 제조하는 임프린팅에 의한 절연체 제조단계, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하는 단계;절연체 상에 형성되는 패턴부에 전도성 페이스트를 도포하는 전도성 페이스트 도포단계; 패턴 사이에 전도성 페이스트 충진 단계, 남은 잔여 페이스트를 제거하는 잔여 페이스트 제거 단계;를 포함한다.

도 5는 필름과 페이스트사이의 접착력측정(Pull off 시험결과)이고, 도 6은 전도성페이스트 충진 결과이고, 도 7은 본 발명에 의해 제작된 나노 메탈메쉬 투과율 측정결과이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법은 나노 메탈메쉬 제작시 롤투롤 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하여 전도성 페이스트의 전도성 입자(은, 구리, 알루미늄 등) 및 바인더 (레진, 용매)와 접착력을 향상시켜 전극의 형성 과정에서 나노미터급 패턴에 전극 형성 공정 시 전도성 페이스트 충진율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있도록 한 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

1. 몰드와 역상의 패턴 부를 갖는 절연체를 제조하는 임프린팅에 의한 절연체 제조 단계;
   패턴이 형성된 절연 필름에 플라즈마 처리를 통하여 친수성으로 표면개질을 실시하는 단계;
   절연체 상에 형성되는 패턴부에 전도성 페이스트를 도포하는 전도성 페이스트 도포단계;
   패턴 사이에 전도성 페이스트 충진 단계;
   남은 잔여 페이스트를 제거하는 잔여 페이스트 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 임프린트 공정에서 표면처리를 통한 나노 메탈메쉬 제조 방법.
   
   

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