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KR101987263B1 - 전도성 구조체 및 이의 제조방법 - Google Patents

전도성 구조체 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR101987263B1
KR101987263B1 KR1020150114720A KR20150114720A KR101987263B1 KR 101987263 B1 KR101987263 B1 KR 101987263B1 KR 1020150114720 A KR1020150114720 A KR 1020150114720A KR 20150114720 A KR20150114720 A KR 20150114720A KR 101987263 B1 KR101987263 B1 KR 101987263B1
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metal layer
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김기환
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Abstract

본 출원은 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는, 기재; 상기 기재 상에 구비된 금속층; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구비되고, 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 포함한다.

Description

전도성 구조체 및 이의 제조방법{CONDUCTIVE STRUCTURE BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 출원은 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 스크린 패널은 신호의 검출 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다. 즉, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값의 변화를 통해 감지하는 저항막 방식(resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로서 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등이 있다.
최근 대면적의 터치 스크린 패널에 대한 필요가 증가함에 따라 전극의 저항을 줄이면서도 시인성이 우수한 대형 터치 스크린 패널을 구현할 수 있는 기술 개발이 필요하였다.
대한민국 공개공보 제2010-0007605호
본 출원이 해결하고자 하는 과제는, 대면적의 터치 패널에 적용할 수 있고, 내열, 내염수, 고온 고습 환경 등의 내구성에서도 성능의 저하를 최소화하며, 전도성 패턴의 전도도에 미치는 영향을 최소화하면서, 전도성 패턴의 광반사율을 낮출 수 있는 전도성 구조체를 제공하는 것이다.
본 출원의 일 실시상태는,
기재; 상기 기재 상에 구비된 금속층; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구비되고, 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고,
상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 28 내지 46 at%이고, 망간 함량은 3 내지 12 at%이며, 니켈 함량은 17 내지 24 at%이고, 산소 함량은 18 내지 52 at%인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체를 제공한다.
본 출원의 다른 실시상태는,
기재 상에 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 28 내지 46 at%이고, 망간 함량은 3 내지 12 at%이며, 니켈 함량은 17 내지 24 at%이고, 산소 함량은 18 내지 52 at%인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 다른 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
본 출원의 다른 실시상태는 상기 터치 스크린 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 우수한 전기 전도도를 유지하며, 금속층의 눈부심 효과를 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 시인성이 우수하며, 화학적 내구성 및 물리적 내구성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 디스플레이 장치와 같은 전자 소자에 적용하는 경우, 공정 환경에 따른 전도성 구조체의 전기 전도도의 하락을 최소화할 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 미세 선폭의 구현이 가능하여 시인성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 금속층의 전도도에 영향을 미치지 않으면서도 금속층에 의한 반사를 방지할 수 있고, 흡광도를 향상시킴으로써 금속층의 은폐성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 이용하여 시인성이 개선된 터치 스크린 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 태양 전지를 개발할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태로서, 금속층과 광반사 저감층을 포함하는 전도성 구조체의 적층 구조를 예시한 도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 출원의 일 실시상태로서, 금속 패턴층 및 광반사 저감 패턴층을 포함하는 전도성 구조체의 적층 구조를 예시한 도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시상태로서, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전도성 구조체의 광반사 저감층의 굴절율(n)을 측정한 것을 나타낸 것이다.
도 8은 본 출원의 일 실시상태로서, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전도성 구조체의 광반사 저감층의 소멸 계수(k)을 측정한 것을 나타낸 것이다.
도 9는 본 출원의 일 실시상태로서, 내열 테스트 전과 후의 전도성 구조체의 광반사 저감층의 색상 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태로서, 내열 테스트 전과 후의 전도성 구조체의 반사율을 나타낸 것이다.
도 11은 본 출원의 일 실시상태로서, 내열 테스트 전과 후의 전도성 구조체의 광반사 저감층의 결정상을 비교한 도이다.
본 출원에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서, 디스플레이 장치란 TV나 컴퓨터용 모니터 등을 통틀어 일컫는 말로서, 화상을 형성하는 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자를 지지하는 케이스를 포함한다.
상기 디스플레이 소자로는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 전기영동 디스플레이 (Electrophoretic display) 및 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT), OLED 디스플레이 등을 예로 들 수 있다. 디스플레이 소자에는 화상 구현을 위한 RGB 화소 패턴 및 추가적인 광학 필터가 구비되어 있을 수 있다.
한편, 디스플레이 장치와 관련하여, 스마트 폰 및 태블릿 PC, IPTV 등의 보급이 가속화됨에 따라 키보드나 리모컨 등 별도의 입력 장치 없이 사람의 손이 직접 입력 장치가 되는 터치 기능에 대한 필요성이 점점 커지고 있다. 또한, 특정 포인트 인식뿐만 아니라 필기가 가능한 다중 인식(multi-touch) 기능도 요구되고 있다.
현재, 상용화된 대부분의 터치 스크린 패널(TSP, touch screen panel)은 투명 전도성 ITO 박막을 기반으로 하고 있으나, 대면적 터치 스크린 패널 적용시 ITO 투명 전극 자체의 비교적 높은 면저항(최저 150 Ω/sq, Nitto denko 社 ELECRYSTA 제품)으로 인한 RC 지연 때문에 터치 인식 속도가 느려지게 되고, 이를 극복하기 위한 추가적인 보상 칩(chip)을 도입해야 하는 등의 문제점이 있다.
본 출원의 발명자들은 상기 투명 ITO 박막을 수 Ω/sq 수준의 면저항값을 가지는 금속 미세 패턴으로 대체하기 위한 기술을 연구하였다. 이에, 본 출원의 발명자들은, 터치 스크린 패널의 전극 용도로서, 높은 전기 전도도를 가지는 금속 박막인 Ag, Mo/Al/Mo, Mo/Ti/Cu 등을 이용하는 경우에는, 특정 모양의 미세 전극 패턴을 구현하고자 할 때, 높은 반사도로 인하여 시인성 측면에 있어서 패턴이 사람의 눈에 잘 인지되는 문제점과 함께 외부 광에 대하여 높은 반사도 및 헤이즈(Haze) 값 등으로 인하여 눈부심 등이 일어날 수 있다는 문제점을 발견하였다.
본 출원의 발명자들은, 유효 화면부에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 전도성 금속 미세 패턴의 시인성에 상기 패턴층에 의한 광반사 및 회절 특성이 주요한 영향을 미친다는 사실을 밝혀내었으며, 이를 개선하고자 하였다. 구체적으로, 기존 ITO를 기반으로 한 터치 스크린 패널에서는 ITO 자체의 높은 투과도로 인하여 전도성 패턴의 반사도에 의한 문제가 그리 크게 나타나지 않았으나, 유효 화면부 내에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에서는 상기 전도성 금속 미세 패턴의 반사도 및 광반사 저감 특성이 중요하다는 것을 밝혀내었다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 출원은 종래의 ITO 기반의 투명 전도성 박막층을 사용한 터치 스크린 패널과 차별화될 수 있고, 금속 미세 패턴 전극의 은폐성 및 외부광에 대한 반사 및 회절 특성이 개선된 전도성 구조체를 제공한다. 나아가, 본 출원의 일 구현예에 따른 전도성 적층체를 터치 스크린 패널 등의 전자 소자의 표시부에 적용하는 경우, 우수한 전도성 및 시인성을 확보할 수 있다.
본 명세서에서 "전도성"이라 함은 전기 전도성을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 "반사율"은 광반사율을 의미하고, "굴절율"은 광굴절율을 의미하며, 흡수율은 광흡수율을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는, 기재; 상기 기재 상에 구비된 금속층; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구비되고, 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고, 상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 10 내지 50 at%이고, 망간 함량은 0.1 내지 16 at%이며, 니켈 함량은 0.1 내지 28 at%이고, 산소 함량은 30 내지 80 at%인 것을 특징으로 한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비는 0.18 내지 0.52일 수 있다.
상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비가 0.18 내지 0.52인 경우, 상기 광반사 저감층은 안정적으로 낮은 반사율을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비가 0.18 내지 0.52인 경우, 상기 광반사 저감층은 물리적 내구성 및 화학적 내구성이 우수하여, 성능 저하가 최소화될 수 있다.
또한, 상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비가 0.18 내지 0.52인 경우, 광반사 저감층의 패턴화를 위한 에칭이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비가 0.18 내지 0.52를 벗어나는 경우에는, 에칭성이 악화되어 상기 광반사 저감층의 패턴화가 곤란한 문제점이 있으며, 나아가 상기 금속층과의 일괄 에칭이 곤란한 문제가 발생할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 Cu, Mn 및 Ni 각각의 소스 물질을 이용하여, 산소 분위기 하에서 증착 공정으로 형성될 수 있고, Mn 및 Ni이 함유된 Cu 소스 물질을 이용하여, 산소 분위기 하에서 증착 공정으로 형성될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 패턴화된 광반사 저감 패턴층일 수 있다. 또한, 상기 금속층은 패턴화된 금속 패턴층일 수 있다. 상기 광반사 저감층은 상기 금속층과 동시에 또는 별도로 패턴화될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 금속층의 적어도 일면에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광반사 저감층은 금속층의 어느 한 면에만 구비될 수 있고, 금속층의 양면 모두에 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속층은 기재와 광반사 저감층의 사이에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전도성 구조체는, 기재; 상기 기재 상에 구비되는 금속층; 상기 금속층 상에 구비되는 광반사 저감층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 기재와 금속층의 사이에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 구조체는, 기재; 상기 기재 상에 구비되는 광반사 저감층; 상기 광반사 저감층 상에 구비되는 금속층을 포함할 수 있다.
본 출원의 발명자들은, 유효 화면부에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 전도성 금속 미세 패턴의 시인성에 상기 패턴층에 의한 광반사 및 회절 특성이 주요한 영향을 미친다는 사실을 밝혀내었으며, 이를 개선하고자 하였다. 구체적으로, 기존 ITO를 기반으로 한 터치 스크린 패널에서는 ITO 자체의 높은 투과도로 인하여 전도성 패턴의 반사도에 의한 문제가 그리 크게 나타나지 않았으나, 유효 화면부 내에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에서는 상기 전도성 금속 미세 패턴의 반사도 및 광반사 저감 특성이 중요하다는 것을 밝혀내었다.
본 출원의 하나의 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에서 전도성 금속 미세 패턴의 반사도를 낮추고 흡광도 특성을 개선하기 위하여, 광반사 저감층을 도입할 수 있다. 상기 광반사 저감층은 터치 스크린 패널 내 전도성층의 적어도 일면에 구비됨으로써 상기 전도성층의 높은 반사도에 따른 시인성 저하문제를 크게 개선시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 광반사 저감층은 흡광성을 가지기 때문에 전도성층 자체로 입사되는 빛과 전도성층으로부터 반사되는 빛의 양을 감소시킴으로써 전도성층에 의한 반사도를 낮출 수 있다. 또한, 상기 광반사 저감층은 전도성층에 비하여 낮은 반사도를 가질 수 있다. 이에 의하여, 사용자가 직접 전도성층을 바라보는 경우에 비하여 빛의 반사도를 낮출 수 있으므로, 전도성층의 시인성을 크게 개선시킬 수 있다.
본 명세서에서, 상기 광반사 저감층은 흡광성을 가져서 금속층 자체로 입사되는 빛과 금속층으로부터 반사되는 빛의 양을 감소시킬 수 있는 층을 의미하는 것으로서, 광반사 저감층은 패턴화된 광반사 저감 패턴층일 수 있다. 광반사 저감층은 암색화층, 흡광성층, 흑화층, 흑화성층 등의 용어로 표현될 수 있고, 패턴화된 광반사 저감 패턴층은 암색화 패턴층, 흡광성 패턴층, 흑화 패턴층, 흑화성 패턴층 등의 용어로 표현될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴화된 금속층 및 패턴화된 광반사 저감층을 포함하는 전도성 구조체는 면저항이 1 Ω/sq 이상 300 Ω/sq 이하일 수 있고, 구체적으로 1 Ω/sq 이상 100 Ω/sq 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1 Ω/sq 이상 50 Ω/sq 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 1 Ω/sq 이상 20 Ω/sq 이하일 수 있다.
전도성 구조체의 면저항이 1 Ω/sq 이상 300 Ω/sq 이하이면, 종래의 ITO 투명 전극을 대체할 수 있는 효과가 있다. 전도성 구조체의 면저항이 1 Ω/sq 이상 100 Ω/sq 이하인 경우, 또는 1 Ω/sq 이상 50 Ω/sq 이하인 경우, 특히 1 Ω/sq 이상 20 Ω/sq 이하인 경우에는 종래 ITO 투명 전극 사용시보다 면저항이 상당히 낮기 때문에 신호 인가시 RC 지연이 짧아져 터치 인식 속도를 현저하게 개선할 수 있으며, 이를 바탕으로 10인치 이상 대면적 터치스크린 적용이 용이하다는 장점이 있다.
상기 전도성 구조체에서 패턴화 하기 이전의 금속층 또는 광반사 저감층의 면저항은 0 Ω/sq 초과 10 Ω/sq 이하, 0 Ω/sq 초과 2 Ω/sq 이하, 구체적으로 0 Ω/sq 초과 0.7 Ω/sq 이하일 수 있다. 상기 면저항이 2 Ω/sq 이하이면, 특히 0.7 Ω/sq 이하이면, 패터닝 전의 금속층 또는 광반사 저감층의 면저항이 낮을수록 미세 패터닝 설계 및 제조 공정이 용이하게 진행되며, 패터닝 후의 전도성 구조체의 면저항이 낮아져서 전극의 반응 속도를 빠르게 하는 효과가 있다. 상기 면저항은 금속층 또는 광반사 저감층의 두께에 따라 조절될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 파장이 380nm 이상 780nm 이하 영역의 광에서 광반사 저감층의 소멸계수(Extinction coefficient) k가 0.6 이상 1.4 이하, 더욱 구체적으로는 0.8 이상 1.4 이하일 수 있다. 상기 소멸계수가 0.6 이상 1.4 이하인 경우에는 반사율이 더욱 감소하여 더욱 광반사 저감층의 광반사 저감도가 증가하는 효과가 있다. 이 경우 금속층의 은폐성이 더욱 향상되고, 터치 스크린 패널에 적용시 시인성이 더욱 더 개선될 수 있다.
상기 소멸계수는 당 기술분야에 알려진 Ellipsometer 측정장비 등을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 소멸계수 k가 0.2 이상인 것이 광반사 저감층 형성에 바람직하다. 상기 소멸계수 k는 흡수계수(Absorption Coefficient)라고도 하며, 특정 파장에서 전도성 구조체가 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지를 정의할 수 있는 척도로서, 전도성 구조체의 투과도를 결정하는 요소이다. 예를 들어, 투명한 유전체(dielectric) 물질인 경우, k < 0.2로 k값이 매우 작다. 그러나, 물질 내부에 금속 성분이 증가할수록 k값이 증가하게 된다. 만약, 더욱 더 금속 성분이 많아지면, 투과가 거의 일어나지 않고, 대부분 표면 반사만 일어나는 금속이 되며, 소멸계수 k는 2.5 초과가 되어 광반사 저감층의 형성에는 바람직하지 않다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 파장이 380nm 이상 780nm 이하 영역의 광에서 광반사 저감층의 굴절율 n이 1.7 이상 2.8 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 1.8 이상 2.7 이하일 수 있다. 또는, 더욱 더 구체적으로 파장이 500nm 이상 680nm 이하 영역의 광에서 광반사 저감층의 굴절율 n이 1.9 이상 2.7 이하일 수 있고, 파장이 550nm 이상 680nm 이하 영역의 광에서 광반사 저감층의 굴절율 n이 2 이상 2.7 이하일 수 있다. 하기 수학식 2를 참고하면, 굴절율에 따라 광반사 저감층의 두께가 결정될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015078749106-pat00001
상기 수학식 2에서,
d는 광반사 저감층의 두께이고, n은 굴절율이며, λ는 빛의 파장이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체는 전반사율이 40% 이하일 수 있고, 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있다.
상기 전반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전반사율은 측정하고자 하는 면의 반대면을 검은 층(perfect black)으로 처리한 후, 측정하고자 하는 면에 90°로 입사한 파장 300nm 이상 800 nm 이하, 구체적으로 380nm 이상 780 nm 이하 영역의 광에 대한 반사율을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 전반사율은 입사광을 100%로 하였을 때 광이 입사한 대상 패턴층 또는 전도성 구조체에 의하여 반사된 반사광 중 파장 300nm 이상 800 nm 이하, 구체적으로 380nm 이상 780 nm 이하 영역의 광을 기준으로 측정한 값이다.
상기 반사율은 상기 광반사 저감층이 상기 금속층과 기재 사이에 구비되었을 때, 기재측에서 측정한 것일 수 있다. 상기 기재측에서 전반사율을 측정하였을 때 전반사율은 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있다. 상기 전반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.
또한, 상기 반사율은 상기 금속층이 기재와 광반사 저감층의 사이에 구비되었을 때, 상기 광반사 저감층이 상기 금속층과 접하는 면의 반대면 방향에서 측정한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 광반사 저감층은 상기 금속층과 접하는 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함할 때, 제2면의 방향에서 측정한 것일 수 있다. 이 방향에서 측정하였을 때 전반사율은 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있다. 상기 전반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.
상기 금속층은 금속 패턴층일 수 있고, 상기 광반사 저감층은 광반사 저감 패턴층일 수 있다. 이 때, 상기 광반사 저감 패턴층의 제2면 측에서 상기 전도성 구조체의 전반사율을 측정하였을 때, 상기 전도성 구조체의 전반사율(Rt)은 하기 수학식 3으로 계산될 수 있다.
[수학식 3]
전반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 광반사 저감층의 반사율
또한, 상기 전도성 구조체의 구성이 전도성 구조체 2종이 라미네이션된 경우에는 전도성 구조체의 전반사율(Rt)는 하기 수학식 4로 계산될 수 있다.
[수학식 4]
전반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 광반사 저감층의 반사율 × 2
상기 수학식 3 및 4에서 기재의 전반사율은 터치 강화유리의 반사율일 수 있고, 표면이 필름인 경우에는 필름의 반사율일 수 있다.
또한, 상기 폐쇄율은 전도성 구조체의 평면을 기준으로 전도성 패턴에 의하여 덮이는 영역이 차지하는 면적 비율, 즉 (1 - 개구율)로 나타낼 수 있다.
따라서, 패턴화된 광반사 저감 패턴층이 있는 경우와 없는 경우의 차이는 패턴화된 광반사 저감 패턴층의 반사율에 의하여 의존하게 된다. 이러한 관점에서, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 전반사율(Rt)은 상기 패턴화된 광반사 저감 패턴층이 없는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 전도성 구조체 전반사율(R0)에 비하여 10 ~ 20% 감소된 것일 수 있고, 20 ~ 30% 감소된 것일 수 있으며, 30 ~ 40% 감소된 것일 수 있고, 40 ~ 50% 감소된 것일 수 있으며, 50 ~ 70% 감소된 것일 수 있다. 즉, 상기 수학식 2 및 3에서 폐쇄율 범위를 1 ~ 10% 범위로 변화시키면서 전반사율 범위를 1 ~ 30%까지 변화시키는 경우 최대 70%의 반사율 감소 효과를 나타낼 수 있고, 최소 10%의 전반사율 감소 효과를 나타낼 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감 패턴층은 상기 금속 패턴층과 접하는 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하고, 상기 광반사 저감 패턴층의 제2면 측에서 상기 전도성 구조체의 전반사율을 측정하였을 때, 상기 전도성 구조체의 전반사율(Rt)은 상기 기재의 반사율(R0)과의 차이가 40% 이하일 수 있고, 30% 이하일 수 있으며, 20% 이하일 수 있고, 10% 이하일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체는 CIE(국제조명위원회: Commission Internationale de l'Eclairage) L*a*b* 색좌표 기준으로 명도값(L*)이 50 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로는 40 이하일 수 있다. 명도값이 낮을수록 반사율이 낮아져서 유리한 효과가 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체 내에는 핀홀이 거의 없을 수 있고, 상기 핀홀이 존재한다 하더라도 그 지름이 3㎛ 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1㎛ 이하일 수 있다. 상기 전도성 구조체 내에서 핀홀 지름이 3㎛ 이하인 경우에는 단선의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 전도성 구조체 내에서 핀홀이 거의 없어서 갯수가 매우 적은 경우에는 단선의 발생을 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 상기 금속층과 동시에 또는 별도로 패턴화될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴화된 광반사 저감층과 상기 패턴화된 금속층은 동시에 또는 별도의 패터닝 공정에 의하여 적층 구조를 형성할 수 있다. 이러한 점에서, 흡광 물질의 적어도 일부가 전도성 패턴 내에 함몰 또는 분산되어 있는 구조나 단일층의 전도성 패턴이 추가 표면처리에 의하여 표면측 일부가 물리적 또는 화학적 변형이 이루어진 구조와는 차별될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 접착층 또는 점착층을 개재하지 않고, 직접 상기 기재 상에 직접 금속층 상에 구비될 수 있다. 상기 접착층 또는 점착층은 내구성이나 광학 물성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 접착층 또는 점착층을 이용하는 경우와 비교할 때 제조방법이 전혀 상이하다. 더욱이, 접착층이나 점착층을 이용하는 경우에 비하여, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재 또는 금속층과 광반사 저감층의 계면 특성이 우수하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 무채색(無彩色) 계열의 색상을 띠는 것이 바람직하다. 이 때, 무채색 계열의 색상이라 함은 물체의 표면에 입사(入射)하는 빛이 선택 흡수되지 않고, 각 성분의 파장(波長)에 대해 골고루 반사 흡수될 때에 나타나는 색을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 유전성 물질 및 금속 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 금속은 금속 또는 금속의 합금일 수 있다. 상기 유전성 물질로는 TiO2 -x, SiO2 -x, MgF2 -x 및 SiN1 .3-x(-1 ≤ x ≤ 1) 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 금속으로는 철(Fe), 코발트(Co), 티탄(Ti), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 금속을 포함할 수 있으며, 철(Fe), 코발트(Co), 티탄(Ti), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 2 이상의 금속의 합금일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층은 CuxMnyNipOq로 표시되는 구리-망간-니켈 산화물을 포함하고, 상기 유전성 물질 및 금속 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유전성 물질은 외부광이 입사되는 방향으로부터 멀어질수록 점차적으로 감소되도록 분포되어 있고, 상기 금속 및 합금 성분은 그 반대로 분포되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 유전성 물질의 함량은 20 ~ 50 중량%, 상기 금속의 함량은 50 ~ 80 중량% 일 수 있다. 상기 광반사 저감층이 합금을 더 포함하는 경우, 상기 광반사 저감층은 유전성 물질 10 ~ 30 중량%, 금속 50 ~ 80 중량% 및 합금 5 ~ 40 중량%를 포함할 수 있다.
또 하나의 구체적인 예로서, 상기 광반사 저감층은 니켈과 바나듐의 합금, 니켈과 바나듐의 산화물, 질화물 또는 산질화물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이 때, 바나듐은 26 ~ 52 원자%로 함유되는 것이 바람직하며, 니켈에 대한 바나듐의 원자비는 26/74 ~ 52/48인 것이 바람직하다.
또 하나의 구체적인 예로서, 상기 광반사 저감층은 2 이상의 원소를 갖고, 하나의 원소 조성비율이 외광이 입사하는 방향에 따라 100 옴스트롬당 최대 약 20%씩 증가하는 천이층을 더 포함할 수 있다. 이 때, 하나의 원소는 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 티탄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)와 같은 금속 원소일 수 있으며, 금속 원소 이외의 원소는 산소, 질소 또는 탄소일 수 있다.
또 하나의 구체적인 예로서, 상기 광반사 저감층은 제1 산화크롬층, 금속층, 제2 산화크롬층 및 크롬 미러를 더 포함할 수 있으며, 이 때 크롬을 대신하여 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 티탄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 10nm ~ 30 nm의 두께, 상기 제1 산화크롬층은 35nm ~ 41 nm의 두께, 상기 제2 산화크롬층은 37nm ~ 42 nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또 하나의 구체적인 예로서, 상기 광반사 저감층은 알루미나(Al2O3)층, 크롬 산화물(Cr2O3)층 및 크롬(Cr)층의 적층 구조를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 알루미나층은 반사 특성의 개선 및 광확산 방지 특성을 갖고, 상기 크롬 산화물층은 경면 반사율을 감소시켜 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속층의 재료는 비저항 1 × 10-6 Ω·cm 내지 30 × 10-6 Ω·cm의 물질이 적절하며, 바람직하게는 1 × 10-6 Ω·cm 내지 7 × 10-6 Ω·cm 일 수 있다.
본 출원의 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 금속층의 재료는 전기 전도도가 우수하고, 식각(etching)이 용이한 금속 재료일수록 좋다. 다만, 일반적으로 전기 전도도가 우수한 재료는 반사도가 높은 단점이 있다. 그러나, 본 출원에서는 상기 광반사 저감층을 사용함으로써 반사도가 높은 재료를 이용하여 금속층을 형성할 수 있다. 본 출원에서는 반사도가 70%이상, 또는 80% 이상인 재료를 이용하는 경우에도, 상기 광반사 저감층을 추가함으로써 반사도를 낮추고, 금속층의 은폐성을 향상시킬 수 있으며, 콘트라스트 특성을 유지 또는 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속층은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속층의 재료의 구체적인 예로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 네오디뮴(Nd), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로는 몰리브덴, 알루미늄 또는 구리를 포함할 수 있다. 더욱 더 구체적으로 구리를 포함할 수 있다. 상기 금속층이 구리를 포함하는 경우, 광반사 저감층과 동일한 금속을 포함하게 되므로, 동일한 에천트를 사용하여 공정작업이 가능하므로 공정상의 이점이 있고, 생산 속도 면에서도 유리하므로 제조 과정에 있어서 유리한 효과가 있다.
상기 금속층이 구리를 포함하는 경우, 광반사 저감층이 CuxMnyNipOq로 표시되는 구리-망간-니켈 산화물을 포함하면, 일괄 에칭이 가능하게 되어, 생산 공정에 있어서, 효율이 높고, 비용이 절감되어 경제적인 장점이 있다. 또한, 구리는 비저항값이 1.7 × 10- 6Ω·cm 이어서 비저항값이 2.8 × 10-6 Ω·cm 인 Al 보다도 유리하다. 그러므로, 0 Ω/sq 초과 2 Ω/sq 이하, 바람직하게는 0 Ω/sq 초과 0.7 Ω/sq 이하의 면저항 값을 만족시키기 위하여 금속층의 두께를 Al 보다도 얇게 형성할 수 있는 장점이 있다. 상기 면저항은 금속층의 두께에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 면저항이 0.6 Ω/sq ~ 0.7 Ω/sq 를 만족하기 위해 Al의 경우는 80nm ~ 90nm를 형성해야 하지만, Cu의 경우는 55nm ~ 65nm를 형성해야 하므로, 층의 두께를 더 얇게 형성할 수 있어서 경제적이다. 또한, Cu가 Al보다 스퍼터링 공정에서 3배 정도의 우수한 수율을 가지므로, 이론적으로 3배의 증착속도 향상을 기대할 수 있다. 따라서, Cu를 포함하는 전도성층은 생산 공정에 있어서, 효율이 높고 경제적이어서 우수한 장점이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사 저감층의 두께는 구체적으로 0.1nm 이상 400nm 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 0.1nm 이상 100nm 이하, 더욱 더 구체적으로 0.1nm 이상 60nm 이하일 수 있다. 상기 광반사 저감층은 제조공정에 따라 0.1nm 이상 400nm 이하의 범위에서 바람직한 두께가 상이할 수 있으나, 식각(etching) 특성을 고려하면 두께가 0.1nm 이상이면 공정 조절이 비교적 용이하고, 60nm 이하이면 공정 조절 및 생산 속도 측면에서 비교적 유리할 수 있다. 광반사 저감층의 두께가 0.1nm 이상 400nm 이하, 더욱 구체적으로 0.1nm 이상 100nm 이하, 더욱 더 구체적으로 0.1nm 이상 60nm 이하일 때, 380nm ~ 780nm의 가시광선 파장 영역 내에서 평균 반사율이 20% 이하, 구체적으로 15%이하, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있어서 광반사 저감 효과가 우수하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 금속층의 전도도 및 패턴 형성 공정의 경제성 측면에서 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 금속 패턴층에서 패턴의 선폭은 10㎛ 이하일 수 있다. 이 때, 상기 광반사 저감층은 상기 금속층과 동일한 형상의 패턴을 가질 수 있다. 다만, 상기 광반사 저감 패턴층의 패턴규모가 상기 금속 패턴층과 완전히 동일할 필요는 없으며, 광반사 저감 패턴층에서 패턴의 선폭이 금속 패턴층에서 패턴의 선폭에 비하여 좁거나 넓은 경우도 본 출원의 범위에 포함된다. 구체적으로, 상기 광반사 저감 패턴층에서 패턴의 선폭은 상기 금속 패턴층에서 패턴의 선폭의 80% 이상 120% 이하일 수 있다. 또는, 구체적으로, 상기 광반사 저감 패턴층에서 패턴이 구비된 면적은 상기 금속 패턴층에서 패턴이 구비된 면적의 80% 이상 120% 이하일 수 있다. 더욱 더 구체적으로 상기 광반사 저감 패턴층의 패턴 형태는 금속 패턴층에서 패턴의 선폭과 동일하거나 큰 선폭을 갖는 패턴 형태인 것이 바람직하다.
상기 광반사 저감 패턴층이 상기 금속 패턴층의 선폭보다 더 큰 선폭을 갖는 패턴 형상을 갖는 경우, 사용자가 바라볼 때 광반사 저감 패턴층이 금속 패턴층을 가려주는 효과를 더 크게 부여할 수 있으므로, 금속 패턴층 자체의 광택이나 반사에 의한 효과를 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 광반사 저감 패턴층에서 패턴의 선폭이 상기 금속 패턴층에서 패턴의 선폭과 동일하여도 본 출원이 목적하는 효과를 달성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재로는 투명 기판을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 유리, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속 패턴층에서 패턴의 선폭은 0 초과 10㎛ 이하일 수 있고, 구체적으로 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 0.2㎛ 이상 8㎛ 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 0.5㎛ 이상 5㎛ 이하일 수 있다.
본 출원의 하나의 실시상태에서, 상기 금속 패턴층의 개구율, 즉 패턴에 의하여 덮여지지 않는 면적 비율은 70% 이상일 수 있고, 85% 이상일 수 있으며, 95% 이상일 수 있다. 또한, 상기 금속 패턴층의 개구율은 90 내지 99.9%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 하나의 실시상태에서, 상기 금속 패턴층의 패턴은 규칙적 패턴일 수도 있고, 불규칙적인 패턴일 수도 있다.
상기 규칙적인 패턴으로는 메쉬 패턴 등 당 기술분야의 패턴 형태가 사용될 수 있다. 상기 불규칙 패턴으로는 특별히 한정되지 않으나, 보로노이 다이어그램을 이루는 도형들의 경계선 형태일 수도 있다. 본 출원에서 불규칙 패턴과 패턴화된 광반사 저감층을 함께 사용하는 경우, 불규칙 패턴에 의하여 지향성이 있는 조명에 의한 반사광의 회절 패턴을 제거할 수도 있고, 광반사 저감 패턴층에 의하여 빛의 산란에 의한 영향을 최소화할 수 있어 시인성에 있어서의 문제점을 최소화할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 예를 하기 도 1 내지 도 6에 예시하였다.
도 1 내지 도 3은 기재, 금속층 및 광반사 저감층의 적층 순서를 예시하기 위한 것이며, 상기 금속층 및 상기 광반사 저감층은 실제로 터치 스크린 패널 등의 미세 투명 전극 용도로 적용시 전면층이 아니라 패턴 형태일 수 있다.
도 1에 따르면, 상기 광반사 저감층(200)이 상기 기재(100)와 상기 금속층(300) 사이에 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 기재 측에서 터치 스크린 패널을 바라보는 경우 금속층에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다.
도 2에 따르면, 상기 광반사 저감층(200)이 상기 금속층(300) 위에 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 기재측의 반대면에서 터치 스크린 패널을 바라보는 경우 금속층에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다.
도 3에 따르면, 상기 광반사 저감층(200, 220)이 상기 기재(100)와 상기 금속층(300) 사이와, 상기 금속층(300) 위에 모두 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 터치 스크린 패널을 기재측에서 바라보는 경우와 그 반대측에서 바라보는 경우 모두 전도성 층에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다.
상기 도 1 내지 도 3의 설명에서 전도성층은 패턴화된 금속층일 수 있고, 광반사 저감층은 패턴화된 광반사 저감층일 수 있다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 출원의 일 구현예에 따른 금속 패턴층 및 광반사 저감을 패턴층을 포함하는 전도성 구조체의 적층 구조를 예시한 도이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 광반사 저감층이 금속층의 적어도 일면에 구비된 것일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 기재, 광반사 저감층, 금속층 및 광반사 저감층이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 또한, 상기 전도성 구조체는 최외곽의 광반사 저감층 상에 추가의 금속층 및 광반사 저감층을 포함할 수 있다. 즉, 본 출원의 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 기재/광반사 저감층/금속층의 구조, 기재/금속층/광반사 저감층의 구조, 기재/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층의 구조, 기재/금속층/광반사 저감층/금속층의 구조, 기재/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층의 구조, 기재/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층의 구조, 기재/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층의 구조, 기재/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층의 구조, 기재/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층의 구조 및 기재/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층/광반사 저감층/금속층의 구조로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 설명에서 금속층은 금속 패턴층일 수 있고, 광반사 저감층은 광반사 저감 패턴층일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 제조방법은, 기재 상에 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 10 내지 50 at%이고, 망간 함량은 0.1 내지 16 at%이며, 니켈 함량은 0.1 내지 28 at%이고, 산소 함량은 30 내지 80 at%인 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법은 금속층 및 광반사 저감층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 금속층을 형성한 이후에 금속층을 패터닝하고, 광반사 저감층을 형성한 이후에 광반사 저감층을 패터닝할 수 있다. 또한, 구체적으로 광반사 저감층을 형성하는 단계 이후에 금속층 및 광반사 저감층을 동시에 패터닝할 수도 있다.
상기 전도성 구조체의 제조방법에서 패턴화 하기 이전의 금속층 또는 광반사 저감층의 면저항은 0 Ω/sq 초과 2 Ω/sq 이하, 바람직하게는 0 Ω/sq 초과 0.7 Ω/sq 이하일 수 있다. 상기 면저항이 2 Ω/sq 이하이면, 특히 0.7 Ω/sq 이하이면, 패터닝 전의 금속층 또는 광반사 저감층의 면저항이 낮을수록 미세 패터닝 설계 및 제조공정이 용이하게 진행되며, 패터닝 후의 전도성 구조체의 면저항이 낮아져서 전극의 반응 속도를 빠르게 하는 효과가 있다.
상기 전도성 구조체의 제조방법에서 전도성 구조체, 금속층, 광반사 저감층에 관한 설명은 상술한 바와 같다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 금속층 및 광반사 저감층은 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 증착(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 습식 코팅, 증발, 전해 도금 또는 무전해 도금, 금속박의 라미네이션 등의 방법에 의하여 형성할 수 있고, 구체적으로는 반응성 스퍼터링 방법에 의해 형성할 수 있다.
예를 들어, Cu를 포함하는 금속층과 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 형성하는 경우, 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 방법을 이용하면 O2와 같은 반응성 가스의 분압 조절로 공정을 수행할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 금속층 및 광반사 저감층의 패턴화는 에칭 레지스트 패턴을 이용한 방법을 이용할 수 있다. 에칭 레지스트 패턴은 인쇄법, 포토리소그래피법, 포토그래피법, 마스크를 이용한 방법 또는 레이져 전사, 예컨대, 열 전사 이미징(thermal transfer imaging) 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 인쇄법 또는 포토리소그래피법이 더욱 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 에칭 레지스트 패턴을 이용하여 상기 금속층 및 광반사 저감층을 에칭하여 패터닝하고, 상기 에칭 레지스트 패턴은 스트립(strip) 공정에 의해 쉽게 제거할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다. 예컨대, 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 터치 감응식 전극 기판으로 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 상기 터치 스크린 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은, 전술한 기재, 금속 패턴층 및 광반사 저감 패턴층을 포함하는 전도성 구조체 이외에 추가의 구조체를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 2개의 구조체가 서로 같은 방향으로 배치될 수도 있으며, 2개의 구조체가 서로 반대 방향으로 배치될 수도 있다. 본 출원의 터치 스크린 패널에 포함될 수 있는 2개 이상의 구조체는 동일한 구조일 필요는 없으며, 어느 하나, 바람직하게는 사용자에 가장 가까운 측의 구조체만 전술한 기재, 금속 패턴층 및 광반사 저감 패턴층을 포함하는 것이기만 해도 좋으며, 추가로 포함되는 구조체는 광반사 저감 패턴층을 포함하지 않아도 좋다. 또한, 2개 이상의 구조체 내의 층 적층 구조가 서로 상이해도 좋다. 2개 이상의 구조체가 포함되는 경우 이들 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 이 때 절연층은 점착층의 기능이 추가로 부여될 수도 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 하부 기재; 상부 기재; 및 상기 하부 기재의 상부 기재에 접하는 면 및 상기 상부 기재의 하부 기재에 접하는 면 중 어느 한 면 또는 양면에 구비된 전극층을 포함할 수 있다. 상기 전극층은 각각 X축 위치 검출 및 Y축 위치 검출 기능을 할 수 있다.
이 때, 상기 하부 기재 및 상기 하부 기재의 상부 기재에 접하는 면에 구비된 전극층; 및 상기 상부 기재 및 상기 상부 기재의 하부 기재에 접하는 면에 구비된 전극층 중 하나 또는 두 개 모두가 전술한 본 출원의 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체일 수 있다. 상기 전극층 중 어느 하나만이 본 출원에 따른 전도성 구조체인 경우, 나머지 다른 하나는 당 기술분야에 알려져 있는 전도성 패턴을 가질 수 있다.
상기 상부 기재와 상기 하부 기재 모두의 일면에 전극층이 구비되어 ２층의 전극층이 형성되는 경우, 상기 전극층의 간격을 일정하기 유지하고 접속이 일어나지 않도록 상기 하부 기재와 상부 기재 사이에 절연층 또는 스페이서가 구비될 수 있다. 상기 절연층은 점착제 또는 UV 혹은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 터치 스크린 패널은 전술한 전도성 구조체 중의 전도성층의 패턴과 연결된 접지부를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 접지부는 상기 기재의 전도성층의 패턴이 형성된 면의 가장자리부에 형성될 수 있다. 또한，상기 전도성 구조체를 포함하는 적층재의 적어도 일면에는 반사 방지 필름, 편광 필름 및 내지문 필름 중 적어도 하나가 구비될 수 있다. 설계사양에 따라 전술한 기능성 필름 이외에 다른 종류의 기능성 필름을 더 포함할 수도 있다. 상기와 같은 터치 스크린 패널은 OLED 디스플레이 패널(OLED Display Panel), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 및 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT), PDP와 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기재의 양면에 각각 금속 패턴층 및 광반사 저감 패턴층이 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은, 상기 전도성 구조체 상에 전극부 또는 패드부를 추가로 포함할 수 있으며. 이 때 유효화면부와 전극부 및 패드부는 동일한 전도체로 구성될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 광반사 저감 패턴층은 사용자가 바라보는 측에 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 컬러필터 기판 또는 박막 트랜지스터 기판 등에 본 출원의 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체가 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 태양 전지를 제공한다. 예컨대, 태양 전지는 애노드 전극, 캐소드 전극, 광활성층, 정공 수송층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있는데, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 상기 애노드 전극 및/또는 캐소드 전극으로 사용될 수 있다.
상기 전도성 구조체는 디스플레이 장치 또는 태양 전지에서 종래의 ITO를 대체할 수 있고, 플렉서블(flexible) 가능 용도로 활용할 수 있다. 또한, CNT, 전도성 고분자, 그래핀(Graphene) 등과 함께 차세대 투명 전극으로 활용할 수 있다.
이하 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 출원을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 출원을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 >
< 실시예 1 ~ 3>
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2mTorr의 아르곤 분위기하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100nm 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 분압을 29%, 50%, 70% 또는 100%로 하고, 3mTorr의 분위기 하에서 Cu-Mn-Ni를 소스 물질로 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 광반사 저감층을 형성하였다. 구체적으로, 상기 소스 물질의 Mn 및 Ni의 함량을 상이하게 하여, 하기 표 1과 같이 30nm 두께의 구리-망간-니켈 산화물로 이루어진 광반사 저감층을 금속층 상에 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
< 비교예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2mTorr의 아르곤 분위기하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100nm 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 분압 70%, 3mTorr의 분위기 하에서 Cu-Mn를 소스 물질로 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 광반사 저감층을 형성하였다. 구체적으로, 하기 표 1과 같이 30nm 두께의 구리-망간 산화물로 이루어진 광반사 저감층을 금속층 상에 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
< 비교예 2>
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2mTorr의 아르곤 분위기하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100nm 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 분압 70%, 3mTorr의 분위기 하에서 Cu-Ni를 소스 물질로 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 광반사 저감층을 형성하였다. 구체적으로, 하기 표 1과 같이 30nm 두께의 구리-니켈 산화물로 이루어진 광반사 저감층을 금속층 상에 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예는 전도성 구조체의 성능을 알아보기 위한 것으로서, 패터닝 과정은 생략하였다.
[표 1]
Figure 112015078749106-pat00002
도 7은 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전도성 적층체의 광반사 저감층의 굴절율(n)을 측정한 것을 나타낸 것이다.
도 8은 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전도성 적층체의 광반사 저감층의 소멸 계수(k)을 측정한 것을 나타낸 것이다.
도 7 및 8에서의 %는 상기 표 1의 산소분압(%)을 의미한다.
< 실험예 1> 내열 테스트
1) 광반사 저감층의 표면 색상 변화
상기 실시예에 따른 전도성 구조체를 150℃의 고온 분위기에서 1시간 동안 경과시킨 후 광반사 저감층의 표면 색상 변화를 관찰하였고, 그 결과를 하기 도 9에 나타내었다.
하기 도 9의 결과와 같이, 고온 분위기에서도 본 출원에 따른 전도성 구조체의 광반사 저감층의 표면 색상은 변화가 없이 유지됨을 알 수 있다.
2) 반사율 평가
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전조성 구조체를 각각 150℃의 고온 분위기에서 24시간 경과 후, 380㎚ 내지 780㎚ 파장 범위에서의 반사율 변화를 측정하였고, 그 결과를 하기 도 10에 나타내었다.
하기 도 10의 결과와 같이, 비교예 1의 전도성 구조체는 반사율 저감 효과는 있으나, 내열 특성이 상대적으로 열위 하다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2의 전도성 구조체는 내열 특성 효과는 있으나, 반사율이 상대적으로 높다는 문제점이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는, Cu, Mn 및 Ni을 동시에 포함하는 구리-망간-니켈 산화물을 광반사 저감층에 적용함으로써, 반사율을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 내열 특성도 우수하다는 특징이 있다.
3) 결정상 비교( XRD )
상기 실시예 및 비교예에 따른 전도성 구조체를 150℃의 고온 분위기에서 1시간 동안 경과시킨 후, 광반사 저감층의 결정상(XRD 이용)을 비교하였고, 그 결과를 하기 도 11에 나타내었다.
하기 도 11의 결과와 같이, 내열 테스트 전에 있어서, 비교예 1에 따른 광반사 저감층은 CuO 타입에 가까운 결정상을 보이나, 본 출원에 따른 실시예에 따른 광반사 저감층은 Cu2O 타입에 가까운 결정상을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 내열 테스트 이후 전체적인 결정상의 변화가 없음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 우수한 전기 전도도를 유지하며, 금속층의 눈부심 효과를 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 시인성이 우수하며, 화학적 내구성 및 물리적 내구성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 디스플레이 장치와 같은 전자 소자에 적용하는 경우, 공정 환경에 따른 전도성 구조체의 전기 전도도의 하락을 최소화할 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 미세 선폭의 구현이 가능하여 시인성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 금속층의 전도도에 영향을 미치지 않으면서도 금속층에 의한 반사를 방지할 수 있고, 흡광도를 향상시킴으로써 금속층의 은폐성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 출원의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 이용하여 시인성이 개선된 터치 스크린 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 태양 전지를 개발할 수 있다.
100: 기재
200: 광반사 저감층
220: 광반사 저감층
300: 금속층
201: 광반사 저감 패턴층
221: 광반사 저감 패턴층
301: 금속 패턴층

Claims (17)

  1. 기재; 상기 기재 상에 구비된 금속층; 및 상기 금속층의 적어도 일면에 구비되고, 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고,
    상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 28 내지 46 at%이고, 망간 함량은 3 내지 12 at%이며, 니켈 함량은 17 내지 24 at%이고, 산소 함량은 18 내지 52 at%이며,
    상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비는 0.18 내지 0.52인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 파장이 380 내지 780nm 영역의 광에서, 상기 광반사 저감층의 소멸계수 k는 0.6 이상 1.4 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서, 파장이 380 내지 780nm 영역의 광에서, 상기 광반사 저감층의 굴절율 n은 1.7 이상 2.8 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체의 전반사율은 40% 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사 저감층의 두께는 0.1 내지 400nm인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사 저감층의 두께는 0.1 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 금속층의 두께는 0.01 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 금속층은 패턴화된 금속 패턴층이고,
    상기 광반사 저감층은 패턴화된 광반사 저감 패턴층인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 금속 패턴층의 선폭은 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 전도성 구조체의 면저항은 1 내지 300 Ω/sq인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 금속층은 Cu, Al, Ag, Nd, Mo, Ni 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  13. 기재 상에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층의 적어도 일면에 구리-망간-니켈 산화물을 포함하는 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광반사 저감층 내 구리 함량은 28 내지 46 at%이고, 망간 함량은 3 내지 12 at%이며, 니켈 함량은 17 내지 24 at%이고, 산소 함량은 18 내지 52 at%이며,
    상기 광반사 저감층 내 구리, 망간, 니켈 및 산소의 함량 합에 대한 산소 함량의 비는 0.18 내지 0.52인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 금속층 및 광반사 저감층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 광반사 저감층의 형성은 반응성 스퍼터링 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
  16. 청구항 1, 및 3 내지 12 중 어느 한 항의 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널.
  17. 청구항 16의 터치 스크린 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
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