JP2011060749A - 透明電極用有機電極の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は透明電極用有機電極の形成方法に関する。
【解決手段】本発明は伝導性物質、ドーパント、バインダ、溶媒及び水を含む有機伝導性組成物を設ける段階と、基板上に前記有機伝導性組成物を用いてセル単位の導電膜を形成する段階と、前記セル単位で前記基板をダイシングする段階を含む透明電極用有機電極の形成方法を提供する。本発明の実施例によれば、不良率が低く、原料の消耗が少なくて、且つ優れた透明度を有する透明電極用有機電極の形成方法を提供することができる。
【選択図】図１ｃ

Description

本発明は透明電極用有機電極の形成方法に関するもので、より具体的には、不良率が低く、原料の消耗が少なくて、且つ優れた透明度を有する透明電極用有機電極の形成方法に関する。

コンピュータ、各種家電機器と通信機器がデジタル化され、急激に高性能化されるに伴い、大画面及び携帯が可能なディスプレイの具現が切実に求められている。携帯が可能な大面積の柔軟なディスプレイを具現するためには、新聞のように折ったり、丸めたりすることができる材質のディスプレイ材料が求められる。

このため、ディスプレイ用電極材料は透明でありながらも低い抵抗値を示す上、素子を曲げたり、折ったりしたときにも機械的に安定できる高い強度を示さなければならず、プラスチック基板の熱膨張係数と類似する熱膨張係数を有して機器が過熱するか、高温である場合も短絡したり、面抵抗の変化が大きくてはならない。

柔軟なディスプレイは任意の形態を有するディスプレイの製造を可能にするため、携帯用ディスプレイ装置だけではなく、色やパターンが変えられる衣服や衣類の商標、広告板、商品の陳列台の値段表示板、大面積の電気照明装置等にも使用することができるため、その活用度が高い。

現在、国内外における透明伝導性素材の製造方法として、基板上に化学蒸着法、マグネトロンスパッタリング法、反応性蒸発蒸着法を用いたインジウム、スズ、亜鉛、チタニウム、セシウム等多様な金属酸化物を塗布して伝導性層を形成する研究が活発に行われている。しかし、このような基板に金属酸化物をコーティングするためには、真空条件が必要であり、高値の工程費用が発生するという短所がある。

ここで、大面積の基板に金属酸化物がコーティングされて形成された透明伝導性素材は、使用者が求める規格に切断されて提供される。しかし、切断工程で機械的応力を受け、透明電極の切断面にクラックが発生する割合が非常に高くなり、透明電極製作の歩留まりが非常に低い。

また、金属酸化物伝導性層が形成された透明伝導性素材に電極を取り付けるために、電極を取り付ける予定の部位の伝導性層を取り除く工程が伴われることによって製造価額が上昇する。

本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は不良率が低く、原料の消耗が少なくて、且つ優れた透明度を有する透明電極用有機電極の形成方法を提供するものである。

上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態は、伝導性物質、ドーパント、バインダ、溶媒及び水を含む有機伝導性組成物を設ける段階と、基板上に上記有機伝導性組成物を用いてセル単位の導電膜を形成する段階と、上記セル単位で上記基板をダイシングする段階とを含む透明電極用有機電極の形成方法を提供する。

ここで、上記導電膜を形成する段階は、上記有機伝導性組成物を熱処理する段階をさらに含むことができる。

ここで、上記熱処理する段階は、常温から４００℃で行われることができる。好ましくは、５０から１５０℃で行われる。

ここで、上記導電膜は、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティングまたはオフセットプリンティング方法で形成されることができる。

そして、上記有機伝導性組成物は粘度調節剤をさらに含むことができる。

また、上記伝導性高分子は、ポリ-３、４-エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）またはポリアニリンであることができる。

上記伝導性物質は、全体組成物１００重量部に対して３から５０重量部であることができる。

上記バインダは、全体組成物１００重量部に対して１から４０重量部であることができる。

上記溶媒は、全体組成物１００重量部に対して２から４０重量部であることができる。

上記粘度調節剤は、全体組成物１００重量部に対して０から３０重量部であることができる。

本発明によれば、不良率が低く、原料の消耗が少なくて、且つ優れた透明度を有する透明電極用有機電極の形成方法を提供することができる。

また、基板上に印刷された有機伝導性組成物を熱処理しダイシングすることにより透明電極用有機電極が形成されるため、別途に電極を形成する必要がなくなり、有機電極の製造工程が単純化する。

本発明の実施例に従って基板上に有機伝導性組成物を用いてセル単位の導電膜を形成する工程を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施例に従って基板上に形成された導電膜を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施例に従って熱処理された導電膜が形成された基板をセル単位で切断する工程を概略的に示す斜視図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は当業界において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上に同一符号で表示される要素は同一要素である。

以下では、図１ａから図１ｃを参照し本発明の実施例による透明電極用有機 電極形成工程を説明する。

図１ａは本発明の実施例に従って基板上に有機伝導性組成物を用いてセル単位の導電膜を形成する工程を概略的に示す斜視図であり、図１ｂは本発明の実施例に従って基板上に形成された導電膜を概略的に示す斜視図であり、図１ｃは本発明の実施例に従って熱処理された導電膜が形成された基板をセル単位で切断する工程を概略的に示す斜視図である。

図示されてはいないが、基板に形成される導電膜はタッチスクリーンにおいて、抵抗膜の方式に採用される無パターンであってもよく、静電容量方式に採用される棒状、三角状、ダイアモンド状のようなパターン型で印刷されることもできる。また、セル単位切断工程の前に、切断面に導電膜と電気的に連結される導電電極（以下、導電性パターンとし、ＦＰＣと連結される）が夫々印刷されることができ、印刷後に印刷された導電性パターンの間を切断することができる。この導電性パターンを印刷する物質は伝導性に優れた銀ペースト（Ａｇ ｐａｓｔｅ）のような物質を使用することができる。

先ず、基板１０上に有機伝導性組成物３０を用いてセル単位の導電膜３３を形成する。

上記基板１０は一面に導電膜３３を形成することが容易な材料であれば特に制限されず、樹脂、ガラス等を使用することができる。

上記基板１０は用途によって有色または無色の材料を使用することができ、上記基板１０がディスプレイ装置の表示面として提供される場合は透明材料を使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、環状オレフィン高分子（ＣＯＣ）等の樹脂またはガラスや強化ガラス等を基板１０の材料として使用することができる。

本明細書における透明は、無色透明、有色透明、半透明、有色半透明等を含むものである。

ここで、有機伝導性組成物３０は伝導性物質、バインダ、溶媒及び水等を含んで構成されることができる。

ここで、伝導性物質は伝導性高分子、金属ナノ物質、炭素ナノチューブ（或いはカーボンブラック）及び伝導性インクのうち、少なくとも１つ以上の物質から成ることができる。特に、伝導性高分子は特に制限されず、例えばポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ｐｏｌｙ−３、４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ／ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）またはポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）等を単独または混合して使用することができる。

上記伝導性高分子の含量は、全体組成物１００重量部に対して３から５０重量部であることができる。上記含量が３重量部未満であると電気伝導度が低下する恐れがあり、上記含量が５０重量部を超えると溶解度が低下するか、或いは透明度が低下する恐れがある。

本実施例の有機伝導性組成物３０に含まれるバインダは有機伝導性組成物の粘着力向上させる役割をする。上記バインダの例としては、炭素数２から８であるアルキルグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレート及び多官能性（メタ）アクリレート等があり、これを単独または混合して使用することができる。

上記バインダの含量は、全体組成物１００重量部に対して１から４０重量部であることができる。上記含量が１重量部未満であると基板との接着力が低下する恐れがあり、上記含量が４０重量部を超えると電気伝導度が低下する恐れがある。

本実施例の有機伝導性組成物に含まれる溶媒は、特に制限されないが、ポリアルコール（ｐｏｌｙ−ａｌｃｏｈｏｌ）、ジメチルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ：ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、エチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ；ＥＧ）、メソ−エリトリトール（ｍｅｓｏ−ｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、水等を使用することができる。

上記溶媒の含量は、全体組成物１００重量部に対して２から４０重量部であることができる。上記含量が２重量部であると組成物間の均一な混合が困難になることがあり、上記含量が４０重量部を超えると電気伝導度が低下する恐れがある。

本実施例の有機伝導性組成物３０に含まれる粘度調節剤は、特に制限されず、有機系成分の粘度調節剤を使用することができる。

本実施例における有機伝導性組成物３０は粘度調節剤を含み、導電膜３３の形成に適用される印刷方法によって有機伝導性組成物の粘度を調節することができる。

上記粘度調節剤の含量は、全体組成物１００重量部に対して０から３０重量部であることができる。上記含量が０重量部未満であると所望の粘度に調節することが困難になることがあり、上記含量が３０重量部を超えると電気伝導度が低下する恐れがある。

上記有機伝導性組成物３０を用いた導電膜３３の形成方法は、特に限定されず、例えば、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティングまたはオフセットプリンティング方法を用いることができる。より具体的に、有機伝導性組成物３０は適用される印刷方法によって粘度を適切に調節することができる。

上記インクジェットプリンティングで導電膜を形成する場合は、有機伝導性組成物の粘度は１−５０ｍＰａｓであることができ、上記スクリーンプリンティング方式で導電膜を形成する場合は、有機伝導性組成物の粘度は３００−７００００ｍＰａｓであることができる。また、上記グラビアプリンティング方式で導電膜を形成する場合は、有機伝導性組成物の粘度は１０−３００ｍＰａｓであることができ、上記オフセットプリンティング方式で導電膜を形成する場合は有機伝導性組成物の粘度は１００００−１０００００ｍＰａｓであることができる。

上記のように、粘度を調節し印刷法を用いてノズル２０内に提供された有機伝導性組成物３０を滴下しセル単位Ｃの導電膜３３を形成することができる。

次いで、本発明の実施例に従って基板１０上にセル単位Ｃで形成された導電膜３３を熱処理することで導電膜３３'と基板１０間の接着力を向上させることができる。

また、導電膜の接着力を向上させる方案として、基板１０上にＵＶ（紫外線）照射またはコロナ処理をするか、或いはプライマー処理をすることで向上させることもできる。

次に、大面積の基板１０上にセル単位Ｃで形成させた後に熱処理された導電膜３３'を、切断線ＣＬに沿ってブレード４０等を用いてダイシングすることで、基板１０Ｃ上に導電膜３３Ｃが形成されたセル単位Ｃの基板１０Ｃが形成され、これを透明電極用有機電極として用いる。

従来のＩＴＯ等を用いた導電膜の場合は、蒸着、露光及び現像等によって形成されるため、原料の消耗が多く、工程が複雑であるという短所があった。

また、ＩＴＯ等を用いた導電膜の場合は、無機物の材料的特性によりダイシング工程時にクラックが発生する可能性が高い。

本実施例により、有機伝導性組成物３０が熱処理されて基板１０上に形成された導電膜３３'に切断線ＣＬに沿ってブレード４０等を用いてダイシング工程を行う場合、既存の無機物から成る導電膜のクラックの発生を低減するので、透明電極製作の歩留まりを向上させることができるという効果がある。

また、熱処理された導電膜３３'そのものが電極の役割をすることができるため、既存の透明伝導性素材に電極を取り付けるために、電極を取り付ける予定の部位の伝導性層を取り除く工程が不要となり、電極の製造工程が単純化し、製造価額を節減することができるという効果がある。

本発明の実施例によれば、不良率が低く、原料の消耗が少なくて、且つ優れた透明度を有する透明電極用有機電極の形成方法を提供することができる。

本発明は前述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求の範囲により限定する。従って、請求の範囲に記載の本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により様々形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属する。

１０：基板
２０：ノズル
３０：有機伝導性組成物
３３：導電膜
Ｃ：セル単位
ＣＬ：切断線

Claims (12)

1. 伝導性物質、バインダ、溶媒及び水を含む有機伝導性組成物を設ける段階と、
   基板上に前記有機伝導性組成物を用いてセル単位の導電膜を形成する段階と、
   前記セル単位で前記基板をダイシングする段階と、
   を含む透明電極用有機電極の形成方法。
2. 前記導電膜を形成する段階は、前記有機伝導性組成物を熱処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
3. 前記熱処理する段階は、常温から４００℃で行われることを特徴とする請求項２に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
4. 前記熱処理する段階は、５０℃から１５０℃で行われることを特徴とする請求項２に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
5. 前記導電膜は、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティングまたはオフセットプリンティング方法で形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
6. 前記有機伝導性組成物は、粘度調節剤をさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
7. 前記伝導性物質は、伝導性高分子、金属ナノ物質、炭素ナノチューブ及び伝導性インクのうち、少なくとも１つ以上の物質から成ることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
8. 前記伝導性高分子は、ポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）またはポリアニリンであることを特徴とする請求項７に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
9. 前記伝導性物質は、全体組成物１００重量部に対して３から５０重量部であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
10. 前記バインダは、全体組成物１００重量部に対して１から４０重量部であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
11. 前記溶媒は、全体組成物１００重量部に対して２から４０重量部であることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の透明電極用有機電極の形成方法。
12. 前記粘度調節剤は、全体組成物１００重量部に対して０から３０重量部であることを特徴とする請求項６に記載の透明電極用有機電極の形成方法。

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