JP5818383B2 - 酸化膜が形成された導電性フィルムを備える有機発光ダイオードディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、酸化膜が形成された導電性パターンを含む導電性フィルム及びその製造方法に関する。
一般的に、導電性フィルムではガラス上に酸化インジウム薄膜を形成した導電性ガラス基板が使われる。しかし、前記導電性ガラス基板は、面積が増加することに従って面抵抗が増加する問題点がある。面抵抗が増加すれば、部分的に電圧降下が発生できる。このような面抵抗の増加を防止するために導電性ガラス基板上に金属導電層を形成することができる。しかし、電極上に形成された金属導電層は、空気中に露出されるか加工工程のうち高温に露出すれば、表面に急激な酸化が誘発される。金属導電層の表面に急激な酸化が発生すれば、表面膜質が不均一になり、激しい場合にはスウェリングが発生するか素子の段落を誘発して性能を低下させる。
前記のような急激な表面酸化を防止するために別途の保護層を形成する。しかし、別途の保護層を形成することは工程が複雑になり、製品単価を高める原因になる。また、別途の保護層を積層すれば、多層構造の界面で発生する内部全反射などにより光透過度が低下される。
したがって、前記のような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、酸化膜が形成された導電性パターンを含む導電性フィルム及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、基材と、基材上に形成された第１の導電層と第２の導電層と、を含み、第２の導電層の上部面及び側面に酸化膜が形成された導電性フィルムを提供する。
また、本発明は、基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップと、上部面及び側面に酸化膜が形成されたパターン化された第２の導電層を形成するステップと、を含む導電性フィルムの製造方法を提供する。
本発明による導電性フィルムは、パターン化された導電層の上部面及び側面に人為的な酸化膜を形成することで、導電層の急激な酸化による不良及び基材の破損を防止し、且つ発光均一度を高めることができる。
本発明は、基材と、基材上に形成された第１の導電層と第２の導電層と、を含み、第２の導電層の表面には酸化膜が形成された導電性フィルムを提供する。前記第２の導電層は、パターン化された構造である。パターン化された第２の導電層は、第１の導電層の面抵抗の減少のための導電パターンとしての役目を実行することができる。また、前記第２の導電層は、パターンの上部表面だけではなく側面にも酸化膜が形成された構造を含む。
前記導電性フィルムは、光透過が可能な透明導電性フィルムである。したがって、光透過性が要求される多様なディスプレイ装置及び照明装置などに活用が可能である。
金属導電層が大気中に露出されると、表面に自然酸化膜(ｎａｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ ｌａｙｅｒ)が形成される。しかし、このような自然酸化膜は、厚さが薄くて密度が稠密ではないから、導電層を十分に保護することができない。例えば、金属導電層を含む基材を加工する過程で、高温工程を経るか環境変化に露出されることができ、このような要因により導電層表面に急激な酸化が進行される。急激な酸化により膜質が不均一になるかスウェリング現象が誘発され、激しい場合には基材の破損が誘発される。
本発明では、第２の導電層の表面に別途の酸化膜を形成することで、このような問題点を解消した。具体的には、熱またはプラズマ処理を通じて前記第２の導電層の表面に酸化膜を形成することができる。前記第２の導電層の表面に形成された酸化膜は、一種の人工酸化膜で分類することができる。前記人工酸化膜は、自然酸化膜に比べて膜の厚さが厚くて膜質の密度が高いという特徴がある。
前記基材は、特別に限定されるものではなく、ガラス基板または光透過性プラスチックフィルムを使用することができる。前記基材を光透過性フィルムで形成する場合には、例えば、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、(メタ)アクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニールアルコール系樹脂、ポリアクリレート及びポリフェニレンスルフィド系樹脂のいずれか１種以上の物質を含むことができる。
前記第１の導電層では、ＩＴＯまたは元素Ｍがドーピングされた酸化亜鉛系薄膜(ＺｎＯ：Ｍ)などを使用することができ、前記元素Ｍは、１３族元素または＋３の酸化数を有する遷移金属である。前記元素Ｍの非制限的な例では、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉなどがあり、より具体的には、ＡｌまたはＧａなどを使用することができる。
前記第２の導電層は、導電性物質であれば、特別に限定されるものではなく、例えば、銅、アルミニウム、モリブデン、クロム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、銀、錫、鉛またはこれらの合金を含むことができる。例えば、前記第２の導電層は、銅である。
前記導電性フィルムは、酸化膜が形成された第２の導電層上に形成された別途の保護層を含むことができる。前記保護層は、ＩＴＯ、ＩＺＯ及び金属のいずれか１種以上を含むことができる。また、保護層が金属材質からなった場合には、前記金属は、特別に限定限されないが、アルカリ、アルカリ土金属またはこれらの混合物または合金である。保護層を形成することで、第２の導電層に対する急激な酸化による基材の破損を防止することができる。
前記第２の導電層の規格は、特別に限定されるものではなく、例えば、第２の導電層の厚さは、１ｎｍ 〜１ｍｍの範囲である。前記第２の導電層は、相対的に大きい面抵抗を有した第１の導電層を補助して面抵抗を低めて伝導度を高める役目をする。第２の導電層は上記厚さ範囲で十分な電気伝導度を得ることができる。また、第２の導電層は、パターン化された構造であり、パターンの幅は、５０ｎｍ〜２μｍの範囲であり、そして、パターン間の間隔は、５０μｍ〜５ｍｍの範囲である。第２の導電層のパターン間の幅及び間隔は、前記範囲において、透明電極である第１の導電層の透過度を大きく低めないとともに一層優れた発光均一度を得ることができる。
第２の導電層に形成された酸化膜は、Ｃｕ２Ｏを含むことができる。Ｃｕ２Ｏを含む酸化膜は、導電性フィルムの物性を低下させないと共に導電層の急激な酸化による不良及び基材の破損を防止することができる。また、前記第２の導電層に形成された酸化膜の厚さは、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。本発明において、第２の導電層の表面に形成された酸化膜は、自然酸化膜に比べて膜の厚さが厚くて膜質の密度が高いという特徴がある。
また、本発明は、基材と、基材上に形成された第１の導電層と、第２の導電層と、を含み、第２の導電層の表面に酸化膜が形成された導電性フィルムを製造する方法を提供する。
一実施例において、前記製造方法は、基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップと、上部面及び側面に酸化膜が形成されたパターン化された第２の導電層を形成するステップと、を含むことができる。
前記製造方法は、第２の導電層をパターン化する手順によって製造工程が一部変わることができる。すなわち、第２の導電層をパターン化する工程は、第２の導電層に酸化膜を形成する工程の以前または以後に実行することができる。
前記製造方法は、基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップと、第２の導電層の表面に酸化膜を形成するステップと、酸化膜が形成された第２の導電層をパターン化するステップと、パターン化された第２の導電層の側面に酸化膜を形成するステップと、を含むことができる。この場合には、第２の導電層の前面に酸化膜を形成した後、パターン化過程を実行する。その後、パターン化以後に、第２の導電層の側面に酸化膜を形成する過程を実行する。
また、前記製造方法は、基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップと、第２の導電層をパターン化するステップと、パターン化された第２の導電層の上部面及び側面に酸化膜を形成するステップと、を含むことができる。この場合には、第２の導電層をパターン化した後、パターン化された第２の導電層の上部表面及び側面に酸化膜を形成する。
前記基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップは、熱蒸着、真空蒸着、スパッタリング、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着などの方法を利用して順次に積層することができるが、これに限定されるものではなく、当業界に知られた通常的な方法を利用することができる。
第２の導電層に酸化膜を形成する過程は、熱またはプラズマ処理を通じて実行することができる。前記熱処理温度は、第２の導電層の表面に酸化層を形成することができる温度であれば、特別に限定されるものではなく、例えば、１３０℃〜２００℃、より具体的には、１４０℃〜１６０℃範囲である。前記熱処理範囲で第２の導電層の変形を防止すると共に一層安定的に酸化膜を形成することができる。前記プラズマ処理は、第２の導電層の表面に酸化層を形成するために酸素雰囲気下で実行することができる。
場合によっては、酸化膜を形成した後、不活性気体雰囲気でプラズマまたは熱を加える後処理工程をさらに実行することができる。
本発明による導電性フィルムは、多様な分野で適用可能であり、ディスプレイ装置または照明装置などに活用可能である。例えば、前記導電性フィルムは、ＰＤＡ、ノートブック、モニター、ＯＡ・ＦＡ器機、ＡＴＭ、携帯電話、電子ペーパー、ナビゲーションなどに使用可能であり、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなどのディスプレイまたは照明などにも使用可能である。
（発明の実施のための形態）
以下、添付図面を参照して本発明をより詳しく説明するが、本発明の範囲は、それに限定されるものではない。
以下、添付図面を参照して本発明をより詳しく説明するが、本発明の範囲は、それに限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例による導電性フィルムを示す模式図である。図１を参照すれば、導電性フィルム１００は、基材１０上に第１の導電層２０及び第２の導電層３０が形成されており、第２の導電層３０の表面には酸化膜４０が形成されている。前記酸化膜４０は、熱またはプラズマを加えて第２の導電層３０の表面を酸化させて形成することができる。例えば、前記基材１０は、ガラス基板であり、第１の導電層２０は、ＩＴＯ層である。また、第２の導電層３０は、銅を含むことができ、熱またはプラズマを加えて第２の導電層３０の表面に人工酸化膜４０が形成されている。前記酸化膜４０を形成することで、第２の導電層３０の急激な酸化を防止し、素子の性能を維持することができる。
図２は、第２の導電層をエッチングしてパターン化した場合を示した模式図である。図２を参照すれば、導電性フィルム２００は、基材１０上に第１の導電層２０が形成されており、第１の導電層２０上には、パターン化された第２の導電層３１が形成された構造である。前記第２の導電層３１は、上部表面だけではなくエッチングで露出された側面部分にも酸化膜４１が形成されている。
図３は、パターン化された第２の導電層が急激な酸化によりスウェリング現象が発生した結果を示した写真である。パターン化された導電層が加工のための高温工程に露出されると、急激な酸化によりスウェリング現象が発生できる。すなわち、第２の導電層の上部表面に別途の保護層を形成しても、パターン化過程で側面が露出され、露出された側面で急激な酸化が進行されて膜質の不均一及びスウェリング現象が誘発される。
また、図４は、本発明の一実施例による酸化膜が形成された第２の導電層を含む導電性フィルムを示した写真である。図４を参照すれば、前記導電性フィルムは、パターン化された第２の導電層を含み、前記第２の導電層の上部表面と側面にも酸化膜が形成された場合である。図４に開示された導電性フィルムは、図３の場合と同一な高温工程を経たが導電層の膜質が均一であり、スウェリング現象などは発生しなかったことが分かる。
以下、本発明を下記の実施例を通じてより具体的に説明する。しかし、これら実施例は例示的なもの過ぎないで、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
［実施例１］
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１２０℃で１０分間熱処理することで、表面に酸化膜(Ｃｕ２Ｏ)を形成した。製造されたフィルムの各層別厚さは、下記表１の通りである。
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１２０℃で１０分間熱処理することで、表面に酸化膜(Ｃｕ２Ｏ)を形成した。製造されたフィルムの各層別厚さは、下記表１の通りである。
［実施例２］
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１５０℃で１０分間熱処理することで、表面に酸化膜(Ｃｕ２Ｏ)を形成した。
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１５０℃で１０分間熱処理することで、表面に酸化膜(Ｃｕ２Ｏ)を形成した。
［実施例３］
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成して、多層構造のフィルムを製造し、１５０℃で１０分間熱処理した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１５０℃で追加熱処理を実施した。
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成して、多層構造のフィルムを製造し、１５０℃で１０分間熱処理した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。パターン化されたＣｕ層に対して１５０℃で追加熱処理を実施した。
［比較例］
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。製造されたフィルムに対して別途の熱処理はしなかった。
ガラス基板上にＩＴＯ層及びＣｕ層を順次に形成し、多層構造のフィルムを製造した。その後、Ｃｕ層をパターン化した。パターンの幅は、１μｍ、パターン間の間隔は、１００μｍで形成した。製造されたフィルムに対して別途の熱処理はしなかった。
［実験例１：ＧＩＤ分析］
酸化膜層に対する情報を分析するため、大気中に露出させて自然酸化膜が形成されたＣｕ/ＩＴＯ基板(比較例)と本発明による処理工程を経て酸化膜が形成されたＣｕ２Ｏ/Ｃｕ/ＩＴＯ基板(実施例１)に対して、ＧＩＤ(Ｇｒａｚｉｎｇ Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ)パターンを測定した。測定結果は、図５の通りである。
酸化膜層に対する情報を分析するため、大気中に露出させて自然酸化膜が形成されたＣｕ/ＩＴＯ基板(比較例)と本発明による処理工程を経て酸化膜が形成されたＣｕ２Ｏ/Ｃｕ/ＩＴＯ基板(実施例１)に対して、ＧＩＤ(Ｇｒａｚｉｎｇ Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ)パターンを測定した。測定結果は、図５の通りである。
図５を参照すれば、熱処理した基板(実施例１)は、パターン化された銅導電層の表面にＣｕ２Ｏ膜が形成された。一方、熱処理をしなかった場合(比較例)には、ほとんど測定されないほどに非常に薄い酸化膜が形成されたことが分かる。
［実験例２：ＸＲＲ分析］
熱処理を経た酸化膜の厚さを算出するために、ＸＲＲ(Ｘ−ｒａｙ ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ)パターンを分析した。大気中に露出させて自然酸化膜が形成されたＣｕ/ＩＴＯ基板(比較例)と本発明による処理工程を経てＣｕ酸化膜が形成されたＣｕ２Ｏ/Ｃｕ/ＩＴＯ基板(実施例２)に対して、ＸＲＲパターンを測定した。測定結果は、図６の通りである。
熱処理を経た酸化膜の厚さを算出するために、ＸＲＲ(Ｘ−ｒａｙ ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ)パターンを分析した。大気中に露出させて自然酸化膜が形成されたＣｕ/ＩＴＯ基板(比較例)と本発明による処理工程を経てＣｕ酸化膜が形成されたＣｕ２Ｏ/Ｃｕ/ＩＴＯ基板(実施例２)に対して、ＸＲＲパターンを測定した。測定結果は、図６の通りである。
図６を参照すれば、熱処理を経た場合(実施例２)には、表面に約１０ｎｍのＣｕ２Ｏ膜が形成されたことを確認した。実施例２と比較例によるフィルムの層別厚さは、下記表１及び表２に各々整理した。
本発明による導電性フィルムは、ディスプレイ装置または照明装置などのような電子装置などに多様に活用可能である。
１０：基材
２０：第１の導電層
３０、３１：第２の導電層
４０、４１：酸化膜
１００、２００：導電性フィルム
２０：第１の導電層
３０、３１：第２の導電層
４０、４１：酸化膜
１００、２００：導電性フィルム
Claims (11)
- 基材と、
前記基材上に形成された透明電極である第１の導電層と、
前記第１の導電層上に形成されたパターン化された第２の導電層と、を含む導電性フィルムを備える有機発光ダイオードディスプレイであって、
前記第２の導電層のパターンの幅は、５０ｎｍ〜２μｍ、そして前記パターンの間隔は、５０μｍ〜５ｍｍであり、前記第２の導電層の表面を熱処理またはプラズマ処理することで酸化させることで前記第２の導電層の上部面及び側面に酸化膜が形成され、
前記第２の導電層は、銅を含み、
前記第２の導電層に形成された酸化膜は、Ｃｕ ２ Ｏを含み、
前記第２の導電層に形成された酸化膜の厚さは、１ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする有機発光ダイオードディスプレイ。 - 前記基材は、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、(メタ)アクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニールアルコール系樹脂、ポリアクリレート及びポリフェニレンスルフィド系樹脂のいずれか１種以上の物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードディスプレイ。
- 前記第１の導電層は、ＩＴＯまたは元素Ｍがドーピングされた酸化亜鉛系薄膜(ＺｎＯ：Ｍ)からなり、前記元素Ｍは、１３族元素または＋３の酸化数を有する遷移金属であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光ダイオードディスプレイ。
- 前記酸化膜が形成された前記第２の導電層上に形成された保護層をさらに含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の有機発光ダイオードディスプレイ。
- 前記保護層は、ＩＴＯ、ＩＺＯ及び金属の中で１種以上を含むことを特徴とする請求項４に記載の有機発光ダイオードディスプレイ。
- 前記第２の導電層の厚さは、１ｎｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の有機発光ダイオードディスプレイ。
- 基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップと、
熱処理またはプラズマ処理を通じて上部面及び側面に酸化膜が形成されたパターン化された第２の導電層を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の有機発光ダイオードディスプレイの製造方法。 - 前記上部面及び側面に酸化膜が形成されたパターン化された第２の導電層を形成するステップは、
前記第２の導電層の表面に酸化膜を形成するステップと、
前記酸化膜が形成された前記第２の導電層をパターン化するステップと、
パターン化された前記第２の導電層の側面に酸化膜を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の有機発光ダイオードディスプレイの製造方法。 - 前記上部面及び側面に酸化膜が形成されたパターン化された第２の導電層を形成するステップは、
前記第２の導電層をパターン化するステップと、
パターン化された前記第２の導電層の上部面及び側面に酸化膜を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の有機発光ダイオードディスプレイの製造方法。 - 前記基材上に第１の導電層と第２の導電層を形成するステップは、熱蒸着、真空蒸着、スパッタリング、電子ビーム蒸着またはイオンビーム蒸着を利用して実行することを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の有機発光ダイオードディスプレイの製造方法。
- 前記熱処理の温度は、１３０℃〜２００℃の範囲であることを特徴とする請求項７から請求項１０の何れか１項に記載の有機発光ダイオードディスプレイの製造方法。
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