JP6633525B2 - 表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法 - Google Patents
表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法 Download PDFInfo
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Description
金属ナノワイヤー基盤の透明導電性膜のパターニング工程において、
1)導電層の上に性能強化層を追加する段階;および
2)a)過酸化物およびb)有機酸または無機酸を含む表面処理剤組成物を用いて金属ナノワイヤー透明導電性膜を表面処理する段階
を含むことを特徴とする表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法を提供する。
本発明の透明導電性膜は、金属ナノワイヤーを含む導電性層の上に性能強化のためのオーバーコーティング(Over−caoting)素材を配置してその機能を上げることができ、性能強化層形成のための組成物は反射防止特性を有するだけでなく、外部の湿気および温度変化から導電層を保護できる優れた耐久性および耐環境性特性を付与するために金属酸化物ゾルを含むことができる。
本発明では、前記のように準備された透明導電層の上に、まず、DFR(Dry Film resist)を配置し、光パターニング方法でDFRをパターニングして準備した後に表面処理剤を選択された領域に接触させて絶縁させる工程を経てDFRを除去することによって絶縁領域と導電領域を区分するパターニング工程を実施することができる。前記で表面処理剤を選択された領域に接触させる方法は、スプレーコーティングまたは浸漬など公知の方法を適用することができる。
本発明の導電性コーティング組成物は、導電性物質として金属ナノワイヤーを使用する。本発明で使用される金属ナノワイヤーは、通常の導電性フィルム形成のために使用される金属ナノワイヤーを用いることができ、より具体的に、使用可能な金属は、特に限定されないが、好ましくは金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、錫、パラジウム、白金、亜鉛、鉄、インジウム、マグネシウムなどのI族、IIA族、IIIA族、IVA族およびVIIIB族金属からなる群より選択される1種以上の金属を使用することがよく、さらに好ましくは亜鉛、アルミニウム、錫、銅、銀および金からなる群より選択される1種以上の金属を使用することがよい。
基板としては、光学的に透明な絶縁体である50〜188μm厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)膜を使用した。銀ナノワイヤー(AgNW)は、幅が約20nm〜70nmであり長さが約10〜30μmであるものをエタノールに約0.1%w/vの濃度で分散させて使用した。粘度調節用増粘剤としては、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC、Hydroxypropyl cellulose)を使用した。前記銀ナノワイヤー分散液を基板上に沈殿(sediment)するようにしてバーコーターを用いてPET基板上にコーティングした後、蒸発乾燥して基板および導電層を含む透明導電性膜を製造した。
金属酸化物ゾルとしてシリコンオキシド系の化合物を12.5%w/vの濃度でエタノールに分散させた後、ここに0.5%w/v濃度でエタノールに溶解されたヒドロキシプロピルセルロースをバインダーとして2:1の重量比で混合し、バーコーターを用いて前記銀ナノワイヤーを含む基板上部に保護層としてコーティングし蒸発乾燥して、基板上部に保護層としての性能強化層を形成した。
前記製造例1および2の組成物を使用し、反射防止膜形成のためにMgF2を使用して図2〜4の構造を有する透明導電性膜を製造した。
銀ナノワイヤー分散液の代わりに銀ナノワイヤーが含まれているインクを使用したことを除いては前記実施例1と同様な方法で基板を製造した後、上部保護層としてシリコンオキシド系化合物を0.15%w/vの濃度で超純水に溶かした溶液をバーコーターを用いて銀ナノワイヤー基板の上部に保護層としてコーティングした。
1重量%の過酸化水素(H2O2)を含む表面処理剤1では前記製造例2の透明導電性膜を表面処理し、1重量%NaOClおよび1重量%のKClO4を含む表面処理剤2では参考製造例の透明導電性膜をそれぞれ表面処理し、視認性を評価した。
また、図1の構造を有する透明導電性膜を表面処理した後の表面写真を図6に示した。
蒸留水に希釈した過塩素酸、および過塩素酸の安定化のために酢酸を2.5重量%で含む組成物を下記表2の組成によって製造した後、それぞれ図1〜4の構造を有する前記製造例2〜5の透明導電性膜に処理して視認性を評価し、その結果を下記表2に示した。
Claims (12)
- 金属ナノワイヤー基盤の透明導電性膜のパターニング工程において、
1)導電層の上に性能強化層を追加する段階;および
2)a)過酸化物、過塩素酸系の化合物またはその塩、またはPOCl3(Phosphorus oxychloride)およびb)有機酸または無機酸を含む表面処理剤組成物を用いて、エッチング工程なしに金属ナノワイヤー基盤の透明導電性膜を表面処理する段階
を含むことを特徴とする表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。 - 前記過酸化物および前記過塩素酸系の化合物またはその塩が、過酸化ナトリウム(Sodium peroxide)、過酸化カルバミド(Carbamide peroxide)、NaOCl、NaClO4、NaClO2、NaClO3、NH4ClO、NH4ClO2、NH4ClO3、NH4ClO4、KClO3、KClO、KClO4およびKClO2からなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記過酸化物、前記過塩素酸系の化合物またはその塩、またはPOCl3が0.1〜10重量%の量で前記表面処理剤組成物に含まれることを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記有機酸が、酢酸、乳酸、マレイン酸、琥珀酸、シュウ酸およびマロン酸からなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記無機酸が、リン酸、塩酸および硝酸からなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記表面処理剤組成物が無機化合物を追加的に含むことを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記有機酸または無機酸が前記表面処理剤組成物に0.1〜10重量%の量で含まれることを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記性能強化層が金属酸化物ゾルを含む組成物から形成されたことを特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記金属酸化物ゾルが、フッ化マグネシウムゾル、フッ化カルシウムゾル、ZTO(Zinc−Tin oxide)ゾル、ZnO(Zinc Oxide)ゾル、シリコンオキシドゾル、錫酸化物ゾル(Tin oxide)、マンガン酸化物ゾル、マグネシウム酸化物ゾルからなる群より選択される1種以上の金属酸化物ゾルであることを特徴とする請求項8に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記組成物がバインダーを追加的に含むことを特徴とする請求項8に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記バインダーが、セルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂、セルロースエーテル樹脂およびセルロースアセテート樹脂からなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項10に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
- 前記金属ナノワイヤーは、直径が15nm〜120nmであり、長さが5μm〜60μmであること特徴とする請求項1に記載の表面処理を通じた金属ナノワイヤー基盤透明導電性膜のパターニング方法。
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