KR101165770B1 - 고투과율 및 저저항 특성을 갖는 인듐-틴 옥사이드 박막의 제조방법 - Google Patents

고투과율 및 저저항 특성을 갖는 인듐-틴 옥사이드 박막의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고투과율 및 저저항 특성을 갖는 ITO 박막의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 기판을 표면 처리하는 제1단계; 상기 표면 처리된 기판 상에 언더 코팅층을 형성하는 제2단계; 및 상기 언더 코팅층 상에 ITO 박막층을 형성하는 제3단계를 포함하고, 상기 제2단계는 표면 처리된 기판 상에 제1 금속산화물층을 형성하는 공정; 및 상기 제1 금속산화물층 상에 제2 금속산화물층을 형성하는 공정을 포함하되, 상기 제1 금속산화물층은 2㎚ ~ 8㎚의 두께로 형성하고, 상기 제2 금속산화물층은 40㎚ ~ 90㎚의 두께로 형성하며, 상기 제2 금속산화물층의 굴절율이 제1 금속산화물층보다 작게 형성하는 ITO 박막의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 기판 상에 서로 다른 금속산화물로 구성된 2층의 언더 코팅층이 형성되되, ITO 박막층에 인접한 제2 금속산화물층이 제1 금속산화물층보다 굴절률이 더 작고, 이들 각층의 두께가 적정 범위를 가지면서 ITO 박막층의 증착 공정 조건이 최적화되어 고투과율과 저저항 특성을 갖는다.

Description

고투과율 및 저저항 특성을 갖는 인듐-틴 옥사이드 박막의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ITO THIN FILM WITH HIGH-TRANSMITTANCE AND LOW-RESISTANCE}
본 발명은 ITO(인듐-틴 옥사이드) 박막의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고투과율 및 저저항 특성을 갖는 ITO 박막의 제조방법에 관한 것이다.
ITO(인듐-틴 옥사이드 ; Indium Tin Oxide) 박막은 각종 전기ㆍ전자 소자 및 광학 소자 등에 유용하게 사용되고 있다. ITO 박막은, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP : Plasma Display Panel), 전계 방사형 디스플레이(FED : Field Emission Display), 유기 전계발광 디스플레이(OLED : Organic Electro Luminescence Display) 등과 같은 평판 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 분야에서 널리 사용되고 있다.
일반적으로, ITO 박막은 기판 상에 언더 코팅층(under coating layer)과 ITO 박막층이 차례로 형성된 구조를 갖는다. 이때, ITO 박막층은 스퍼터링(sputtering) 등의 증착 공정을 통해 형성된다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2007-0050143호[특허문헌 1]에는 진공 챔버(chamber) 내에서 감압 하에 산화물 타겟(target)을 이온빔 스퍼터링(Ion-beam sputtering)하여 박막을 형성하는 방법이 제시되어 있다.
상기 언더 코팅층은 기판과 ITO 박막층의 전기적 성질을 절연시키는 절연체적 기능과 함께, 기판의 이온이 ITO 박막층으로 확산되어 ITO 박막층의 전기적, 광학적 특성을 열화시키는 것을 방지하는 완충적 기능을 한다. 언더 코팅층은 일반적으로 무기물이 증착되어 형성된다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2009-0069886호[특허문헌 2]에는 기판 상에 언더 코팅층으로서 실리콘 산화막(SiO2)을 코팅한 다음, 그 위에 ITO 박막층을 증착하는 ITO 박막의 제조방법이 제시되어 있다.
한편, 최근 디스플레이 및 태양전지의 급격한 기술발전과 더불어 가볍고 휘어짐이 자유로우면서도 소자의 특성이 그대로 유지되는 플렉시블(flexible) 소자, 예를 들어 플렉시블 디스플레이 및 플렉시블 태양전지 등에 대한 관심이 날로 증대되고 있다. 플렉시블 소자를 구현하기 위해서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등과 같은 고분자 기판을 사용한 플렉시블 ITO 박막이 필요하다. 그러나 현재 OLED 및 LCD 등의 분야에 상용화되고 있는 ITO 박막의 경우 200 ~ 300℃의 고온 성막 공정을 거쳐야만 우수한 전기적, 광학적 특성을 얻을 수 있기 때문에, 고온에 의해 변형되기 쉬운 고분자 기판 상에는 고품질의 ITO 박막층의 성막이 어렵다.
따라서 고분자 기판 상에도 고품질의 ITO 박막층을 저온에서 성막시킬 수 있는 방법의 개발이 시급한 상황이다. 뿐만 아니라, 플렉시블 소자가 지향하고 있는 저가, 고속의 대량 생산을 위해서는 기존의 유리 기판을 근간으로 하는 배치(Batch) 타입의 공업이 아닌 연속 공정에 의한 대량의 ITO 박막의 성막공법이 필수적이다. 이로 인해 롤-투-롤 스퍼터링(roll-to-roll sputtering) 공정을 이용한 ITO 박막의 연속 성막 공정이 차세대 플렉시블 디스플레이 및 태양전지 등의 대량 생산을 위한 해결책으로 각광받고 있다.
롤-투-롤 스퍼터링 공정은 플렉시블 고분자 기판을 사용할 수 있어 ITO 박막의 대량 생산이 가능하다는 점에서 큰 장점을 갖는다. 그러나 이는 저온 공정에서 진행되어, 이로부터 제작된 ITO 박막은 낮은 광투과도(저투과율)와 높은 저항(낮은 전기전도도)을 갖는다. 이에 따라, 롤-투-롤 스퍼터링 공정에 제조된 ITO 박막은 전자파 차폐, 플렉시블 LCD, 무기 발광소자 등의 제한된 분야에서는 적용이 가능하나, 고투과율과 높은 전기전도도가 요구되는 터치스크린(Touch Screen), 디지털 캡 터치 센서(Digital Cap Touch Sensor), 플렉시블 디스플레이(Flexible display), 태양전지 등에 적용하기에는 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0050143호 대한민국 공개특허 제10-2009-0069886호
이에, 본 발명은 ITO 박막을 제조함에 있어서, 언더 코팅층을 굴절율이 서로 다른 두 개의 층으로 구성하고, 이들 각 층의 두께와 ITO 박막층의 증착 공정 조건 등을 최적화시킴으로써 높은 광투과율(고투과율)을 가짐은 물론 낮은 저항 특성(높은 전기전도도)을 갖는 ITO 박막의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 ITO 박막 특성에 영향을 주는 인자로서, 언더 코팅층의 성분 및 두께, 그리고 ITO 박막층의 증착 공정 조건 등을 최적화시킴으로써, 광투과율 85% 이상(바람직하게는 90% 이상)의 고투과율과 면저항 300 Ω/sq 이하(바람직하게는 270 Ω/sq 이하)의 저저항 특성을 갖는 ITO 박막의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
기판을 표면 처리하는 제1단계;
상기 표면 처리된 기판 상에 언더 코팅층을 형성하는 제2단계; 및
상기 언더 코팅층 상에 ITO 박막층을 형성하는 제3단계를 포함하고,
상기 제2단계는,
상기 표면 처리된 기판 상에 제1 금속산화물층을 형성하는 공정; 및
상기 제1 금속산화물층 상에 제2 금속산화물층을 형성하는 공정을 포함하되,
상기 제1 금속산화물층은 2㎚ ~ 8㎚의 두께로 형성하고,
상기 제2 금속산화물층은 40㎚ ~ 90㎚의 두께로 형성하며,
상기 제1 금속산화물층과 제2 금속산화물층은 아래의 수학식을 만족하는ITO 박막의 제조방법을 제공한다.
[수학식]
R1 > R2
(위 식에서, R1은 제1 금속산화물층의 굴절률이고, R2는 제2 금속산화물층의 굴절률이다.)
바람직하게는, 상기 제2단계에서는 제1 금속산화물층은 Nb2O5층이고, 상기 제2 금속산화물층은 SiO2층이 되도록 형성한다.
또한, 상기 제3단계는 RF 마그네트론 스퍼터(RF Magnetron sputter)를 이용하여 40W ~ 60W의 인가전압에서 4분 ~ 6분 동안 스퍼터링하여 ITO 박막층을 형성하는 것이 좋다.
아울러, 상기 제3단계를 통해 형성된 ITO 박막층을 120℃ ~ 250℃의 온도에서 30분 내지 4시간 동안 열처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계는 기판을 플라즈마 처리하는 표면 개질 공정을 포함하는 것이 좋으며, 이때 상기 표면 개질 공정은, 하기 (a)공정 및 (b)공정 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
(a) 50W ~ 300W의 ICP 파워(power)로 아르곤(Ar) 플라즈마 처리하는 공정
(b) 50W ~ 550W의 ICP 파워(power)로 산소(O2) 플라즈마 처리하는 공정
본 발명에 따르면, 기판 상에 서로 다른 금속산화물로 구성된 2층의 언더 코팅층이 형성되되, ITO 박막층에 인접한 제2 금속산화물층이 제1 금속산화물층보다 굴절률이 더 작고, 이들 각층의 두께가 적정 범위를 가지면서 ITO 박막층의 증착 공정 조건이 최적화되어 높은 광투과율(고투과율)과 낮은 저항 특성(저저항 특성)을 가지는 효과를 갖는다. 구체적으로, 광투과율 85% 이상(바람직하게는 90% 이상)의 고투과율과, 면저항 300 Ω/sq 이하(바람직하게는 270 Ω/sq 이하)의 저저항 특성(높은 전기전도도)을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 ITO 박막의 예시적인 단면 구성도를 보인 것이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 롤-투-롤 스퍼터의 일례를 보인 구성도이다.
도 3은 상기 도 2에 보인 롤-투-롤 스퍼터의 요부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 플라즈마 처리한 PET 필름 표면의 접촉각(Contact angle)을 측정 결과를 보인 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 플라즈마 처리한 PET 필름의 표면 모폴로지(Surface Morphology)를 보인 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 플라즈마 처리한 PET 필름 상에 ITO 박막층을 코팅한 시편의 표면 모폴로지(Surface Morphology)를 보인 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 플라즈마 처리한 PET 필름 상에 ITO 박막층을 코팅한 시편의 부착력 테스트 결과를 보인 사진이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 SiO2/Nb2O5/PET 시편의 Nb2O5와 SiO2의 두께에 따른 파장별 광투과율을 보인 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따라 제조된 ITO 박막의 예시적인 단면 구성도를 보인 것이다.
본 발명에 따른 ITO 박막의 제조방법은, (1) 기판(10)을 표면 처리하는 제1단계, (2) 상기 표면 처리된 기판(10) 상에 언더 코팅층(20, under coating layer)을 형성하는 제2단계, 및 (3) 상기 언더 코팅층(20) 상에 ITO 박막층(30)을 형성하는 제3단계를 포함한다. 이때, 상기 제2단계에서는 언더 코팅층(20)으로서 굴절률이 서로 다른 2개의 층(22)(24)을 형성하되, 상기 2개의 층(22)(24)을 각각 적정 두께를 갖도록 형성한다. 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
(1) 기판의 표면 처리
기판(10)은 제한되지 않는다. 기판(10)은 지지력을 가지는 것이면 좋다. 기판(10)은, 바람직하게는 플렉시블(flexible)한 것으로부터 선택될 수 있다. 기판(10)은, 예를 들어 고분자 기판(필름)을 유용하게 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 기판(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리에테프술폰(PES) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 수지로부터 제조된 필름을 사용할 수 있다.
위와 같은 기판(10) 상에 언더 코팅층(20)을 형성하기에 앞서, 기판(10)과 언더 코팅층(20)의 부착력 향상을 위해 기판(10)을 먼저 표면 처리한다. 표면 처리는 통상과 같은 방법으로 진행될 수 있다.
상기 표면 처리는, 바람직하게는 기판(10)의 표면을 식각하여 미세 요철을 형성시키는 표면 개질 공정을 적어도 포함하면 좋다. 또한, 상기 표면 처리는 표면 개질(미세 요철 형성) 공정에 앞서 진행되는 것으로서, 세척 공정 등의 전처리 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 세척 공정에서는 예를 들어 초음파 등이 이용될 수 있다.
상기 표면 개질(미세 요철 형성)은, 여러 가지 방법이 고려될 수 있으나, 바람직하게는 플라즈마 처리를 통해 실시하는 것이 좋다. 상기 플라즈마 처리는, 예를 들어 아르곤(Ar), 질소(N2) 및 산소(O2) 등으로부터 선택된 하나 이상의 플라즈마 가스를 이용할 수 있다. 플라즈마 가스는, 바람직하게는 아르곤(Ar) 및 산소(O2) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하면 좋다. 보다 바람직한 구현예에 따라서, 상기 표면 개질은 플라즈마 처리를 통해 실시하되, 하기 (a)공정 및 (b)공정 중에서 선택된 어느 하나의 공정으로 실시하는 것이 좋다.
(a) 50W ~ 300W의 ICP 파워(power)로 아르곤(Ar) 플라즈마 처리하는 공정
(b) 50W ~ 550W의 ICP 파워(power)로 산소(O2) 플라즈마 처리하는 공정
플라즈마 가스의 종류에 따라 위와 같은 조건(ICP 파워)으로 플라즈마 처리하는 경우, 기판(10)의 표면에 접촉각이 양호하게 형성되어 언더 코팅층(20)과의 부착력이 효율적으로 개선된다. 즉, 플라즈마 가스로서 아르곤(Ar)을 사용하는 경우에는 플라즈마 발생 장치의 ICP 파워를 50W ~ 300W의 조건으로 실시하는 것이 좋다. 이때, ICP 파워가 50W 미만이면, 낮은 인가전력으로 접촉각이 커 부착력 개선이 미미하다. 그리고 ICP 파워가 300W를 초과할수록 접촉각이 오히려 증가 경향이 나타나 부착력이 낮아질 수 있다. 이러한 이유로, 아르곤(Ar)을 사용하여 플라즈마 처리하는 경우, ICP 파워 50W ~ 300W의 조건에서 실시하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 ICP 파워 100W ~ 250W의 조건에서 실시하는 것이 좋다.
또한, 플라즈마 가스로서 산소(O2)를 사용하는 경우에는 상기한 바와 같이 ICP 파워를 50W ~ 550W의 조건으로 실시하는 것이 좋다. 이때, ICP 파워가 50W 미만이면, 접촉각이 커 부착력 개선이 미미하다. 그리고 ICP 파워가 550W를 초과하면 기판(10)에 손상을 줄 수 있으며, 과잉 인가전력에 따른 상승효과(접촉각 개선)가 그다지 크지 않고, 에너지 면에서도 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명에 따르면, 부착력 개선을 위해 표면 개질을 도모함에 있어서, 아르곤(Ar)이나 산소(O2)를 사용하여 플라즈마 처리하되, 상기와 같은 조건(ICP 파워)으로 실시하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 즉, 위와 같은 ICP 파워 범위 내에서 실시하는 경우, 기판(10)의 거칠기가 양호하고, 원뿔(conical) 형태의 접촉각이 형성되어 기판(10)과 언더 코팅층(20)의 부착력이 우수해짐을 알 수 있었다. 보다 바람직하게는 산소(O2)를 이용하여 300W ~ 500W의 ICP 파워로 실시하는 것이 좋다.
아울러, 상기 표면 처리는 표면 개질(플라즈마 처리)에 앞서 진행되는 것으로서, 기판(10)을 할로겐 램프로 조사하는 베이킹(baking) 공정을 더 포함하는 것이 좋다. 즉, 바람직한 구현예에 따라서, 상기 표면 처리는 기판(10)을 할로겐 램프로 조사하는 베이킹 공정과, 상기 베이킹된 기판을 플라즈마 처리하는 표면 개질 공정을 포함하는 것이 좋다. 상기 베이킹 공정은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 기판(10)의 표면을 0.1 ~ 100W/㎡의 세기로 5초 내지 10시간 동안 할로겐 램프로 조사하는 방법으로 진행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 위와 같이 베이킹 공정이 선행된 경우, 플라즈마 처리 시 기판(10)의 표면과 플라즈마 가스의 부착력 및 반응성이 향상되어 플라즈마 처리효율이 증가될 수 있다.
(2) 언더 코팅층의 형성
상기와 같이 표면 처리된 기판(10) 상에 언더 코팅층(20)을 형성한다. 언더 코팅층(20)은 기판(10)과 ITO 박막층(30)의 전기적 성질을 절연시키는 절연체적 기능과 함께, 기판(10)의 이온이 ITO 박막층(30)으로 확산되어 ITO 박막층(30)의 전기적, 광학적 특성을 열화시키는 것을 방지하는 완충적 기능을 도모하기 위해 형성한다.
상기 언더 코팅층(20)의 형성 방법은 제한되지 않는다. 언더 코팅층(20)은 통상적으로 사용되는 증착 장치를 이용하여, 예를 들어 DC 스퍼터링(DC sputtering), RF 스퍼터링(RF sputtering), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron sputtering), 반응 스퍼터링(Reactive sputtering), 이온빔 스퍼터링(Ion-beam sputtering) 및 전자빔 증착(E-beam evaporation) 등의 방법으로 형성할 수 있다.
이때, 상기 언더 코팅층(20)은, 본 발명에 따라서 굴절률(Refractive Index)이 서로 다른 2개의 층(22)(24)으로 구성되도록 형성한다. 또한, 상기 2개의 층(22)(24)이 각각 적정 두께를 갖도록 형성한다. 구체적으로, 언더 코팅층(20)의 형성은, 상기 표면 처리된 기판(10) 상에 제1 금속산화물층(22)을 형성하는 공정, 및 상기 제1 금속산화물층(22) 상에 제2 금속산화물층(24)을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고 상기 제1 금속산화물층(22)은 2㎚ ~ 8㎚의 두께로 형성하고, 상기 제2 금속산화물층(24)은 40㎚ ~ 90㎚의 두께로 형성한다. 또한, 상기 제1 금속산화물층(22)과 제2 금속산화물층(24)은 서로 다른 것을 사용하되, 아래의 수학식을 만족하는 금속산화물을 사용한다.
[수학식]
R1 > R2
위 식에서, R1은 제1 금속산화물층(22)의 굴절률이고, R2는 제2 금속산화물층(24)의 굴절률이다. 즉, ITO 박막층(30)에 인접한 제2 금속산화물층(24)이 기판(10)에 인접한 제1 금속산화물층(22)보다 굴절률이 더 작다. 본 발명에서 굴절율은 통상 스넬의 법칙(굴절의 법칙)에 따른 빛의 굴절율이다.
이때, 상기 제1 금속산화물층(22)과 제2 금속산화물층(24)을 구성하는 금속산화물은 상기 수학식을 만족하는 것이면 제한되지 않는다. 상기 제1 금속산화물층(22)과 제2 금속산화물층(24)은, 예를 들어 산화니오브(Nb2O5), 산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세슘(CeO2), 산화지르코늄(ZrO2) 및 산화티타늄(TiO2) 등으로부터 선택된 하나 이상의 금속산화물을 사용하되, 굴절율의 차이를 갖도록 형성하면 좋다. 바람직한 구현예에 따라서, 상기 제1 금속산화물층(22)은 Nb2O5(산화니오브)층으로 구성하고, 상기 제2 금속산화물층(24)은 SiO2(산화규소)층으로 구성하면 좋다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 언더 코팅층(20)이 2개의 층(22)(24)으로 구성되되, 각 층(22)(24)은 적정 범위의 두께를 가지면서 굴절률이 서로 다른 것으로 구성되어, 광투과율이 개선된다. 즉, 본 발명에 따르면, 종래와 같이 SiO2(산화규소)층만 형성하는 경우보다 광투과율이 개선된다. 이와 함께 저항 특성이 개선될 수 있다.
이때, 상기 제1 금속산화물층(22)은 2㎚ ~ 8㎚의 두께로 형성되는데, 제1 금속산화물층(22)의 두께가 2㎚ 미만이면, 이의 형성에 따른 광투과율 개선 효과가 미미하다. 그리고 제1 금속산화물층(22)의 두께가 8㎚를 초과하는 경우, 광투과율이 오히려 감소되며 생산비 절감 차원에서도 바람직하지 않다. 또한, 상기 제2 금속산화물층(24)은 40㎚ ~ 90㎚의 두께로 형성되는데, 제2 금속산화물층(24)의 두께가 40㎚ 미만이면, 상기 완충적 기능 등이 미미해질 수 있다. 그리고 제2 금속산화물층(24)의 두께가 90㎚를 초과하는 경우, 광투과율이 오히려 감소되며 생산비 절감 차원에서도 바람직하지 않다.
상기 언더 코팅층(20)의 두께에 있어서, 제1 금속산화물층(22)은 2.5㎚ ~ 6㎚, 상기 제2 금속산화물층(24)은 45㎚ ~ 85㎚의 두께로 형성하는 것이 광투과율 및 생산비 절감에 있어 보다 바람직하다.
(3) ITO 박막층 형성
상기 언더 코팅층(20) 상에 ITO 박막층(30)을 형성(증착)한다. ITO 박막층(30)의 형성 방법은 제한되지 않는다. ITO 박막층(30)은 통상적으로 사용되는 증착 장치를 이용하여, 예를 들어 DC 스퍼터링(DC sputtering), RF 스퍼터링(RF sputtering), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron sputtering), 반응 스퍼터링(Reactive sputtering), 이온빔 스퍼터링(Ion-beam sputtering), 전자빔 증착(E-beam evaporation) 및 롤-투-롤 스퍼터링(roll-to-roll sputtering) 등의 방법으로 형성할 수 있다. 아울러, 타겟(target)으로서 인듐(In)과 주석(Sn)을 포함하는 혼합 산화물(ITO 타겟)을 사용하여 스퍼터링할 수 있다. 또한, 타겟으로서 인듐산화물과 주석산화물을 사용하여 이들을 스터퍼 건에 각각 장착한 후 동시에 스퍼터링하여 형성할 수 있다.
상기 ITO 박막층(30)은 위와 같이 다양한 방법으로 스퍼터링하여 형성할 수 있는데, 이때 바람직하게는 RF 마그네트론 스퍼터(RF Magnetron sputter)를 이용하여 30W ~ 80W의 인가전력에서 2분 ~ 8분 동안 스퍼터링하여 형성(증착)하는 것이 좋다. 즉, ITO 박막층(30)을 형성함에 있어서, RF 마그네트론 스퍼터링법으로 형성하는 경우에는 상기의 조건에서 형성하는 것이 좋다. 이 경우, 저저항 특성을 가지면서 높은 광투과율을 갖게 할 수 있다. 보다 바람직하게는, RF 마그네트론 스퍼터를 사용하여, 40W ~ 60W의 인가전력에서 4분 ~ 6분 동안 스퍼터링하여 형성하는 것이 좋다.
또한, 롤-투-롤 스퍼터(roll-to-roll sputter)를 이용하여 DC 파워(power) 3.5 ~ 4.5KW, 롤 속도(Roll speed) 0.5 ~ 4.0m/mim, 냉각 드럼 온도(Cooling drum temperature) 5 ~ 20℃, 주입 가스(불활성 가스 : 산소)의 유량비 400 : 1.5 ~ 3.5sccm(㎤/min)의 조건으로 스퍼터링하는 것이 좋다. 즉, 플렉시블한 기판(10)을 사용하여 연속 공정이 가능한 롤-투-롤 스퍼터링법을 이용하는 경우에는, 상기의 조건에서 형성하는 것이 좋다. 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 롤-투-롤 스퍼터를 보인 구성도로서, 이는 롤-투-롤 스퍼터링 공정에서 통상적으로 사용되는 장치의 일례를 보인 것이다. 그리고 도 도 3은 상기 도 2에 보인 롤-투-롤 스퍼터의 요부 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 롤-투-롤 스퍼터는 통상적으로 챔버(chamber) 내에, 기판(substrate)이 권취되어 있는 언와인더(unwinder), 냉각 드럼(cooling drum), 그리고 상기 냉각 드럼에서 ITO가 증착된 박막이 권취되는 리와인더(rewinder)를 포함하여 연속적인 증착이 가능하다. 그리고 장치 내에는 가이드 롤러 및 연신 롤러 등의 다수의 롤러가 설치되어 있다.
이때, 상기 롤-투-롤 스퍼터의 DC 파워를 3.5 ~ 4.5KW를 설정하여 스퍼터링한다. 그리고 롤 속도(롤 회전 속도)는 0.5 ~ 4.0m/mim로 유지하고, 냉각 드럼 온도를 5 ~ 20℃로 유지한다. 또한, 챔버 내에 주입되는 가스, 즉 플라즈마 가스(Ar 등의 불활성 가스)와 반응성 가스(O2)를 400 : 1.5 ~ 3.5sccm(㎤/min)의 유량비(flow rate)로 주입한다. 이와 같은 공정 조건으로 롤-투-롤 스퍼터링하는 경우, 연속적인 공정으로 대량 생산이 가능함은 물론, 높은 광투과율과 저저항 특성을 갖게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 ITO 박막의 제조방법은, 상기 (3)단계를 통해 형성된 ITO 박막층을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열처리에 의해, 열처리 전보다 광투과율 및 저저항 특성에 있어 보다 개선된 전기적, 광학적 특성을 도모할 수 있다. 상기 열처리는 120 ~ 250℃의 온도에서 30분 내지 4시간동안 진행하는 것이 좋다. 이때, 열처리 온도가 120℃ 미만인 경우 열처리에 따른 효과, 즉 광투과율 및 저저항 특성 개선 효과가 미미하고, 250℃를 초과하는 경우 기판(10)에 열 변형을 줄 수 있어 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 열처리 시간이 30분 미만인 경우 열처리에 따른 효과가 미미하고, 4시간을 초과하는 경우 오히려 열처리 전보다 전기적, 광학적 특성이 떨어질 수 있어 바람하지 않다. 상기 열처리는, 바람직하게는 150 ~ 200℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 진행하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 따른 ITO 박막의 제조방법은, 하드 코팅층(40, hard coating layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 하드 코팅층(40)은 기판(10)이나 ITO 박막층(30)을 보호할 목적, 또는 광투과율 및 전기적 특성 등을 개선시킬 목적으로 형성될 수 있다. 이러한 하드 코팅층(40)은 기판(10) 상에 형성되거나, ITO 박막층(30) 상에 형성될 수 있다. 도 1에서는 하드 코팅층(40)이 기판(10) 상에 형성된 모습을 예시하였다. 상기 하드 코팅층(40)은 필요에 따라 선택적으로 형성할 수 있는 것으로서, 이를 구성하는 물질은 제한되지 않는다. 하드 코팅층(40)은, 예를 들어 합성수지나 무기물(금속산화물 등) 등으로부터 선택될 수 있다.
이상에 설명한 본 발명에 따르면, 기판(10) 상에 언더 코팅층(20)으로서 서로 다른 금속산화물로 구성된 제1 금속산화물층(22)과 제2 금속산화물층(24)을 형성하되, ITO 박막층(30)에 인접한 제2 금속산화물층(24)이 제1 금속산화물층(22)보다 굴절률이 더 작고, 이들 각 층(22)(24)의 두께가 적정 범위를 가지며, 또한 언더 코팅층(20)과의 부착력을 개선을 위한 기판(10)의 표면 처리 공정이 개선되고, 이와 함께 ITO 박막층(30)의 증착 공정 조건이 최적화, 즉 RF 마그네트론 스퍼터링과 롤-투-롤 스퍼터링의 공정 조건이 최적화되어, 높은 광투과율(고투과율)과 낮은 저항 특성(높은 전기전도도)을 가지는 ITO 박막을 제조할 수 있다. 구체적으로, 광투과율 85% 이상(바람직하게는 90% 이상)의 고투과율과, 면저항 300 Ω/sq 이하(바람직하게는 270 Ω/sq 이하)의 저저항 특성을 가지는 ITO 박막을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 ITO 박막은 각종 광학, 전자소자의 투명 전극이나 터치 패널 등으로 유용하게 사용될 수 있다. 제조된 ITO 박막은, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP : Plasma Display Panel), 전계 방사형 디스플레이(FED : Field Emission Display), 유기 전계발광 디스플레이(OLED, OELD : Organic Electro Luminescence Display) 등과 같은 평판 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 분야에서 사용될 수 있으나, 그 적용 분야는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 ITO 박막은, 상기한 바와 같이 광투과율 및 저저항 특성이 우수하여 고투과율과 높은 전기전도도가 요구되는 터치스크린(Touch Screen), 디지털 캡 터치 센서(Digital Cap Touch Sensor), 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 및 태양전지 등에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 예시한다. 이하에 예시된 실시예는, 본 발명을 도출하기 위한 많은 실험예 중에서 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위한 일부의 실험예로서, 이는 단지 예시적인 것이며, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 기판(10)으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하고, 언더 코팅층(20)으로는 Nb2O5(제1 금속산화물층)와 SiO2(제2 금속산화물층)을 증착하여 실시한 것을 예시하였다.
[실시예]
1. PET 표면 처리
(1) 전처리
먼저, 25㎛두께의 PET 필름을 증류수로 초음파 세척한 다음, 열풍 건조기의 105℃의 온도에서 1시간 동안 건조시켰다. 그리고 실리카 겔(silica gel)이 들어 있는 데시케이터(desiccator)에서 24시간 동안 보관하였다. 다음으로 상대 습도 70%RH, 65℃의 조건에서, 텅스텐 할로겐 램프를 사용하여 20W/㎡의 세기로 30분 동안 조사하여 PET 필름의 표면을 베이킹(baking)하였다.
(2) 플라즈마 처리
위와 같이 처리한 PET 필름에 대하여 아르곤(Ar)과 각각 사용하여 플라즈마 처리하였다. 이때, 아르곤(Ar)과 산소(O2) 가스를 사용한 각각의 경우에 대하여, 플라즈마 장치의 ICP power를 50W, 100W, 150W, 200W, 250W, 300W 및 400W로 달리하여 실시하였다. 이와 같이 플라즈마 처리한 PET 필름 표면의 접촉각(Contact angle)을 측정하고, 그 결과를 첨부된 도 4에 나타내었다. 이때, 플라즈마 처리 전 PET 필름의 접촉각은 70도(degree)로 측정되었다.
먼저, 아르곤(Ar) 플라즈마를 이용한 표면 처리에서는, 도 4에 나타난 바와 같이 ICP power 50W 조건에서는 처리 전보다 접촉각이 약 45도 정도 감소(측정값 약 25도)하였다. 그리고 ICP power가 증가됨에 따라 거의 비슷한 결과인 25도에서 30도 사이의 결과를 보였다. 그러나 도 4에 나타난 바와 같이, ICP power 300W 이상의 조건(400W)에서는 다시 접촉각이 증가하는 결과를 보였다. 이러한 결과를 통해, 아르곤(Ar) 플라즈마의 경우 ICP power 50W ~ 300W의 조건에서 양호한 접촉각이 형성됨을 알 수 있었다.
다음으로, 산소(O2) 플라즈마를 사용한 표면 처리에서는, 도 4에 나타난 바와 같이 ICP power 50W의 경우 앞의 아르곤(Ar) 플라즈마 처리 결과와 거의 비슷한 결과를 보였다. 그러나 아르곤 플라즈마와는 달리 ICP power가 증가함에 따라 접촉각이 지속적으로 감소하는 현상을 나타내었다. 특히 400W 조건에서는 최저값인 10도 이하의 초친수성 특성을 보였다.
본 실험에서는 PET 필름의 표면 처리에 있어서 아르곤(Ar) 플라즈마의 경우에는 ICP power 200W, 산소(O2) 플라즈마의 경우에는 ICP power 400W에서 가장 양호한 표면 처리 특성을 가짐을 알 수 있었다.
첨부된 도 5는 PET 필름의 표면 모폴로지(Surface Morphology)를 보인 이미지로서, 플라즈마 처리 전, ICP power 400W에서 산소(O2) 플라즈마 처리 후, ICP power 200W에서 아르곤(Ar) 플라즈마 처리 후의 이미지를 보인 것이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 플라즈마 처리 전의 PET 필름의 표면은 비교적 균일하고 평탄한 표면 특성을 가졌다. 이러한 평탄한 표면 특성은 박막과 PET 필름의 부착력 저하를 야기시킨다. 표면 거칠기가 증가하면 표면적이 증가함에 따라 박막과 PET 필름과의 접촉 면적이 증가되어 부착력이 향상된다. 플라즈마 처리 후, PET 필름의 표면 거칠기가 상당히 증가함을 알 수 있었으며, 특히 원뿔(cornical) 형태의 표면으로 바뀌었음을 확인할 수 있었다. 또한, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 표면 특성이 아르곤(Ar) 플라즈마를 이용한 경우보다 표면 거칠기가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
첨부된 도 6은 위와 같이 플라즈마 처리한 PET 필름 상에 ITO 박막층을 코팅한 후의 표면 모폴로지(Surface Morphology)를 보인 이미지이다. 도 6에 나타난 바와 같이, ITO 박막층을 코팅한 후의 표면은 PET 필름의 표면 거칠기에 영향을 받음을 알 수 있었다.
(3) 부착력 평가
플라즈마 처리에 따른 부착력을 알아보고자 PET 필름 상에 ITO 박막층을 코팅한 시편에 대하여 cross-cut TEST를 실시하였다. 먼저, 커터(cutter)를 이용하여 각 시편을 가로 세로 1mm 간격으로 100개의 정사각형 셀(cell)을 형성하고, 그 위에 점착테이프를 테이핑(taping)한 다음, 일정한 힘으로 90도에서 점착테이프를 박리하였다. 플라즈마 처리 전 시편의 경우 약 80% 정도의 좋지 않은 부착력을 나타내었다. 그러나 아르곤(Ar) 플라즈마를 이용하여 표면 처리를 실시한 시편의 경우 약 99%이상으로 처리 전보다 20% 정도 증가하였다. 특히 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 표면 처리를 실시한 시편의 경우 거의 100%로서 매우 우수한 부착력을 나타내었다. 첨부된 도 7은 박리 후의 표면 사진으로서, 플라즈마 처리 전과 산소(O2) 플라즈마 처리 후의 사진을 보인 것이다.
2. 언더 코팅층 형성 - Nb2O5 및 SiO2 증착
ITO를 증착하기에 앞서 전기적, 광학적 특성의 향상을 위한 언더 코팅층을 다음과 같이 증착하였다.
상기에서 가장 양호한 결과를 보였던 ICP power 400W에서 산소(O2) 플라즈마 처리된 PET 필름 상에 먼저 Nb2O5를 증착하였다. 증착은 전자빔 증착장치(E-beam evaporator)를 이용하여 PET 필름을 상온으로 설정하고 약 0.2 Å/s의 증착 속도로 각 시편마다 증착 시간을 조절하여 Nb2O5의 두께를 달리하여 증착하였다. 다음으로, Nb2O5 상에 동일한 방법으로 SiO2를 증착하되, 각 시편마다 SiO2의 두께를 달리하였다.
위와 같이 PET 필름 상에 Nb2O5와 SiO2가 순차적으로 증착된 시편(SiO2/Nb2O5/PET)에 대하여, UV-VIS 분광기(Spectrometer)를 이용하여 광투과율(Transmittance)을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 하기 [표 1]은 Nb2O5와 SiO2의 두께에 따른 광투과율을 보여준다. 그리고 첨부된 도 8 내지 도 11은 Nb2O5와 SiO2의 두께에 따른 파장별 광투과율을 보인 그래프이다.
언더 코팅층의 두께(㎚) 광투과율(%)
Nb2O5 SiO2 380~780㎚ 평균 550㎚
- 50㎚ 85.82 85.93
3㎚ 50㎚ 90.34 92.49
60㎚ 90.60 91.50
70㎚ 90.83 90.75
5㎚ 50㎚ 89.94 90.01
60㎚ 90.01 90.84
70㎚ 89.69 90.27
75㎚ 90.90 91.26
80㎚ 90.94 92.11
90㎚ 90.42 91.24
100㎚ 89.28 89.86
8㎚ 50㎚ 89.98 90.75
60㎚ 90.42 91.08
70㎚ 90.28 90.64
100㎚ 88.76 88.28
10㎚ 50㎚ 86.71 87.33
60㎚ 88.81 89.27
70㎚ 88.54 89.02
< 언더 코팅층의 두께에 따른 광투과율 평가 결과 >
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, PET 필름 상에 Nb2O5를 증착하지 않고, 곧바로 SiO2를 증착한 경우, 즉 언더 코팅층으로서 SiO2만 존재하는 경우 광투과율이 85 ~ 86%로서 다소 낮은 결과를 보였다. 그러나 언더 코팅층으로서 Nb2O5와 SiO2만이 차례로 증착된 경우 광투과율이 개선됨을 알 수 있었다.
특히, 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, Nb2O5의 두께에 따른 광투과율 결과를 보면, 사람의 눈에 가장 민감한 550㎚ 파장 영역에서 Nb2O5의 두께 8㎚ 이하에서 90% 이상의 우수한 광투과율을 가짐을 알 수 있었다. 그러나 Nb2O5 두께가 8㎚를 초과한 10㎚의 경우에는 광투과율이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한, SiO2의 두께에 따른 광투과율 결과를 보면, SiO2 두께 90㎚ 이하에서 90% 이상의 양호한 광투과율을 가짐을 알 수 있었다. 그러나 SiO2 두께가 90㎚를 초과한 100㎚의 경우에는 광투과율이 떨어짐을 알 수 있었다.
이때, 본 실험예에서는 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, Nb2O5는 3㎚과 5㎚, SiO2는 50㎚, 60㎚, 70㎚ 및 80㎚의 두께를 가지는 경우 매우 양호한 결과를 보였다. 특히, Nb2O5는 3㎚, SiO2는 50㎚인 두께에서 92.49%로서 가장 우수하게 평가되었다. 이와 같이, 가장 얇은 두께에서 최적값을 도출할 수 있었으며, 이 경우에는 두께가 얇아 재료비도 절감이 되어 제품의 단가를 낮출 수 있다.
3. ITO 박막층 증착
상기와 같이 PET 필름 상에 언더 코팅층(SiO2/Nb2O5)을 증착한 다음, SiO2 위에 ITO를 다음과 같이 증착하였다. 이때, 증착 시편으로는 상기에서 가장 양호한 결과 보인 것으로서, PET 필름 상에 Nb2O5는 3㎚의 두께로, SiO2는 50㎚의 두께로 증착된 시편(SiO2(50㎚)/Nb2O5(3㎚)/PET)을 사용하였다.
(1) RF 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering)
상기 SiO2(50㎚)/Nb2O5(3㎚)/PET 시편의 SiO2 상에 RF 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)를 이용하여 ITO를 증착하였다. 타겟(target)은 ITO 타겟(In : Sn = 9 : 1, 4N)을 사용하였다. 타겟과 기판과의 거리는 95㎜로 고정하고, 각 시편마다 인가전력과 증착시간을 달리하였다. 이와 같이 ITO가 증착된 박막 시편에 대하여, 4-point probe와 UV-VIS를 사용하여 면저항(Ω/sq)과 광투과율을 측정하고, 그 결과를 하기 [표 2] 및 [표 3]에 나타내었다. 이때, 하기 [표 2]에는 인가전력을 50W로 고정하고, 증착시간을 2 min(분)에서 8 min까지 각 시편마다 변화시킨 결과를 나타내었다. 그리고 하기 [표 3]에는 증착시간을 5분(min)으로 고정하고, 인가전력을 20W에서 100W까지 각 시편마다 변화시킨 결과를 나타내었다.
증착시간
(인가전력 : 50W)		 2min 3min 4min 5min 6min 8min
면저항
(Ω/sq)		 512 365 270 208 185 184
광투과율(%)
(550㎚)		 91.80 92.18 90.12 88.31 86.28 82.92
< 증착시간에 따른 박막 특성 평가 결과 >
인가전력
(증착시간 : 5 min)		 20W 30W 50W 80W 100W
면저항
(Ω/sq)		 486 288 208 201 197
광투과율(%)
(550㎚)		 91.40 90.05 88.31 85.14 84.29
< 인가전력에 따른 박막 특성 평가 결과 >
먼저, 상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 증착시간이 증가하게 되면, 면저항이 감소되어 유리하기는 하나, 광투과율이 저하되는 경향을 보였다. 그리고 인가전력 50W에서는 증착시간이 4 ~ 6분인 경우에 면저항 300 Ω/sq 이하의 저저항 특성과, 85% 이상의 높은 광투과율을 보임을 알 수 있었다. 또한, 상기 [표 3]에 나타난 바와 같이, 인가전력을 증가하는 경우에도 면저항이 감소되어 유리하기는 하나, 광투과율이 저하되는 경향을 보였다. 그리고 증착시간 5분(min)에서는 인가전력 30 ~　80W에서 면저항 300 Ω/sq 이하의 저저항 특성과, 85% 이상의 높은 광투과율을 보임을 알 수 있었다.
(2) 롤-투-롤 스퍼터링(roll-to-roll sputtering)
상기 SiO2(50㎚)/Nb2O5(3㎚)/PET 시편의 SiO2 상에 롤-투-롤 스퍼터(roll-to-roll sputter)를 이용하여 ITO를 상온에서 증착하였다. 증착 조건은 하기 [표 4]와 같다. 이때, 타겟(target)은 ITO 타겟을 사용하되, 각 시편마다 In과 Sn의 배율이 다른 것을 사용하였다. 이와 같이 ITO가 증착된 박막 시편에 대하여 면저항과 광투과율을 측정하고, 그 결과를 하기 [표 5]에 나타내었다.
또한, 상기 ITO가 증착된 박막 시편에 대하여 드라이 오븐(JS research, JSOF-205T)을 사용하여, 170℃에서 1hr, 1.5hr, 2hr, 3hr 동안 열처리를 수행하고, 열처리된 박막 시편에 대하여 면저항과 광투과율을 측정하여 그 결과를 하기 [표 5]에 함께 나내었다.
항 목
(Parameter)		 조 건
(Condition)
초기 압력
(Bass pressure)		 5.0 X 10-5 Torr
작동 압력
(Working pressure)		 4.5 X 10-5 Torr
주입가스
(Inlet gas)		 Ar : O2 = 400 : 2.5sccm
증착 속도
(Deposition rate)		 2 Å/s
DC 파워
(DC power)		 4.0KWW
롤 속도
(Roll speed)		 2m/min
냉각 드럼 온도
(Cooling drum Temp.)		 15℃
< 롤-투-롤 스퍼터의 ITO 증착 조건 >
열처리 조건
(온도/시간)		 In : Sn 열처리 전 열처리 후
면저항
(Ω/sq)		 광투과율(%)
(550㎚)		 면저항
(Ω/sq)		 광투과율(%)
(550㎚)
170℃/1hr 8.8 : 1.2 282 87.02 236 87.44
170℃/1.5hr 9 : 1 285 88.09 247 88.56
170℃/2hr 9 : 1 285 88.09 248 88.42
170℃/3hr 9.6 : 0.4 280 88.02 264 88.65
< 열처리에 따른 박막 특성 평가 결과 >
상기 [표 5]에 나타난 바와 같이, 연속 공정이 가능한 롤-투-롤 스퍼터(roll-to-roll sputter)를 이용하는 경우에도 면저항 300 Ω/sq 이하의 저저항 특성과, 85% 이상의 높은 광투과율을 보임을 알 수 있었다. 이는 언더 코팅층으로서 굴절율이 서로 다른 2개의 층이 최적의 두께로 형성되어 광투과율은 물론 저항 특성을 개선시켰기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 상기 [표 5]에 나타난 바와 같이, 열처리가 실시된 경우, 열처리 전보다 저항 특성은 물론 광투과율이 개선됨을 알 수 있었다.
이상의 실시예를 통하여 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 기판(PET 필름)과 ITO 박막층의 사이에 절연 및 완충을 위한 언더 코팅층을 형성하되, 상기 언더 코팅층을 굴절율이 서로 다른 두 개의 층(Nb2O5/SiO2)으로 순차적으로 형성하고, 각 층의 두께와 ITO 박막층의 증착 공정 조건이 최적화된 경우, 고투과율과 저저항 특성을 가짐을 알 수 있다. 또한, 연속 공정이 가능한 롤-투-롤 스퍼터링 공정을 이용한 경우에도 면저항 300 Ω/sq 이하, 광투과율 85% 이상의 고투과율 및 저저항 특성을 가짐을 알 수 있다. 그리고 열처리가 진행된 경우 박막 특성이 개선됨을 알 수 있다. 아울러, 기판의 플라즈마 처리에 있어서, 사용되는 플라즈마 가스에 따라 ICP power의 최적화를 통해 우수한 부착력을 갖게 할 수 있음을 알 수 있다.
10 : 기판 20 : 언더 코팅층
22 : 제1 금속산화물층 24 : 제2 금속산화물층
30 : ITO 박막층 40 : 하드 코팅층

Claims (8)

  1. 기판을 표면 처리하는 제1단계;
    상기 표면 처리된 기판 상에 언더 코팅층을 형성하는 제2단계; 및
    상기 언더 코팅층 상에 ITO 박막층을 형성하는 제3단계를 포함하고,
    상기 제2단계는,
    상기 표면 처리된 기판 상에 제1 금속산화물층을 형성하는 공정; 및
    상기 제1 금속산화물층 상에 제2 금속산화물층을 형성하는 공정을 포함하되,
    상기 제1 금속산화물층은 2㎚ ~ 8㎚의 두께로 형성하고,
    상기 제2 금속산화물층은 40㎚ ~ 90㎚의 두께로 형성하며,
    상기 제1 금속산화물층과 제2 금속산화물층은 아래의 수학식을 만족하고,
    상기 제1단계는,
    기판을 할로겐 램프로 조사하는 베이킹 공정과;
    상기 베이킹된 기판을 플라즈마 처리하는 표면 개질 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
    [수학식]
    R1 > R2
    (위 식에서, R1은 제1 금속산화물층의 굴절률이고, R2는 제2 금속산화물층의 굴절률이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속산화물층은 Nb2O5층이고, 상기 제2 금속산화물층은 SiO2층인 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는 RF 마그네트론 스퍼터(RF Magnetron sputter)를 이용하여 30W ~ 80W의 인가전압에서 2분 ~ 8분 동안 스퍼터링하여 ITO(Indium Tin Oxide) 박막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는 RF 마그네트론 스퍼터(RF Magnetron sputter)를 이용하여 40W ~ 60W의 인가전압에서 4분 ~ 6분 동안 스퍼터링하여 ITO(Indium Tin Oxide) 박막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계를 통해 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 박막층을 120℃ ~ 250℃의 온도에서 30분 내지 4시간 동안 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면 개질 공정은, 하기 (a)공정 및 (b)공정 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 제조방법.
    (a) 50W ~ 300W의 ICP 파워(power)로 아르곤(Ar) 플라즈마 처리하는 공정
    (b) 50W ~ 550W의 ICP 파워(power)로 산소(O2) 플라즈마 처리하는 공정
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