KR101681749B1 - 투명전극 소재의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 투과성과 전도성을 동시에 확보할 수 있으며, 또한 제조 공정이 매우 용이하고 공정 시간을 단축할 수 있는 투명전극 소재의 제조 방법에 관한 것으로, 1) 투과성 베이스 부재의 일면에 투명 전도성 물질층을 형성하는 단계; 2) 상기 투명 전도성 물질층 상면에 고전도성 물질층을 형성하는 단계; 3) 상기 고전도성 물질층 상면에 투명 보호층을 형성하는 단계; 및 4) 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층을 일정한 메쉬 형태의 패턴으로 다수 개의 개구부가 형성되도록 식각하는 단계;를 포함한다.

Description

투명전극 소재의 제조 방법{Manufacturing method of transparent electrode material}
본 발명은 우수한 투과성과 전도성을 동시에 확보할 수 있으며, 또한 제조 공정이 매우 용이하고 공정 시간을 단축할 수 있는 투명전극 소재의 제조 방법에 관한 것이다.
정전막 터치 스크린은 중요한 정보나 의사 표현을 손의 접촉을 이용하여 입력시키는 장치로서 스마트폰, tablet PC 및 노트북 산업의 발전과 함께 크게 성장하고 있는 중요한 부품이다.
터치 스크린은 여러 단계의 공정을 거쳐 제조되며, 특히 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO)과 같은 투명 전도층이 유리나 PET 필름 기판 상에 형성되어 신호 입력전극(x 전극) 및 감지전극(y 전극)으로 사용된다. 각 전극은 여러 개의 선들로 구성되며(이를 전극 트레이스(trace)라고 함), 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성된다.
일반적으로 x 전극 트레이스와 y 전극 트레이스들은 서로 수직으로 교차하도록 패터닝되며, 사람의 손가락이나 뾰족한 물체의 끝부분이 터치스크린 표면과 접촉하여 트레이스들의 수직으로 만나는 교차점에서의 정전용량 값의 변화를 감지하여 위치를 인식하도록 동작된다.
즉, x 전극 트레이스들과 y 전극 트레이스들은 절연층에 의해 분리되어 교차점에서 커패시터가 형성되며, 이 커패시터들은 어레이(array) 형태로 배열되어 스캐닝(scanning) 입력신호에 의해 충전되었다가 방전된다. 이때, 입력신호들의 스캐닝 주파수는 RC 시정수(RC time constant)에 의해 제한된다.
결과적으로 터치 스크린의 크기가 커질수록 트레이스들의 길이가 길어져 트레이스의 저항 값(R)이 커지며, 따라서 스캐닝하는데 소요되는 시간이 길어질 수 밖에 없다. 일반적으로 터치 스크린의 전극 트레이스로 사용되는 물질은 ITO인데 이는 ITO 물질이 높은 광학적 투명성과 전기적 전도성 특성을 모두 갖기 때문이다.
그러나, ITO는 유리와 같이 완전히 투명하지 못하고 금속 전극과 같이 완전한 전도성을 갖지 못하는 단점이 있다. 그래서 투과도(transmittance)를 높이기 위해서는 두께를 가능한 얇게 제작하여야 하며, 전도도(conductivity)를 높이기 위해서는 두께가 가능한 두꺼워져야 하는 서로 상반된 요구조건을 충족하여야 한다. 즉, 투과도와 전도도 두 가지 특성 중에서, 하나의 특성을 좋게 하게 되면, 다른 하나의 특성이 나빠지게 되므로 두 가지 특성 사이에서 최적의 절충이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 수십 내지 수백 nm의 폭과 두께를 갖는 Ag나 Cu 금속층을 메쉬(mesh) 형태로 형성시키는 메탈 메쉬(metal mesh) 전극을 개발하고 있다. 그러나 이러한 방법은 수십 nm ~ 수백 nm 두께의 금속층을 수십 nm ~ 수백 nm의 선폭으로 미세 가공해야하기 때문에 공정이 매우 어렵고 공정가격이 많이 든다.
다른 방안으로서는 ITO/Ag/ITO와 같은 다층박막을 기판 전면에 형성시켜 Ag층에 의해 전도도를 높이고 다층막에 의한 반사계수를 줄임으로써 투과도를 향상시키는 방법이 있으나, 이러한 다층막 구조는 700 nm 이상의 근적외선(near IR) 파장을 갖는 가시광 영역에서 투과도가 현저히 저하되는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1144610호(공고일자: 2012.05.03) 특허공개공보 제10-2014-0108610호(공개일자: 2014.09.12) 특허공개공고 제10-2013-0044058호(공개일자: 2013.05.02)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하고자 하는 것으로, 본 발명은 우수한 투과성과 전도성을 동시에 확보할 수 있으며, 또한 제조 공정이 매우 용이하고 공정 시간을 단축할 수 있는 투명전극 소재의 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명전극 소재의 제조 방법은, 1) 투과성 베이스 부재의 일면에 투명 전도성 물질층을 형성하는 단계; 2) 상기 투명 전도성 물질층 상면에 고전도성 물질층을 형성하는 단계; 3) 상기 고전도성 물질층 상면에 투명 보호층을 형성하는 단계; 및 4) 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층을 일정한 메쉬 형태의 패턴으로 다수 개의 개구부가 형성되도록 식각하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 투명 전도성 물질층은, 고전도성 물질층 또는 투명 보호층은, 스퍼터링(sputtering)방법, 열증발법(Thermal evaporation) 또는 화학적 코팅법 중 어느 하나의 공정으로 형성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 4) 단계에서는, 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층 중 개구부 부분을 레이저를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 4) 단계에서는, 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층 중 개구부 부분을 포토리소그래피(Photolithography) 공정으로 식각하여 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 투명전극 소재는, 투명 전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층으로 이루어진 3층막 구조의 개구부를 갖는 메쉬 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 투과성 베이스 부재는, 유리 또는 PET 필름인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 투명 전도성 물질층은, 인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 고전도성 물질층은, 금, 은, 구리, 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 투명 보호층은, 인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 고전도성 물질층은, 2nm ~ 10nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 고전도성 물질층은, 1㎛ ~ 1.0 mm의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 고전도성 물질층의 종횡비는 0.01 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 메쉬 개구율은 20% 이상인 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명에 따른 투명전극 소재의 제조 방법은, 투과성 베이스 부재의 일면에 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층을 순차적으로 형성하고 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층을 일정한 메쉬 형태의 패턴으로 다수 개의 개구부가 형성되도록 식각함으로써 가시광에 대한 광투과율을 저하시키지 않으면서도 높은 전기적 전도도를 갖는 투명전극 소재를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 투명전극 소재는, 가시광에 대한 광투과율을 저하시키지 않으며 높은 전기적 전도도를 갖고 정전막 방식 터치 스크린(capacitive touch screen)에서 신호 전극으로 사용되거나 태양전지의 윈도우 층(window layer)으로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투명전극 소재를 이용한 터치스크린의 패널 구조를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명전극 소재의 평면 구조를 보여주는 도면,
도 3은 도 2의 A-A 선의 단면 구성도,
도 4는 도 3의 B 부분의 확대도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명전극 소재의 단위 메쉬 구조를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명전극 소재의 단면 구조를 보여주는 도면,
도 7의 (a)(b)(c)는 본 발명의 투명전극 소재에서 메쉬 구조의 다양한 변형예들을 보여주는 도면들,
도 8은 본 발명에 따른 투명전극 소재의 제조방법을 보여주는 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 투명전극 소재의 파장 별 투과도를 보여주는 그래프.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에"또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 투명전극 소재를 이용한 터치스크린의 패널 구조를 보여주는 도면이다.
도 1을 참고하면, 정전용량 방식의 터치 스크린은 상부 유리기판(10)과, 하부 필름기판(110)을 포함한다. 하부 필름기판(110)은 접착제 또는 OCA필름(31)에 의해 상부 유리기판(10)과 부착된다.
한편 상부 유리기판(10)과 하부 필름기판(20) 사이에는 column 전극(200)과 row 전극(100)이 마련되며, 복수의 column 전극(200)과 row 전극(100)은 서로 수직으로 직교하여 그리드 구조를 구성한다. 일반적으로 Column 전극(200)은 상부 유리기판(10)의 하면에 형성되고 row 전극(100)은 하부 필름기판(110)의 상면에 형성되나, 그 반대로 형성될 수도 있다. 이러한 터치 스크린은 접착제(32)에 의해 디스플레이 패널(40)과 부착된다.
특히 본 발명에서 column 전극과 row 전극은 개구부를 갖도록 메쉬 형태의 3층막 구조의 투명전극 소재에 의해 제공되며, 이하 설명에서는 별도로 column 전극과 row 전극을 구분하지 않고 투명전극 소재(100)로 지칭하며, 하부 필름기판은 투투과성 베이스 부재(110)로 지칭하여 설명한다.
투명전극 소재(100)는 투과성 베이스 부재(110), 투명 전도성 물질층(120), 고전도성 물질층(130) 및 투명 보호층(140)을 포함한다.
투과성 베이스 부재(110)는 본 실시예에 따른 투명전극 소재(100)의 베이스(base)를 이루는 구성요소로서, 플렉서블(flexible)한 필름 소재나 플레이트 등의 다양한 소재가 사용될 수 있으나 소재의 광투과성이 매우 높은 것이 바람직하다. 도 1에 예시된 것과 같이, 터치 스크린에서 투과성 베이스 부재(110)는 디스플레이 패널(40) 및 OCA 필름(32) 등과 부착되어 사용될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에서 투과성 베이스 부재(110)는, 유리 또는 PET 필름인 것을 특징으로 한다.
투명 전도성 물질층(120)은 투과성 베이스 부재(110)의 일면에 일정한 메쉬(mesh) 형태의 패턴으로 다수 개의 개구부가 형성되도록 증착되는 구성요소이며, 투과성과 전도성을 모두 갖춘 물질에 의해 제공된다. 도 7의 (a)(b)(c)에서 예시된 것과 같이, 다양한 메쉬 형태를 가지고 투과성 베이스 부재(110) 상에 형성될 수 있다.
본 실시예에서 투명 전도성 물질층(120)이 형성되는 메쉬의 메쉬 개구율은 20% 이상인 것이 바람직하다. 도 5를 참고하면, 본 발명에서 메쉬 개구율은 한 개의 메쉬 면적(AT)과 한 개의 메쉬 내에서 개방된 영역의 면적(Ao)의 비율로써, 메쉬 개구율(aperture ratio)은 다음의 [수학식]으로 정의된다.
[수학식]
Figure 112015029616015-pat00001
이와 같이 정의된 메쉬 개구율이 20% 이상이면, 종래의 메탈 메쉬(metal mesh)나 ITO 등에 비하여 매우 우수한 광투과율과 전도성을 확보할 수 있다.
본 실시예에서 투명 전도성 물질층(120)은 10 nm 내지 100 nm 정도의 두께를 가지며, 50 ohm/sq. 내지 500 ohm/sq.(Ω/㎠)의 면저항을 갖는 것이 바람직하다.
구체적으로 투명 전도성 물질층(120)은, 인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 고전도성 물질층(130)은 투명 전도성 물질층(120) 상부에 형성되며, 전도성이 우수한 물질에 의해 제공될 수 있다. 특히 도 3에 예시된 것과 같이, 본 발명에서 고전도성 물질층(130)은 투과성 베이스 부재(110) 상에 투명 전도성 물질층(120)이 형성된 영역에만 층상으로 형성된다.
고전도성 물질층(130)은 충분한 전도성을 확보하기 위하여 1 nm 내지 10 nm의 두께를 가지며, 5 ohm/sq. 내지 50 ohm/sq.(Ω/㎠)의 면저항을 갖는 것이 바람직하며, 또한 공정의 용이성을 위하여 1㎛ ~ 1.0 mm의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서 고전도성 물질층(130)의 종횡비는 0.01 이하인 것이 바람직하다.
이러한 고전도성 물질층(130)은 금, 은 구리, 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
투명 보호층(140)은 고전도성 물질층(130) 상부에 층상으로 형성되어 고전도성 물질층(130)을 보호하는 구성요소이다. 이러한 투명 보호층(140)은 고전도성 상면을 덮어서 이를 보호하면서도 충분한 투과성을 확보할 수 있는 물질에 의해 제공된다.
도 3에 예시된 것과 같이, 본 발명에서 투명 보호층(140)은 고전도성 물질층(140)이 형성된 영역에만 층상으로 형성되며, 따라서 투명 전도성 물질층(120), 고전도성 물질층(130) 및 투명 보호층(140)이 3층 구조를 형성한다.
본 발명에서 투명 보호층(140)은, 인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
도 2를 참고하면, 이와 같은 층상 구조를 갖는 본 발명의 투명전극 소재(100)는 투과성 베이스 부재(110) 상에 메쉬(112) 형태를 갖도록 패턴화되어 형성된다. 도 2에서는 메쉬(112) 형태의 일부만을 모식적으로 보여주고 있다.
도 4는 도 2에서 도시된 메쉬 전극의 일부분(B)을 확대하여 보여주는 도면으로써, 메쉬 전극(112)은 고전도성 물질층(130)이 식각되어 비어있는 부분과, 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막으로 적층되어 전기적으로 도통하는 부분에 의해 메쉬 패턴구조를 갖는다.
본 발명에서 전술한 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막은 고전도성 물질층과 동일한 두께의 고전도성 물질층 단일막에 비해 가시광 영역(400 nm ~ 800 nm)에서의 평균 광투과율은 10% 이상 높으며, 면저항은 거의 동일하게 낮은 값을 갖는다.
또한 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막은 투명전도성 물질층과 동일한 두께의 ITO 단일막과 비교하여 면저항은 훨씬 낮지만 가시광 영역에서의 평균 광투과율은 2% 내지 5% 정도 낮아서 거의 비슷한 값을 갖는다.
도 6은 도 5에 도시된 한 개의 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막 메쉬 그리드에 대한 단면구조를 보여주고 있으며, 고전도성 물질층의 선폭(WAg) 대비 두께(HAg)의 비(ratio)를 고전도성 물질층의 종횡비(Ag aspect ratio = HAg/WAg)로 정의한다. 제조 공정 측면에서 종횡비가 작을수록 제조공정이 용이하다. 일반적인 메탈 메쉬 제조공정에서는 Ag 라인의 종횡비가 1.0 이상 요구되지만, 본 발명에 따른 고전도성 물질층의 종횡비는 0.1 이하 혹은 0.05 이하로 제조가 가능하여 제조공정이 매우 용이한 장점을 갖는다.
도 5의 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막 메쉬 그리드에서 선폭(W1)은 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위를 가지며, 바람직하게는 10 ㎛ 이하의 폭을 갖는다. 빈공간(Ao)의 폭(W2)은 1 ㎛ 내지 500 ㎛ 범위를 가지며, 바람직하게는, 5 ㎛ 이상의 공간폭을 갖는다. 도 5에서 "한 개의 그리드(grid) 전체 면적(AT) 대비 한 개 그리드 내에서의 빈 공간의 면적(Ao)"으로 정의되는 개구율은 10% 이상 90% 이하의 범위를 가지며, 50% 이상의 값을 갖는 것이 바람직하다. 개구율이 증가할수록 평균 광투과율은 증가하지만, 저항 값도 증가한다. 본 실시예에서 메쉬 전극은 사각형(square 또는 rectangles) 패턴을 갖는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7의 (a)(b)(c)에서 예시하고 있는 것과 같이, 사각형(a) 이외에도 다이아몬드 패턴(b) 및 벌집 모양(hexagons)의 패턴이 있을 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 투명전극 소재의 파장 별 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예로써 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막 구조를 갖는 ITO/Ag/ITO 투명전극 소재를 제작하여 파장별 투과율(transmittance)을 측정하였으며, 비교예로써 글라스(glass), Ag 단일막, ITO 단일막에 대하여 동일하게 파장별 광투과율을 측정하였다.
도 9에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 투명전극 소재는 Ag 단일막에 비하여 전반적인 광투과율이 높고 ITO 단일막의 투과율에 상당히 근접하며, 600 nm 이상의 장파장 영역에서는 ITO 단일막에 비해 투과율이 다소 떨어지는 것을 볼 수 있다.
본 발명은 투명전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층의 3층막을 메쉬 형태로 식각하여 개구된 창을 형성함으로써 가시광 영역에서의 평균 광투과율, 특히 600 nm 이상의 파장 영역에서의 광투과율을 높일 수 있으며, 저항값을 크게 증가시키지 않고서도 높은 광투과율을 갖는 투명전극 소재를 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 투명전극 소재의 제조방법은 도 8을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 8을 참고하면, 먼저 투과성 베이스 부재를 준비하고(S100), 투과성 베이스 부재의 일면에 투명 전도성 물질층(120)을 형성하는 단계(S200)가 진행된다. 투명 전도성 물질층(120)은 그 구성 물질에 따라서 다를 수 있으나, 스퍼터링(Sputtering) 방법, 열증착법(Thermal evaporation) 또는 화학적 코팅법 중 어느 하나의 공정에 의해 이루어질 수 있다.
다음으로 투명 전도성 물질층(120) 상면에 고전도성 물질층(130)을 형성하는 단계(S300)가 진행된다. 이때 고전도성 물질층(130)은 스퍼터링(Sputtering) 방법, 열증발법(Thermal evaporation) 또는 화학적 코팅법 중 어느 하나의 공정에 의해 이루어질 수 있다.
다음으로 고전도성 물질층(130) 상면에 투명 보호층(140)을 형성하는 단계(S400)가 진행된다. 이때 투명 보호층(140)은 투명 전도성 물질층(120)과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
이와 같이 투과성 베이스 부재(110) 상부에 투명 전도성 물질층(120), 고전도성 물질층(130) 및 투명 보호층(140)이 순차적으로 3층막을 형성하게 된다.
다음으로 투과성 베이스 부재(110) 상에 형성되어 있는 투명 전도성 물질층(120), 고전도성 물질층(130) 및 투명 보호층(140)을 일정한 메쉬 형태의 패턴으로 다수 개의 개구부가 형성되도록 식각하는 단계(S500)가 진행된다. 이와 같은 식각공정을 통하여 투과성 베이스 부재(110)의 전면에 걸쳐서 형성되어 있는 3층막이 일정한 메쉬 구조로 제작되며, 이러한 메쉬 구조는 앞서 도 7에서 예시한 것과 같이 다양한 형태가 채용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 3층막을 식각하는 단계(S500)에서는 투명 전도성 물질층(120), 고전도성 물질층(130) 및 투명 보호층(140) 중 개구부 일부를 레이저를 이용하여 제거하거나, 개구부 부분을 포토리소그래피(Photolithography) 공정에 의해 식각하여 제거할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 투과성 베이스 부재 120 : 투명 전도성 물질층
130 : 고전도성 물질층 140 : 투명 보호층
100, 200 : 투명전극 소재

Claims (13)

  1. 투명 전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층으로 이루어진 3층막 구조의 개구부를 갖는 메쉬 구조의 투명전극 소재를 제조하는 방법으로서,
    1) 투과성 베이스 부재의 일면에 투명 전도성 물질층을 형성하는 단계;
    2) 상기 투명 전도성 물질층 상면에 고전도성 물질층을 형성하는 단계;
    3) 상기 고전도성 물질층 상면에 투명 보호층을 형성하는 단계;
    4) 상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층을 일정한 메쉬 형태의 패턴으로 30% ~ 80% 범위의 개구율을 갖도록 다수 개의 개구부가 형성되도록 식각하는 단계;를 포함하는 투명전극 소재를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 전도성 물질층은, 고전도성 물질층 또는 투명 보호층은,
    스퍼터링(sputtering)방법, 열증발법(Termal evaporation) 또는 화학적 코팅법 중 어느 하나의 공정으로 형성됨을 특징으로 하는 투명전극 소재를 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 4) 단계에서는,
    상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층 중 개구부 부분을 레이저를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 투명전극 소재를 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 4) 단계에서는,
    상기 투명 전도성 물질층, 고전도성 물질층 및 투명 보호층 중 개구부 부분를 포토리소그래피(Photolithography) 공정으로 식각하여 제거하는 것을 특징으로 하는 투명전극 소재를 제조하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의해 제조되어 투명 전도성 물질층/고전도성 물질층/투명 보호층으로 이루어진 3층막 구조의 개구부를 갖는 메쉬 구조의 투명전극 소재.
  6. 제5항에 있어서, 상기 투과성 베이스 부재는,
    유리 또는 PET 필름인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  7. 제5항에 있어서, 상기 투명 전도성 물질층은,
    인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  8. 제5항에 있어서, 상기 고전도성 물질층은,
    금, 은, 구리, 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  9. 제5항에 있어서, 상기 투명 보호층은,
    인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  10. 제5항에 있어서, 상기 고전도성 물질층은,
    2nm ~ 10nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  11. 제5항에 있어서, 상기 고전도성 물질층은,
    1㎛ ~ 1.0 mm의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  12. 제5항에 있어서, 상기 고전도성 물질층의 종횡비는 0.01 이하인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
  13. 제5항에 있어서, 메쉬 개구율의 하한값은 50% 이상인 것을 특징으로 하는 투명전극 소재.
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