KR101739726B1 - Method of manufacturing light transmitting conductor comprising nano-fiber pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광투과성 도전체의 제조방법으로서, (1) 기판 상에 도전성 물질을 형성하는 단계; (2) 상기 도전성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 배열하는 단계; 및 (3) 상기 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 이용하여 상기 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성하고, 상기 포토마스크를 상기 도전성 물질 상에서 분리함으로써 도전층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 분리된 포토마스크를 이용하여 동일한 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성한 도전층을 갖는 다수의 광투과성 도전체를 제조한다.The present invention provides a method of manufacturing a light-transmitting conductor, comprising the steps of: (1) forming a conductive material on a substrate; (2) arranging a photomask having a pattern corresponding to a nanofiber network arranged so that the nanofibers are crossed on the conductive material; And (3) forming a pattern corresponding to the nanofiber network on the conductive material by using a photomask having a pattern corresponding to the nanofiber network, and separating the photomask on the conductive material to form a conductive layer And a plurality of light transmissive conductors having a conductive layer in which a pattern corresponding to the same nanofiber network is formed using the separated photomask.
Description
본 발명은 광투과성 도전체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 나노섬유 패턴을 구비한 광투과성 도전체의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
광투과성 도전체는 가시광 영역의 빛을 투과시키면서 동시에 전기 전도성을 갖는 얇은 도전막을 말한다. 광투과성 도전체는 다양한 전자기기에 폭넓게 널리 사용되고 있다. 예컨대, 평판 TV나 데스탑 PC의 액정 디스플레이와 같은 평판 표시 패널, 태블릿 PC나 스마트폰의 터치 패널, 전자 발광 장치 등에서 광투과성 도전체가 투명 전극으로 널리 사용되고 있다. 이러한 광투과성 도전체는 일반적으로 광투과성과 도전성이라는 서로 양립하기가 쉽지 않은 특성을 갖고 있다. 즉, 일반적으로 광투과성 도전체에서는 광투과성이 높으면 도전성이 떨어지고 도전성이 높으면 광투과성이 떨어지는 경향이 있기 때문에 광투과성과 도전성을 모두 높이기는 쉽지 않다.The light-transmitting conductor is a thin conductive film which transmits light in a visible light region and has electrical conductivity. BACKGROUND ART [0002] Light-transmitting conductors have been widely used widely in various electronic apparatuses. For example, a light transmissive conductor is widely used as a transparent electrode in a flat panel display panel such as a flat panel TV or a liquid crystal display of a desktop PC, a touch panel of a tablet PC, a smart phone, an electroluminescent device, or the like. These light transmissive conductors generally have characteristics that are not compatible with each other, namely, light transmittance and conductivity. That is, generally, in a light-transmitting conductor, if the light transmittance is high, the conductivity is poor, and if the conductivity is high, the light transmittance tends to be low, so that it is difficult to increase both the light transmittance and the conductivity.
기존에는 광투과성이 높으면서도 도전성을 갖도록 하기 위하여 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 금속 산화물이 광투과성 도전체로 널리 사용되어 왔다. 그러나 이러한 금속 산화물은 도전성을 향상시킬수록 광투과성이 떨어지는 문제점이 있었다.Conventionally, a metal oxide such as indium tin oxide (ITO) has been widely used as a light-transmitting conductor in order to have high light transmittance and conductivity. However, such a metal oxide has a problem that the light transmittance is deteriorated as the conductivity is improved.
금속 메쉬 구조(metal mesh structure)의 광투과성 도전체도 널리 사용되고 있다. 그러나 금속 메쉬 구조의 광투과성 도전체는 선폭을 미세하게 형성하기 어려워 시거리에 따른 시인성 문제가 있고 공정이 복잡하며 패턴구조로 인한 모아레 현상이 나타나는 문제점이 있다.A light transmissive conductor of a metal mesh structure is also widely used. However, since the light transmitting conductor of the metal mesh structure is difficult to finely form the line width, there is a problem of visibility depending on the viewing distance, a complicated process, and moiré phenomenon due to the pattern structure.
최근에는 카본나노튜브(carbon nanotube)나 실버나노와이어(silver nanowire)와 같은 나노구조체를 사용하여 광투과성 도전체를 형성하는 것이 활발하게 연구되고 있다. 그러나 이러한 나노구조체를 이용한 광투과성 도전체는 개별 나노구조체 단위들이 서로 접촉된 상태에서 연결되어 있어서 도전성이 떨어지는 문제점이 있다.Recently, it has been actively studied to form a light-transmitting conductor by using a nanostructure such as a carbon nanotube or a silver nanowire. However, the light transmissive conductor using such a nanostructure has a problem in that the individual nanostructure units are connected to each other in a state of being in contact with each other, resulting in poor conductivity.
따라서 광투과성 및 도전성이 모두 뛰어나고 시인성을 향상시키며 모아레 현상을 방지할 수 있으면서도 제조 공정이 용이한 광투과성 도전체를 개발할 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a light-transmitting conductor which is excellent in both light transmittance and conductivity, improves visibility, can prevent moire phenomenon, and is easy to manufacture.
본 발명은 나노섬유 패턴을 갖는 광투과성 도전체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a light-transmitting conductor having a nanofiber pattern.
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청구항 23에 기재된 발명은, 광투과성 도전체의 제조방법으로서, (1) 기판 상에 도전성 물질을 형성하는 단계; (2) 상기 도전성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 배열하는 단계; 및 (3) 상기 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 이용하여 상기 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성하고, 상기 포토마스크를 상기 도전성 물질 상에서 분리함으로써 도전층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 분리된 포토마스크를 이용하여 동일한 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성한 도전층을 갖는 다수의 광투과성 도전체를 제조한다.According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light-transmitting conductor comprising the steps of: (1) forming a conductive material on a substrate; (2) arranging a photomask having a pattern corresponding to a nanofiber network arranged so that the nanofibers are crossed on the conductive material; And (3) forming a pattern corresponding to the nanofiber network on the conductive material by using a photomask having a pattern corresponding to the nanofiber network, and separating the photomask on the conductive material to form a conductive layer And a plurality of light transmissive conductors having a conductive layer in which a pattern corresponding to the same nanofiber network is formed using the separated photomask.
청구항 24에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 23에 기재된 상기 (1) 단계의 도전성 물질이 감광성 물질인 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 24, the conductive material of step (1) according to claim 23 is a photosensitive material.
청구항 25에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 23에 기재된 상기 (1) 단계의 도전성 물질 상에 감광성 물질이 형성되고, 상기 감광성 물질 상에 상기 (2) 단계의 포토마스크를 배열하는 것을 특징으로 한다.The invention described in claim 25 is characterized in that a photosensitive material is formed on the conductive material of step (1) described in claim 23, and the photomask of step (2) is arranged on the photosensitive material.
청구항 26에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 23에 기재된 상기 (2) 단계의 포토마스크가 광투과성 기판과 상기 기판 상의 차광층을 구비하고, 상기 차광층은 외부로부터 상기 기판으로 입사하는 광이 상기 기판을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며, 상기 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the invention set forth in claim 26, the photomask of the above-mentioned (23) is a light-transmitting substrate and a light-shielding layer on the substrate, wherein light incident from the outside to the substrate is reflected by the substrate And the light shielding layer includes a pattern corresponding to a nanofiber network formed by arranging the nanofibers so as to intersect with each other.
청구항 27에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 24 또는 청구항 25에 기재된 상기 (3) 단계가 노광 시스템에 의해 상기 포토마스크를 통해 상기 도전성 물질을 노광하고, 노광된 상기 도전성 물질을 현상 및 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 27, the step (3) according to claim 24 or 25 includes exposing the conductive material through the photomask by an exposure system, and developing and etching the exposed conductive material .
청구항 28에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 23에 기재된 상기 (3) 단계의 패턴이 무정형인(amorphous) 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 28, the pattern of step (3) according to claim 23 is amorphous.
본 발명은 나노섬유 패턴을 갖는 광투과성 도전체의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for producing a light-transmitting conductor having a nanofiber pattern.
도 1은 실시례 1로서 광투과성 도전체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 광투과성 도전체에서 기판 상의 도전층의 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 도전층 패턴의 일부를 나타내는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 실시례 2로서 광투과성 도전체에 단자층이 구비된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6a 내지 도 6e는 실시례 3으로서 광투과성 도전체의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시례 3으로서 광투과성 도전체의 제조방법을 나타내는 도면이다.Fig. 1 is a perspective view schematically showing a light-transmitting conductor as Example 1. Fig.
Fig. 2 is a plan view showing a pattern of a conductive layer on a substrate in the light transmissive conductor of Fig. 1;
3 is a partial plan view showing a part of the conductive layer pattern of Fig.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig.
5 is a perspective view showing a state in which a terminal layer is provided on a light-transmitting conductor as Example 2. Fig.
6A to 6E are views showing a method of manufacturing a light-transmitting conductor as Example 3. Fig.
7 is a view showing a manufacturing method of a light-transmitting conductor as Example 3. Fig.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시례에 기초하여 설명한다. 이러한 실시례는 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 실시하기 위해 구체적인 내용을 이해할 수 있도록 예시적으로 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명이 이하의 실시례에 의해 한정되는 것은 아니다.Specific details for carrying out the invention are described on the basis of practical examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details, representative devices, And the like.
(실시례 1)(Example 1)
본 실시례에서는, 예시적으로 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 광투과성 도전체(100)가 기판(110) 및 도전층(120)을 포함한다.In this embodiment, as shown in FIG. 1 by way of example, a
광투과성 도전체(100)는 빛을 투과시킬 수 있음과 동시에 전기 전도성을 갖는 것을 말한다. 여기서 광투과율(light transmittance)은 90% 이상인 것이 바람직하다.The light
기판(110)은 그 상부에 도전층(120)이 코팅(coating) 또는 적층(laminating) 등에 의해 형성된 것을 말한다. 기판(110)은 강성(rigid) 또는 연성(flexible)일 수 있다. 기판(110)은 광투과성(light transmitting) 또는 광비투과성(light non-transmitting)일 수 있다. 기판(110)은 유리(glass)나 폴리카보네이트 또는 아크릴 등과 같은 강성 물질이나, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리비닐, 폴리이미드, 실리콘 등과 같은 연성 물질로 형성될 수 있다. 또한 기판(110)은 시클로올레핀폴리머(COP)(cyclic olefin polymer), 시클로올레핀코폴리머(COC)(cyclic olefin copolymer), 트리아세틸셀룰로스(TAC)(triacetyle cellulose)로 형성될 수 있다. 다만, 기판(110)을 형성하는 물질은 이에 한정되지는 않는다.The
도전층(120)은 기판(110) 상에 형성되는 전기 전도성 층(electric conductive layer)을 말한다. 도전층(120)은 면저항이 150Ω/□ 이하의 전기 전도성을 가질 수 있다. 바람직하게는, 도전층(120)은 면저항이 50Ω/□ 이하의 전기 전도성을 가질 수 있다. 이러한 도전층(120)의 전기 전도성은 도전층(120)을 구성하는 도전성 물질의 특성을 고려하여 적절히 선택하여 이룰 수 있다. 도전층(120)은 실질적으로 일정한 두께를 가질 수 있다. 이에 의해 도전층(120)에는 외측으로 돌출된 부분이 존재하지 않게 되어 정전기가 형성되기 어렵게 되므로 정전기로 인한 피해를 방지할 수 있고 정전기 예방을 위한 별도의 코팅층을 부가할 필요가 없게 된다. 예컨대, 도전층(120)의 두께는 100nm 내지 300nm인 것이 바람직하다. 도전층(120)은 실질적으로 일정한 두께를 갖는 것이 바람직하지만 이에 한정되지는 않고 층을 형성하는 것이면 어떠한 두께라도 가질 수 있다. 도전층(120)은 또한 하나의 일체로 형성된 단일체, 예컨대, 구리 단일층일 수 있다. 다만, 도전층(120)은 하나의 일체로 형성된 단일체에 한정되지는 않고, 예컨대, 몰리브덴-알루미늄-몰리브덴(molybdenum-aluminum-molybdenum, Mo-Al-Mo)의 세 개의 층과 같이 복수 층으로 형성될 수도 있다.The
도전층(120)은 도전성 물질을 포함한다. 도전층(120)에 포함된 도전성 물질은 구리, 알루미늄, 은, 몰리브덴, 니켈과 같은 금속을 포함할 수 있다. 다만, 도전층(120)에 포함된 도전성 물질은 금속으로 한정되지는 않으며 도전성을 갖는 것이면, 예컨대, 도전성 비금속이나 할로겐은(silver halide)과 같은 금속화합물도 될 수 있다. 도전성 물질은 기판(110) 상에 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예컨대, 도전성 물질은 스퍼터링에 의한 증착에 의해 기판(110) 상에 형성될 수 있다.The
도전층(120)은 나노섬유(nano-fiber)가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크(network)에 상응하는 패턴을 포함한다. 여기서 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘 플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리 유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 나노섬유에 해당되면 어떠한 물질로 되어 있는 것이든 이에 포함된다. 예컨대, 카본나노섬유(carbon nano-fiber)를 나노섬유로 사용할 수 있다. 이와 같이 도전층(120)이 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하므로, 도전층(120)을 형성하는 각각의 나노섬유에 상응하는 부분의 폭을 고도로 좁게 형성할 수 있게 되어서 고도의 광투과성을 확보할 수 있게 된다. 따라서 도전층(120)은 높은 도전성을 갖는 도전성 물질로 형성되면서 동시에 고도의 광투과성을 확보할 수 있는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴으로 형성됨으로써 광투과성과 도전성을 동시에 대폭 향상시킬 수 있게 된다.The
나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴은 나노섬유 네트워크 자체가 아니라 그러한 네트워크에 상응하도록 형성되는 패턴을 말한다. 이러한 패턴은, 예시적으로 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 본체부(121)들, 복수의 교차부(122)들 및 개구부(123)들을 구비한다. 본체부(121)들은 나노섬유 네트워크의 나노섬유에 상응하는 부분을 말하며, 교차부(122)들은 본체부(121)들이 교차하여 형성되는 부분을 말하고, 개구부(123)는 본체부(121)들 사이의 부분을 말한다. 본체부(121)와 교차부(122)는 도전층(120)이 도전성을 갖도록 하는 요소들이며 개구부(123)는 도전층(120)이 광투과성을 갖도록 하는 요소이다. 본체부들(121a, 121b, 121c, 121d)과 교차부들(122a, 122b, 122c, 122d)은 내부에 개구부(123a)를 포함하도록 연결되어 있는 폐쇄계(closed system)(125)를 형성할 수 있다. 이에 의해 본체부(121)들이 서로 중복적으로 연결됨으로써 이 부분들간의 전기적 연결의 신뢰성을 향상시켜 광투과성 도전체(100)의 제조공정상 또는 사용상 이 부분들간의 전기적 연결의 끊김을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한 다른 본체부들(121e, 121f, 121g)과 다른 교차부들(122e, 122f, 122g)은 내부와 외부가 구별되지 않도록 연결되어 있는 개방계(open system)(126)를 형성할 수 있다. 개구부(123)는 폐쇄계(125) 내부에 형성되는 폐쇄계 개구부(123a)와 개방계(126)에 의해 형성되는 개방계 개구부(123b)로 될 수 있다. 폐쇄계(125)와 개방계(126)는 서로 분리되어 독립적으로 위치할 수도 있고 인접하여 위치할 수도 있다. 또한 폐쇄계(125) 내부에 개방계(126)가 위치하거나 반대로 개방계(126) 내에 폐쇄계(125)가 위치할 수도 있다.The pattern corresponding to the nanofiber network formed so that the nanofibers are arranged so as to intersect is not a nanofiber network itself but a pattern formed corresponding to such a network. Such a pattern has a plurality of
본체부(121)는 도전층(120)의 일 가장자리에서 타 가장자리로 연속적으로 연장되어 있어서 패턴 내에서 말단부를 갖지 아니하는 것이 일반적이다. 이에 의해 본체부(121)와 교차부(122)에 의한 도전층(120) 연결의 신뢰성을 더욱 확실히 할 수 있음은 물론 본체부(121)의 말단부와 같은 단절된 부분이 존재하지 아니함으로써 도전층(120)에 상응하는 미세 전극 패턴의 연결의 신뢰성 확보 및 말단부에서의 정전기 현상 방지를 구현할 수 있게 된다.The
본체부(121)의 폭 w는, 예시적으로 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본체부의 폭 w는 본체부(121)의 실제 폭 또는 그 평균을 의미한다. 예컨대, 본체부(121) 폭 w는 100nm ≤ w ≤ 2500nm의 범위에 속할 수 있다. 또한, 본체부(121)의 폭 w는 본체부(121)의 두께 t에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 예컨대, 본체부(121)의 두께가 t일 때에, 본체부(121)의 폭 w는 100(nm) ≤ w ≤ 5t의 범위에 속할 수 있다. 따라서, 예컨대, 본체부(121)의 두께 t가 0 < t ≤ 100nm 일 때에 본체부(121)의 폭 w는 100nm ≤ w ≤ 500nm의 범위에 속할 수 있고, 본체부(121)의 두께 t가 100nm < t ≤ 300nm 일 때에 본체부(121)의 폭 w는 100nm ≤ w ≤ 1500nm의 범위에 속할 수 있으며, 본체부(121)의 두께 t가 300nm < t ≤ 500nm 일 때에 본체부(121)의 폭 w는 100nm < w ≤ 2500nm의 범위에 속할 수 있다.As shown in FIG. 3, the width w of the
본체부(121)의 두께 t는 0 < t ≤ 3000nm의 범위에 속할 수 있다.The thickness t of the
본체부(121)의 길이는, 예시적으로 도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 나노섬유 네트워크를 어떻게 형성하느냐에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본체부(121)의 길이는 본체부(121)의 실제 길이 또는 그 평균을 의미할 수 있다. 이러한 본체부(121)의 길이는 본체부의 폭 w1에 관련될 수 있다. 예컨대, 본체부(121)의 폭이 w1이고, 본체부(121)의 길이가 d1일 때에, 1x102 ≤ d1/w1 ≤ 5x106의 범위에 속할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the length of the
본체부(121)의 폭과 길이의 관계는 나노섬유 네트워크를 구성하는 나노섬유의 종횡비(aspect ratio) A(즉, 나노섬유의 길이를 나노섬유의 평균직경으로 나눈 비율)에 의해 실질적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 나노섬유의 종횡비 A는 1x102 < A일 수 있다. 다만, 본체부(121)의 폭과 길이의 관계는 이에 한정되지는 않는다.The relationship between the width and the length of the
한편, 교차부(122)는 본체부(121)와 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 이에 의해 도전층(120)의 패턴을 단일체로 형성할 수 있으며 교차부(122)는 본체부(121)와 실질적으로 동일한 도전성을 갖게 됨으로써 교차부(122)가 본체부(121)들 간의 접촉에 의해 형성된 경우 접촉저항으로 인한 터치 감도 저하의 원인이 되는 것을 방지할 수 있게 된다. On the other hand, the
개구부(123)의 영역의 크기 및 형상은 다양하게 형성할 수 있다. 예컨대, 개구부(123)의 영역의 크기 및 형상은 사실상 본체부(121) 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 이러한 개구부(123)의 영역의 크기는 나노섬유 네트워크를 어떻게 구성하느냐에 따라 조절될 수 있다.The size and shape of the region of the opening 123 can be variously formed. For example, the size and shape of the region of the opening 123 may be determined by the distance between the
도전층(120)의 패턴은 무정형일(amorphous) 수 있다. 이와 같이 무정형의 패턴을 형성함으로써 정형화된 패턴의 반복으로 인해 줄무늬가 보이게 되는 모아레(moire) 현상을 방지할 수 있게 된다. 다만, 도전층의 패턴은 무정형으로 한정되지는 않으며 나노구조체가 교차하여 배열되어 형성된 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하는 것이면 어떠한 것도 가능하다. The pattern of the
도전층(120)의 상측면에는, 예시적으로 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 흑색과 같은 암색을 갖는 암색층(dark color layer)(130)이 형성될 수 있다. 이에 의해 상측면에 암색층(130)을 갖는 도전층(120)을 통과한 빛은 뿌옇게 보이지 않고 선명하게 보이게 되며 시인성을 향상시킬 수 있게 된다. 도전층(120)이 금속으로 이루어진 경우 암색층(130)은 그 상측면을 산화시키는 것과 같은 방법으로 용이하게 형성될 수 있다. 도전층(120)이 비금속으로 이루어진 경우 암색층(130)은 도전층(120)의 상측면에 별도의 층을 추가하는 방법으로 형성할 수 있다.On the upper surface of the
(실시례 2)(Practical example 2)
본 실시례에서는, 예시적으로 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 광투과성 도전체(200)의 도전층(220)의 가장자리 외부에 대응되는 기판(210) 상에 도전층(220)과 전기적으로 연결되는 단자층(230)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.5, the
이에 의해 광투과성 도전체(200)는 외부 회로(미도시)와 단자층(230)을 통해 연결됨으로써 터치 스크린 패널 등과 같은 시스템의 구성 부분으로 작용할 수 있게 된다.Accordingly, the
단자층(230)은 도전층(220)과 동일한 물질인 나노섬유 네트워크로 형성될 수 있으며 이에 의해 도전층(220)에서의 사용자의 터치 등의 전기적 작용이 단자층(230)으로 원활하게 전달될 수 있게 할 수 있다.The
도전층(220)은 외부의 터치를 감지하여 전기적 신호를 전달하도록 소정의 간격으로 이격되어 있는 복수의 감지부(227)들로 이루어져 있다. 단자층(230)은 복수의 단자부(231)들과 도전층(220)의 각 감지부(227)들과 연결되는 접속부(232)들로 이루어져 있다. 감지부(227)에서 감지된 전기적 신호는 단자층(230)의 접속부(232)와 단자부(231)를 거쳐 외부 회로에 전달된다.The
단자층(230)은 도전층(220)과 실질적으로 동일한 두께를 갖게 형성할 수 있으며 이에 의해 단자층(230)을 도전층(220)과 함께 형성할 수 있어서 공정을 단순화시킬 수 있다.The
(실시례 3)(Example 3)
본 실시례에 있어서는, 예시적으로 도 6a 내지 도 6e에 나타나 있는 바와 같이, 광투과성 도전체의 제조방법이 나타나 있다.In this embodiment, as shown in Figs. 6A to 6E as an example, a method of manufacturing a light-transmitting conductor is shown.
본 실시례의 광투과성 도전체의 제조방법에 있어서는, 먼저 기판(310) 상에 도전성 물질(330)을 코팅한다(도 6a). 여기서, 도전성 물질(330)은 금, 은, 구리와 같은 도전성이 좋은 금속 또는 도전성을 갖는 비금속이 될 수 있다. 기판(310) 상에 도전성 물질(330)을 코팅하는 것은 스핀코팅, 도금 등 다양한 방법에 의할 수 있다. 다음, 도전성 물질(330) 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크(340)를 형성하도록 나노섬유를 배열한다(도 6b). 여기서 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈(poly(vinylpyrrolidone)), 폴리비닐이딘 플루오라이드(poly(vinylidene fluoride)), 폴리 유산(poly(lactic acid)), 폴리카프로락톤(poly(caprolactone)), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에칠렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리(9-비닐카바졸)(poly(9-vinylcarbazole)), 폴리아크릴로니트릴(poly(acrylonitrile)), 나일론6(nylon6), 나일론6,6(nylon6,6), 폴리아크릴산(poly(acrylic acid)), 폴리에틸렌(polyethylene), 키토산(chitosan), 콜라겐(collagen), 셀룰로스(cellulose), 피브리노겐(fibrinogen), 금속성분이 포함된 졸-겔(Sol-gel), 히알루론산(hyaluronic acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols), 폴리메타크릴레이트(poly(methacrylate)), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리푸르푸릴알코올(polyfurfuryl alcohol) 및 그 혼합체로 이루어진 군 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing the light-transmitting conductor of the present embodiment, the
나노섬유 네트워크(340)는 무정형의 패턴을 갖도록 배열하는 것이 바람직하다.The
나노섬유 네트워크(340)는 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다. 예컨대, 전기방사(electrospinning)에 의해 나노섬유를 도전성 물질(330) 상에 분사함으로써 나노섬유 네트워크(340)를 형성할 수 있다. 전기방사는 정전기력(electrostatic force)에 의해 낮은 점도 상태의 폴리머(polymer)를 사용하여 순간적으로 섬유형태로 방사하여 나노섬유를 얻는 방법이다. 전기방사는 충전된(charged) 폴리머 제트 용액(polymer jet solution) 등을 얻기 위해 고전압을 사용한다. 이 충전된(charged) 폴리머 제트 용액은 고분자 섬유를 얻기 위해 건조되거나 고체화시킨 것이다. 한 전극은 다른 컬렉터(collector)의 표면에 접착시키기 위해 용액을 스핀 코팅 등을 시킨다.The
나노섬유 네트워크를 형성하는 다른 방법으로 멜트 블로운(melt blown) 방법이 있다. 멜트 블로운 방법은, 용융된 상태의 고분자가 미세한 지름의 방사구로부터 압출되어질 때, 방사구 옆에 위치한 슬릿에서 나오는 고속 고온의 공기에 의해 고화가 일어나기 전에 연신이 일어나 나노섬유로 초세화되는 것으로, 초세화된 섬유는 방사구 전방에 설치된 수집체에 적층되며 충분히 고화되지 못한 상태로 섬유간의 열적 접착에 의해 웹이 형성된다.Another method of forming a nanofiber network is melt blown. The meltblown method is a method in which when a polymer in a molten state is extruded from a spinneret having a fine diameter, the polymer is stretched before being solidified by high-temperature high-temperature air coming from a slit located beside the spinneret, , And the superfine fibers are laminated on the collecting body disposed in front of the spinning orifice, and the web is formed by thermal adhesion between the fibers in a state where they are not sufficiently solidified.
나노섬유 네트워크를 형성하는 또 다른 방법으로 스펀본드(spunbond) 방법이 있다. 스펀본드 방법은 고분자를 연속 필라멘트로 직접 방사하는 공정으로, 임의로 배열하고 적층하여 웹을 형성하는 공정과 섬유간의 결합을 증진시키고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어지는 것이 특징이다. 이에 사용되는 원료는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자이다. 구체적으로, 방사공정에서 고분자는 방사기에서 일정한 점도를 갖도록 용융된 후 필터장치로 공급되고 방사노즐을 통하여 연속적으로 필라멘트로 방사된다. 방사구에서 필라멘트가 방사되면 냉각챔버로 이동되며 필라멘트는 챔버를 통과할 때 냉각기류가 필라멘트를 가로질러 유입되어 용융된 필라멘트는 고체화가 된다.Another method of forming a nanofiber network is the spunbond method. The spunbond method is a process of directly spinning a polymer with a continuous filament, and is characterized by comprising a step of forming a web by arbitrarily arranging and laminating, and a bonding step of enhancing bonding between fibers and stabilizing the shape. The raw materials used are thermoplastic polymers such as nylon, polyester, and polypropylene. Specifically, in the spinning process, the polymer is melted to have a constant viscosity in the emitter, then supplied to the filter device and continuously spun into filaments through the spinneret. When the filament is emitted from the spinneret, the filament is moved to the cooling chamber. When the filament passes through the chamber, a cooling air stream flows through the filament and the melted filament is solidified.
다음, 나노섬유 네트워크(340)를 이용하여 도전성 물질(330)에 나노섬유 네트워크(340)에 상응하는 형상을 형성한다(도 6c). 이때, 나노섬유 네트워크(340)를 통해 도전성 물질(330)에 에칭액과 같은 부식제를 노즐(360)과 같은 장치로 분사함으로써 도전성 물질(330)을 나노섬유 네트워크(340)에 상응하는 패턴을 갖도록 형성한다. 다음, 나노섬유 네트워크(340)에 상응하는 패턴을 갖는 도전성 물질(330)의 상면에 남아 있는 도전성 물질(330)을 노즐(370)과 같은 장치를 이용하여 박리함으로써 도전층(350)을 형성한다(도 6d). 이와 같은 과정을 거쳐 광투과성 도전체(300)가 완성된다(도 6e).Next, a shape corresponding to the
추가적으로, 도전층(350)의 가장자리 외부에 대응되는 기판(310) 상에 도전층(350)과 전기적으로 연결되는 단자층(미도시)을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.In addition, the method may further include forming a terminal layer (not shown) electrically connected to the
(실시례 4)(Example 4)
본 실시례에 있어서는, 예시적으로 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 광투과성 도전체의 다른 제조방법이 나타나 있다. 본 실시례의 광투과성 도전체(400)의 제조방법은 하나의 도전성 물질 상에 도전층(420)은 물론 단자층(430)을 함께 형성하는 것이다. 이를 위하여, 먼저, 기판(410) 상에 도전성 물질을 코팅한다. 이때 도전성 물질은 도전층(420)이 형성되는 영역과 단자층(430)이 형성되는 영역을 모두 포함하도록 형성된다. 다음에, 도전층(420)을 형성하기 전에 도전성 물질 상에 단자층(430)을 패터닝한다. 단자층(430)은 도전성 물질 상의 도전층(420)이 형성될 부분 이외에 부분에 형성된다. 단자층(430)은 포토리소그래피에 의해 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 단자층(430)은 단자부(431)를 포함하도록 형성되며, 나아가 도전층(320)과의 전기적 흐름이 원할하게 이루어질 수 있도록 접속부(432)를 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다. 단자층(430)이 형성된 후에는, 단자층(430)이 패터닝된 부분이 포함되도록 도전성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크를 형성하도록 나노섬유를 배열한다. 이를 위하여 단자층(430)에 대응되는 부분은 막혀 있고 도전층(420)에 대응되는 부분은 개방되어 있는 섀도우마스크와 같은 장치를 이용하여 나노섬유를 도전성 물질 상에 코팅한다. 나노섬유 네트워크는 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다. 예컨대, 전기방사(electrospinning)에 의해 나노섬유를 도전성 상에 분사함으로써 나노섬유 네트워크를 형성할 수 있다. 다음, 나노섬유 네트워크를 이용하여 단자층(430)을 제외한 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성하여 단자층(430)에 연결된 도전층(420)을 형성한다.In this embodiment, as shown in FIG. 7 by way of example, another manufacturing method of the light-transmitting conductor is shown. The manufacturing method of the
이에 의해 광투과성 도전체(400)의 제조시에 하나의 도전성 물질 상에 도전층(420) 및 단자층(430)을 함께 형성하고 도전층(420)의 감지부(427)들과 단자층(430)의 단자부(431)들을 함께 형성함으로써 공정을 단순화시키고 재료를 절약할 수 있게 된다. 또한 단자층(430)이 형성되는 기판에 해당되는 부분의 영역을 좁힐 수 있어서 디스플레이의 콤팩트화를 가능하게 한다.The
(실시례 5)(Example 5)
본 실시례는 광투과성 도전체의 또 다른 제조방법에 관한 것이다.This embodiment relates to another manufacturing method of the light-transmitting conductor.
본 실시례의 광투과성 도전체의 제조방법은, 먼저, 기판 상에 도전성 물질을 코팅하고, 이 도전성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 배열한 다음, 이 포토마스크를 이용하여 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성함으로써 도전층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 동일한 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성한 도전층을 갖는 광투과성 도전체를 매우 용이하게 대량으로 제조할 수 있게 된다.In the method of manufacturing the light-transmitting conductor of this embodiment, first, a conductive material is coated on a substrate, and a photomask having a pattern corresponding to a nanofiber network arranged so as to cross the nanofibers on the conductive material is arranged Next, the conductive layer is formed by forming a pattern corresponding to the nanofiber network on the conductive material by using the photomask. As a result, a light-transmitting conductor having a conductive layer in which a pattern corresponding to the same nanofiber network is formed can be manufactured very easily in large quantities.
도전성 물질은 도전성을 갖는 다양한 물질로 이루어질 질 수 있다. 예컨대, 도전성 물질은 구리, 은, 금과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.The conductive material may be made of various materials having conductivity. For example, the conductive material may be made of a metal such as copper, silver, or gold.
도전성 물질은 실버할라이드(silver halide)와 같은 감광성 물질로 이루어질 수 있는데, 이 경우에는 별도의 감광성 물질을 형성하지 않고도 도전성 물질에 직접 노광시스템에 의해 포토마스크를 통한 노광을 실시하여 패턴을 형성할 수 있게 된다.The conductive material may be formed of a photosensitive material such as a silver halide. In this case, the conductive material may be exposed to light through a photomask by a direct exposure system without forming a separate photosensitive material to form a pattern. .
도전성 물질 상에는 추가적으로 감광성 물질을 형성할 수 있다. 이 경우에는 감광성 물질 상에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 배열하고, 이를 통해 노광시스템에 의한 노광을 실시할 수 있다. 이에 의해 감광성 물질에 패턴을 형성한 후, 감광성 물질에 형성된 패턴에 대응되도록 도전성 물질에 나노섬유 패턴에 상응하는 패턴을 형성할 수 있다.The photosensitive material may be additionally formed on the conductive material. In this case, a photomask having a pattern corresponding to a network of nanofibres is arranged on the photosensitive material, and exposure through the exposure system can be performed through the photomask. Thus, after forming a pattern on the photosensitive material, a pattern corresponding to the nanofiber pattern may be formed on the conductive material to correspond to the pattern formed on the photosensitive material.
포토마스크는 광투과성 기판 상에 차광층을 구비한 것이다. 차광층은 외부로부터 광투과성 기판으로 입사하는 광이 그 기판을 투과하지 못하도록 하는 크롬과 같은 차광성 물질을 스핀코팅, 도금, 증착 등에 의해 광투과성 기판 상에 형성함으로써 형성될 수 있다. 또한, 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함한다. 이러한 차광층은, 실시례 4 또는 실시례 5에서 도전층이 기판 상에 형성된 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성함으로써 형성되는 것과 유사하게, 광투과성 기판 상에 형성된 차광성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성함으로써 형성될 수 있다. 다만, 차광층을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양한 방법이 있을 수 있다.The photomask has a light-shielding layer on a light-transmitting substrate. The light-shielding layer can be formed by forming a light-shielding material such as chromium on the light-transmitting substrate by spin coating, plating, vapor deposition or the like, which prevents light incident from the outside to the light-transmitting substrate from penetrating the substrate. Further, the light-shielding layer includes a pattern corresponding to a nanofiber network formed by arranging the nanofibers so as to cross each other. Such a light-shielding layer is formed on the light-shielding material formed on the light-transmitting substrate in a manner similar to that in Embodiment 4 or Example 5, in which the conductive layer is formed by forming a pattern corresponding to the nanofiber network on the conductive material formed on the substrate. Can be formed by forming a pattern corresponding to the fiber network. However, the method of forming the light shielding layer is not limited to this, and various methods can be used.
도전성 물질 상에 포토마스크를 배열한 후에는, 노광 시스템에 의해 포토마스크를 통해 도전성 물질을 노광한다. 그 다음 포토마스크를 제거한 후에 노광된 도전성 물질을 현상 및 에칭함으로써, 도전성 물질에 포토마스크의 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴과 실질적으로 동일한 패턴을 형성하여 도전층을 형성할 수 있다. 여기서, 도전성 물질에 형성되는 패턴은 무정형일(amorphous) 수 있다.After arranging the photomask on the conductive material, the conductive material is exposed through the photomask by the exposure system. Then, after removing the photomask, the exposed conductive material is developed and etched to form a conductive layer on the conductive material by forming substantially the same pattern as the pattern corresponding to the nanofiber network of the photomask. Here, the pattern formed on the conductive material may be amorphous.
본 발명은 도면에 나타난 실시례들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 실시례들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention is defined by the technical idea of the appended claims.
본 발명은 광투과성 도전체 및 그 제조방법이 적용되는 분야에 이용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a field to which a light-transmitting conductor and a manufacturing method thereof are applied.
100, 200, 300, 400: 광투과성 도전체
110, 210, 310, 410: 기판
120, 220, 320, 420: 도전층
121, 221, 321: 본체부
122, 222, 322: 교차부
123, 323: 개구부
124, 324: 단부
130: 암색층
330: 도전성 물질
340: 나노섬유 네트워크
427: 감지부
430: 단자층
431: 단자부
432: 접속부100, 200, 300, 400: light-transmitting conductor
110, 210, 310, 410: substrate
120, 220, 320, 420: conductive layer
121, 221, 321:
122, 222, 322:
123, 323:
124, 324: end
130: dark colored layer
330: Conductive material
340: nanofiber network
427:
430: terminal layer
431:
432:
Claims (28)
(2) 상기 도전성 물질 상에 나노섬유가 교차하도록 배열된 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 배열하는 단계; 및
(3) 상기 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 갖는 포토마스크를 이용하여 상기 도전성 물질에 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성하고, 상기 포토마스크를 상기 도전성 물질 상에서 분리함으로써 도전층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 분리된 포토마스크를 이용하여 동일한 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 형성한 도전층을 갖는 다수의 광투과성 도전체를 제조하는 광투과성 도전체의 제조방법.(1) forming a conductive material on a substrate;
(2) arranging a photomask having a pattern corresponding to a nanofiber network arranged so that the nanofibers are crossed on the conductive material; And
(3) forming a pattern corresponding to the nanofiber network on the conductive material by using a photomask having a pattern corresponding to the nanofiber network, and separating the photomask on the conductive material to form a conductive layer, Including,
Wherein a plurality of light transmitting conductors having a conductive layer in which patterns corresponding to the same nanofiber network are formed using the separated photomask are produced.
상기 (1) 단계의 도전성 물질은 감광성 물질인 것 광투과성 도전체의 제조방법.24. The method of claim 23,
Wherein the conductive material of step (1) is a photosensitive material.
상기 (1) 단계의 도전성 물질 상에는 감광성 물질이 형성되고, 상기 감광성 물질 상에는 상기 (2) 단계의 포토마스크를 배열하는 광투과성 도전체의 제조방법.24. The method of claim 23,
The method of manufacturing a light-transmitting conductor according to claim 1, wherein a photosensitive material is formed on the conductive material in step (1), and a photomask in step (2) is arranged on the photosensitive material.
상기 (2) 단계의 포토마스크는 광투과성 기판과 상기 기판 상의 차광층을 구비하고,
상기 차광층은 외부로부터 상기 기판으로 입사하는 광이 상기 기판을 투과하지 못하도록 하는 차광성 물질을 포함하며,
상기 차광층은 나노섬유가 교차하도록 배열되어 형성하는 나노섬유 네트워크에 상응하는 패턴을 포함하는 광투과성 도전체의 제조방법.24. The method of claim 23,
The photomask of the step (2) includes a light-transmitting substrate and a light-shielding layer on the substrate,
Wherein the light-shielding layer includes a light-shielding material that prevents light incident on the substrate from being transmitted from the outside to the substrate,
Wherein the light-shielding layer comprises a pattern corresponding to a nanofiber network formed by arranging the nanofibers so as to cross each other.
상기 (3) 단계는 노광 시스템에 의해 상기 포토마스크를 통해 상기 도전성 물질을 노광하고, 노광된 상기 도전성 물질을 현상 및 에칭하는 것을 포함하는 광투과성 도전체의 제조방법.The method of claim 24 or 25,
Wherein the step (3) includes exposing the conductive material through the photomask by an exposure system, and developing and etching the exposed conductive material.
상기 (3) 단계의 패턴은 무정형인(amorphous) 광투과성 도전체의 제조방법.
24. The method of claim 23,
Wherein the pattern of step (3) is an amorphous light-transmitting conductor.
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