KR20130074880A - 투명 전극 및 투명 전극 형성 방법 - Google Patents

투명 전극 및 투명 전극 형성 방법 Download PDF

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백성호
최용석
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극 패턴은 전극층이 형성되는 기판, 상기 기판의 일부를 식각하여 형성하는 기판식각부, 상기 기판식각부에 형성되는 빛 차단층 및 상기 빛 차단층을 덮도록 형성되는 투명전극층을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극 패턴 형성 방법은 투명 기판을 준비하는 단계, 상기 투명 기판의 일부를 식각하여 기판식각부를 형성하는 단계, 상기 기판시각부에 빛 차단층을 형성하는 단계 및 상기 투명 기판위에 상기 빛 차단층을 덮으면서 투명전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 투명전극 패턴과 투명전극 패턴 형성 방법을 사용하면 투명전극에 크랙이 발생하는 현상이 나타나지 않아 안정된 투명전극을 형성할 수 있다.

Description

투명 전극 및 투명 전극 형성 방법 {TRANSPARENT ELECTRODE AND METHOD FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)등 평판디스플레이나 Touch Screen Panel에 기판으로 사용되는 투명기판에 투명전극층을 형성하고 이를 패터닝하는 공정에 관한 것이다.
투명기판의 외곽부에 빛 차단층을 형성하고 그 빛 차단층을 덮는 투명전극층을 형성하는 기존의 방법은 빛 차단층에 의한 단차로 인해 투명전극층에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랙이 발생하지 않는 빛 차단층을 덮는 투명전극층을 형성하거나, 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 투명전극 패턴은 전극층이 형성되는 기판, 상기 기판의 일부를 식각하여 형성하는 기판식각부, 상기 기판식각부에 형성되는 빛 차단층 및 상기 빛 덮도록 형성되는 투명전극층을 포함한다.
본 발명에 의한 투명전극 패턴과 투명전극 패턴 형성 방법을 사용하면 투명전극에 크랙이 발생하는 현상이 나타나지 않아 안정된 투명전극을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 투명전극 패턴을 나타내는 것이다
도 2는 본 발명에 의한 투명전극 패턴 형성 방법을 나타내는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극 패턴은 전극층이 형성되는 기판, 상기 기판의 일부를 식각하여 형성하는 기판식각부, 상기 기판식각부에 형성되는 빛 차단층 및 상기 빛 차단층을 덮도록 형성되는 투명전극층을 포함한다.
또한, 상기 기판은 투명 유리기판일 수 있다.
또한, 상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스(BM)일 수 있다.
또한, 상기 빛 차단층은 상기 기판의 외곽부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)전극층 또는 나노와이어 전극층일 수 있다.
또한, 상기 나노와이어 전극층은 Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극 패턴 형성 방법은 투명 기판을 준비하는 단계, 상기 투명 기판의 일부를 식각하여 기판식각부를 형성하는 단계, 상기 기판시각부에 빛 차단층을 형성하는 단계 및 상기 투명 기판위에 상기 빛 차단층을 덮으면서 투명전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스(BM)일 수 있다.
또한, 상기 빛 차단층은 상기 기판의 외곽부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)전극층 또는 나노와이어 전극층일 수 있다.
또한, 상기 나노와이어 전극층은 Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 투명전극 패턴을 나타내는 것이다
도 1에 도시한 바와 같이, 투명 전극 패턴은 기판(10)위에 상기 기판의일부를 식각하여 기판식각부를 형성하고, 상기 기판식각부에 빛 차단층(20)을 형성한 다음, 상기 빛 차단층을 덮는 투명 전극층(30)을 형성하여 얻을 수 있다. 이때 투명 전극층(30)은 상기 빛 차단층과 상기 기판 식각부를 제외한 기판부의 전면을 덮을 수 있다.
이때, 기판(10)은 투명 유리 기판으로 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 소다 라임 유리기판(soda-lime glass substrate), 보로 실리케이트 유리 기판(boro-silicate glass substrate), 실리케이트 유리 기판(silicate glass substrate) 또는 납유리 기판(lead glass substrate)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 투명 유리 기판은 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.
유리 기판의 기판식각부는 다양한 식각 형성 방법을 사용하여 형성할 수 있으며, 일반적으로 유리기판의 일면에 포토레지스터 필름을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해 포토레지스터 필름을 제거한다. 상기 유리기판에 대하여 드라이 에칭(dry etching)을 수행하여 상기 포토레지스터 필름이 제거되어 노출된 유리기판의 일부 영역이 식각된다. 또한, 상기 드라이 에칭이 수행된 이후에는 유리기판상에 형성된 포토레지스터 필름을 모두 제거하여 형성하게 된다.
빛 차단층(20)은 상기 기판식각부에 형성하며, 이렇게 하여 빛 차단층과 기판의 단차가 크지 않도록 형성한다. 빛 차단층(20)은 디스플레이 패널의 유효영역을 벗어나 디스플레이가 되지 않는 외곽부에 있는 전극패턴이 보이지 않도록 불투명한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 빛 차단층은 유기 잉크를 인쇄하는 방식으로 형성하거나, 금속층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr), 크롬 산화막(CrOx) 또는 유기 블랙매트릭스(BM)로 이루어질 수 있다.
투명전극층(30)은 도전되는 물질이면 어떤 것이든지 사용할 수 있으며, 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide)층이나 나노와이어 전극층을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
ITO(Indium Tin Oxide)층은 ITO 전극층을 투명기판에 스퍼터링(Sputtering)으로 증착하는 단계, 이를 패터닝하기 위해서 코팅이나 라미네이팅방법을 써서 ITO 전극층 위에 자외선 감광층(Photo Resist)을 형성하는 단계, 원하는 영역의 자외선을 차단시키기 위한 목적으로 설계된 마스크를 써서 자외선을 조사해서 원하는 영역의 감광층에만 자외선을 조사하는 단계, 알카리 계열의 현상액을 써서 자외선이 조사되지 않은 영역의 감광층을 제거하는 단계, 산성의 에칭액을 써서 감광필름이 제거되어 외부로 노출된 ITO층을 식각하는 단계 및 알카리 계열의 박리액을 써서 남아있는 감광층을 마저 제거하는 단계를 거쳐서 형성할 수 있다.
나노와이어는 나노미터 단위의 크기를 가지는 와이어 구조체를 말하며, 나노와이어 전극층은 이러한 나노와이어를 다수 배치하여 전류가 통할 수 있도록 형성한 층을 의미한다. 나노와이어는 대체로 10nm 미만의 지름을 가지는 것에서부터 수백 nm 지름의 나노와이어를 포함해서 일컬으며, 길이 방향으로는 특별히 크기의 제한이 없다. 나노와이어에 사용되는 소재는 반도체 실리콘이나 주석 산화물, 갈륨질화물등이 있으나, 본 발명에서는 전극층을 형성하는 금속 나노와이어인 것이 바람직하다. 전기가 통하는 전극이면 어느 금속이나 가능하며, Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 하나의 금속을 포함하여 형성할 수 있다. 나노와이어 전극층을 형성하는 방법은 코팅, 인쇄, 증착등의 여러가지 방법이 있으나, 프린팅 방식으로 인쇄를 하거나, 코팅하는 방식으로 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 투명 기판위에 빛 차단층을 형성하고, 상기 기판의 일부를 식각하여 기판식각부를 형성한 다음, 상기 기판식각부에 투명전극층을 형성하는 경우, 기판식각부를 형성하지 않는 종래의 방법과는 달리 빛 차단층과 기판간의 단차가 발생하지 않아 전극층에 크랙이 형성되지 않으므로 안정된 전극형성이 가능하다.
도 2는 본 발명에 의한 투명전극 패턴 형성 방법을 나타내는 것이다.
먼저, 유리 기판을 준비한다. 이때 유리 기판은 직사각형의소다 라임 유리기판(soda-lime glass substrate), 보로 실리케이트 유리 기판(boro-silicate glass substrate), 실리케이트 유리 기판(silicate glass substrate) 또는 납유리 기판(lead glass substrate)으로 형성될 수 있다.
다음 단계로, 유리 기판의 외곽 일부에 기판 식각부를 형성한다. 유리 기판 식각은 다양한 식각방법을 사용할수 있으며, 일반적으로 유리기판의 일면에 포토레지스터 필름을 형성하고, 노광 및 현상 공정을 통해 포토레지스터 필름을 제거한다. 상기 유리기판에 대하여 드라이 에칭(dry etching)을 수행하여 상기 포토레지스터 필름이 제거되어 노출된 유리기판의 일부 영역이 식각된다. 또한, 상기 드라이 에칭이 수행된 이후에는 유리기판상에 형성된 포토레지스터 필름을 모두 제거하여 형성하게 된다.
다음 단계로 상기 기판식각부에 빛 차단층을 형성한다. 이때 빛 차단층과 기판의 단차가 크지 않도록 형성한다. 단차가 크지 않아야 투명전극층에 크랙이 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 빛 차단층(20)은 디스플레이 패널의 유효영역을 벗어나 디스플레이가 되지 않는 외곽부에 있는 전극패턴이 보이지 않도록 불투명한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 빛 차단층은 유기 잉크를 인쇄하는 방식으로 형성하거나, 금속층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr), 크롬 산화막(CrOx) 또는 유기 블랙매트릭스(BM)로 이루어질 수 있다.
마지막 단계로 상기 빛 차단층을 덮는 투명전극층을 형성한다. 투명전극층(30)은 도전되는 물질이면 어떤 것이든지 사용할 수 있으며, 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide)층이나 나노와이어 전극층을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
ITO(Indium Tin Oxide)층은 ITO 전극층을 투명기판에 스퍼터링(Sputtering)으로 증착하는 단계, 이를 패터닝하기 위해서 코팅이나 라미네이팅방법을 써서 ITO 전극층 위에 자외선 감광층(Photo Resist)을 형성하는 단계, 원하는 영역의 자외선을 차단시키기 위한 목적으로 설계된 마스크를 써서 자외선을 조사해서 원하는 영역의 감광층에만 자외선을 조사하는 단계, 알카리 계열의 현상액을 써서 자외선이 조사되지 않은 영역의 감광층을 제거하는 단계, 산성의 에칭액을 써서 감광필름이 제거되어 외부로 노출된 ITO 층을 식각하는 단계 및 알카리 계열의 박리액을 써서 남아있는 감광층을 마저 제거하는 단계를 거쳐서 형성할 수 있다.
나노와이어는 나노미터 단위의 크기를 가지는 와이어 구조체를 말하며, 나노와이어 전극층은 이러한 나노와이어를 다수 배치하여 전류가 통할 수 있도록 형성한 층을 의미한다. 나노와이어는 대체로 10nm 미만의 지름을 가지는 것에서부터 수백 nm 지름의 나노와이어를 포함해서 일컬으며, 길이 방향으로는 특별히 크기의 제한이 없다. 나노와이어에 사용되는 소재는 반도체 실리콘이나 주석 산화물, 갈륨질화물등이 있으나, 본 발명에서는 전극층을 형성하는 금속 나노와이어인 것이 바람직하다. 전기가 통하는 전극이면 어느 금속이나 가능하며, Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 하나의 금속을 포함하여 형성할 수 있다. 나노와이어 전극층을 형성하는 방법은 코팅, 인쇄, 증착등의 여러가지 방법이 있으나, 프린팅 방식으로 인쇄를 하거나, 코팅하는 방식으로 형성하는 것이 바람직하다.
10 : 기판
20 : 빛 차단층
30 : 투명전극층

Claims (13)

  1. 전극층이 형성되는 기판;
    상기 기판의 일부를 식각하여 형성하는 기판식각부;
    상기 기판식각부에 형성되는 빛 차단층; 및
    상기 빛 차단층을 덮도록 형성되는 투명전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 투명 유리기판인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스(BM)인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 빛 차단층은 상기 기판의 외곽부에 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)전극층인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 투명전극층은 나노와이어 전극층인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나노와이어 전극층은 Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  8. 투명 기판을 준비하는 단계;
    상기 투명 기판의 일부를 식각하여 기판식각부를 형성하는 단계;
    상기 기판시각부에 빛 차단층을 형성하는 단계; 및
    상기 투명 기판위에 상기 빛 차단층을 덮으면서 투명전극층을 형성하는 단계를 포함하는 투명전극 패턴 형성 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 빛 차단층은 블랙 매트릭스(BM)인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 빛 차단층은 상기 기판의 외곽부에 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)전극층인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 투명전극층은 나노와이어 전극층인 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 나노와이어 전극층은 Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ni, Ti, T, Cr 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 패턴.
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