KR20150062892A

KR20150062892A - 전도성 구조체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20150062892A
Application number: KR1020130148018A
Authority: KR
Inventors: 김사라; 성지현; 이승헌; 신부건; 황지영; 박제섭; 정진미; 정유진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08
Also published as: KR101686283B1

Abstract

본 출원은 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전도성 구조체는, 전도성 라인이 물리적으로 단절되거나, 전도성 라인 내 핀홀 등과 같은 전도성 불량이 발생하는 경우에, 상기 전도성 불량이 발생한 영역 상에 추가의 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 전도성 불량이 발생한 영역을 복원할 수 있다.

Description

전도성 구조체 및 이의 제조방법{CONDUCTIVE STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 출원은 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이 장치란 TV나 컴퓨터용 모니터 등을 통틀어 일컫는 말로서, 화상을 형성하는 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자를 지지하는 케이스를 포함한다.

상기 디스플레이 소자로는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 전기영동 디스플레이 (Electrophoretic display) 및 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT), OLED 디스플레이 등을 예로 들 수 있다. 디스플레이 소자에는 화상 구현을 위한 RGB 화소 패턴 및 추가적인 광학 필터가 구비되어 있을 수 있다.

한편, 디스플레이 장치와 관련하여, 스마트 폰 및 태블릿 PC, IPTV 등의 보급이 가속화됨에 따라 키보드나 리모컨 등 별도의 입력 장치 없이 사람의 손이 직접 입력 장치가 되는 터치 기능에 대한 필요성이 점점 커지고 있다. 또한, 특정 포인트 인식뿐만 아니라 필기가 가능한 다중 인식(multi-touch) 기능도 요구되고 있다.

상기와 같은 기능을 하는 터치스크린은 신호의 검출 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

즉, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값의 변화를 통해 감지하는 저항막 방식(resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하는 정전 용량방식(capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로서 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등이 있다.

이중, 가장 보편화된 저항막 및 정전 용량 방식의 터치스크린은 ITO 필름과 같은 투명 도전막을 이용하여 전기적인 접촉이나 정전 용량의 변화에 의하여 터치 여부를 인식한다. 하지만, 상기 투명 도전막은 150 ohm/square 이상의 고저항이 대부분이어서 대형화시에 감도가 떨어지고, 이를 이용하여 터치스크린 제작시 ITO의 패터닝 공정과 금속 트레이스(trace)부의 전극 패터닝 공정을 포토리소그라피와 같은 공정으로 순차적으로 진행하여야 한다는 복잡성과 함께, 스크린의 크기가 커질수록 ITO 필름의 가격이 급증한다는 문제로 제조시 제조비용의 상승 및 대형화 적용의 어려움이 존재한다. 이를 극복하기 위하여 최근 전도도가 높은 금속 패턴을 이용한 방식으로 대형화를 구현하려는 시도가 이루어지고 있다.

이러한 금속 패턴을 이용하는 경우 금속의 높은 전도도로 인하여 대면적화에 유리하고, 트레이스(trace) 전극과 화면부를 동시에 형성한다는 측면에 있어서 공정수 감소로 인한 수율 및 가격에 있어서 유리한 장점을 지니고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0007605호

본 발명은 다양한 전자 소자의 전극 등에 적용할 수 있는 전도성 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이에 본 발명은,

1) 적어도 일면에 전도성 패턴이 구비된 기판을 준비하는 단계로서, 상기 전도성 패턴은 제1 전도성 라인을 포함하고, 상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하는 것인, 기판을 준비하는 단계; 및

2) 상기 오픈영역 상에 전도성 잉크 조성물을 이용하여 제2 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인을 서로 전기적으로 연결하는 단계

를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은,

기판; 및

상기 기판 상에 구비되고, 제1 전도성 라인을 포함하는 전도성 패턴을 포함하는 전도성 구조체로서,

상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하고,

상기 오픈 영역 상에, 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 연결된 제2 전도성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 전도성 구조체를 포함하는 전자 소자를 제공한다.

본 발명에 따른 전도성 구조체는, 전도성 라인이 물리적으로 단절되거나, 전도성 라인 내 핀홀 등과 같은 전도성 불량이 발생하는 경우에, 상기 전도성 불량이 발생한 영역 상에 추가의 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 전도성 불량이 발생한 영역을 복원할 수 있다. 특히, 상기 전도성 불량이 발생한 영역 상에 형성되는 추가의 전도성 라인을 잉크젯 등과 같은 인쇄방법에 의하여 형성함으로써, 상기 전도성 라인이 극히 미세한 경우에도 상기 전도성 불량이 발생한 영역을 복원할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일구체예에 따른 전도성 구조체의 단면도를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일구체예에 따른 전도성 구조체의 평면도를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 결과를 개략적으로 나타낸 도이다.
<도면부호의 설명>
10: 기판
20: 제1 전도성 라인
30: 제2 전도성 라인
40: 암색화층
50: 보호층

이하 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.

종래의 전도성 패턴의 제조방법은 전도성 잉크 조성물을 이용하여 스크린 인쇄를 하거나, 금속막을 형성한 후 식각하는 방법을 주로 이용하였다. 상기 전도성 패턴의 제조시 금속선과 같은 전도성 라인의 끊김이 발생하는 경우에는 전도성 불량이 발생되어 수율 저하로 이어지게 된다. 특히, 기판의 크기가 커질수록 불량율이 커지게 된다.

상기 전도성 라인의 끊김과 같은 오픈 불량은 공정 중 환경의 이물 등에 의하여 빈번하게 발생할 수 있는데, 특히 샘플의 면적이 커질수록 채널 수 증가와 라우터 길이 증가에 따라 인쇄 공정 진행시 오픈 불량의 발생 확률이 매우 높아지므로 이를 보수하기 위하여 전도성 구조물을 제작하는 기술이 필수적이다.

상기와 같이, 전도성 라인의 끊김이 발생하였을 때, 끊어진 전도성 라인을 연결하는 방법으로는, 글래스 기판을 사용하는 경우 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition) 방법을 주로 이용하였고, 이는 전도성 패턴이 손상된 부위에 전도성 패턴 재료를 화학적으로 증착하여 전도성 패턴을 복원하는 방법이다. 그러나, 상기 화학기상증착 방법은 본원장비의 가격이 매우 고가이고, 고온공정을 필요로 한다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명에서는 고온의 공정조건을 요구하지 않으면서, 끊어진 전도성 라인이 매우 미세한 경우에는 간단한 공정에 의하여 복원할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일구체예에 따른 전도성 구조체의 제조방법은, 1) 적어도 일면에 전도성 패턴이 구비된 기판을 준비하는 단계로서, 상기 전도성 패턴은 제1 전도성 라인을 포함하고, 상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하는 것인, 기판을 준비하는 단계; 및 2) 상기 오픈 영역 상에 전도성 잉크 조성물을 이용하여 제2 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인을 서로 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일구체예에 다른 전도성 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 1) 단계는 적어도 일면에 전도성 패턴이 구비된 기판을 준비하는 단계로서, 상기 전도성 패턴은 제1 전도성 라인을 포함하고, 상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함한다. 본 명세서에 있어서, 상기 오픈 영역은 전도성 불량 영역을 의미하는 것이며, 물리적인 단절 영역, 핀홀 등을 모두 포함할 수 있다.

상기 기판은 당 기술분야에 알려진 것을 제한 없이 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는 유리, SiO2, 실리콘 웨이퍼 등과 같은 하드한 기판 또는 PET(polyethylene terephthalate), PC(Polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), COP(cycloolefin polymer) 등과 같은 필름 기판을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 전도성 패턴을 구성하는 제1 전도성 라인의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 금속, 금속 혼합물, 금속 합금 등을 1종 이상 이용할 수 있다. 상기 제1 전도성 라인의 재료는 전도도가 우수하고, 식각(etching)이 용이한 재료일수록 바람직하다.

상기 제1 전도성 라인의 재료의 구체적인 예로는 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 이들의 혼합물, 이들의 합금 등을 1종 이상 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제1 전도성 라인의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01 ~ 10㎛인 것이 제1 전도성 라인의 전도도 및 형성 공정의 경제성 측면에서 바람직하다.

상기 제1 전도성 라인은 선폭이 10㎛ 이하일 수 있고, 0.1 내지 10㎛ 일 수 있으며, 0.2 내지 8㎛ 일 수 있고, 1㎛이상 5㎛ 이하일 수 있다. 상기 제1 전도성 라인의 두께는 10㎛ 이하일 수 있고, 2㎛ 이하일 수 있으며, 10 ~ 300nm 일 수 있다. 상기와 같은 선폭의 제1 전도성 라인을 포함하는 전도성 구조체는 터치패널의 화면부에 보다 바람직하게 적용될 수 있다.

또한, 상기 제1 전도성 라인은 선폭이 50㎛ 이하일 수 있고, 20 내지 40㎛일 수 있다. 상기와 같은 선폭의 제1 전도성 라인을 포함하는 전도성 구조체는 터치패널의 라우터부에 보다 바람직하게 적용될 수 있다.

상기 전도성 패턴은 규칙적 패턴이고, 상기 전도성 패턴을 구성하는 제1 전도성 라인들 중 임의의 복수의 선이 교차하여 형성되는 교차점을 포함하고, 상기 교차점의 수는 3.5cm × 3.5cm 면적에서 3,000 ~ 123,000개일 수 있고, 5,000 ~ 35,000개일 수 있으며, 10,000 ~ 35,000개일 수 있다.

상기 전도성 패턴의 개구율, 즉 패턴에 의하여 덮여지지 않는 면적 비율은 70% 이상일 수 있고, 85% 이상일 수 있으며, 95% 이상일 수 있다. 또한, 상기 전도성 패턴의 개구율은 90 내지 99.9% 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 전도성 패턴은 규칙적 패턴일 수도 있고, 상기 규칙적 패턴으로는 메쉬 패턴 등 당 기술분야의 패턴 형태가 사용될 수 있다.

상기 전도성 패턴의 피치는 600㎛ 이하일 수 있고, 250㎛ 이하일 수 있으나, 이는 당업자가 원하는 투과도 및 전도도에 따라 조정할 수 있다.

상기 제1 전도성 라인은 비저항 1 × 10⁶ 옴·cm 내지 30 × 10⁶ 옴·cm의 물질이 적절하며, 7 × 10⁶ 옴·cm 이하인 것이 더욱 바람직하다.

상기 제1 전도성 라인 상에는 암색화층을 추가로 포함할 수 있다.

상기 암색화층은 제1 전도성 라인의 상면 및 하면에 구비될 수 있고, 제1 전도성 라인의 상면 및 하면뿐만 아니라 측면의 적어도 일부분에 구비될 수 있으며, 제1 전도성 라인의 상면, 하면 및 측면 전체에 구비될 수 있다.

상기 암색화층은 제1 전도성 라인의 전면(全面)에 구비됨으로서 상기 제1 전도성 라인의 높은 반사도에 따른 시인성을 감소시킬 수 있다. 이 때, 상기 암색화층은 전도층과 같은 높은 반사도를 지니는 층과 결합시 특정 두께 조건하에서 소멸간섭 및 자체적인 흡광성을 가지기 때문에 암색화층에 의하여 반사되는 빛과 암색화층을 거쳐서 제1 전도성 라인에 의하여 반사되는 빛의 양을 서로 유사하게 맞춰줌과 동시에 아울러 특정 두께 조건에서 두 빛간의 상호 소멸간섭을 유도해 줌으로써 제1 전도성 라인에 의한 반사도를 낮춰 주는 효과를 나타내게 된다.

상기 암색화층과 상기 전도성 패턴은 별도의 패턴층이 적층 구조를 이루는 점에서, 흡광 물질의 적어도 일부가 전도성 패턴 내에 함몰 또는 분산되어 있는 구조나 단일층의 도전층이 표면처리에 의하여 표면측 일부가 물리적 또는 화학적 변형이 이루어진 구조와는 차별된다.

또한, 상기 암색화층은 접착층 또는 점착층을 개재하지 않고, 직접 상기 기재 상에 또는 직접 상기 전도성 패턴 상에 구비된다. 접착층 또는 점착층은 내구성이나 광학 물성에 영향을 미칠 수 있다.

상기 암색화층의 두께는 전술한 물리적 성질인 소멸간섭 특성과 흡수계수 특성을 지닌다면 빛의 파장을 λ라 하고, 암색화층의 굴절률을 n으로 정의할 때, λ / (4 × n) = N (여기서 N은 홀수)의 두께조건을 만족하면 어떠한 두께든 무관하다.

다만 제조공정 중 전도성 패턴과의 식각(etching) 특성을 고려하는 경우 10nm 내지 400nm 사이에서 선택하는 것이 바람직하지만, 사용하는 재료 및 제조 공정에 따라 바람직한 두께는 상이할 수 있으며, 본 발명의 범위가 상기 수치범위에 의하여 한정되는 것은 아니다.

상기 암색화층은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수도 있다.

상기 암색화층은 무채색(無彩色) 계열의 색상에 가까운 것이 바람직하다.

다만, 반드시 무채색일 필요는 없으며, 색상을 지니고 있더라도 낮은 반사도를 지니는 경우라면 도입 가능하다. 이 때, 무채색 계열의 색상이라 함은 물체의 표면에 입사(入射)하는 빛이 선택 흡수되지 않고 각 성분의 파장(波長)에 대해 골고루 반사 흡수될 때에 나타나는 색을 의미한다. 상기 암색화층은 가시광 영역(400nm ~ 800nm)에 있어서 전반사율 측정시 각 파장대별 전반사율의 표준편차가 50% 내인 재료를 사용할 수 있다.

상기 암색화층의 재료로는 흡광성 재료로서, 바람직하게는 전면층을 형성했을 때 전술한 물리적 특성을 지니는 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 산질화물로 이루어진 재료라면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다.

예컨대, 상기 암색화층은 Ni, Mo, Ti, Cr 등을 이용하여 당업자가 설정한 증착 조건 등에 의하여 산화물막, 질화물막, 산화물-질화물막, 탄화물막, 금속막 또는 이들의 조합일 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 암색화층은 Ni 및 Mo를 동시에 포함할 수 있다. 상기 암색화층은 Ni 50 ~ 98 원자% 및 Mo 2 ~ 50 원자%를 포함할 수 있으며, 그 외 금속, 예컨대 Fe, Ta, Ti 등의 원자를 0.01 ~ 10 원자%를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 암색화층은, 필요한 경우, 질소 0.01 ~ 30 원자% 또는 산소 및 탄소 4 원자% 이하를 더 포함할 수도 있다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화층은 SiO, SiO₂, MgF₂ 및 SiNx(x

는 1 이상의 정수)에서 선택되는 유전성 물질 및 Fe, Co, Ti, V, Al, Cu, Au 및 Ag 중에서 선택되는 금속을 포함할 수 있으며, Fe, Co, Ti, V, Al, Cu, Au 및 Ag 중에서 선택되는 2원 이상의 금속의 합금을 더 포함할 수 있다. 상기 유전성 물질은 외부광이 입사되는 방향으로부터 멀어질수록 점차적으로 감소되도록 분포되어 있고, 상기 금속 및 합금 성분은 그 반대로 분포되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 유전성 물질의 함량은 20 ~ 50 중량%, 상기 금속의 함량은 50 ~ 80 중량%인 것이 바람직하다. 상기 암색화층이 합금을 더 포함하는 경우, 상기 암색화층은 유전성 물질 10 ~ 30 중량%, 금속 50 ~ 80 중량% 및 합금 5 ~ 40 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화층은 니켈과 바나듐의 합금, 니켈과 바나듐의 산화물, 질화물 또는 산질화물 중 어느 하나 이상을 포함하는 박막으로 이루어질 수 있다. 이 때, 바나듐은 26 ~ 52 원자%로 함유되는 것이 바람직하며, 니켈에 대한 바나듐의 원자비는 26/74 ~ 52/48인 것이 바람직하다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화층은 2 이상의 원소를 갖고, 하나의 원소 조성비율이 외광이 입사하는 방향에 따라 100 옴스트롬당 최대 약 20%씩 증가하는 천이층을 포함할 수 있다. 이 때, 하나의 원소는 크롬, 텅스텐, 탄탈, 티탄, 철, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 금속원소일 수 있으며, 금속원소 이외의 원소는 산소, 질소 또는 탄소일 수 있다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화층은 제1 산화크롬층, 금속층, 제2 산화크롬층 및 크롬 미러를 포함할 수 있으며, 이 때 크롬을 대신하여 텅스텐, 바나듐, 철, 크롬, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 10 ~ 30nm의 두께, 상기 제1 산화크롬층은 35 ~ 41nm의 두께, 상기 제2 산화크롬층은 37 ~ 42nm의 두께를 가질 수 있다.

또 구체적인 하나의 예로서, 상기 암색화층으로는 알루미나(Al₂O₃)층, 크롬 산화물(Cr₂O₃)층 및 크롬(Cr)층의 적층 구조를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 알루미나층은 반사 특성의 개선 및 광확산 방지특성을 갖고, 상기 크롬 산화물층은 경면 반사율을 감소시켜 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화층은 알루미늄 산질화물(AlOxNy, 0 < x ≤ 1.5, 0 < y ≤ 1)을 포함할 수 있다.

상기 암색화층은 상기 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비될 수 있다. 여기서 전도성 패턴에 대응되는 영역이라 함은 상기 전도성 패턴과 동일한 형상의 패턴을 가지는 것을 의미한다. 다만, 암색화층의 패턴 규모가 상기 전도성 패턴과 완전히 동일한 필요는 없으며, 암색화층의 선폭이 전도성 패턴의 선폭에 비하여 좁거나 넓은 경우도 본 발명의 범위에 포함된다. 예컨대, 상기 암색화층은 상기 전도성 패턴이 구비된 면적의 80% 내지 120%의 면적을 가지는 것이 바람직하다.

상기 암색화층은 상기 전도성 패턴의 선폭과 동일하거나 큰 선폭을 갖는 패턴 형태를 가지는 것이 바람직하다.

상기 암색화층이 상기 전도성 패턴의 선폭보다 더 큰 선폭을 갖는 패턴 형상을 갖는 경우, 사용자가 바라볼 때 암색화층이 전도성 패턴을 가려주는 효과를 더 크게 부여할 수 있으므로, 전도성 패턴 자체의 광택이나 반사에 의한 효과를 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 암색화층의 선폭이 상기 전도성 패턴의 선폭과 동일하여도 본 발명에 목적하는 효과를 달성할 수 있다.

상기 암색화층의 비저항값은 1 × 10² 내지 5 × 10² Ω·cm일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 암색화층의 투과율은 35 ~ 60%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일구체예에 다른 전도성 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 2) 단계는 상기 오픈 영역 상에 전도성 잉크 조성물을 이용하여 제2 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인을 서로 전기적으로 연결하는 단계이다.

상기 2) 단계의 제2 전도성 라인을 형성하는 방법은 잉크젯 인쇄법, 전기수력학적 분사 인쇄법(Electrohydrodynamic jet printing), 디스펜싱(dispensing) 인쇄법 또는 에어로졸 젯 인쇄법을 이용할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 2) 단계의 제2 전도성 라인을 형성하는 방법은, 2-1) 상기 오픈 영역 상에 전도성 잉크 조성물을 인쇄하는 단계; 및 2-2) 레이저 또는 광 소성에 의하여 상기 전도성 잉크 조성물을 소성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전도성 잉크 조성물은 제2 전도성 라인을 형성할 수 있는 재료를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전도성 잉크 조성물은 금속, 금속 전구체, 금속 합금, 이들의 혼합물과 용매를 포함할 수 있다. 상기 금속의 예로는 전술한 제1 전도성 라인의 재료와 동일하므로, 이의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 용매로는 당 기술분야에서 사용될 수 있는 용매를 사용할 수 있으며, 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수 있다. 예컨대, PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate), 에탄올, 프로필렌카보네이트, 부틸셀로솔브, DMAc(dimethyl acetamide), MEK(methyl ethyl ketone), MIBK(methyl isobutyl ketone), NMP(N-methylpyrrolidone), 글리세롤(glycerol), 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(triethyleneglycol monomethyl ether), 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(triethylene glycol monoethyl ether), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol) 등을 사용할 수 있다.

이 때, 상기 오픈 영역과 전도성 잉크 조성물의 접촉면적을 최대화하기 위하여, 레이저 등을 이용하여 오픈 영역이 발생된 제1 전도성 라인의 상부의 일부를 탈막시키거나, 인위적으로 일부분을 식각하거나 제거한 후, 전도성 잉크 조성물을 오픈 영역 상에 인쇄할 수 있다.

또한, 전도성 잉크 조성물의 과도한 퍼짐현상을 방지하기 위하여, 오픈 영역 주위에 UV 레진 등을 이용하여 격벽을 형성할 수 있다.

또한, 상기 2-1) 단계 이후에, 상기 전도성 잉크 조성물을 열 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 열 건조는 전도성 잉크 조성물 내에 남아 있는 용매를 건조하고 소결하기 위한 것으로서, 오븐 등을 이용하여 20 ~ 200℃의 온도에서 1시간 이내로 수행될 수 있다. 상기 열 건조하는 단계는 후공정 조건에 따라 생략될 수 있다.

상기 레이저 또는 광 소성에 의하여 상기 전도성 잉크 조성물을 소성하는 단계는 제2 전도성 라인의 전도성을 높이기 위한 공정으로서, 오픈 영역 상에 충분한 접촉 면적을 가지고, 제2 전도성 라인의 하부에 구비된 기판의 손상 없이 전도성 잉크 조성물의 소결을 유도하는 공정이다.

본 발명에 따른 전도성 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 2) 단계 이후, 상기 제2 전도성 라인 상에 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 보호층은 전도성 잉크 조성물의 소성공정 이후에 형성된 제2 전도성 라인의 내구성을 증가시키기 위한 것으로서, 당 기술분야에 알려진 절연막 수지, UV 경화성 수지 등을 이용하여 형성할 수 있다.

예컨대, 상기 보호층 재료로서 열경화성 수지 뿐만 아니라 UV 경화성 수지를 사용할 수 있다. UV 경화성 수지는 열경화성 수지와는 달리 용매를 사용하지 않을 수 있기 때문에, 용매 증발에 따른 문제점이 없어, 안정적인 형태의 미세한 패턴 형성에 유리하다. 구체적으로, 상기 보호층 재료의 예로는 이미드계 고분자, 비스페놀계 고분자, 에폭시계 고분자, 아크릴계 고분자, 에스테르계 고분자, 노볼락(Novolac)계 고분자 또는 이들의 조합물을 이용할 수 있다. 이 중에서도 아크릴계, 이미드계 또는 노볼락(Novolac)계 수지가 바람직하다. 또한, 상기 보호층 재료의 예로는 이미드계 단량체, 비스페놀계 단량체, 에폭시계 단량체, 아크릴계 단량체 및 에스테르계 단량체 중 2 이상의 조합물 또는 공중합체, 예컨대 에폭시화 아크릴 수지 또는 에폭시계 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체를 이용할 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 전도성 구조체는, 기판; 및 상기 기판 상에 구비되고, 제1 전도성 라인을 포함하는 전도성 패턴을 포함하고, 상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하며, 상기 오픈 영역 상에, 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 연결된 제2 전도성 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 기판, 전도성 패턴, 제1 전도성 라인, 제2 전도성 라인, 오픈 영역 등에 대한 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 제2 전도성 라인의 비저항은 제1 전도성 라인의 비저항보다 800% 이하일 수 있다.

공정 비용 등을 고려하였을 때, 상기 오픈 영역의 길이가 최대 300㎛인 경우까지 오픈 영역 불량을 보수하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 오픈 영역이 없는 양호한 상태의 길이 300㎛의 제1 전도성 라인의 저항은 약 4 ~ 6ohm 이다. 이 부분의 저항이 최대 150ohm까지 증가하여도, 즉 약 25 ~ 37배까지 증가하여도 제품의 성능에는 영향을 미치지 않을 수 있다. 한편, 상기 제1 전도성 라인의 선저항(R)은 R = ρ × (L / w·H) 의 식으로 계산될 수 있다(이 때, ρ: 비저항, L: 선길이, w: 선폭, H: 두께). 일반적으로, 오픈 영역 결함을 보수한 뒤, L 및 w는 양호한 상태의 경우와 크게 다르지 않으나, 상기 비저항과 두께는 달라질 수 있다.

즉, 동일한 두께에서, 선저항이 최대 25배 증가되려면 비저항이 25배로 증가하여도 되고, 두께를 2배로 높이면 비저항이 50배로 증가하여도 허용가능하다.

다만, 실제 공정상 선저항 뿐만 아니라, 서로 다른 물질의 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인이 결합될 수 있으므로 이들의 접촉저항 또한 고려하여야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 접촉저항을 고려하여, 제2 전도성 라인의 비저항은 제1 전도성 라인의 비저항보다 800% 이하인 경우에 보다 바람직한 효과를 나타낼 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 암색화층이 구비된 제1 전도성 라인의 비저항은 4 ~ 10 μΩ·cm 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일구체예에 따른 전도성 구조체의 단면도를 하기 도 1 및 도 2에 개략적으로 나타내었다.

또한, 본 발명의 일구체예에 따른 전도성 구조체의 평면도를 하기 도 3 내지 도 8에 개략적으로 나타낸 도이다.

본 발명에 있어서, 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인의 접촉 면적의 비는, 하기 도 3과 같은 전도성 구조체의 경우의 기준 면적을 A라 하였을 때, 전도성 구조체의 크기, 면적 등을 고려하여 0.3A ~ 3A와 같이 다양하게 변화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 전도성 구조체를 포함하는 전자 소자를 제공한다. 상기 전자 소자의 구체적인 예로는 디스플레이 소자, 터치패널 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 전도성 구조체는 디스플레이 소자, 터치패널 등의 전자 소자에서 금속 전극으로서 적용될 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더 자세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도하지 않는다.

< 실시예 >

도 9는 일반적인 터치스크린에서 일어나는 일반적인 오픈 형상이며 이와 같은 패턴의 결함을 해결하기 위하여 시도한 전도성 구조물을 형성된 테스트 패턴과 이를 관찰한 결과(OM, SEM) 이다. 리페어 후 전도성이 확보된 패턴의 경우 레이져 소결 후 전도성입자 도막의 네킹이 완벽하게 이루어졌고, 기판과 배선을 부드럽게 연결하고 있다. 그러나, 리페어 후에도 전도성이 나오지 않는 패턴의 경우에는 전도성입자 도막이 기판에서 배선으로 넘어가는 과정에서 크랙이 관찰되며, 크랙부분의 나노입자의 소결이 완벽하게 이루어지지 않고 입자 형상을 유지한다.

Claims

1) 적어도 일면에 전도성 패턴이 구비된 기판을 준비하는 단계로서, 상기 전도성 패턴은 제1 전도성 라인을 포함하고, 상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하는 것인, 기판을 준비하는 단계; 및
2) 상기 오픈영역 상에 전도성 잉크 조성물을 이용하여 제2 전도성 라인을 형성함으로써, 상기 제1 전도성 라인과 제2 전도성 라인을 서로 전기적으로 연결하는 단계
를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법.

청구항 1에 있어서, 상기 2) 단계의 제2 전도성 라인을 형성하는 방법은 잉크젯 인쇄법, 전기수력학적 분사 인쇄법(Electrohydrodynamic jet printing), 디스펜싱(dispensing) 인쇄법 또는 에어로졸 젯 인쇄법을 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.

청구항 1에 있어서, 상기 2) 단계의 제2 전도성 라인을 형성하는 방법은,
2-1) 상기 오픈 영역 상에 전도성 잉크 조성물을 인쇄하는 단계; 및
2-2) 레이저 또는 광 소성에 의하여 상기 전도성 잉크 조성물을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.

청구항 3에 있어서, 상기 2-1) 단계 이후,
상기 전도성 잉크 조성물을 열 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.

청구항 1에 있어서, 상기 2) 단계 이후,
상기 제2 전도성 라인 상에 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.

청구항 1에 있어서, 상기 1) 단계 이후,
상기 제1 전도성 라인 중 일부 영역을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.

기판; 및
상기 기판 상에 구비되고, 제1 전도성 라인을 포함하는 전도성 패턴을 포함하는 전도성 구조체로서,
상기 제1 전도성 라인 중 적어도 일부는 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 단절된 오픈 영역을 포함하고,
상기 오픈 영역 상에, 상기 제1 전도성 라인과 서로 전기적으로 연결된 제2 전도성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 제2 전도성 라인은 잉크젯 인쇄법, 전기수력학적 분사 인쇄법(Electrohydrodynamic jet printing), 디스펜싱(dispensing) 인쇄법 또는 에어로졸 젯 인쇄법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 제2 전도성 라인의 비저항은 제1 전도성 라인의 비저항보다 800% 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 제2 전도성 라인 상에 보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 제1 전도성 라인 및 제2 전도성 라인은 각각 독립적으로 금속, 금속 혼합물 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 11에 있어서, 상기 제1 전도성 라인 및 제2 전도성 라인은 각각 독립적으로 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 제1 전도성 라인 상에 암색화층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.

청구항 7에 있어서, 상기 기판은 유리, SiO₂, 실리콘 웨이퍼, PET(polyethylene terephthalate), PC(Polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate) 및 COP(cycloolefin polymer)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.

청구항 7 내지 14 중 어느 한 항의 전도성 구조체를 포함하는 전자 소자.

청구항 15에 있어서, 상기 전자 소자는 디스플레이 소자 또는 터치패널인 것을 특징으로 하는 전자 소자.