KR20170076312A - 전도성 패턴 - Google Patents
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Abstract
전기저항 및 투명도가 일정하고 디스플레이에서 모아레 현상과 스타버스트 현상을 방지할 수 있는 전도성 패턴이 제공된다. 본 발명에 따른 전도성 패턴은, 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성된다.
Description
본 발명은 전도성 패턴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기저항 및 투명도가 일정하고 디스플레이에서 모아레 현상과 스타버스트 현상을 방지할 수 있는 전도성 패턴에 관한 것이다.
일반적으로, 터치스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이를 위해, 터치스크린 패널은 디스플레이 장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다. 터치스크린 패널에서 이러한 터치스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도 방식(electromagnetic type)등으로 구분된다.
이러한 터치스크린 패널은 전술한 방식 중 어떠한 방식을 사용하는 경우에도, 디스플레이의 전면에 구비되어 사용되기 때문에 투명도가 요구된다는 특성상 통상의 금속전극을 이용할 수 없다. 때문에, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 전도성 산화물을 사용이 일반화되었다.
ITO는 높은 저항값 특성 및 제조공정의 복잡함과 장시간 공정을 요하는 단점에도 불구하고 투명 소재라는 측면에서 디스플레이 패널용 전극으로 널리 활용되고 있다. 하지만 대면적화시 원가 상승이 크고, 희토류인 인듐의 수급 우려, 산화물 특성상 플렉서블 디스플레이에의 적용이 어려워 이를 대체할 수 있는 물질에 대한 연구가 활발하다.
현재 ITO전극을 대체할 소재로 가장 많이 언급되고 있는 기술은 Ag, Al 또는 Cu등과 같은 금속메쉬(Metal Mesh), 실버 나노와이어(Silver Nanowire), 카본나노튜브(Carbon Nanotube, CNT) 또는 그래핀(Graphene) 등이 있다. 이 중에서 상용화에 가장 근접한 기술이 바로 금속메쉬전극기술이다.
금속메쉬는 불투명한 금속을 1내지 10㎛의 배선폭, 배선간의 간격이 10 내지 100㎛사이인 사각형 모양을 주기적인 패턴으로 기판 위에 형성하여 전도성 패턴막을 형성한다. 전도성이 높은 금속을 사용하기 때문에 저항값이 낮은 장점이 있지만 투과율이 상대적으로 낮고, 주기적인 격자 형태의 전극 때문에 디스플레이에서는 픽셀과 간섭이 일어나는 모아레(Moire) 현상과 규칙적 격자형상때문에 발생하는 스타버스트(Starburst) 현상이 발생한다.
주기적 격자 형태의 전극형상때문에 발생하는 모아레 현상이나 스타버스트 현상을 회피하기 위하여 금속매쉬의 패턴을 불규칙하게 하는 경우에는 전기저항이 일정하지 않고 투명도가 일정하지 않아 안정적이지 않고, 패턴형성시 단위패턴이 없이 모두 서로 다른 불규칙한 패턴을 조합하여야 하므로 패턴을 형성하기 위한 마스크 제작이 어려워 제조비용이 증가하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전기저항 및 투명도가 일정하고 디스플레이에서 모아레 현상과 스타버스트 현상을 방지할 수 있는 전도성 패턴을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 패턴은, 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성된다.
단위패턴은 오각형일 수 있다.
제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점에서의 내부각도를 각각 제1각도, 제2각도, 제3각도, 제4각도 및 제5각도라 하고, 오각형의 선분길이를 제1점 및 제5점의 선분길이를 제1선분길이, 제1점 및 제2점의 선분길이를 제2선분길이, 제2점 및 제3점의 선분길이를 제3선분길이, 제3점 및 제4점의 선분길이를 제4선분길이, 및 제4점 및 제5점의 선분길이를 제5선분길이라고 하면,
단위패턴은, 제2선분길이, 제3선분길이, 제4선분길이 및 제5선분길이가 동일하고,
i) 제2각도와 제5각도의 2배의 합은 제3각도의 2배와 제4각도의 합과 같고, 이들은 360°인 제1단위패턴,
ii) 제2각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 제2단위패턴, 또는
iii) 제1각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 제3단위패턴 중 어느 하나일 수 있다.
또는, 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점에서의 내부각도를 각각 제1각도, 제2각도, 제3각도, 제4각도 및 제5각도라 하고, 오각형의 선분길이를 제1점 및 제5점의 선분길이를 제1선분길이, 제1점 및 제2점의 선분길이를 제2선분길이, 제2점 및 제3점의 선분길이를 제3선분길이, 제3점 및 제4점의 선분길이를 제4선분길이, 및 제4점 및 제5점의 선분길이를 제5선분길이라고 하면,
제4단위패턴은, 제1선분길이, 제3선분길이 및 제5선분길이가 동일하고, 제2선분길이는 제1선분길이의 2배와 동일하고, 제1각도는 150°, 제2각도는 60°, 제3각도는 135°, 제4각도는 105°및 제5각도는 90°일 수 있다.
5개의 점은 2이상의 선분, 1이상의 곡선 및 1이상의 곡선과 1이상의 직선 중 적어도 어느 하나로 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판상에 전도성물질을 도포하여 전도성물질층을 형성하는 단계; 전도성물질층에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 마스크를 사용하여 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성되도록 패턴을 형성하도록 노광하는 단계; 현상하는 단계; 전도성물질을 에칭하는 단계; 및 포토레지스트층을 제거하는 단계;를 포함하는 전도성 패턴 제조방법이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 5개의 점을 이용한 특정 단위패턴을 구성된 전도성 메쉬패턴을 형성할 수 있어서, 균일한 패턴형상이기 때문에 패턴 제작이 용이하고, 전기저항 및 투명도가 일정하여 신뢰성 있는 전도성 패턴 제공이 가능하다.
균일한 패턴이면서도 오각형 패턴의 선분들이 규칙적이지 않아 간섭현상을 감소시켜 디스플레이에 사용시 모아레 현상을 방지할 수 있고 스타버스트 현상도 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제1단위패턴이고, 도 2는 도 1의 제1단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2단위패턴이고, 도 4는 도 3의 제2단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제3단위패턴이고, 도 6은 도 5의 제3단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제4단위패턴이고, 도 8은 도 7의 제4단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제5단위패턴이고, 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제6단위패턴이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전도성 패턴 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
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도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제5단위패턴이고, 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제6단위패턴이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전도성 패턴 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 패턴은, 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성된다. 본 발명의 전도성 패턴은 5개의 점이 연결되어 형성된 단위패턴을 포함하여 단위패턴은 오각형일 수 있으나, 단위패턴의 형상이 반드시 오각형인 것은 아니다. 5개의 점이 연결된 단위패턴이 오각형이 아닌 경우는 이하 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
전도성 패턴은 전도성을 갖는 물질을 패턴화하여 형성될 수 있다. 전도성 패턴은 전도성물질을 여러가지 방법을 이용하여 패턴화하는데, 예를 들어, 포토리소그래피, 잉크젯, 스크린프린터, 그라비아, 또는 몰드를 이용하는 방법 등 다양한 방법이 사용될수 있다. 전도성 물질로는 구리, 은 또는 철 등 금속이나, 전도성 잉크 혹은 페이스트, 그래파이트, 그래핀, 카본나노물질 등 카본계 물질, 전도성 폴리머 등이 사용될 수 있다. 사용되는 물질 및 요구되는 배선의 두께에 따라 메쉬패턴의 제작방법이 다양하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제1단위패턴이고, 도 2는 도 1의 제1단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2단위패턴이고, 도 4는 도 3의 제2단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제3단위패턴이고, 도 6은 도 5의 제3단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제4단위패턴이고, 도 8은 도 7의 제4단위패턴으로 형성된 전도성 패턴을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 8에서 전도성 패턴의 단위패턴은 오각형 형상이다.
본 실시예에서 각의 점을 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이라고 하고, 각 점에서의 내부각도는 각각 제1각도, 제2각도, 제3각도, 제4각도 및 제5각도라 하기로 하면, 선분길이는 제1점 및 제5점의 선분길이를 제1선분길이, 제1점 및 제2점의 선분길이를 제2선분길이, 제2점 및 제3점의 선분길이를 제3선분길이, 제3점 및 제4점의 선분길이를 제4선분길이, 및 제4점 및 제5점의 선분길이를 제5선분길이라고 할 수 있다.
도 1의 단위패턴을 제1단위패턴이라 하고, 제1단위패턴을 예로 들면, 제1단위패턴은 제1점(A), 제2점(B), 제3점(C), 제4점(D) 및 제5점(E)을 포함하고, 각 점을 연결한 선분길이는 제1선분길이(a), 제2선분길이(b), 제3선분길이(c), 제4선분길이(d) 및 제5선분길이(e)이다. 도 1의 단위패턴으로 전도성 패턴을 구성하면, 도 2와 같이 제1단위패턴이 복수개 포함되어 패턴화된 전도성 패턴을 얻을 수 있다. 도 2의 전도성 패턴은 단위패턴이 하나이나 주기적인 격자형태가 아니기 때문에 디스플레이에서 픽셀과 간섭이 발생하지 않아 모아레 현상을 방지할 수 있고 스타버스트 현상도 방지할 수 있다.
아울러, 일견 불규칙해보일 수 있으나 단위패턴이 하나이므로 규칙성을 나타내어 어느 위치에서도 저항이 일정하게 되고, 투명도 또한 균일한 전극형성이 가능하다.
이러한 본 발명에 다른 전도성 패턴을 형성할 수 있는 패턴으로는 단일 패턴으로 전체 패턴을 형성할 수 있는 형상이라면 어떤 것이든 단위패턴으로 이용될 수 있다. 이러한 패턴을 예로 들면, 다음의 제1단위패턴, 제2단위패턴, 제3단위패턴 및 제4단위패턴을 예로 들 수 있다.
도 1의 단위패턴은 제2선분길이(b), 제3선분길이(c), 제4선분길이(d) 및 제5선분길이(e)가 동일하고, 제2각도와 제5각도의 2배의 합은 제3각도의 2배와 제4각도의 합과 같고, 이들은 360°인 조건을 만족한다(B+2E=2C+D=360°).
도 3의 제2단위패턴은 제2선분길이(b), 제3선분길이(c), 제4선분길이(d) 및 제5선분길이(e)가 동일하고, 제2각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 조건을 만족한다(2B+C=D+2E=360°).
도 5의 제3단위패턴은 제2선분길이(b), 제3선분길이(c), 제4선분길이(d) 및 제5선분길이(e)가 동일하고, 제1각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 조건을 만족한다(2A+C=D+2E=360°).
도 7은 본 발명의 또다른 실시예인 제4단위패턴을 도시하고 있는데, 제4단위패턴은 제1선분길이(a), 제3선분길이(c) 및 제5선분길이(e)가 동일하고, 제2선분길이(b)는 제1선분길이(a)의 2배와 동일하고, 제1각도는 150°, 제2각도는 60°, 제3각도는 135°, 제4각도는 105°및 제5각도는 90°일 수 있다.
이에 따라, 제2단위패턴으로 전도성 패턴을 형성하면, 도 4와 같은 패턴이 형성되고, 제3단위패턴으로 전도성 패턴을 형성하면, 도 6과 같은 패턴이 형성되며, 제4단위패턴으로 전도성 패턴을 형성하면, 도 8과 같은 패턴이 형성되므로, 각각 하나의 단위패턴의 반복으로 전도성 메쉬패턴이 형성되어 격자형상의 메쉬패턴보다는 불규칙적이나 다수의 단위패턴을 포함하는 메쉬패턴보다는 규칙적인 패턴이 형성되어 격자형상으로 인한 모아레 현상이나 스타버스트 현상을 방지할 수 있고, 불규칙 패턴과 달리 전체 면적에 걸쳐 단일패턴이 사용되어 저항 및 투명도가 일정하게 되는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제5단위패턴이고, 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제6단위패턴을 도시한 도면이다. 본 실시예에서 전도성 패턴의 단위패턴의 5개의 점은 2이상의 선분, 1이상의 곡선 및 1이상의 곡선과 1이상의 직선 중 적어도 어느 하나로 서로 연결될 수 있다.
도 9에는 도 1의 제1단위패턴에서 각 점이 2개의 선분으로 연결된 제5단위패턴이 도시되어 있다. 제5단위패턴은 오각형은 아니나 전도성 패턴을 구성할 수 있는 오각형에서 선분을 2개의 직선으로 변형한 것이다. 따라서, 도 9의 제5단위패턴의 경우에도 메쉬패턴 형성이 가능하며, 도 1의 제1단위패턴과 비교하면 보다 불규칙해보이나 실제로는 제5단위패턴으로만 구성된 것이므로 전체적으로는 규칙성을 나타낼 수 있다. 따라서, 제5단위패턴으로 메쉬패턴을 형성하면, 도 1의 제1단위패턴보다 더 불규칙하므로 모아레 현상이나 스타버스트 현상방지가 용이하며 저항 및 투명도의 균일성도 유지할 수 있게 된다. 아울러, 단위패턴이 하나이므로 패턴 형성시 하나의 단위패턴의 배치로 메쉬패턴형성이 가능하여 공정을 단순하게 유지할 수 있다.
도 10의 경우에는 각 점이 2개의 곡선으로 연결된 제6단위패턴이 도시되어 있다. 선분이 제5단위패턴과 달리 곡선으로 구성되어 있으므로 더욱 불규칙성이 높아지나 제5단위패턴과 같이 전체적으로는 단위패턴으로 구성되어 있으므로 저항 및 투명도의 균일성도 유지하고 하나의 패턴으로 메쉬패턴 형성이 가능하다. 도 10에는 각 점이 곡선 2개로 연결된 패턴이 도시되어 있으나 이와 달리 각 점이 1개의 곡선만으로 연결되거나, 1개의 곡선과 1개의 직선과 같이 곡선과 직선이 혼합된 형태로 각 점을 연결할 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전도성 패턴 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 발명에 따르면, 전도성 패턴의 제조방법이 제공되는데, 먼저, 도 11a에서와 같이 기판(110) 상에 전도성물질을 도포하여 전도성물질층(120)을 형성하고, 전도성물질층(120)에 포토레지스트층(130)을 형성한 후, 마스크(140)를 사용하여 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성되도록 패턴을 형성하도록 노광한다. 도 11a에서 노광된 기판을 현상하면, 단위패턴에 대응하는 포토레지스트 패턴이 형성되고, 포토레지스트층 하부의 전도성물질을 포토레지스트 패턴에 따라 에칭한다(도 11c). 마지막으로 포토레지스트 패턴을 제거하면(도 11d) 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성되도록 전도성 메쉬패턴이 형성된 기판을 얻는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
A
제1점
B
제2점
C 제3점 D 제4점
E 제5점 a 제1선분길이
b 제2선분길이 c 제3선분길이
d 제4선분길이 e 제5선분길이
110 기판 120 전도성물질층
130 포토레지스트층 140 마스크
C 제3점 D 제4점
E 제5점 a 제1선분길이
b 제2선분길이 c 제3선분길이
d 제4선분길이 e 제5선분길이
110 기판 120 전도성물질층
130 포토레지스트층 140 마스크
Claims (6)
- 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성되는 전도성 패턴.
- 청구항 1에 있어서,
상기 단위패턴은 오각형인 것을 특징으로 하는 전도성 패턴.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점에서의 내부각도를 각각 제1각도, 제2각도, 제3각도, 제4각도 및 제5각도라 하고,
상기 오각형의 선분길이를 제1점 및 제5점의 선분길이를 제1선분길이, 제1점 및 제2점의 선분길이를 제2선분길이, 제2점 및 제3점의 선분길이를 제3선분길이, 제3점 및 제4점의 선분길이를 제4선분길이, 및 제4점 및 제5점의 선분길이를 제5선분길이라고 하면,
상기 단위패턴은,
제2선분길이, 제3선분길이, 제4선분길이 및 제5선분길이가 동일하고,
i) 제2각도와 제5각도의 2배의 합은 제3각도의 2배와 제4각도의 합과 같고, 이들은 360°인 제1단위패턴,
ii) 제2각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 제2단위패턴, 또는
iii) 제1각도의 2배와 제3각도의 합은 제4각도와 제5각도의 2배의 합과 같고, 이들은 360°인 제3단위패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 패턴.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점에서의 내부각도를 각각 제1각도, 제2각도, 제3각도, 제4각도 및 제5각도라 하고,
상기 오각형의 선분길이를 제1점 및 제5점의 선분길이를 제1선분길이, 제1점 및 제2점의 선분길이를 제2선분길이, 제2점 및 제3점의 선분길이를 제3선분길이, 제3점 및 제4점의 선분길이를 제4선분길이, 및 제4점 및 제5점의 선분길이를 제5선분길이라고 하면,
제4단위패턴은,
제1선분길이, 제3선분길이 및 제5선분길이가 동일하고, 제2선분길이는 제1선분길이의 2배와 동일하고, 제1각도는 150°, 제2각도는 60°, 제3각도는 135°, 제4각도는 105°및 제5각도는 90°인 것을 특징으로 하는 전도성 패턴.
- 청구항 1에 있어서,
상기 5개의 점은 2이상의 선분, 1이상의 곡선 및 1이상의 곡선과 1이상의 직선 중 적어도 어느 하나로 서로 연결된 것을 특징으로 하는 전도성 패턴.
- 기판상에 전도성물질을 도포하여 전도성물질층을 형성하는 단계;
상기 전도성물질층에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
마스크를 사용하여 5개의 점인 제1점, 제2점, 제3점, 제4점 및 제5점이 연결되어 형성된 단위패턴이 반복되어 형성되도록 패턴을 형성하도록 노광하는 단계;
현상하는 단계;
상기 전도성물질을 에칭하는 단계; 및
상기 포토레지스트층을 제거하는 단계;를 포함하는 전도성 패턴 제조방법.
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| KR1020150186427A KR102306428B1 (ko) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 전도성 패턴 |
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