KR20200119626A - 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극 및 그 제조 방법 - Google Patents

메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법은 기판, 상기 기판의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층, 상기 제1 비정질 산화물층의 상부에 형성된 금속층, 및 상기 금속층의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 포함하고, 상기 금속층은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴으로 형성될 수 있다.

Description

메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극 및 그 제조 방법{TRANSPARENT ELECTRODE HAVING MESH METAL LAYER AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 영향에 의한 열화 현상 방지 및 높은 안정성 및 기계적 유연성을 위한 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
투명전극(Transparent Electrode)은 LCD, OLED 등에 적용되는 디스플레이용 전극과 더불어 저항막 방식 또는 정전유도 방식의 터치스크린에 기본적으로 필요한 구성요소이다. 또한, 투명전극은 유기 태양전지 분야뿐만 아니라 수광소자 및 발광소자 등에도 사용되며, 전기변색(Electrochromic) 글라스인 스마트 윈도우에도 대면적의 투명전극으로 사용되고 있다. 그 외에 전자파차폐 기능이 요구되는 투명필름, 투명필름이 적용된 투명글라스 등과 같이 그 용도가 광범위하게 증가하고 있다.
현재까지 상용화된 투명전극은 광학용 글라스 위에 얇게 코팅한 인듐주석산화물(ITO: Indium Tin Oxide)이 대표적이다. 통상 ITO 투명전극은 스퍼터
링, 디지털 프린팅 등의 공정을 통해 유리 기판상에 ITO 분말 입자를 포함한 전극재료를 박막 형태로 형성함으로써 제조된다. 이러한 ITO 투명전극은 터치스크린 등 대부분의 전기제품에서 투명전극으로서의 성능적인 요구사항을 만족시키는 장점이 있다.
그러나, 주원료인 인듐의 가격상승에 의한 재료비의 상승 및 시장불안정성 및 고갈 예상, 인듐의 확산으로 인한 소자열화, 수소 플라즈마 하에서의 높은 환원성, 플렉서블 기판에서의 균열과 같은 벤딩(bending) 불안정성 등의 문제점이 제기되고 있다.
이에 따라, 보다 높은 안정성 및 기계적 유연성을 가질 수 있는 투명전극의 개발에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1445478호(2014.09.22)
본 발명의 일 실시예에서는 투명전극 제조 시 상하부 비정질 산화물층 사이에 메쉬 구조의 금속층을 삽입함으로써 외부 영향에 의한 열화 현상 방지 및 높은 안정성 및 기계적 유연성을 위한 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극은 기판, 상기 기판의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층, 상기 제1 비정질 산화물층의 상부에 형성된 금속층, 및 상기 금속층의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 포함하고, 상기 금속층은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 기판은 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리우레탄아크릴레이트(polyurethaneacrylate, PUA), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone, PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리스틸렌(Polystyrene, PS), 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS, BOPS), 아크릴수지, 실리콘수지, 불소수지, 변성에폭시수지, 유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층은 60 내지 80% 이상의 광 투과도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층은 Ti, Ga, Al, Ge, As, Cu, Mn, Zr, Nb, Ru, Hf, Zn, Sr, Ba, Fe, Ag, In, Re, Cr, Ni, Mo, V, W, Mg, Si, Sn, 및 Ta 에서 선택되는 1종의 단일 물질로 이루어지는 비정질 산화물 또는 2종 이상의 물질이 혼합된 비정질 산화물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층의 두께는 각각 10 내지 1000nm 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 금속층은 Ag, Au, Ti, Ni, Mo, Cu 및 Al 에서 선택되는 1종의 단일 금속 또는 2종 이상의 합금을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 금속층의 두께는 10 내지 200nm 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 금속 패턴의 선폭은 1 내지 10μm 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 외측은 유리 재질의 커버부로 둘러싸여 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 상부에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층을 형성하는 단계, 상기 제1 비정질 산화물층의 상부에 금속층을 형성하는 단계, 및 상기 금속층의 상부에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 금속층은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 금속층의 상부에 제2 비정질 산화물층을 형성하는 단계를 수행한 후에 추가적으로 50 내지 900℃ 로 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상하부 비정질 산화물층 사이에 메쉬 구조의 금속층을 이 삽입된 투명전극을 구현함으로써 외부 영향에 의한 열화 현상 방지 및 높은 안정성 및 기계적 유연성을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상하부 비정질 산화물층의 낮은 표면거칠기로 인해 메쉬 구조의 금속층의 접촉면으로 인한 성능저하 및 각 층의 박리현상을 감소시켜 기존 투명전극에 비해 전기적 특성의 저하를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 사시도이다.
도 2는 도 1의 투명전극을 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 메쉬 구조의 금속층을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착공정을 이용한 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 사시도이고, 도 2는 도 1의 투명전극을 두께 방향으로 절단한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 메쉬 구조의 금속층을 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극(10)은 기판(100), 기판(100) 상에 형성되는 제1 비정질 산화물층(200), 제1 비정질 산화물층(200) 상에 형성되는 금속층(300) 및 금속층(300) 상에 형성되는 제2 비정질 산화물층(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 금속층(300)은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴(350)으로 형성될 수 있다.
이러한 메쉬 구조의 금속층(300)이 삽입된 투명전극(10)은 LCD, OLED 등에 적용되는 디스플레이용 전극과 더불어 저항막 방식 또는 정전유도 방식의 터치스크린에 기본적으로 필요한 구성요소이다. 또한, 투명 전극은 유기태양전지 분야뿐만 아니라 수광소자 및 발광소자 등에도 사용되며, 전기변색(Electrochromic) 글라스인 스마트 윈도우에도 대면적의 투명 전극으로 사용되고 있다. 그 외에 전자파차폐 기능이 요구되는 투명 필름, 투명 필름이 적용된 투명 글라스 등과 같이 그 용도가 광범위하게 증가하고 있다.
본 발명의 메쉬 구조의 금속층(300)이 삽입된 투명전극은 기판, 제1 비정질 산화물층(200), 금속층(300) 및 제2 비정질 산화물층(400)이 순차적으로 배치되는 구조를 가질 수 있다.
즉, 금속층(300)을 사이에 두고 비정질 산화물층(200,400)이 금속층(300)의 상부와 하부에 각각 배치되어 산화물/금속/산화물의 다층구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 금속층(300)의 하부에 제1 비정질 산화물층(200)이 형성되고, 금속층(300)의 상부에 제2 비정질 산화물층(400)이 형성될 수 있다.
기판(100)은 유리 또는 플라스틱 소재의 투명 기판인 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 플라스틱 소재는 물리적 변형에 따른 유연성이 우수한 물질로 이루어지며, 예를 들어 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리우레탄아크릴레이트(polyurethaneacrylate, PUA), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone, PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리스틸렌(Polystyrene, PS), 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS, BOPS) 등과 같은 플라스틱 필름층, 아크릴수지, 실리콘수지, 불소수지, 변성에폭시수지 등을 포함하는 플라스틱 시트로 이루어질 수 있으며, 유리 소재는 디스플레이용으로 사용되는 강화 유리 또는 반강화 유리 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 기판(100)은 가시광선에 대한 광 투과율이 우수하며, 예를 들어 80% 이상의 광 투과율을 가지는 것이 바람직하다.
제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 전도성의 투명 기재를 포함하는 산화물층으로서, 단일 물질 또는 혼합 물질로 이루어지는 비정질 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 각 산화물층(200,400)은 단일 금속 또는 2종 이상의 합금이 산화되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 Ti, Ga, Al, Ge, As, Cu, Mn, Zr, Nb, Ru, Hf, Zn, Sr, Ba, Fe, Ag, In, Re, Cr, Ni, Mo, V, W, Mg, Si, Sn, 및 Ta 에서 선택되는 1종의 단일 물질로 이루어지는 비정질 산화물 또는 2종 이상의 물질이 혼합된 비정질 산화물을 포함하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 금속층(300)은 투명전극의 전기적 특성 및 발열량을 결정하는 층으로서, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)의 사이에서 Ag, Au, Ti, Ni, Mo, Cu 및 Al 에서 선택되는 1종의 단일 금속 또는 2종 이상의 합금을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 비정질 산화물층(200), 제2 비정질 산화물층(400) 및 금속층(300)의 두께는 수 십 nm 에서 수 백 nm 로 구현될 수 있는데, 구체적으로, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)의 두께는 각각 10 내지 1000nm 이고, 금속층(300)의 두께는 10 내지 200nm 인 것을 특징으로 한다.
이때, 금속층(300)의 두께는 투명전극의 전기적 특성과 광 투과도에 영향에 미치는데, 10 내지 200nm 의 두께에서 최적화될 수 있다. 특히, 두께가 달라지면 80% 이상 고투과되는 광의 파장 영역대도 달라지므로, 상술한 범위에서 광의 파장을 고려하여 선택적으로 금속층(300)의 두께를 결정할 수 있다.
다만, 금속층(300)의 두께가 반드시 상술할 범위에 한정되어야 하는 것은 아니므로, 소재, 산화물층 등에 따라 다양한 두께로 형성할 수 있다.
또한, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 기본적으로 금속층(300)에 의한 빛의 반사 및 굴절율을 감소시켜 광 투과도를 향상시키는 역할을 함과 동시에 쉽게 산화될 수 있는 금속층(300)을 보호하는 역할을 한다. 특히, 각각의 두께는 금속층(300)과 마찬가지로 광 투과도에 영향을 미치는데, 최적의 광 투과도를 확보하기 위해서는 10 내지 1000nm 로 구현되는 것이 바람직하다.
다만, 그 두께가 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 제1 비정질 산화물층(200), 금속층(300) 및 제2 비정질 산화물층(400)의 소재 및 두께, 사용조건을 고려하여 다양하게 선택할 수도 있다. 예를 들어, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)의 두께는 서로 동일하게 구현될 수도 있고, 서로 상이하게 구현될 수도 있다.
한편, 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 3eV 이상의 밴드갭을 갖는 투명 산화물인 것을 특징으로 한다. 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 투명전극(10)의 재료로서 우선 가시광영역(400nm ~ 700nm)에서 80% 정도의 광 투과율을 가지며 ~10^3/옴센티의 높은 전기 전도도를 가지는 재료이어야 한다. 광 밴드갭(Optical bandwidth)이 3.5eV 정도이기 때문에 자외선영역은 모두 투과시키고 적외선 영역의 높은 반사율, 적절한 에칭 특성을 가지고 있어야 한다.
또한, 금속층(300)은 제1 비정질 산화물층(200) 및 제2 비정질 산화물층(400)의 계면에서 플라즈몬 현상을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는데, 계면 플라즈몬 현상은 금속박막 또는 나노입자 표면에서 일어나는 표면 자유전자들의 집단적인 진동현상이다. 이러한 자유전자들의 집단적인 진동현상에 의하여 빛이 금속입자를 통과해 투명하게 보이고, 그 결과 특정 파장영역에서의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 투명전극(10)의 광 투과율은 80 내지 90% 일 수 있다.
한편, 본 발명의 금속층(300)은 다수의 금속편들이 일정하게 배열된 금속 패턴(350)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 금속 패턴(350)은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지며 구현될 수 있으며, 금속 패턴(350)의 선폭(l)은 1 내지 10 μm 인 것을 특징으로 한다.
참고로, 금속 패턴(350)의 선폭(l)이 반드시 상술할 범위에 한정되어야 하는 것은 아니므로, 소재, 산화물층 등에 따라 다양하게 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 금속층(300)은 전도성 물질인 금속편들이 그물망 형태인 메쉬 구조를 가지며 상호 교차하여 형성되며, 이에 금속층(300)은 그물망의 구멍처럼 다수의 관통공을 구비할 수 있다.
또한, 금속 패턴(350)의 형상은 다수의 관통공으로서 개구된 부분을 구비하고 있으면 되며 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 금속 패턴(350)은 정방형, 장방형, 육각형 등의 주기성 있는 형상으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극(10)의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극(10)은 기판(100), 기판(100) 상에 형성되는 제1 비정질 산화물층(200), 제1 비정질 산화물층(200) 상에 형성되는 금속층(300), 금속층(300) 상에 형성되는 제2 비정질 산화물층(400) 및 커버부(1)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시예에서의 기판(100), 제1 비정질 산화물층(200), 금속층(300) 및 제2 비정질 산화물층(400)은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극(10)의 기판(100), 제1 비정질 산화물층(200), 금속층(300) 및 제2 비정질 산화물층(400)과 동일하며, 커버부(1)를 더 포함하는 데에서 차이를 가진다.
커버부(1)는 메쉬 구조의 금속층(300)이 삽입된 투명전극(10)의 외측을 둘러싸는 틀로서 유리 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 실시예에서는 유리 재질의 부재 상에 메쉬 구조의 금속층(300)이 삽입된 투명전극(1)을 형성한 후, 또 다른 유리 재질의 부재와 열을 가하여 내부에 투명전극(1)이 삽입될 수 있는 하나의 틀을 구현할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상하부 비정질 산화물층(200,400) 사이에 메쉬 구조의 금속층(300)이 삽입된 투명전극(10)을 구현함으로써 외부 영향에 의한 열화 현상 방지 및 높은 안정성 및 기계적 유연성을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상하부 비정질 산화물층(200,400)의 낮은 표면거칠기로 인해 메쉬 구조의 금속층(300)의 접촉면으로 인한 성능저하 및 각 층의 박리현상을 감소시켜 기존 투명전극에 비해 전기적 특성의 저하를 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착공정을 이용한 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저, 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 장치는 투명한 재질의 유리 또는 플라스틱의 소재로 만들어진 기판을 위치시킬 수 있다(S110).
다음으로, 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 장치는 기판 상에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층을 형성할 수 있다(S120).
다음으로, 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 장치는 제1 비정질 산화물층 상에 금속층을 형성할 수 있다(S120).
다음으로, 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 장치는 금속층 상에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 형성할 수 있다(S130).
본 발명의 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법에 있어서, 추가적으로 제2 비정질 산화물층을 형성하는 단계를 거친 뒤에 50 내지 900℃ 로 열처리하는 단계를 수행할 수 있다.
예를 들어, 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 50 내지 900℃ 에서 20분 내지 60분 동안 열처리하는 과정을 포함하고 이를 통해, 투명전극의 면 저항이 저감될 수 있다.
본 발명에서의 금속층은 Pulsed Laser Deposition(PLD), Thermal deposition, Electron beam deposition, Sputtering 과 같은 Physical Vapor Deposition(PVD) 공정, Printing, Wet solution 과 같은 Solution process 공정 등의 다양한 공정 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 금속층은 포토 레지스트 및 마스크를 이용하여 패터닝한 후, 에칭 및 리프트-오프 방식을 이용하여 금속 패턴을 형성하거나, 용액공정 및 프린팅 공정을 통해 메쉬 구조의 금속 패턴을 형성한 후, 레이저, UV 및 열을 가하여 굳히는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명에서의 제1 비정질 산화물층 및 제2 비정질 산화물층은 Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition(APCVD), Low Pressure Chemical Vapor Deposition(LPCVD), Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD) 와 같은 Chemical Vapor Deposition(CVD) 공정이나 Pulsed Laser Deposition(PLD), Thermal deposition, Electron beam deposition, Sputtering 과 같은 Physical Vapor Deposition(PVD) 공정, Printing, Wet solution 과 같은 Solution process 공정 등의 다양한 공정 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있다.
참고로, 제1 비정질 산화물층, 제2 비정질 산화물층 및 금속층의 공정 방법은 상술한 방법들에 한정되지 않고 다양한 공정 방법을 사용할 수 있다.
한편, 기판, 제1 비정질 산화물층, 금속층 및 제2 비정질 산화물층을 순서대로 형성한 후에 유리 재질의 커버부를 추가로 형성할 수도 있다.
구체적으로, 유리 재질의 부재 상에 상기와 같이 기판, 제1 비정질 산화물층, 금속층 및 제2 비정질 산화물층이 순서대로 적층된 물질을 형성한 후, 또 다른 유리 재질의 부재와 열을 가하여 내부에 상기 적층된 물질이 삽입될 수 있는 하나의 틀로서 커버부를 구현할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : 커버부
10 : 투명전극
100 : 기판
200 : 제1 비정질 산화물층
300 : 금속층
350 : 금속 패턴
400 : 제2 비정질 산화물층

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층;
    상기 제1 비정질 산화물층의 상부에 형성된 금속층; 및
    상기 금속층의 상부에 형성된 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 포함하고,
    상기 금속층은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리우레탄아크릴레이트(polyurethaneacrylate, PUA), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone, PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리스틸렌(Polystyrene, PS), 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS, BOPS), 아크릴수지, 실리콘수지, 불소수지, 변성에폭시수지, 유리 또는 강화유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층은 60 내지 80% 이상의 광 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층은 Ti, Ga, Al, Ge, As, Cu, Mn, Zr, Nb, Ru, Hf, Zn, Sr, Ba, Fe, Ag, In, Re, Cr, Ni, Mo, V, W, Mg, Si, Sn, 및 Ta 에서 선택되는 1종의 단일 물질로 이루어지는 비정질 산화물 또는 2종 이상의 물질이 혼합된 비정질 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비정질 산화물층 및 상기 제2 비정질 산화물층의 두께는 각각 10 내지 1000nm 인 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 Ag, Au, Ti, Ni, Mo, Cu 및 Al 에서 선택되는 1종의 단일 금속 또는 2종 이상의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속층의 두께는 10 내지 200nm 인 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 패턴의 선폭은 1 내지 10μm 인 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 외측은 유리 재질의 커버부로 둘러싸여 구현되는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극.
  10. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판의 상부에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제1 비정질 산화물층을 형성하는 단계;
    상기 제1 비정질 산화물층의 상부에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층의 상부에 전도성의 투명 기재를 포함하는 제2 비정질 산화물층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 금속층은 다수의 금속편들이 서로 교차되어 메쉬 구조를 가지는 금속 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속층의 상부에 제2 비정질 산화물층을 형성하는 단계를 수행한 후에 추가적으로 50 내지 900℃ 로 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 구조의 금속층이 삽입된 투명전극의 제조 방법.
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JP2005108467A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性シートおよびそれを用いた光増感太陽電池。
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