WO2017010816A1 - 전도성 구조체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 터치패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

전도성 구조체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 터치패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2017010816A1
WO2017010816A1 PCT/KR2016/007643 KR2016007643W WO2017010816A1 WO 2017010816 A1 WO2017010816 A1 WO 2017010816A1 KR 2016007643 W KR2016007643 W KR 2016007643W WO 2017010816 A1 WO2017010816 A1 WO 2017010816A1
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WO
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layer
light reflection
conductive structure
reflection reduction
metal
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PCT/KR2016/007643
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박찬형
민진혁
장성호
박진우
김기환
이일하
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주식회사 엘지화학
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Definitions

  • the present specification relates to a conductive structure, a method of manufacturing the same, a touch panel including the same, and a display device including the same.
  • the touch panel may be classified as follows according to a signal detection method. That is, a resistive type that senses a position pressed by pressure in a state in which a DC voltage is applied through a change in current or a voltage value, and a capacitance coupling in which an AC voltage is applied There is a capacitive type, and an electromagnetic type for sensing a selected position as a change in voltage in the state of applying a magnetic field.
  • the problem to be solved by the present specification is to provide a conductive laminate having excellent visibility that can be applied to a display device.
  • the base A metal layer comprising copper provided on the substrate; A discoloration preventing layer provided on the metal layer and including copper and nickel; And a light reflection reduction layer provided on the discoloration preventing layer and including at least one of copper oxide, copper nitride, copper oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, and aluminum oxynitride, wherein the nickel content of the discoloration preventing layer is Provided is a conductive structure that is at least 50 at% and at most 80 at%.
  • One embodiment of the present specification preparing a substrate; Forming a metal layer comprising copper on the substrate; Forming a discoloration preventing layer including copper and nickel on the metal layer; And forming a light reflection reducing layer on the discoloration preventing layer.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a touch panel including the conductive structure.
  • An exemplary embodiment of the present specification provides a display device including the conductive structure.
  • the conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification maintains excellent electrical conductivity and has an advantage of effectively preventing the glare effect of the metal layer.
  • the conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification has excellent visibility and has excellent thermal stability.
  • the conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification is applied to an electronic device such as a display device, an increase in light reflectivity of the conductive structure according to the process environment may be minimized.
  • the conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification can be manufactured through one etching process, there is an advantage that the process cost can be greatly reduced.
  • FIG. 1 illustrates a laminated structure of a conductive structure according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 2 illustrates a laminated structure in the case of patterning a conductive structure according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • Figure 3 shows the light reflectivity before and after the heat treatment of the conductive structure according to Comparative Example 1.
  • Figure 4 shows the light reflectivity before and after the heat treatment of the conductive structure according to Example 1.
  • Figure 5 shows the result of comparing the batch etching characteristics of the conductive structure according to Experimental Example 2.
  • the display device is a term referring to a TV, a computer monitor, and the like, and includes a display element for forming an image and a case for supporting the display element.
  • Examples of the display device include a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD), an electrophoretic display, a cathode-ray tube (CRT), and an OLED display. Can be mentioned.
  • the display device may be provided with an RGB pixel pattern and an additional optical filter for implementing an image.
  • the inventors have studied a technique for replacing the transparent ITO thin film with a metal fine pattern.
  • the present inventors when using a metal thin film having a high electrical conductivity as the electrode use of the touch screen panel, when implementing a fine electrode pattern of a specific shape, due to the high reflectance pattern in terms of visibility of human It was found that glare and the like may occur due to high reflectivity and haze value with respect to external light along with a problem that is well recognized to the eye. In addition, it has been found that an expensive target value may be involved in the manufacturing process or the process may be complicated.
  • the most problematic point may be referred to as the reflection color. Because of the metallic luster, visibility problems such as sparkling by an external light source may occur, and therefore additional layers must be formed on the metal surface to lower the reflectance.
  • the metal microwires having a constant line width and pitch have low electrical resistance and have a property of transmitting light in most areas, they are being actively researched as next-generation transparent electrodes and touch sensors.
  • Cu metal microwires are considered to be suitable materials for implementing metal microwires at low cost and high electrical conductivity.
  • the metal-specific visibility problem described above can be reduced by depositing an oxide film on the metal.
  • CuO x is deposited on Cu metal, when a high temperature post-process is applied after deposition, Cu / CuO x interface becomes unstable due to the high diffusion property of Cu, thereby causing a problem in reflection color. Done.
  • the base A metal layer comprising copper provided on the substrate; A discoloration preventing layer provided on the metal layer and including copper and nickel; And a light reflection reduction layer provided on the discoloration preventing layer and including at least one of copper oxide, copper nitride, copper oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, and aluminum oxynitride, wherein the nickel content of the discoloration preventing layer is Provided is a conductive structure that is at least 50 at% and at most 80 at%.
  • FIG. 1 illustrates a laminated structure of a conductive structure according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the conductive structure is provided with a metal layer 200, a discoloration preventing layer 300, and a light reflection reducing layer 400 sequentially on the substrate 100.
  • the present invention is not limited to the structure of FIG. 1, and additional layers may be further provided.
  • the light reflection reducing layer refers to a layer having light absorbency to reduce the amount of light incident on the metal layer itself and the light reflected from the metal layer.
  • the discoloration preventing layer serves to prevent copper of the metal layer from diffusing into the light reflection reducing layer to decrease the performance of the light reflection reducing layer.
  • the conventional conductive structure may include a structure in which a metal layer including copper and a light reflection reduction layer including copper oxide are stacked.
  • the conductive structure including the stacked structure of Cu / CuO is heat treated at 150 ° C.
  • the light reflectance of the conductive structure increases and the light reflection reducing ability decreases.
  • This problem occurs from the interface between Cu and CuO, and was found to be due to a phenomenon in which CuO is changed to Cu 2 O. That is, as the Cu of the metal layer diffuses into the light reflection reduction layer in the heat treatment process, there is a problem in that the performance of the light reflection reduction layer is decreased.
  • Such a change in the Cu / CuO interface leads to an increase in the light reflectivity of the conductive structure and a change in the color of the light reflection reducing layer, which may be a problem in the process of manufacturing and evaluating the fine wire product in the future.
  • the diffusion coefficient between Cu-CuO at 150 ° C. is 1.3 ⁇ 10 ⁇ 20 m 2 / s, which is larger than the 6.85 ⁇ 10 ⁇ 31 m 2 / s diffusion coefficient between Cu and Cu. Through this, it can be seen that diffusion occurs in the CuO interface at a temperature of 150 ° C., and degeneration at the Cu / CuO interface occurs.
  • the conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification includes a discoloration preventing layer between the metal layer including the copper and the light reflection reducing layer, thereby preventing the copper of the metal layer from diffusing into the light reflection reducing layer. Accordingly, the Cu of the metal layer may be prevented from diffusing into the light reflection reducing layer to maximize stability at high temperature.
  • the nickel content of the discoloration prevention layer may be 57 at% or more.
  • the nickel content of the discoloration preventing layer is less than 50 at%, the light reflectivity on the surface of the light reflection reducing layer after heat treatment may be greatly increased.
  • the nickel content of the discoloration prevention layer is 50 at% or more, the increase in the light reflectivity on the surface of the light reflection reduction layer after heat treatment can be effectively suppressed. More specifically, when the nickel content of the discoloration preventing layer is 57 at% or more, the increase in the light reflectivity on the surface of the light reflection reduction layer after heat treatment can be suppressed to a minimum.
  • the nickel content of the discoloration prevention layer is 50 at% or more and 80 at% or less, excellent etching property is exhibited, and collective etching is possible together with the metal layer and the light reflection reducing layer.
  • the nickel content of the discoloration preventing layer is out of the above range, the etching property is lowered, and when the batch etching is performed together with the metal layer and the light reflection reducing layer, it becomes difficult to form conductive lines having a fine line width.
  • the thickness of the discoloration prevention layer may be 10 nm or more and 30 nm or less. Specifically, according to the exemplary embodiment of the present specification, the thickness of the discoloration prevention layer may be 10 nm or more and 20 nm or less.
  • the thickness of the discoloration prevention layer is less than 10 nm, the diffusion of Cu from the metal layer to the light reflection reduction layer during heat treatment may not be effectively blocked, and thus the performance of the light reflection reduction layer may be greatly reduced.
  • the difference in average reflectance at the wavelength of 780 nm may be 12% or less.
  • the difference in average reflectance at the wavelength of 780 nm may be 10% or less.
  • the heat treatment may use a general box oven, the relative humidity may be about 20%.
  • the light reflection reduction layer may include a copper oxide, and the oxygen content of the light reflection reduction layer may be 30 at% or more and 50 at% or less.
  • the light reflection reduction layer may include copper oxide, and the oxygen content of the light reflection reduction layer may be 33 at% or more and 50 at% or less.
  • the thickness of the light reflection reducing layer may be 10 nm or more and 100 nm or less. Specifically, according to the exemplary embodiment of the present specification, the thickness of the light reflection reducing layer may be 20 nm or more and 60 nm or less. More specifically, according to the exemplary embodiment of the present specification, the thickness of the light reflection reducing layer may be 30 nm or more and 40 nm or less.
  • the thickness of the light reflection reducing layer When the thickness of the light reflection reducing layer is in the above range, it may be relatively advantageous in terms of process control and production speed.
  • the total reflectance in the light of the wavelength of 380 nm to 780 nm of the conductive structure may be 20% or less, specifically 15% or less, and more specifically 10% or less. It is excellent in light reflection reduction effect.
  • the thickness of the light reflection reduction layer when the thickness of the light reflection reduction layer is within the above range, the effect of preventing corrosion of the metal layer is excellent, and it is easy to pattern with a uniform line width and thickness.
  • the thickness of the light reflection reducing layer is greater than 100 nm, a problem that may be difficult to pattern the light reflection reduction layer may occur.
  • an average extinction coefficient k in the visible light region may be 0.2 to 1.5, specifically 0.4 to 1.0.
  • the average extinction coefficient k is 0.2 or more, light reflection of the metal layer can be effectively controlled.
  • the average extinction coefficient k also called absorption coefficient, is a measure that can define how strongly the conductive structure absorbs light at a specific wavelength and is a factor that determines the transmittance of the conductive structure.
  • the extinction coefficient may be measured using an Ellipsometer measuring device known in the art.
  • the average refractive index in the visible light region of the light reflection reducing layer may be 2 to 3.
  • the visible light region may mean a wavelength band of 380 nm to 780 nm region.
  • the average reflectance in the light of the wavelength of 380 nm to 780 nm of the conductive structure may be 20% or less. Specifically, the average reflectance in the light of the wavelength of 380 nm to 780 nm of the conductive structure may be 15% or less, or 10% or less.
  • the average reflectance of the conductive structure may mean a reflectance on the surface of the light reflection reduction layer.
  • the total reflectance in the light of the wavelength of 380 nm to 780 nm of the conductive structure may be 20% or less. Specifically, the total reflectance in the light of the wavelength of 380 nm to 780 nm of the conductive structure may be 15% or less, or 10% or less.
  • the total reflectance is a wavelength of 300nm or more and 800nm or less incident at 90 ° to the surface to be measured after treating the opposite side of the surface to be measured with a perfect black, specifically, In other words, the reflectance of light in the region of 380 nm or more and 780 nm or less.
  • the total reflectance refers to light having a wavelength of 300 nm or more and 800 nm or less, specifically 380 nm or more and 780 nm or less, of reflected light reflected by the target pattern layer or conductive structure to which light is incident when the incident light is 100%. Measured as a reference.
  • the metal layer may be a metal pattern layer
  • the light reflection reduction layer may be a light reflection reduction pattern layer.
  • the total reflectance (Rt) of the conductive structure may be calculated by Equation 1 below.
  • Total reflectance (Rt) reflectance of substrate + closure rate x reflectance of light reflection reducing layer
  • the total reflectance (Rt) of the conductive structure may be calculated by Equation 2 below.
  • Total reflectance (Rt) reflectance of the substrate + closure rate ⁇ reflectance of the light reflection reduction layer ⁇ 2
  • the total reflectance of the substrate may be a reflectance of the touch tempered glass, and when the surface is a film, it may be a reflectance of the film.
  • closure rate may be expressed as an area ratio occupied by a region covered by the conductive pattern with respect to the plane of the conductive structure, that is, (1 ⁇ aperture ratio).
  • the conductive structure may have a brightness value (L *) of 50 or less based on CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) L * a * b * color coordinates, and more specifically, May be 40 or less.
  • L * brightness value
  • CIE Commission Internationale de l'Eclairage
  • the metal layer may be a metal pattern layer including a plurality of openings and conductive lines partitioning the openings.
  • the discoloration preventing layer may be a discoloration preventing pattern layer provided on the metal pattern layer.
  • the light reflection reduction layer may be a light reflection reduction pattern layer provided on the discoloration prevention pattern layer.
  • the metal pattern layer, the discoloration prevention pattern layer, and the light reflection reduction pattern layer may form a regular pattern or an irregular pattern.
  • the metal pattern layer, the discoloration prevention pattern layer and the light reflection reduction pattern layer may be provided to form a pattern on the substrate through a patterning process.
  • the pattern may be in the form of a polygon, such as a triangle, a square, a circle, an oval or an amorphous form.
  • the triangle may be an equilateral triangle or a right triangle, and the quadrangle may be a square, a rectangle, or a trapezoid.
  • a pattern form in the art such as a mesh pattern may be used.
  • the irregular pattern is not particularly limited, but may be in the form of a boundary line of figures constituting the Voronoi diagram.
  • the pattern form is an irregular pattern
  • the diffraction pattern of the reflected light by the directional illumination may be removed by the irregular pattern, and light scattering may be caused by the light reflection reduction pattern layer. It can minimize the effect of the problem can minimize the problem in visibility.
  • the conductive structure includes a metal pattern layer 210, a color fading prevention pattern layer 310, and a light reflection reduction pattern layer 410 sequentially on the substrate 100.
  • the present invention is not limited to the structure of FIG. 2, and additional layers may be further provided.
  • a denotes a line width of the pattern layer
  • b denotes a line interval between adjacent conductive lines of the pattern layer.
  • the line width of the metal pattern layer may be 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. Specifically, according to one embodiment of the present specification, the line width of the metal pattern layer may be 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, 0.1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, or 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, but is not limited thereto. no.
  • the line width of the metal pattern layer may be designed according to the end use of the conductive structure.
  • the line width is less than 0.1 ⁇ m, it may be difficult to implement the pattern, and if it is more than 100 ⁇ m, visibility may be poor.
  • the light reflection reduction pattern layer may have a pattern having the same shape as the metal pattern layer.
  • the pattern scale of the light reflection reduction pattern layer is not necessarily the same as the metal pattern layer, and the line width of the pattern in the light reflection reduction pattern layer is narrow or wider than the line width of the pattern in the metal pattern layer. It is included in the scope of the present specification.
  • the line width of the pattern in the light reflection reduction pattern layer may be 80% or more and 120% or less of the line width of the pattern in the metal pattern layer.
  • the area provided with the pattern in the light reflection reduction pattern layer may be 80% or more and 120% or less of the area provided with the pattern in the metal pattern layer.
  • the pattern shape of the light reflection reduction pattern layer is preferably a pattern shape having a line width equal to or larger than the line width of the pattern in the metal pattern layer.
  • the light reflection reduction pattern layer When the light reflection reduction pattern layer has a pattern shape having a line width larger than the line width of the metal pattern layer, the light reflection reduction pattern layer may give a greater effect of covering the metal pattern layer when viewed by the user. In addition, there is an advantage that the effect of the gloss or reflection of the metal pattern layer itself can be effectively blocked. However, even if the line width of the pattern in the light reflection reduction pattern layer is the same as the line width of the pattern in the metal pattern layer can achieve the desired effect.
  • the line spacing between adjacent conductive lines of the metal pattern layer may be 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the line interval may be 0.1 ⁇ m or more, more specifically 10 ⁇ m or more, and even more specifically 20 ⁇ m or more.
  • the line interval may be 100 ⁇ m or less, and more specifically 30 ⁇ m or less.
  • the metal pattern layer and the light reflection reduction pattern layer may be implemented in a pattern having a fine line width, when used as an electrode of a touch panel of a display device, there is an advantage of excellent visibility.
  • a transparent substrate may be used as the substrate, but is not particularly limited, and for example, glass, a plastic substrate, a plastic film, and the like may be used.
  • a transparent conductive layer may be further provided between the substrate and the metal layer.
  • the transparent conductive layer may be provided in contact with one surface of the substrate.
  • the metal layer may be provided on the transparent conductive layer.
  • a transparent conductive oxide layer may be used as the transparent conductive layer.
  • the transparent conductive oxide indium oxide, zinc oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, indium zinc tin oxide, and amorphous transparent conductive polymer may be used, and one or two or more of them may be used together. It is not limited only to this.
  • the transparent conductive layer may be an indium tin oxide layer.
  • the transparent conductive layer may be a transparent electrode layer.
  • Transparent as used herein means that the transmittance of visible light is 70% or more or 80% or more.
  • the thickness of the transparent conductive layer may be 15 nm or more and 20 nm or less, but is not limited thereto.
  • the transparent conductive layer may be formed using a deposition process or a printing process using the above-described transparent conductive layer material.
  • the substrate is not particularly limited, and materials known in the art may be used.
  • the substrate may be any transparent substrate, and may be, for example, glass or polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), or polyamide (PA).
  • the sheet resistance of the conductive structure may be 0.1 ⁇ / ⁇ or more and 100 ⁇ / ⁇ or less, specifically 1 ⁇ / ⁇ or more and 50 ⁇ / ⁇ or less, and more specifically 1 ⁇ / ⁇ or more. It may be less than 20 ⁇ / ⁇ .
  • the sheet resistance of the conductive structure is 1 ⁇ / ⁇ or more and 100 ⁇ / ⁇ or less, there is an effect that can replace the conventional ITO transparent electrode, in particular 1 ⁇ / ⁇ or more and 50 ⁇ / ⁇ or less, or 1 ⁇ / ⁇ or more In the case of 20 ⁇ / ⁇ or less, the sheet resistance is considerably lower than that of the conventional ITO transparent electrode, so the RC delay is shortened when the signal is applied, thereby significantly improving the touch recognition speed. Based on this, it is easy to apply a large area touch screen of 10 inches or more. Has the advantage.
  • One embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a substrate; Forming a metal layer comprising copper on the substrate; Forming a discoloration preventing layer including copper and nickel on the metal layer; And forming a light reflection reducing layer on the discoloration preventing layer.
  • the method may further include patterning at least one of the metal pattern layer, the discoloration preventing pattern layer, and the light reflection reduction pattern layer.
  • the forming of the metal pattern layer, the discoloration preventing pattern layer, and the light reflection reduction pattern layer may use a method known in the art.
  • it can be formed by a method such as evaporation, sputtering, wet coating, evaporation, electrolytic plating or electroless plating, lamination of metal foil, and specifically, can be formed by sputtering method. .
  • the forming of the discoloration preventing layer and / or the light reflection reducing layer may be using a physical vapor deposition method.
  • the forming of the discoloration preventing layer and / or the light reflection reducing layer may be performed using a sputtering method, an E-beam deposition method, or an evaporation deposition method.
  • an inert gas for example, a gas such as Ar
  • the process may be performed by controlling the partial pressure of a reactive gas such as O 2 .
  • the step of forming the light reflection reducing layer may be to use a sputtering method in an atmosphere of at least 30% oxygen partial pressure. More specifically, according to one embodiment of the present specification, the sputtering method may be performed in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 50% or more.
  • the method may further include patterning at least one of the metal layer, the discoloration preventing layer, and the light reflection reducing layer.
  • the method for patterning the metal layer, the discoloration preventing layer and / or the light reflection reducing layer may use a method known in the art, and is not particularly limited.
  • a photoresist method may be used for patterning the metal layer.
  • a photoresist pattern is formed on the metal layer by selective exposure and development, or a resist pattern is formed by a printing method, and the metal layer that is not applied by the resist pattern is selectively etched using the resist pattern as a mask. Method can be used.
  • the method may further include patterning at least one of the metal layer, the discoloration preventing layer, and the light reflection reducing layer.
  • the metal layer, the discoloration prevention layer and the light reflection reduction layer may further comprise the step of patterning at the same time.
  • the step of simultaneously patterning may be to collectively etch the metal layer, the discoloration prevention layer and the light reflection reduction layer using an etching solution.
  • the metal layer, the discoloration prevention layer, and the light reflection reduction layer may be etched using the same etchant
  • the metal layer, the discoloration preventing layer and the light reflection reducing layer may also be collectively etched.
  • the etchant may be a Cu etchant, and the Cu etchant commonly used in the art may be used without limitation.
  • the touch panel may be a touch screen panel.
  • another conductive structure according to the exemplary embodiment of the present specification may be used as the touch sensitive electrode substrate.
  • an exemplary embodiment of the present disclosure provides a display device including the touch panel.
  • the touch screen panel according to one embodiment of the present specification may further include an additional structure in addition to the above-described conductive structure.
  • the two structures may be disposed in the same direction as each other, and the two structures may be disposed in opposite directions to each other.
  • the two or more structures that may be included in the touch screen panel need not be the same structure, and only one of the structures closest to the user may include only the aforementioned conductive structures, and further include the structures.
  • the resulting structure does not have to include the light reflection reduction pattern layer.
  • the layer laminated structure in two or more structures may mutually differ.
  • an insulating layer may be provided between them. At this time, the insulating layer may be further provided with the function of the adhesive layer.
  • a touch screen panel is a lower substrate; Upper substrate; And an electrode layer provided on any one surface or both surfaces of the lower substrate and the surface in contact with the upper substrate.
  • the electrode layer may perform X-axis position detection and Y-axis position detection, respectively.
  • an electrode layer provided on a surface of the lower substrate and the upper substrate of the lower substrate; And one or both of the electrode layer provided on the surface in contact with the upper substrate and the lower substrate of the upper substrate may be a conductive structure according to one embodiment of the present specification described above. If only one of the electrode layer is a conductive structure according to one embodiment of the present specification, the other may have a conductive pattern known in the art.
  • an insulating layer or a spacer is provided between the lower substrate and the upper substrate so as to maintain a constant distance between the electrode layers and prevent connection. It may be provided.
  • the insulating layer may include an adhesive or UV or thermosetting resin.
  • the touch screen panel may further include a ground connected to the pattern of the metal layer in the conductive structure described above. For example, the ground portion may be formed at an edge portion of a surface on which the pattern of the metal layer of the substrate is formed.
  • at least one surface of the laminate including the conductive structure may be provided with at least one of an anti-reflection film, a polarizing film and a fingerprint.
  • the touch screen panel may be applied to display devices such as an OLED display panel, a liquid crystal display (LCD), a cathode-ray tube (CRT), and a PDP.
  • display devices such as an OLED display panel, a liquid crystal display (LCD), a cathode-ray tube (CRT), and a PDP.
  • a conductive pattern layer and a darkening pattern layer may be provided on both surfaces of the substrate, respectively.
  • the touch screen panel according to the exemplary embodiment of the present specification may further include an electrode part or a pad part on the conductive structure.
  • the effective screen unit, the electrode unit, and the pad unit may be configured of the same conductor.
  • the light reflection reduction pattern layer may be provided on a side of the user.
  • One embodiment of the present specification provides a display device including the conductive structure.
  • a conductive structure according to one embodiment of the present specification may be used in a color filter substrate or a thin film transistor substrate.
  • the solar cell may include an anode electrode, a cathode electrode, a photoactive layer, a hole transport layer and / or an electron transport layer
  • the conductive structure according to one embodiment of the present specification may be used as the anode electrode and / or cathode electrode. have.
  • the conductive structure may replace the conventional ITO in a display device or a solar cell, and may be used for flexible applications. In addition, it can be used as a next-generation transparent electrode along with CNT, conductive polymer, graphene.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr.
  • the conductive structure was manufactured by forming a light reflection reduction layer of copper oxide without forming a discoloration preventing layer on the metal layer.
  • the conductive structure prepared according to Comparative Example 1 was measured for 24 hours at 150 ° C. after heat treatment, and the change in light reflectance in the visible region was measured and shown in FIG. 3.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr. Furthermore, after forming a Cu-Ni discoloration prevention layer having a Ni content of 26 at% on the metal layer by using a sputtering method under an atmosphere of 50% oxygen, a light reflection reduction layer of copper oxide is formed on the discoloration prevention layer to conduct conductivity.
  • the structure was prepared.
  • the discoloration prevention layer was adjusted to 1 nm, 5 nm, 10 nm and 20 nm, respectively, to prepare a conductive structure, and then average light reflectance at 380 nm to 780 nm after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes and 24 hours, respectively. The increased degree of was measured. The results are shown in Table 1 below.
  • Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Comparative Example 5 Discoloration prevention layer thickness 1 nm 5 nm 10 nm 20 nm Average light reflectance before heat treatment (%) 18.19 16.83 15.69 14.58 Average light reflectance (%) after 30 minutes heat treatment 24.46 20.27 19.23 18.28 Average light reflectance (%) after 24 hours heat treatment Not measurable Not measurable Not measurable Not measurable Average light reflectance difference before and after 30 minutes heat treatment 6.27 3.45 3.53 3.7 Average light reflectance difference before and after 24 hours heat treatment - - - - -
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr. Furthermore, after forming a Cu-Ni discoloration prevention layer having a Ni content of 40 at% on the metal layer by using a sputtering method in an atmosphere of 50% oxygen, a light reflection reduction layer of copper oxide is formed on the discoloration prevention layer to conduct conductivity.
  • the structure was prepared.
  • the discoloration prevention layer was adjusted to 1 nm, 5 nm, 10 nm and 20 nm, respectively, to prepare a conductive structure, and then average light reflectance at 380 nm to 780 nm after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes and 24 hours, respectively. The increased degree of was measured. The results are shown in Table 2 below.
  • Comparative Example 6 Comparative Example 7 Comparative Example 8 Comparative Example 9 Discoloration prevention layer thickness 1 nm 5 nm 10 nm 20 nm Average light reflectance before heat treatment (%) 19.62 16.23 14.61 13.03 Average light reflectance (%) after 30 minutes heat treatment 23.89 19.23 17.04 15.07 Average light reflectance (%) after 24 hours heat treatment Not measurable Not measurable Not measurable 25.52 Average light reflectance difference before and after 30 minutes heat treatment 4.27 3.00 2.44 2.04 Average light reflectance difference before and after 24 hours heat treatment - - - 12.49
  • the conductive structures according to Comparative Examples 6 to 8 were oxidized to the lower metal layer and changed into a translucent state, so that the average reflectance was difficult to measure.
  • the difference in the average light reflectivity before and after the heat treatment for 24 hours exceeds 12% did not effectively prevent discoloration of the light reflection reducing layer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr. Furthermore, after forming a Cu-Ni discoloration prevention layer having a Ni content of 50 at% on the metal layer by using a sputtering method in an atmosphere of 50% oxygen, a light reflection reduction layer of copper oxide is formed on the discoloration prevention layer to conduct conductivity.
  • the structure was prepared.
  • the conductive layer was prepared by adjusting the discoloration preventing layer to 10 nm and 20 nm, respectively, and measuring the increased degree of average light reflectance at 380 nm to 780 nm after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes and 24 hours, respectively. It was. The results are shown in Table 3 below.
  • Example 1 Discoloration prevention layer thickness 10 nm 20 nm Light reflectivity before heat treatment (%) 14.26 12.58 Average light reflectance after 30 minutes heat treatment (%) 16.78 14.69 Average light reflectance (%) after 24 hours heat treatment 25.92 22.98 Average light reflectance difference before and after 30 minutes heat treatment 2.52 2.11 Average light reflectance difference before and after 24 hours heat treatment 11.66 10.40
  • the difference in the average light reflectivity before and after the heat treatment for 24 hours was less than 12%, which effectively prevents discoloration of the light reflection reducing layer.
  • Figure 4 shows the light reflectivity before and after the heat treatment of the conductive structure according to Example 1.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr. Furthermore, after forming a Cu-Ni discoloration prevention layer having a Ni content of 57 at% on the metal layer by using a sputtering method under an atmosphere of 50% oxygen, a light reflection reduction layer of copper oxide is formed on the discoloration prevention layer to conduct conductivity.
  • the structure was prepared.
  • Example 3 Example 4 Example 5 Discoloration prevention layer thickness 5 nm 10 nm 20 nm Average light reflectance before heat treatment (%) 15.66 13.91 12.55 Average light reflectance after 30 minutes heat treatment (%) 18.05 15.69 13.29 Average light reflectance (%) after 24 hours heat treatment 23.82 19.60 16.13 Average light reflectance difference before and after 30 minutes heat treatment 2.38 1.78 0.74 Average light reflectance difference before and after 24 hours heat treatment 8.16 5.69 3.58
  • the difference in the average light reflectance before and after the heat treatment for 24 hours was less than 10%, which effectively prevents the discoloration of the light reflection reducing layer.
  • the Ni content of the discoloration prevention layer is 50 at% or more, specifically 57 at% or more, an increase in the average light reflectance after heat treatment can be effectively suppressed.
  • the Ni content of the discoloration prevention layer is 50 at% or more and the thickness of the discoloration prevention layer is 10 nm or more, it can be seen that the increase in the average light reflectivity after the heat treatment can be effectively suppressed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a 100 nm thick metal layer was formed on the PET substrate using Cu as a source material under an argon atmosphere of 2 mTorr. Furthermore, after forming a 10 nm thick Cu—Ni discoloration prevention layer on the metal layer by using a sputtering method in an atmosphere of 50% oxygen, a light reflection reduction layer of copper oxide is formed on the discoloration prevention layer to prepare a conductive structure. It was.
  • Ni content of the discoloration preventing layer was adjusted to 40 at%, 50 at%, 57 at%, 72 at% and 82 at%, respectively, to prepare a conductive structure, and then a batch etching was performed with sulfuric acid-based etching solution. The result is as shown in FIG. 5.

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Abstract

본 발명은 기재 상에 구비된 구리를 포함하는 금속층, 상기 금속층 상에 구비되고, 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층, 및 상기 변색 방지층 상에 구비되고, 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고, 상기 변색 방지층의 니켈 함량은 50 at% 이상 80 at% 이하인 것인 전도성 구조체를 제공한다. 이러한 본 발명의 특징은 우수한 전기 전도도를 유지하며, 금속층의 눈부심 효과를 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

전도성 구조체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 터치패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 출원은 2015년 7월 14일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10- 2015-0099917호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 전도성 구조체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 터치패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 패널은 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 용량 방식(capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로서 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등이 있다.
최근 대면적의 터치 스크린 패널에 대한 필요가 증가함에 따라 전극의 저항을 줄이면서도 시인성이 우수한 대형 터치 스크린 패널을 구현할 수 있는 기술 개발이 필요하였다.
본 명세서가 해결하고자 하는 과제는 디스플레이 장치에 적용할 수 있는 우수한 시인성을 갖는 전도성 적층체를 제공하고자 함에 있다.
본 명세서의 일 실시상태는, 기재; 상기 기재 상에 구비된 구리를 포함하는 금속층; 상기 금속층 상에 구비되고, 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층; 및 상기 변색 방지층 상에 구비되고, 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고, 상기 변색 방지층의 니켈 함량은 50 at% 이상 80 at% 이하인 것인 전도성 구조체를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는, 기재를 준비하는 단계; 상기 기재 상에 구리를 포함하는 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층 상에 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 변색 방지층 상에 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하는 상기 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치패널을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 우수한 전기 전도도를 유지하며, 금속층의 눈부심 효과를 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 시인성이 우수하며, 열적 안정성이 우수한 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 디스플레이 장치와 같은 전자 소자에 적용하는 경우, 공정 환경에 따른 전도성 구조체의 광반사도의 증가를 최소화할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 한번의 에칭 공정을 통하여 제조될 수 있으므로, 공정 비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 패턴화한 경우의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 3은 비교예 1에 따른 전도성 구조체의 열처리 전과 후의 광반사도를 나타낸 것이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 12.09.2016]　
도 4는 실시예 1에 따른 전도성 구조체의 열처리 전과 후의 광반사도를 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 2에 따른 전도성 구조체의 일괄 에칭 특성을 비교한 결과를 나타낸 것이다.
100: 기재
200: 금속층
210: 금속 패턴층
300: 변색 방지층
310: 변색 방지 패턴층
400: 광반사 저감층
410: 광반사 저감 패턴층
a: 패턴층의 선폭
b: 패턴층의 인접하는 전도성 라인간의 선간격
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에서, 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, 스마트폰 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.
현재, 상용화된 대부분의 터치 스크린 패널(TSP, touch screen panel)은 투명 전도성 ITO 박막을 기반으로 하고 있으나, 대면적 터치 스크린 패널 적용시 ITO 투명 전극 자체의 비교적 높은 면저항(최저 150 Ω/□, Nitto denko 社 ELECRYSTA 제품)으로 인한 RC 지연 때문에 터치 인식 속도가 느려지게 되고, 이를 극복하기 위한 추가적인 보상 칩(chip)을 도입해야 하는 등의 문제점이 있다.
본 발명자들은 상기 투명 ITO 박막을 금속 미세 패턴으로 대체하기 위한 기술을 연구하였다. 이에, 본 발명자들은, 터치 스크린 패널의 전극 용도로서, 높은 전기전도도를 가지는 금속 박막을 이용하는 경우에는, 특정 모양의 미세 전극 패턴을 구현하고자 할 때, 높은 반사도로 인하여 시인성 측면에 있어서 패턴이 사람의 눈에 잘 인지되는 문제점과 함께 외부 광에 대하여 높은 반사도 및 헤이즈(Haze) 값 등으로 인하여 눈부심 등이 일어날 수 있다는 것을 밝혀내었다. 또한, 제조공정시 고가의 타겟(target) 값이 들거나, 공정이 복잡한 경우가 많을 수 있음을 밝혀내었다.
또한, 금속 미세선을 투명 전극으로 사용하는 경우, 가장 문제가 될 수 있는 점은 반사 색상이라 할 수 있다. 금속 특유의 광택으로 인하여, 외부 광원에 의한 반짝임 등과 같은 시인성 문제가 발생할 수 있으므로, 금속 표면에 반사율을 낮출 수 있는 추가의 층을 형성하여야 한다.
또한, 일정한 선폭과 피치로 제작되는 금속 미세선은 낮은 전기저항을 가짐과 동시에 대부분의 면적으로 빛이 투과하는 특성을 가지고 있으므로, 차세대 투명 전극 및 터치센서로 활발히 연구되고 있다.
특히, 그 중에서 Cu 금속 미세선은 낮은 가격과 높은 전기전도도로 금속 미세선 구현에 있어 적절한 물질로 여겨지고 있다. 전술한 금속 특유의 시인성 문제는 금속 위에 산화막을 증착하여 감소시킬 수 있다. 그러나, Cu 금속에 CuOx를 증착한 구조는, 증착 이후 고온의 후공정이 가해졌을 때, Cu의 높은 확산특성으로 인하여 Cu/CuOx 계면이 불안정해지게 되고, 이에 따라 반사 색상에 문제점이 발생하게 된다.
이에, 본 명세서에서는 금속층 및 광반사 저감층을 포함하는 전도성 구조체의 적절한 색상을 구현하면서 고온에서의 안정성을 극대화시키고자 하였다.
본 명세서의 일 실시상태는, 기재; 상기 기재 상에 구비된 구리를 포함하는 금속층; 상기 금속층 상에 구비되고, 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층; 및 상기 변색 방지층 상에 구비되고, 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고, 상기 변색 방지층의 니켈 함량은 50 at% 이상 80 at% 이하인 것인 전도성 구조체를 제공한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 적층 구조를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1에 따르면, 상기 전도성 구조체는 기재(100) 상에 순차적으로 금속층(200), 변색 방지층(300) 및 광반사 저감층(400)이 구비된다. 다만, 도 1의 구조에 한정되지 않고, 추가의 층이 더 구비될 수 있다.
상기 광반사 저감층은 흡광성을 가져서 금속층 자체로 입사되는 빛과 금속층으로부터 반사되는 빛의 양을 감소시킬 수 있는 층을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 변색 방지층은 금속층의 구리가 광반사 저감층으로 확산되어 상기 광반사 저감층의 성능을 하락시키는 것을 방지하는 역할을 한다.
종래의 전도성 구조체는 구리를 포함하는 금속층과 구리 산화물을 포함하는 광반사 저감층이 적층된 구조를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 Cu/CuO의 적층 구조를 포함하는 전도성 구조체를 상압 150 ℃의 열처리시, 전도성 구조체의 광반사율이 증가하며 광반사 저감 능력이 저하되는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점은 Cu와 CuO의 계면에서부터 발생하며, 특히 CuO가 Cu2O로 변화되는 현상에 의한 것으로 파악되었다. 즉, 열처리 과정에서 금속층의 Cu가 광반사 저감층으로 확산됨에 따라 광반사 저감층의 성능이 하락되는 문제가 있었다. 이와 같은 Cu/CuO 계면에서의 변성은 전도성 구조체의 광반사율 증가와 광반사 저감층의 색상 변화로 이어져, 향후 미세선 제품을 제작, 평가하는 과정에서 문제가 될 수 있다.
150 ℃에서의 Cu-CuO 사이의 확산계수는 1.3 × 10-20m2/s 로서, Cu-Cu 사이의 확산계수인 6.85 × 10-31m2/s 보다 큰 값을 갖는다. 이를 통해 150 ℃의 온도에서 Cu가 CuO 계면으로 확산이 발생하고, Cu/CuO 계면에서의 변성이 발생되는 것을 확인할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는, 상기 구리를 포함하는 금속층과 광반사 저감층 사이에 변색 방지층을 포함함으로써, 상기 금속층의 구리가 광반사 저감층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 금속층의 Cu가 광반사 저감층으로 확산되는 것을 방지하여 고온에서의 안정성을 극대화할 수 있는 특징이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 변색 방지층의 니켈의 함량은 57 at% 이상일 수 있다.
상기 변색 방지층의 니켈의 함량이 50 at% 미만인 경우, 열처리 후의 광반사 저감층 표면에서의 광반사도가 크게 높아질 수 있다.
또한, 상기 변색 방지층의 니켈의 함량이 50 at% 이상인 경우, 열처리 후의 광반사 저감층 표면에서의 광반사도의 증가를 효과적으로 억제할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 변색 방지층의 니켈의 함량이 57 at% 이상인 경우, 열처리 후의 광반사 저감층 표면에서의 광반사도의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.
나아가, 상기 변색 방지층의 니켈의 함량이 50 at% 이상 80 at% 이하인 경우, 우수한 에칭성을 나타내어, 상기 금속층 및 상기 광반사 저감층과 함께 일괄 에칭이 가능하다. 상기 변색 방지층의 니켈의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 에칭성이 낮아져, 상기 금속층 및 상기 광반사 저감층과 함께 일괄 에칭을 하는 경우 미세 선폭의 전도성 라인의 형성이 곤란하게 되는 문제가 발생한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 변색 방지층의 두께는 10 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 변색 방지층의 두께는 10 ㎚ 이상 20 ㎚ 이하일 수 있다.
상기 변색 방지층의 두께가 10 ㎚ 미만인 경우, 열처리시 금속층으로부터 광반사 저감층으로의 Cu의 확산을 효과적으로 차단하지 못하여 광반사 저감층의 성능이 크게 저하될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 24시간, 150 ℃의 열처리 후의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율과, 상기 열처리 전의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율의 차이는 12 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 24시간, 150 ℃의 열처리 후의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율과, 상기 열처리 전의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율의 차이는 10 % 이하일 수 있다.
상기 열처리는 일반적인 박스 오븐(box oven)을 이용할 수 있으며, 이 때의 상대 습도는 20 % 내외일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층은 구리 산화물을 포함하고, 상기 광반사 저감층의 산소 함량은 30 at% 이상 50 at% 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층은 구리 산화물을 포함하고, 상기 광반사 저감층의 산소 함량은 33 at% 이상 50 at% 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층의 두께는 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층의 두께는 20 ㎚ 이상 60 ㎚ 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층의 두께는 30 ㎚ 이상 40 ㎚ 이하일 수 있다.
상기 광반사 저감층의 두께가 상기 범위 내인 경우, 공정 조절 및 생산 속도 측면에서 비교적 유리할 수 있다. 또한, 상기 광반사 저감층의 두께가 상기 범위 내인 경우, 상기 전도성 구조체의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장의 빛에서의 전반사율이 20 % 이하, 구체적으로 15 % 이하, 더욱 구체적으로 10 % 이하일 수 있어서 광반사 저감 효과가 우수하다. 또한, 상기 광반사 저감층의 두께가 상기 범위 이내인 경우 상기 금속층의 부식을 방지하는 효과가 우수하고, 균일한 선폭 및 두께로 패턴화 하기에 용이하다.
상기 광반사 저감층의 두께가 100 ㎚ 초과인 경우, 상기 광반사 저감층을 패턴화하기 곤란한 문제가 발생할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 가시광선 영역에서의 평균 소멸계수(Extinction coefficient) k가 0.2 내지 1.5, 구체적으로는 0.4 내지 1.0일 수 있다. 상기 평균 소멸계수 k가 0.2 이상이면 금속층의 광반사를 효과적으로 제어할 수 있다.
상기 평균 소멸계수 k는 흡수계수(Absorption Coefficient)라고도 하며, 특정 파장에서 전도성 구조체가 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지를 정의할 수 있는 척도로서, 전도성 구조체의 투과도를 결정하는 요소이다.
상기 소멸계수는 당업계에 알려진 Ellipsometer 측정장비 등을 이용하여 측정할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층의 가시광선 영역에서 의 평균 굴절율이 2 내지 3 일 수 있다. 구체적으로, 상기 가시 광선 영역은 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 영역의 파장대를 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전도성 구조체의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장의 빛에서의 평균 반사율은 20 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 구조체의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장의 빛에서의 평균 반사율은 15 % 이하, 또는 10 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전도성 구조체의 평균 반사율은 상기 광반사 저감층 표면에서의 반사율을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전도성 구조체의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장의 빛에서의 전반사율은 20 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 구조체의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장의 빛에서의 전반사율은 15 % 이하, 또는 10 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전반사율은 측정하고자 하는 면의 반대면을 검은 층(perfect black)으로 처리한 후, 측정하고자 하는 면에 90 °로 입사한 파장 300nm 이상 800 nm 이하, 구체적으로 380nm 이상 780 nm 이하 영역의 광에 대한 반사율을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 상기 전반사율은 입사광을 100%로 하였을 때 광이 입사한 대상 패턴층 또는 전도성 구조체에 의하여 반사된 반사광 중 파장 300nm 이상 800 nm 이하, 구체적으로 380nm 이상 780 nm 이하 영역의 광을 기준으로 측정한 값이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속층은 금속 패턴층일 수 있고, 상기 광반사 저감층은 광반사 저감 패턴층일 수 있다. 이 때, 상기 광반사 저감 패턴층의 제2 면 측에서 상기 전도성 구조체의 전반사율을 측정하였을 때, 상기 전도성 구조체의 전반사율(Rt)은 하기 수학식 1로 계산될 수 있다.
[수학식 1]
전반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 광반사 저감층의 반사율
또한, 상기 전도성 구조체의 구성이 전도성 구조체 2종이 라미네이션된 경우에는 전도성 구조체의 전반사율(Rt)는 하기 수학식 2으로 계산될 수 있다.
[수학식 2]
전반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 광반사 저감층의 반사율 × 2
상기 수학식 1 및 2에서 기재의 전반사율은 터치 강화유리의 반사율일 수 있고, 표면이 필름인 경우에는 필름의 반사율일 수 있다.
또한, 상기 폐쇄율은 전도성 구조체의 평면을 기준으로 전도성 패턴에 의하여 덮이는 영역이 차지하는 면적 비율, 즉 (1 - 개구율)로 나타낼 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전도성 구조체는 CIE(국제조명위원회: Commission Internationale de l'Eclairage) L*a*b* 색좌표 기준으로 명도값(L*)이 50 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로는 40 이하일 수 있다. 명도값이 낮을수록 반사율이 낮아져서 유리한 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속층은 복수의 개구부와 이를 구획하는 전도성 라인을 포함하는 금속 패턴층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 변색 방지층은 상기 금속 패턴층 상에 구비된 변색 방지 패턴층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층은 상기 변색 방지 패턴층 상에 구비된 광반사 저감 패턴층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층, 상기 변색 방지 패턴층 및 상기 광반사 저감 패턴층은 규칙적 패턴 또는 불규칙적인 패턴을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 패턴층, 상기 변색 방지 패턴층 및 상기 광반사 저감 패턴층은 패터닝 과정을 통하여 상기 기재 상에서 패턴을 형성하며 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 패턴은 삼각형, 사각형 등의 다각형, 원, 타원형 또는 무정형의 형태가 될 수 있다. 상기 삼각형은 정삼각형 또는 직각삼각형 등이 될 수 있고, 상기 사각형은 정사각형, 직사각형 또는 사다리꼴 등이 될 수 있다.
상기 규칙적인 패턴으로는 메쉬 패턴 등 당 기술분야의 패턴 형태가 사용될 수 있다. 상기 불규칙 패턴으로는 특별히 한정되지 않으나, 보로노이 다이어그램을 이루는 도형들의 경계선 형태일 수도 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 패턴 형태를 불규칙 패턴으로 하는 경우, 불규칙 패턴에 의하여 지향성이 있는 조명에 의한 반사광의 회절 패턴을 제거할 수도 있고, 상기 광반사 저감 패턴층에 의하여 빛의 산란에 의한 영향을 최소화할 수 있어 시인성에 있어서의 문제점을 최소화할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 패턴화한 경우의 적층 구조를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 2에 따르면, 상기 전도성 구조체는 기재(100) 상에 순차적으로 금속 패턴층(210), 변색 방지 패턴층(310) 및 광반사 저감 패턴층(410)이 구비된다. 다만, 도 2의 구조에 한정되지 않고, 추가의 층이 더 구비될 수 있다.
도 2에서 a는 패턴층의 선폭을 의미하고, b는 패턴층의 인접하는 전도성 라인간의 선간격을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층의 선폭은 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층의 선폭은 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있고, 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 또는 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 금속 패턴층의 선폭은 상기 전도성 구조체의 최종 용도에 따라 설계될 수 있다.
상기 선폭이 0.1 ㎛ 미만이면 패턴의 구현이 어려울 수 있고, 100 ㎛ 초과이면 시인성이 떨어질 수 있다.
상기 광반사 저감 패턴층은 상기 금속 패턴층과 동일한 형상의 패턴을 가질 수 있다. 다만, 상기 광반사 저감 패턴층의 패턴 규모가 상기 금속 패턴층과 완전히 동일할 필요는 없으며, 광반사 저감 패턴층에서의 패턴의 선폭이 금속 패턴층에서의 패턴의 선폭에 비하여 좁거나 넓은 경우도 본 명세서의 범위에 포함된다. 구체적으로, 상기 광반사 저감 패턴층에서의 패턴의 선폭은 상기 금속 패턴층에서의 패턴의 선폭의 80% 이상 120% 이하일 수 있다. 또한, 상기 광반사 저감 패턴층에서 패턴이 구비된 면적은 상기 금속 패턴층에서 패턴이 구비된 면적의 80% 이상 120% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 광반사 저감 패턴층의 패턴 형태는 금속 패턴층에서 패턴의 선폭과 동일하거나 큰 선폭을 갖는 패턴 형태인 것이 바람직하다.
상기 광반사 저감 패턴층이 상기 금속 패턴층의 선폭보다 더 큰 선폭을 갖는 패턴 형상을 갖는 경우, 사용자가 바라볼 때 광반사 저감 패턴층이 금속 패턴층을 가려주는 효과를 더 크게 부여할 수 있으므로, 금속 패턴층 자체의 광택이나 반사에 의한 효과를 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 광반사 저감 패턴층에서 패턴의 선폭이 상기 금속 패턴층에서 패턴의 선폭과 동일하여도 본 명세서가 목적하는 효과를 달성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층의 인접하는 전도성 라인간의 선간격은 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 선간격은 0.1 ㎛ 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로 10 ㎛ 이상일 수 있으며, 더욱 더 구체적으로 20 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 선간격은 100 ㎛ 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 30 ㎛ 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층 및 상기 광반사 저감 패턴층은 미세 선폭의 패턴으로 구현될 수 있으므로, 디스플레이 소자의 터치 패널의 전극으로 사용하는 경우, 시인성이 우수한 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 기재로는 투명 기판을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 유리, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재와 상기 금속층 사이에 투명 전도성층이 더 구비될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 투명 전도성층은 상기 기재의 일 면 상에 접하여 구비될 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속층은 상기 투명 전도성층 상에 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 투명 전도성층으로는 투명 전도성 산화물층이 사용될 수 있다. 상기 투명 전도성 산화물로는 인듐 산화물, 아연 산화물, 인듐주석 산화물, 인듐아연 산화물, 인듐아연주석 산화물 및 비결정성 투명 전도성 고분자 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 1 종 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 투명 전도성층은 인듐주석 산화물층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 투명 전도성층은 투명 전극층일 수 있다.
본 명세서의 "투명"이란 가시광선의 투과율이 70 % 이상 또는 80 % 이상인 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 투명 전도성층의 두께는 15 ㎚ 이상 20 ㎚ 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 투명 전도성층은 전술한 투명 전도성층용 재료를 이용하여 증착 공정 또는 인쇄 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재는 특별히 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재는 투명 기재이면 어느 것이든 무방하며, 예를 들어, 유리 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리아미드(PA)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전도성 구조체의 면저항은 0.1 Ω/□ 이상 100 Ω/□ 이하, 구체적으로 1 Ω/□ 이상 50 Ω/□ 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 1 Ω/□ 이상 20 Ω/□ 이하일 수 있다.
상기 전도성 구조체의 면저항이 1 Ω/□ 이상 100 Ω/□ 이하이면, 종래의 ITO 투명 전극을 대체할 수 있는 효과가 있으며, 특히 1 Ω/□ 이상 50 Ω/□ 이하, 또는 1 Ω/□ 이상 20 Ω/□ 이하인 경우에는 종래 ITO 투명 전극 사용시보다 면저항이 상당히 낮기 때문에 신호 인가 시 RC 지연이 짧아져 터치 인식 속도를 현저하게 개선할 수 있으며, 이를 바탕으로 10인치 이상 대면적 터치스크린 적용이 용이하다는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 기재를 준비하는 단계; 상기 기재 상에 구리를 포함하는 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층 상에 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층을 형성하는 단계; 및 상기 변색 방지층 상에 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하는 상기 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법에 있어서, 상기 금속 패턴층, 상기 변색 방지 패턴층 및 상기 광반사 저감 패턴층 중 적어도 하나를 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 패턴층, 상기 변색 방지 패턴층 및 상기 광반사 저감 패턴층을 형성하는 단계는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 증착(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 습식 코팅, 증발, 전해 도금 또는 무전해 도금, 금속박의 라미네이션 등의 방법에 의하여 형성할 수 있고, 구체적으로는 스퍼터링 방법에 의해 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 변색 방지층 및/또는 상기 광반사 저감층을 형성하는 단계는 물리적 증착 방법을 이용하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 변색 방지층 및/또는 광반사 저감층을 형성하는 단계는 스퍼터링 방법, E-빔(E-beam) 증착 방법 또는 증발 증착 방법 등을 이용하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 변색 방지층 및/또는 광반사 저감층을 형성하는 경우, 스퍼터링 가스(sputtering gas)로 불활성 기체, 예를 들어, Ar과 같은 기체를 사용할 수 있다. 또한, 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 방법을 이용하는 경우, O2와 같은 반응성 가스의 분압 조절로 공정을 수행할 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광반사 저감층을 형성하는 단계는 산소 분압 30 % 이상의 분위기에서 스퍼터링 방법을 이용하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 스퍼터링 방법은 산소 분압 50 % 이상의 분위기에서 수행되는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법에 있어서, 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층 중 적어도 하나를 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속층, 상기 변색 방지층 및/또는 상기 광반사 저감층을 패턴화하는 방법은 당 기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 금속층의 패턴화를 위하여 포토레지스트 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속층 상에 포토레지스트 패턴을 선택적 노광 및 현상에 의하여 형성하거나, 레지스트 패턴을 인쇄방법에 의하여 형성하고, 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 레지스트 패턴에 의하여 도포되지 않은 금속층을 선택적으로 식각하는 방법을 이용할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법에 있어서, 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층 중 적어도 하나를 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층을 동시에 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 동시에 패터닝하는 단계는 에칭액을 이용하여 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층을 일괄 에칭하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법에 있어서, 상기 광반사 저감층이 구리를 포함하는 경우, 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층은 동일한 에천트를 이용하여 식각을 할 수 있으므로, 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층을 일괄 에칭할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. 구체적으로, 상기 에칭액은 Cu 에천트일 수 있으며, 당업계에서 일반적으로 사용되는 Cu 에칭액은 제한 없이 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치 패널을 제공한다. 상기 터치 패널은 터치 스크린 패널일 수 있다. 예컨대, 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 본 명세서의 일 실시상태에 다른 전도성 구조체는 터치 감응식 전극 기판으로 사용될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 상기 터치 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 전술한 전도성 구조체 이외에 추가의 구조체를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 2개의 구조체가 서로 같은 방향으로 배치될 수도 있으며, 2개의 구조체가 서로 반대 방향으로 배치될 수도 있다. 상기 터치 스크린 패널에 포함될 수 있는 2개 이상의 구조체는 동일한 구조일 필요는 없으며, 어느 하나, 바람직하게는 사용자에 가장 가까운 측의 구조체만 전술한 전도성 구조체를 포함하는 것이기만 할 수 있으며, 추가로 포함되는 구조체는 광반사 저감 패턴층을 포함하지 않아도 된다. 또한, 2개 이상의 구조체 내의 층 적층 구조가 서로 상이해도 된다. 2개 이상의 구조체가 포함되는 경우 이들 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 이 때 절연층은 점착층의 기능이 추가로 부여될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 하부 기재; 상부 기재; 및 상기 하부 기재의 상부 기재에 접하는 면 및 상기 상부 기재의 하부 기재에 접하는 면 중 어느 한 면 또는 양면에 구비된 전극층을 포함할 수 있다. 상기 전극층은 각각 X축 위치 검출 및 Y축 위치 검출 기능을 할 수 있다.
이 때, 상기 하부 기재 및 상기 하부 기재의 상부 기재에 접하는 면에 구비된 전극층; 및 상기 상부 기재 및 상기 상부 기재의 하부 기재에 접하는 면에 구비된 전극층 중 하나 또는 두 개 모두가 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체일 수 있다. 상기 전극층 중 어느 하나만이 본 명세서의 일 실시상태에 따른 따른 전도성 구조체인 경우, 나머지 다른 하나는 당 기술분야에 알려져 있는 전도성 패턴을 가질 수 있다.
상기 상부 기재와 상기 하부 기재 모두의 일면에 전극층이 구비되어 ２층의 전극층이 형성되는 경우, 상기 전극층의 간격을 일정하기 유지하고 접속이 일어나지 않도록 상기 하부 기재와 상부 기재 사이에 절연층 또는 스페이서가 구비될 수 있다. 상기 절연층은 점착제 또는 UV 혹은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 터치 스크린 패널은 전술한 전도성 구조체 중의 금속층의 패턴과 연결된 접지부를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 접지부는 상기 기재의 금속층의 패턴이 형성된 면의 가장자리부에 형성될 수 있다. 또한，상기 전도성 구조체를 포함하는 적층재의 적어도 일면에는 반사 방지 필름, 편광 필름 및 내지문 필름 중 적어도 하나가 구비될 수 있다. 설계사양에 따라 전술한 기능성 필름 이외에 다른 종류의 기능성 필름을 더 포함할 수도 있다. 상기와 같은 터치 스크린 패널은 OLED 디스플레이 패널(OLED Display Panel), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT) 및 PDP와 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기재의 양면에 각각 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층이 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 상기 전도성 구조체 상에 전극부 또는 패드부를 추가로 포함할 수 있으며. 이 때 유효 화면부와 전극부 및 패드부는 동일한 전도체로 구성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 광반사 저감 패턴층은 사용자가 바라보는 측에 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 컬러필터 기판 또는 박막 트랜지스터 기판 등에 본 명세서의 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 태양 전지를 제공한다. 예컨대, 태양 전지는 애노드 전극, 캐소드 전극, 광활성층, 정공 수송층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있는데, 본 명세서의 하나의 실시상태에 따는 전도성 구조체는 상기 애노드 전극 및/또는 캐소드 전극으로 사용될 수 있다.
상기 전도성 구조체는 디스플레이 장치 또는 태양 전지에서 종래의 ITO를 대체할 수 있고, 플렉서블(flexible) 가능 용도로 활용할 수 있다. 또한, CNT, 전도성 고분자, 그래핀(Graphene) 등과 함께 차세대 투명 전극으로 활용할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[비교예 1]
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 상기 금속층 상에 변색 방지층을 형성하지 않고, 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
비교예 1에 따라 제조된 전도성 구조체를 24시간, 150 ℃의 열처리를 거친 후의 가시광선 영역에서의 광반사율의 변화를 측정하여, 도 3에 나타내었다.
하기 실험예 1-1 내지 1-4는 전도성 구조체의 열처리 전후의 광학 특성을 알아보기 위한 것으로서, 패터닝 과정은 생략하였다.
[실험예 1-1] 열처리 전 후의 광학 특성 결과
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 50 % 의 분위기 하에서 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 Ni 함량이 26 at%인 Cu-Ni 변색 방지층을 형성한 후, 상기 변색 방지층 상에 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
상기 변색 방지층을 각각 1 ㎚, 5 ㎚, 10 ㎚ 및 20 ㎚ 로 조절하여 전도성 구조체를 제조하여, 150 ℃의 온도에서 각각 30분 및 24시간 열처리 한 후의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 광반사율의 증가된 정도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
변색 방지층의 두께 1 ㎚ 5 ㎚ 10 ㎚ 20 ㎚
열처리 전의 평균 광반사율(%) 18.19 16.83 15.69 14.58
30분 열처리 후의 평균 광반사율(%) 24.46 20.27 19.23 18.28
24시간 열처리 후의 평균 광반사율(%) 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가
30분 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 6.27 3.45 3.53 3.7
24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 - - - -
24시간동안의 열처리 이후의 비교예 2 내지 5에 따른 전도성 구조체는 하부의 금속층까지 산화되어 반투명한 상태로 변질되어, 평균 반사율의 측정이 곤란하였다.
[실험예 1-2] 열처리 전후의 광학 특성 결과
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 50 % 의 분위기 하에서 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 Ni 함량이 40 at%인 Cu-Ni 변색 방지층을 형성한 후, 상기 변색 방지층 상에 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
상기 변색 방지층을 각각 1 ㎚, 5 ㎚, 10 ㎚ 및 20 ㎚ 로 조절하여 전도성 구조체를 제조하여, 150 ℃의 온도에서 각각 30분 및 24시간 열처리 한 후의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 광반사율의 증가된 정도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9
변색 방지층의 두께 1 ㎚ 5 ㎚ 10 ㎚ 20 ㎚
열처리 전의 평균 광반사율(%) 19.62 16.23 14.61 13.03
30분 열처리 후의 평균 광반사율(%) 23.89 19.23 17.04 15.07
24시간 열처리 후의 평균 광반사율(%) 측정불가 측정불가 측정불가 25.52
30분 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 4.27 3.00 2.44 2.04
24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 - - - 12.49
24시간동안의 열처리 이후의 비교예 6 내지 8에 따른 전도성 구조체는 하부의 금속층까지 산화되어 반투명한 상태로 변질되어, 평균 반사율의 측정이 곤란하였다. 또한, 비교예 9에 따른 전도성 구조체의 경우, 24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이가 12 %를 초과하여 효과적으로 광반사 저감층의 변색을 방지하지 못하였다.
[실험예 1-3] 열처리 전후의 광학 특성 결과
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 50 % 의 분위기 하에서 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 Ni 함량이 50 at%인 Cu-Ni 변색 방지층을 형성한 후, 상기 변색 방지층 상에 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
상기 변색 방지층을 각각 10 ㎚ 및 20 ㎚ 로 조절하여 전도성 구조체를 제조하여, 150 ℃의 온도에서 각각 30분 및 24시간 열처리 한 후의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 광반사율의 증가된 정도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2
변색 방지층의 두께 10nm 20 nm
열처리 전의 광반사도 (%) 14.26 12.58
30분 열처리 후의 평균 광반사율 (%) 16.78 14.69
24시간 열처리 후의 평균 광반사율 (%) 25.92 22.98
30분 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 2.52 2.11
24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 11.66 10.40
실시예 1 및 2에 따른 전도성 구조체의 경우, 24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이가 12 %이내로서 효과적으로 광반사 저감층의 변색을 방지하는 것으로 나타났다.
참고로, 도 4는 실시예 1에 따른 전도성 구조체의 열처리 전과 후의 광반사도를 나타낸 것이다.
[실험예 1-4] 열처리 전후의 광학 특성 결과
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 50 % 의 분위기 하에서 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 Ni 함량이 57 at%인 Cu-Ni 변색 방지층을 형성한 후, 상기 변색 방지층 상에 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
상기 변색 방지층을 각각 5 ㎚, 10 ㎚ 및 20 ㎚ 로 조절하여 전도성 구조체를 제조하여, 150 ℃의 온도에서 각각 30분 및 24시간 열처리 한 후의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 광반사율의 증가된 정도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 3 실시예 4 실시예 5
변색 방지층의 두께 5nm 10nm 20nm
열처리 전의 평균 광반사율 (%) 15.66 13.91 12.55
30분 열처리 후의 평균 광반사율 (%) 18.05 15.69 13.29
24시간 열처리 후의 평균 광반사율 (%) 23.82 19.60 16.13
30분 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 2.38 1.78 0.74
24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이 8.16 5.69 3.58
실시예 3 내지 5에 따른 전도성 구조체의 경우, 24시간 열처리 전후의 평균 광반사율 차이가 10 %이내로서 효과적으로 광반사 저감층의 변색을 방지하는 것으로 나타났다.
상기 실시예 및 비교예에 따르면, 변색 방지층의 Ni 함량이 50 at% 이상, 구체적으로, 57 at% 이상인 경우에 열처리 후의 평균 광반사율의 증가를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 변색 방지층의 Ni 함량이 50 at% 이상이고 변색 방지층의 두께가 10 ㎚ 이상인 경우, 열처리 후의 평균 광반사율의 증가를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
[ 실험예 2] - 일괄 에칭 특성 비교
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재를 준비한 후, 2 mTorr의 아르곤 분위기 하에서 Cu를 소스 물질로 하여 상기 PET 기재 상에 100 ㎚ 두께의 금속층을 형성하였다. 나아가, 산소 50 % 의 분위기 하에서 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 금속층 상에 10 ㎚ 두께의 Cu-Ni 변색 방지층을 형성한 후, 상기 변색 방지층 상에 구리 산화물의 광반사 저감층을 형성하여 전도성 구조체를 제조하였다.
[규칙 제91조에 의한 정정 12.09.2016]　
상기 변색 방지층의 Ni 함량을 각각 40 at%, 50 at%, 57 at%, 72 at% 및 82 at% 로 조절하여 전도성 구조체를 제조한 후, 이를 황산 계열의 식각액으로 일괄 에칭을 실시하였다. 이에 대한 결과는 하기 도 5와 같다.
[규칙 제91조에 의한 정정 12.09.2016]　
상기 실험예 2에 따르면, 변색 방지층의 Ni 함량이 50 at% 미만인 경우, 일괄 에칭이 되지 않아, 미세 패턴이 형성되지 않음을 알 수 있다. 마찬가지로, 변색 방지층의 Ni 함량이 80 at% 를 초과하는 경우, 일괄 에칭이 되지 않아, 미세 패턴이 형성되지 않음을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 기재;
    상기 기재 상에 구비된 구리를 포함하는 금속층;
    상기 금속층 상에 구비되고, 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층; 및
    상기 변색 방지층 상에 구비되고, 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 광반사 저감층을 포함하고,
    상기 변색 방지층의 니켈 함량은 50 at% 이상 80 at% 이하인 것인 전도성 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변색 방지층의 니켈의 함량은 57 at% 이상인 것인 전도성 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변색 방지층의 두께는 10 ㎚ 이상 30 ㎚ 이하인 것인 전도성 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    24시간, 150 ℃의 열처리 후의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율과, 상기 열처리 전의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율의 차이는 12 % 이하인 것인 전도성 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    24시간, 150 ℃의 열처리 후의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율과, 상기 열처리 전의 상기 광반사 저감층 표면에서의 380 ㎚ 내지 780 ㎚ 파장에서의 평균 반사율의 차이는 10 % 이하인 것인 전도성 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광반사 저감층은 구리 산화물을 포함하고,
    상기 광반사 저감층의 산소 함량은 30 at% 이상 50 at% 이하인 것인 전도성 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광반사 저감층의 두께는 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하인 것인 전도성 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층은 복수의 개구부와 이를 구획하는 전도성 라인을 포함하는 금속 패턴층인 것인 전도성 구조체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 금속 패턴층의 선폭은 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것인 전도성 구조체.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 금속 패턴층의 인접하는 전도성 라인간의 선간격은 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것인 전도성 구조체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재와 상기 금속층 사이에 투명 전도성층이 더 구비된 것인 전도성 구조체.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 구조체의 면저항은 0.1 Ω/□ 이상 100 Ω/□ 이하인 것인 전도성 구조체.
  13. 기재를 준비하는 단계;
    상기 기재 상에 구리를 포함하는 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층 상에 구리 및 니켈을 포함하는 변색 방지층을 형성하는 단계; 및
    상기 변색 방지층 상에 광반사 저감층을 형성하는 단계를 포함하는
    청구항 1 내지 12 중 적어도 한 항에 따른 전도성 구조체의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층을 동시에 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것인 전도성 구조체의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 동시에 패터닝하는 단계는 에칭액을 이용하여 상기 금속층, 상기 변색 방지층 및 상기 광반사 저감층을 일괄 에칭하는 것인 전도성 구조체의 제조방법.
  16. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 전도성 구조체를 포함하는 터치 패널.
  17. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치.
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