KR101221722B1

KR101221722B1 - 전도성 구조체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101221722B1
Application number: KR1020120020147A
Authority: KR
Inventors: 임진형; 김기환; 황인석; 김충완; 이승헌; 장성호; 박진우; 황지영; 구범모
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-01-11
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: CN103081026A; KR20120100758A; JP5924784B2; TWI601464B; TW201303904A; EP2682948A4; US9357636B2; WO2012121518A2; TWI529748B; EP3057103A1; EP2682948A2; EP2682949A4; CN103370748B; TW201303903A; KR20120100760A; CN103370748A; CN103081026B; US20150075596A1; JP2014513335A; TW201433229A

Abstract

본 발명의 일 실시상태는 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체로서, 상기 암색화 패턴층은 AlOxNy를 포함하는 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 전도성 패턴층의 전도도에 영향을 미치지 않으면서도 전도성 패턴층에 의한 반사를 방지할 수 있고, 흡광도를 향상함으로써 전도성 패턴층의 은폐성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태의 전도성 구조체를 이용하여 시인성이 개선된 디스플레이 패널을 개발할 수 있다.

Description

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

본 출원은 2011년 3월 4일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2011-0019598호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

본 명세서는 전도성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터치 스크린 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.

한국 공개 특허 제10-2010-0007605호

당 기술분야에서는, 상기 다양한 방식의 터치 스크린 패널의 성능 향상을 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 일 실시상태는,

기재; 전도성 패턴층; 및 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체를 제공한다.

상기 AlOxNy 에서, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비를 의미한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는,

기재; 전도성 패턴층; 및 하기 수학식 1을 만족하는 AlOxNy (x > 0, y > 0) 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체를 제공한다.

[수학식 1]

상기 AlOxNy 에서, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비를 의미하고,

상기 수학식 1에서, AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100 %를 기준으로 할 때, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는,

기재 상에 전도성층을 형성하는 단계; 상기 전도성층의 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 AlOxNy(0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성층 및 암색화층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는,

기재 상에 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층의 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는,

기재 상에 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는,

기재 상에 전도성층을 형성하는 단계; 상기 전도성층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성층 및 암색화층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 태양전지를 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 전도성 패턴층의 전도도에 영향을 미치지 않으면서도 전도성 패턴층에 의한 반사를 방지할 수 있고, 흡광도를 향상시킴으로써 전도성 패턴층의 은폐성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 이용하여 시인성이 개선된 터치 스크린 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 개발할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 일 실시상태로서, 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체의 적층 구조를 예시한 도이다.
도 4는 Al이 증착된 유리 기재에 반응 조건을 달리하여 암색화 패턴층을 증착한 전도성 구조체를 나타낸 것으로 각각 비교예 6(#8), 실시예 2(#1), 비교예 2(#12)를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1~4 및 비교예 1~8의 파장에 따른 총 반사율을 나타낸 것이다.
도 6은 타원계(Ellipsometer)로 측정한 비교예 1~4의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 나타낸 것이다.
도 7은 타원계(Ellipsometer)로 측정한 실시예 1~4의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 나타낸 것이다.
도 8은 타원계(Ellipsometer)로 측정한 비교예 5~8의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 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), 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT) 및 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.

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/squre, 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 박막인 Ag, Mo/Al/Mo, MoTi/Cu 등을 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.

그래서 본 발명의 일 실시상태는, 종래의 ITO 기반의 투명 전도성 박막층을 사용한 터치 스크린 패널과 차별화될 수 있고, 금속 미세 패턴 전극의 은폐성 및 외부광에 대한 반사 및 회절 특성이 개선된 터치 스크린 패널에 적용할 수 있는 전도성 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함할 수 있다. 상기 x와 y는 서로 독립적이다. 상기 x와 y는 구체적으로 x+y>0일 수 있고, 더욱 구체적으로 x>0, y>0일 수 있다. 더욱 더 구체적으로 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 0.6, 0.3 ≤ y ≤ 0.8)인 경우 암색화 패턴층 형성에 더욱 효과적이다.

상기 암색화 패턴층은 원소비율이 하기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함할 수 있다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서, AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100%를 기준으로 할 때, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.

상기 수학식 1은 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 측정한 원소함량(at%)과 화학적 가수를 고려한 식이다. Al의 화학적 가수는 3이고, O의 화학적 가수는 2이며, N의 화학적 가수는 3이다. 상기 수학식 1의 값이 1보다 크면 Al, O 및 N 중에서 Al이 풍부한 것을 의미하며, 1이하이면 Al, O 및 N 중에서 Al이 부족한 것을 의미한다. 예를 들어, 화학양론적으로 Al₂O₃ 또는 AlN의 경우는 비교적 투명한 상을 나타내며, 수학식 1의 값은 1이 된다. 수학식 1에서 얻어진 값이 1보다 크면, Al₂O₃ 또는 AlN의 경우보다 금속원자 Al의 함량이 과량으로 되므로, 흡수계수가 상승하고, 암색화층이 형성되게 된다. 상기 수학식 1에서 얻어진 값이 2보다 크면 Al의 함량이 더욱 높아져서 금속성 층을 형성하게 된다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 소멸계수(Extinction coefficient ) k가 0.2 이상 2.5 이하, 구체적으로는 0.2 이상 1.5 이하, 더욱 구체적으로 0.2 이상 0.8 이하일 수 있다. 상기 소멸계수 k가 0.2 이상이면 암색화를 가능하게 하는 효과가 있다. 상기 소멸계수 k는 흡수계수(Absorption Coefficient )라고도 하며, 특정 파장에서 전도성 구조체가 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지를 정의할 수 있는 척도로서, 전도성 구조체의 투과도를 결정하는 요소이다. 예를 들어, Al₂O₃ 또는 AlN 과 같은 투명한 전도성 구조체인 경우, k<0.2로 k값이 매우 작다. 그러나, 금속 Al원자가 증가할수록 k값이 증가하게 된다. 만약, Al이 지나치게 많아져서 전도성 구조체가 금속에 가깝게 형성되면 투과가 거의 일어나지 않고, 대부분 반사만 일어나는 금속이 되며, 소멸계수 k는 2.5 초과가 되어 바람직하지 않다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재 및 전도성 패턴층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 암색화 패턴층은 전도성 패턴층의 어느 한 면에만 구비될 수 있고, 전도성 패턴층의 양면 모두에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비된 전도성 패턴층; 및 상기 전도성 패턴층 상에 구비되고, AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비되고, AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층; 및 상기 암색화 패턴층 상에 구비된 전도성 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비되고, AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층; 상기 암색화 패턴층 상에 구비된 전도성 패턴층; 및 상기 전도층 패턴층 상에 구비되고, AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비된 전도성 패턴층; 및 상기 전도성 패턴층 상에 구비되고, 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비되고, 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층; 및 상기 암색화 패턴층 상에 구비된 전도성 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 기재; 상기 기재 상에 구비되고, 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층; 상기 암색화 패턴층 상에 구비된 전도성 패턴층; 및 상기 전도성 패턴층 상에 구비되고, 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층을 포함할 수 있다.

본 발명자들은, 유효 화면부에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 전도성 금속 미세 패턴의 시인성에 상기 패턴층에 의한 광반사 및 회절 특성이 주요한 영향을 미친다는 사실을 밝혀내었으며, 이를 개선하고자 하였다. 구체적으로, 기존 ITO를 기반으로 한 터치 스크린 패널에서는 ITO 자체의 높은 투과도로 인하여 전도성 패턴의 반사도에 의한 문제가 그리 크게 나타나지 않았으나, 유효 화면부 내에 구비된 전도성 금속 미세 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널에서는 상기 전도성 금속 미세 패턴의 반사도 및 암색화 특성이 중요하다는 것을 밝혀내었다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에서 전도성 금속 미세 패턴의 반사도를 낮추고 흡광도 특성을 개선하기 위하여, 암색화 패턴층을 도입할 수 있다. 상기 암색화 패턴층은 터치 스크린 패널 내 전도성 패턴층의 적어도 일면에 구비됨으로써 상기 전도성 패턴층의 높은 반사도에 따른 시인성 저하문제를 크게 개선시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 암색화 패턴층은 흡광성을 가지기 때문에 전도성 패턴층 자체로 입사되는 빛과 전도성 패턴층으로부터 반사되는 빛의 양을 감소시킴으로써 전도성 패턴층에 의한 반사도를 낮출 수 있다. 또한, 상기 암색화 패턴층은 전도성 패턴층에 비하여 낮은 반사도를 가질 수 있다. 이에 의하여, 사용자가 직접 전도성 패턴층을 바라보는 경우에 비하여 빛의 반사도를 낮출 수 있으므로, 전도성 패턴층의 시인성을 크게 개선시킬 수 있다.

본 명세서에서, 상기 암색화 패턴층은 흡광성을 가져서 전도성 패턴 자체로 입사되는 빛과 전도성 패턴층으로부터 반사되는 빛의 양을 감소시킬 수 있는 층을 의미하는 것으로서, 암색화 패턴층이라는 용어뿐만 아니라, 흡광성 패턴층, 흑화 패턴층, 흑화성 패턴층 등의 용어로 표현될 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층의 반사율은 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있으며, 더욱 더 구체적으로 5% 이하일 수 있고, 3% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.

상기 반사율의 측정은 상기 암색화 패턴층의 상기 전도성 패턴층과 접하는 면의 반대면 방향에서 측정한 것일 수 있다. 이 방향에서 측정하였을 때 반사율은 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 5% 이하일 수 있고, 3% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.

또한, 상기 암색화 패턴층이 상기 전도성 패턴층과 기재 사이에 구비되고, 상기 기재측에서 측정한 것일 수 있다. 상기 기재측에서 반사율을 측정하였을 때 반사율은 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 5% 이하일 수 있고, 3% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.

본 명세서에 있어서, 상기 반사율은 측정하고자 하는 면의 반대면을 검은 층(perfect black)으로 처리한 후, 측정하고자 하는 면에 90℃로 입사한 550nm의 빛의 반사율을 의미한다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체는 암색화 패턴층의 반사율이 20% 이하일 수 있고, 구체적으로 15% 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 10% 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 6% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 작을수록 효과가 더욱 좋다.

본 명세서에 있어서, 반사율은 입사광을 100%로 하였을 때 광이 입사한 대상 패턴층 또는 전도성 적층체에 의하여 반사된 반사광 중 파장 550nm의 값을 기준으로 측정한 값일 수 있으며, 이는 550nm의 파장의 반사율이 통상적으로 전체적인 반사율과 크게 다르지 않기 때문이다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층과 접하는 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함할 수 있다. 상기 암색화 패턴층의 제2면 측에서 상기 전도성 구조체의 반사율을 측정하였을 때, 상기 전도성 구조체의 반사율(Rt)은 하기 수학식 2로 계산될 수 있다.

[수학식 2]

반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 암색화 패턴층의 반사율

또한, 상기 전도성 구조체의 구성이 전도성 구조체 2종이 라미네이션된 경우에는 전도성 구조체의 반사율(Rt)는 하기 수학식 3으로 계산될 수 있다.

[수학식 3]

반사율(Rt) = 기재의 반사율 + 폐쇄율 × 암색화 패턴층의 반사율 × 2

상기 수학식 2 및 3에서 기재의 반사율은 터치 강화유리의 반사율일 수 있고, 표면이 필름인 경우에는 필름의 반사율일 수 있다.

또한, 상기 폐쇄율은 전도성 구조체의 평면을 기준으로 전도성 패턴에 의하여 덮여지는 영역이 차지하는 면적 비율, 즉 (1 - 개구율)로 나타낼 수 있다.

따라서, 암색화 패턴층이 있는 경우와 없는 경우의 차이는 암색화 패턴층의 반사율에 의하여 의존하게 된다. 이러한 관점에서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 반사율(Rt)은 상기 암색화 패턴층이 없는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 전도성 구조체 반사율(R₀)에 비하여 10 ~ 20% 감소된 것일 수 있고, 20 ~ 30% 감소된 것일 수 있으며, 30 ~ 40% 감소된 것일 수 있고, 40 ~ 50% 감소된 것일 수 있으며, 50 ~ 70% 감소된 것일 수 있다. 즉, 상기 수학식 2 및 3에서 폐쇄율 범위를 1 ~ 10% 범위로 변화시키면서 반사율 범위를 1 ~ 30%까지 변화시키는 경우 최대 70%의 반사율 감소 효과를 나타낼 수 있고, 최소 10%의 반사율 감소 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴과 접하는 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하고, 상기 암색화 패턴의 제2면 측에서 상기 전도성 구조체의 반사율을 측정하였을 때, 상기 전도성 구조체의 반사율(Rt)은 상기 기재의 반사율(R₀)과의 차이가 40% 이하일 수 있고, 30% 이하일 수 있으며, 20% 이하일 수 있고, 10% 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체는 굴절율이 0 이상 3 이하 일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체는 L*a*b* 색상값 기준으로 명도값(L*)이 50 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로는 30 이하일 수 있다. 명도값이 낮을수록 반사율이 낮아져서 유리한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체는 면저항이 1 Ω/squre 이상 300 Ω/squre 이하일 수 있고, 구체적으로 1 Ω/squre 이상 100 Ω/squre 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1 Ω/squre 이상 50 Ω/squre 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 1 Ω/squre 이상 20 Ω/squre 이하일 수 있다.

전도성 구조체의 면저항이 1 Ω/squre 이상 300 Ω/squre 이하이면 종래의 ITO 투명 전극을 대체할 수 있는 효과가 있다. 전도성 구조체의 면저항이 1 Ω/squre 이상 100 Ω/squre 이하인 경우, 또는 1 Ω/squre 이상 50 Ω/squre 이하인 경우, 특히 1 Ω/squre 이상 20 Ω/squre 이하인 경우에는 종래 ITO 투명 전극 사용시보다 면저항이 상당히 낮기 때문에 신호 인가시 RC 지연이 짧아져 터치 인식 속도를 현저하게 개선할 수 있으며, 이를 바탕으로 10인치 이상 대면적 터치스크린 적용이 용이하다는 장점이 있다.

상기 전도성 구조체에서 패턴화 하기 이전의 전도성층 또는 암색화층의 면저항은 0 Ω/squre 초과 2 Ω/squre 이하, 구체적으로는 0 Ω/squre 초과 0.7 Ω/squre 이하일 수 있다. 상기 면저항이 2 Ω/squre 이하이면, 특히 0.7 Ω/squre 이하이면, 패터닝 전의 전도성층 또는 암색화층의 면저항이 낮을수록 미세 패터닝 설계 및 제조 공정이 용이하게 진행되며, 패터닝 후의 전도성 구조체의 면저항이 낮아져서 전극의 반응 속도를 빠르게 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체 내에는 핀홀이 없을 수 있고, 상기 핀홀이 존재한다 하더라도 그 지름이 3㎛ 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1㎛ 이하일 수 있다. 상기와 같이 전도성 구조체 내에서 핀홀이 없거나, 핀홀 지름이 3㎛ 이하인 경우에는 단선의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴의 어느 한 면에만 구비될 수 있고, 양면 모두에 구비될 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층과 동시에 또는 별도로 패턴화될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 암색화 패턴층과 상기 전도성 패턴층은 동시에 또는 별도의 패터닝 공정에 의하여 적층 구조를 형성할 수 있다. 이러한 점에서, 흡광 물질의 적어도 일부가 전도성 패턴 내에 함몰 또는 분산되어 있는 구조나 단일층의 전도성 패턴이 추가 표면처리에 의하여 표면측 일부가 물리적 또는 화학적 변형이 이루어진 구조와는 차별될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 접착층 또는 점착층을 개재하지 않고, 직접 상기 기재 상에 또는 직접 상기 전도성 패턴층 상에 구비될 수 있다. 상기 접착층 또는 점착층은 내구성이나 광학 물성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 접착층 또는 점착층을 이용하는 경우와 비교할 때 제조방법이 전혀 상이하다. 더욱이, 접착층이나 점착층을 이용하는 경우에 비하여, 본 발명의 일 실시상태에서는 기재 또는 전도성 패턴층과 암색화 패턴층의 계면 특성이 우수하다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층의 두께는 10nm 이상 400nm 이하, 구체적으로 30 nm 이상 300nm이하, 더욱 구체적으로 50 nm 이상 100nm이하 일 수 있다. 사용하는 재료 및 제조 공정에 따라 바람직한 두께는 상이할 수 있으나, 식각(etching) 특성을 고려하면 두께가 10nm 미만이면 공정 조절이 쉽지 않을 수 있고, 400 nm 초과이면 생산 속도 측면에서 불리할 수 있다. 구체적으로 두께가 30 nm 이상 300nm이하인 경우 공정 조절이 쉽고, 생산 속도가 개선되어서 제조 공정에서 더욱 유리할 수 있다. 상기 암색화 패턴층의 두께가 50 nm 이상 100nm이하이면 반사율이 감소하여, 암색화층이 더욱 잘 형성되어 더욱 유리한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층은 무채색(無彩色) 계열의 색상을 띠는 것이 바람직하다. 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.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층은 유전성 물질 및 금속 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유전성 물질로는 SiO, SiO₂, MgF₂, SiNz(z는 1 이상의 정수) 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 금속으로는 Fe, Co, Ti, V, Cu, Al, Au, Ag 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 암색화 패턴층은 유전성 물질 중 1종 이상과 금속 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 유전성 물질은 외부광이 입사되는 방향으로부터 멀어질수록 점차적으로 감소되도록 분포되어 있고, 상기 금속은 그 반대로 분포되어 있는 것이 바람직하다. 이때, 상기 유전성 물질의 함량은 20 ~ 50 중량% 일 수 있고, 상기 금속의 함량은 50 ~ 80 중량% 일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층의 어느 한 면에만 구비될 수도 있고, 양면 모두에 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층과 동일한 형상의 패턴을 가질 수 있다. 다만, 상기 암색화 패턴층의 패턴 규모가 상기 전도성 패턴층과 완전히 동일할 필요는 없으며, 암색화 패턴층의 선폭이 전도성 패턴층의 선폭에 비하여 좁거나 넓은 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층의 선폭과 동일하거나 큰 선폭을 갖는 패턴 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 암색화 패턴층은 상기 전도성 패턴층이 구비된 면적의 80% 내지 120%의 면적을 가질 수 있다.

상기 암색화 패턴층이 상기 전도성 패턴층의 선폭보다 더 큰 선폭을 갖는 패턴 형상을 갖는 경우, 사용자가 바라볼 때 암색화 패턴층이 전도성 패턴층을 가려주는 효과를 더 크게 부여할 수 있으므로, 전도성 패턴층 자체의 광택이나 반사에 의한 효과를 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 암색화 패턴층의 선폭이 상기 전도성 패턴층의 선폭과 동일하여도 본 발명의 목적하는 효과를 달성할 수 있다.

본 발명의 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 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체에 있어서, 상기 전도성 패턴층의 재료는 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 금속 질화물 등을 1종 이상 포함하는 것이 좋다. 상기 전도성 패턴층의 재료는 전기 전도도가 우수하고, 식각(etching)이 용이한 금속 재료일수록 좋다. 다만, 일반적으로 전기 전도도가 우수한 재료는 반사도가 높은 단점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 암색화 패턴층을 사용함으로써 반사도가 높은 재료를 이용하여 전도성 패턴층을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 반사도가 70 ~ 80% 이상인 재료를 이용하는 경우에도, 상기 암색화 패턴층을 추가함으로써 반사도를 낮추고, 전도성 패턴층의 은폐성을 향상시킬 수 있으며, 콘트라스트 특성을 유지 또는 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 재료의 구체적인 예로는 은, 알루미늄, 구리, 네오디윰, 몰리브덴, 니켈, 이들의 합금, 이들의 산화물, 이들의 질화물 등을 1종 이상 포함하는 단일막 또는 다층막일 수 있고, 더욱 구체적으로 알루미늄일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01 ㎛이상 10 ㎛ 이하인 것이 전도성 패턴층의 전도도 및 패턴 형성 공정의 경제성 측면에서 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 선폭은 0 ㎛ 초과 10 ㎛ 이하일 수 있고, 구체적으로 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛이하 일 수 있으며, 더욱 구체적으로 0.2 ㎛이상 내지 8 ㎛ 이하일 수 있고, 더욱 더 구체적으로 0.5 ㎛이상 내지 5㎛ 이하일 수 있다.

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

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 패턴은 규칙적 패턴일 수도 있고, 불규칙적인 패턴일 수도 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 발명에서 불규칙 패턴과 암색화 패턴층을 함께 사용하는 경우, 불규칙 패턴에 의하여 지향성이 있는 조명에 의한 반사광의 회절 패턴을 제거할 수도 있고, 암색화 패턴층에 의하여 빛의 산란에 의한 영향을 최소화할 수 있어 시인성에 있어서의 문제점을 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴과 교차하는 직선을 그렸을 때, 상기 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점들간의 거리의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(거리 분포 비율)이 2% 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 패턴과 교차하는 직선을 그렸을 때, 상기 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점들간의 거리의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(거리 분포 비율)이 2% 이상인 전도성 패턴을 가짐으로써, 모아레 및 반사형 회절 현상을 방지하는 동시에 우수한 전기 전도도와 광학적 특성을 만족할 수 있는 전도성 구조체를 제공할 수 있다.

상기 전도성 패턴과 교차하는 직선은 상기 전도성 패턴과의 인접하는 교점들간의 거리의 표준 편차가 가장 작은 선인 것이 바람직하다. 또는, 상기 전도성 패턴과 교차하는 직선은 상기 전도성 패턴의 어느 한 점의 접선에 대하여 수직한 방향으로 연장된 직선일 수 있다.

상기 전도성 패턴과 교차하는 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점들간의 거리의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(거리 분포 비율)이 2% 이상일 수 있고, 10% 이상일 수 있으며, 20% 이상일 수 있다. 상기 전도성 패턴과 교차하는 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점들간의 거리의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(거리 분포 비율)은 전도성 패턴의 불규칙도와 관련된 것으로서, 상기 표준 편차의 비율이 2% 이상인 경우에는 상기 전도성 패턴이 불규칙 패턴 형태를 가질 수 있다.

상기 전도성 패턴과 교차하는 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점들간의 거리의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(거리 분포 비율)이 2% 이상인 패턴은 기재의 전체 면적에 대하여 30% 이상인 것이 바람직하다. 상기와 같은 전도성 패턴이 구비된 기재의 표면의 적어도 일부에는 다른 형태의 전도성 패턴이 구비될 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴과 교차하는 직선과 상기 전도성 패턴의 인접하는 교점은 적어도 80개 존재할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴은 분포가 연속적인 폐쇄 도형들로 이루어지고, 상기 폐쇄 도형들의 면적의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(면적 분포 비율)이 2% 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 폐쇄 도형은 적어도 100개 존재할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 폐쇄 도형들의 면적의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(면적 분포 비율)이 2% 이상일 수 있고, 10% 이상일 수 있으며, 20% 이상일 수 있다. 상기 폐쇄 도형들의 면적의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(면적 분포 비율)은 전도성 패턴의 불규칙도와 관련된 것으로서, 상기 표준 편차의 비율이 2% 이상인 경우에는 상기 전도성 패턴이 불규칙 패턴 형태를 가질 수 있다.

상기 면적의 평균값에 대한 표준 편차의 비율(면적 분포 비율)이 2% 이상인 폐쇄 도형들로 이루어진 패턴은 기재의 전체 면적에 대하여 30% 이상인 것이 바람직하다. 상기와 같은 전도성 패턴이 구비된 기재의 표면의 적어도 일부에는 다른 형태의 전도성 패턴이 구비될 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층은 서로 교차되는 금속 패턴을 포함하고, 상기 전도성 패턴층의 단위면적(cm²) 당 상기 교차되는 금속 패턴 간의 교점의 수는 5 ~ 10,000개일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴의 피치는 600㎛ 이하일 수 있고, 250㎛ 이하일 수 있으며, 이는 당업자가 원하는 투과도 및 전도도에 따라 조정할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층은 비저항 1 × 10⁶Ω·cm 이상 30 × 10⁶ Ω·cm이하의 물질이 적절하며, 1 × 10⁶ Ω·cm 이상 7 × 10⁶ Ω·cm 이하일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 패턴은 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)을 이루는 도형들의 경계선 형태일 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 패턴을 보로노이 다이어그램을 이루는 도형들의 경계선 형태로 형성함으로써 모아레 현상 및 반사광에 의한 2차 회절 현상을 방지할 수 있다. 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)이란, 채우고자 하는 영역에 보로노이 다이어그램 제너레이터(Voronoi diagram generator)라는 점들을 배치하면, 각 점들이 다른 점들로부터의 거리에 비하여 해당 점과의 거리가 가장 가까운 영역을 채우는 방식으로 이루어진 패턴이다. 예를 들어, 전국의 대형 할인점을 점으로 표시하고 소비자들은 가장 가까운 대형 할인점을 찾아간다고 할 때, 각 할인점의 상권을 표시하는 패턴을 예로 들 수 있다. 즉, 정육각형으로 공간을 채우고 정육각형들의 각점들을 보로노이 제너레이터로 선정하면 벌집(honeycomb) 구조가 상기 전도성 패턴이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에서 보로노이 다이어그램 제너레이터를 이용하여 전도성 패턴을 형성하는 경우, 다른 규칙적인 패턴과의 간섭에 의하여 발생할 수 있는 모아레 현상을 방지할 수 있는 복잡한 패턴 형태를 용이하게 결정할 수 있는 장점이 있다. 도 6에 보로노이 다이어그램 제너레이터를 이용한 패턴 형성이 나타나 있다.

본 발명의 일 실시상태에서 보로노이 다이어그램 제너레이터의 위치를 규칙 또는 불규칙하게 위치시킴으로써, 상기 제너레이터로부터 파생된 패턴을 이용할 수 있다. 전도성 패턴을 보로노이 다이어그램을 이루는 도형들의 경계선 형태로 형성하는 경우에도, 전술한 바와 같은 시각적인 인지성의 문제를 해결하기 위하여, 보로노이 다이어그램 제너레이터를 생성할 때 규칙성과 불규칙성을 적절히 조화시킬 수 있다. 예를 들어, 패턴이 들어갈 면적에 일정크기의 면적을 기본 단위(unit)로 지정한 후, 기본 단위 안에서의 점의 분포가 불규칙성을 갖도록 점을 생성한 후 보로노이 패턴을 제작할 수도 있다. 이와 같은 방법을 이용하면 선의 분포가 어느 한 지점에 몰리지 않게 함으로써 시각성을 보완할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전도체의 균일한 전도성 및 시각성을 위하여 패턴의 개구율을 단위면적에서 일정하게 하는 경우, 보로노이 다이어그램 제너레이터의 단위면적당 개수를 조절할 수 있다. 이 때, 보로노이 다이어그램 제너레이터의 단위면적당 개수를 균일하게 조절시, 상기 단위면적은 5cm² 이하일 수 있고, 1cm² 이하일 수 있다. 상기 보로노이 다이어그램 제너레이터의 단위면적당 개수는 5 ~ 5,000 개/cm² 범위일 수 있고, 100 ~ 2,500 개/cm² 범위일 수 있다.

상기 단위면적 내의 패턴을 구성하는 도형들 중 적어도 하나는 나머지 도형들과 상이한 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층과 상기 전도성 패턴층은 그 측면이 순 테이퍼각을 가질 수 있으나, 전도성 패턴층의 기재측 반대면 상에 위치하는 암색화 패턴층 또는 전도성 패턴층은 역테이퍼각을 가질 수도 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 예를 하기 도 1 내지 도 3에 예시하였다. 도 1 내지 도 3은 기재, 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층의 적층 순서를 예시하기 위한 것이며, 상기 전도성 패턴층 및 상기 암색화 패턴층은 실제로 터치 스크린 패널 등의 미세 투명 전극 용도로 적용시 전면층이 아니라 패턴 형태일 수 있다.

도 1에 따르면, 상기 암색화 패턴층(200)이 상기 기재(100)와 상기 전도성 패턴층(300) 사이에 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 기재 측에서 터치 스크린 패널을 바라보는 경우 전도성 패턴에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다. 도 2에 따르면, 상기 암색화 패턴(200)이 상기 전도성 패턴층(300) 위에 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 기재측의 반대면에서 터치 스크린 패널을 바라보는 경우 전도성 패턴에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다. 도 3에 따르면, 상기 암색화 패턴층(200, 220)이 상기 기재(100)와 상기 전도성 패턴층(300) 사이와, 상기 전도성 패턴층(300) 위에 모두 배치된 경우를 예시한 것이다. 이는 사용자가 터치 스크린 패널을 기재측에서 바라보는 경우와 그 반대측에서 바라보는 경우 모두 전도성 패턴에 의한 반사도를 크게 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 암색화 패턴층이 전도성 패턴층의 적어도 일면에 구비된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 기재, 암색화 패턴층, 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 또한, 상기 전도성 구조체는 최외곽의 암색화 패턴 상에 추가의 전도성 패턴 및 암색화 패턴을 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 구조는 기재/암색화 패턴층/전도성 패턴층의 구조, 기재/전도성 패턴층/암색화 패턴층의 구조, 기재/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층의 구조, 기재/전도성 패턴층/암색화 패턴층/전도성 패턴층 의 구조, 기재/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층의 구조, 기재/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층/전도성 패턴층/암색화 패턴층의 구조 등일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화 패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 암색화 패턴층을 형성하고, 상기 암색화 패턴층을 형성한 이후에 전도성 패턴층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 전도성 패턴층을 형성하고, 상기 전도성 패턴층을 형성한 이후에 암색화 패턴층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 암색화 패턴층을 형성하고, 상기 암색화 패턴층을 형성한 이후에 전도성 패턴층을 형성하고, 전도성 패턴층을 형성한 이후에 암색화 패턴층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 전도성층을 형성하는 단계; 상기 전도성층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 AlOxNy(0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)를 포함하는 암색화층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성층 및 암색화층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 전도성층을 형성하는 단계; 상기 전도성층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 상기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성층 및 암색화층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 구조체의 제조방법은 기재 상에 암색화층을 형성하고, 상기 암색화층을 형성한 이후에 전도성층을 형성하고, 상기 전도성층을 형성한 이후에 암색화층을 형성할 수 있으며, 상기 암색화층 및 전도성층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 암색화 패턴층 또는 암색화층을 형성하는 단계에서, 암색화 패턴층 또는 암색화층의 형성은 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 보다 구체적으로 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 방법을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 방법을 이용하는 경우, 반응조건은 하기 수학식 4로 표시되는 반응조건을 만족할 수 있다.

[수학식 4]

상기 수학식 4에서 con.(Ar) 및 con.(N₂)는 각각 반응 용기 내부에서의 Ar 및 N₂의 함량을 의미한다.

상기 함량은 부피를 의미한다.

구체적으로 상기 수학식 4는 단위 부피당 표준 유량(Standard Cubic Centimeter per Minute: sccm)을 나타내는 것으로 반응 용기(Chamber) 내부로 투입되는 전체 플라즈마 기체 중 반응성 기체인 N₂가 차지하는 비율을 의미한다.

본 발명의 일 실시상태에서, 반응 조건이 상기 수학식 4를 만족시키는 경우 암색화층이 형성될 수 있다. 상기 수학식 4를 만족시키지 않는 경우, 즉 반응성 스퍼터링 공정에서 질소의 함량이 상대적으로 많아져서 수학식 4의 값이 7 미만이면 투명한 박막이 형성되고, 질소의 함량이 상대적으로 적어져서 수학식 4의 값이 15 초과이면, 금속에 가까운 박막이 형성될 수 있다.

상기 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 방법을 사용할 경우, 추가 타겟(target)의 교체 없이 산소와 질소의 유량비를 제어함으로써 상기 유량비에 따른 금속 화합물의 밴드갭(band gap)에 따라 다양한 색깔을 가질 수 있으며, 상기 전도성 패턴의 은폐성을 향상시킬 수 있는 암색화가 가능하게 된다. 또한, Al 단일 타겟(target)을 이용할 수 있고, 이에 따라 스퍼터링 공정이 단순해지며, 미세 전극 패터닝을 위한 에칭공정에서도 범용 알루미늄 에칭액으로 일괄 에칭이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층의 형성방법으로는 특별히 한정되지 않으며, 전도성 패턴층을 직접 인쇄방법에 의하여 형성할 수도 있고, 전도성 박막층을 형성한 후 이를 패턴화하는 방법을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성 패턴층을 인쇄방법에 의하여 형성하는 경우, 전도성 재료의 잉크 또는 페이스트를 이용할 수 있으며, 상기 페이스트는 전도성 재료 이외에, 바인더 수지, 용매, 글래스 프릿 등을 더 포함할 수도 있다.

전도성층을 형성한 후 이를 패턴화하는 경우 에칭 레지스트(Etching resist) 특성을 갖는 재료를 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성층은 증착(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 습식 코팅, 증발, 전해 도금 또는 무전해 도금, 금속박의 라미네이션 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다. 상기 전도성층의 형성방법으로서 유기 금속, 나노 금속 또는 이들의 복합체 용액을 기판 상에 코팅한 후, 소성 및/또는 건조에 의하여 전도도를 부여하는 방법을 이용할 수도 있다. 상기 유기 금속으로는 유기 은을 사용할 수 있으며, 상기 나노 금속으로는 나노 은 입자 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에서, 상기 전도성층의 패턴화는 에칭 레지스트 패턴을 이용한 방법을 이용할 수 있다. 에칭 레지스트 패턴은 인쇄법, 포토리소그래피법, 포토그래피법, 마스크를 이용한 방법 또는 레이져 전사, 예컨대, 열 전사 이미징(thermal transfer imaging) 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 인쇄법 또는 포토리소그래피법이 더욱 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 에칭 레지스트 패턴을 이용하여 상기 전도성 박막층을 에칭하여 패터닝하고, 상기 에칭 레지스트 패턴은 스트립(strip) 공정에 의해 쉽게 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다. 예컨대, 정전용량식 터치스크린 패널에 있어서, 상기 본 발명의 일 실시상태에 다른 전도성 구조체는 터치 감응식 전극 기판으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 상기 터치 스크린 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 전술한 기재, 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체 이외에 추가의 구조체를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 2개의 적층체가 서로 같은 방향으로 배치될 수도 있으며, 2개의 구조체가 서로 반대 방향으로 배치될 수도 있다. 본 발명의 터치 스크린 패널에 포함될 수 있는 2개 이상의 구조체는 동일한 구조일 필요는 없으며, 어느 하나, 바람직하게는 사용자에 가장 가까운 측의 구조체만 전술한 기재, 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층을 포함하는 것이기만 해도 좋으며, 추가로 포함되는 구조체는 암색화 패턴층을 포함하지 않아도 좋다. 또한, 2개 이상의 구조체 내의 층 적층 구조가 서로 상이해도 좋다. 2개 이상의 구조체가 포함되는 경우 이들 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 이때 절연층은 점착층의 기능이 추가로 부여될 수도 있다.

본 발명의 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 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체일 수 있다. 상기 전극층 중 어느 하나만이 본 발명에 따른 전도성 구조체인 경우, 나머지 다른 하나는 당 기술분야에 알려져 있는 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 패턴과 연결된 접지부를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 접지부는 상기 기재의 전도성 패턴이 형성된 면의 가장자리부에 형성될 수 있다. 또한，상기 전도성 구조체를 포함하는 적층재의 적어도 일면에는 반사 방지 필름, 편광 필름, 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, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 및 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT), PDP와 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기재의 양면에 각각 전도성 패턴층 및 암색화 패턴층이 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널은 상기 전도성 구조체 상에 전극부 또는 패드부를 추가로 포함할 수 있으며. 이 때 유효화면부와 전극부 및 패드부는 동일한 전도체로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 암색화 패턴층은 사용자가 바라보는 측에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 컬러필터 기판 또는 박막 트랜지스터 기판 등에 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 상기 전도성 구조체를 포함하는 태양 전지를 제공한다. 예컨대, 태양 전지는 애노드전극, 캐소드 전극, 광활성층, 정공수송층 및/또는 전자수송층을 포함할 수 있는데, 본 발명의 일 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 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 및 비교예 >

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재상에 Al 단일 타겟(target)을 이용하여 반응성 스퍼터링법(reactive sputtering)에 의하여 전도성 박막층으로 두께 60~100nm인 Al층을 형성하고, Al 단일 타겟(target)을 이용하여 반응성 스퍼터링법(reactive sputtering)으로 AlOxNy을 포함하는 암색화층을 두께를 달리하여 형성함으로써 실시예 1~4 및 비교예 1~8의 전도성 구조체를 제조하였다.

수학식 4의 값이 4.3%인 경우, 암색화층의 두께에 따라 비교예 1~4의 전도성 구조체를 제조하였다. 이때, 암색화층의 두께가 0 초과 32nm이하인 것은 #11로 표시하여 비교예 1로 하였고, 암색화층의 두께가 32nm 초과 65nm이하인 것은 #12로 표시하여 비교예 2로 하였고, 암색화층의 두께가 65nm 초과 130nm이하인 것은 #4로 표시하여 비교예 3으로 하였고, 암색화층의 두께가 130nm 초과 290nm이하인 것은 #10으로 표시하여 비교예 4로 하였다.

수학식 4의 값이 10.8%인 경우, 암색화층의 두께에 따라 실시예 1~4의 전도성 구조체를 제조하였다. 이때, 암색화층의 두께가 0 초과 32nm이하인 것은 #2로 표시하여 실시예 1로 하였고, 암색화층의 두께가 32nm 초과 65nm이하인 것은 #1로 표시하여 실시예 2로 하였고, 암색화층의 두께가 65nm 초과 130nm이하인 것은 #6으로 표시하여 실시예 3으로 하였고, 암색화층의 두께가 130nm 초과 290nm이하인 것은 #5로 표시하여 실시예 4로 하였다.

수학식 4의 값이 17.5%인 경우, 암색화층의 두께에 따라 비교예 5~8의 전도성 구조체를 제조하였다. 이때, 암색화층의 두께가 0 초과 32nm이하인 것은 #9로 표시하여 비교예 5로 하였고, 암색화층의 두께가 32nm 초과 65nm이하인 것은 #8로 표시하여 비교예 6으로 하였고, 암색화층의 두께가 65nm 초과 130nm이하인 것은 #7로 표시하여 비교예 7로 하였고, 암색화층의 두께가 130nm 초과 290nm이하인 것은 #13으로 표시하여 비교예 8로 하였다.

하기 표 1은 암색화층의 두께를 변화시키고, 수학식 4의 조건을 달리하여 실시한 실시예 1~4 및 비교예 1~8을 나타낸 것이다.

AlOxNy 두께 (nm)	금속성층	암색화층	투명층
AlOxNy 두께 (nm)	= 4.3(%)	= 10.8(%)	= 17.5(%)
0~32nm	비교예 1(#11)	실시예 1(#2)	비교예 5(#9)
32~65nm	비교예 2(#12)	실시예 2(#1)	비교예 6(#8)
65~130nm	비교예 3(#4)	실시예 3(#6)	비교예 7(#7)
130~290nm	비교예 4(#10)	실시예 4(#5)	비교예 8(#13)

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~8의 파장에 따른 총 반사율을 도 5에 나타내었다. 도 5에서

는

를 나타낸 것이다.

상기 타원계(Ellipsometer)로 측정한 상기 비교예 1~4의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 도 6에 나타내었다.

또한, 타원계(Ellipsometer)로 측정한 상기 실시예 1~4의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 도 7에 나타내었다.

또한, 타원계(Ellipsometer)로 측정한 상기 비교예 5~8의 광학상수 굴절율(n) 및 소멸계수(k)를 도 8에 나타내었다.

하기 표 2~4는 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS)로 측정한 암색화층의 조성 비율 프로파일(depth profile)로서, 에칭 시간에 따른 암색화 패턴층의 원소 성분비를 나타낸 것이다. 표 2는 비교예 2(#12), 표 3은 실시예 2(#1), 표 4는 비교예 6(#8)를 나타낸 것이다.

에칭 시간(s)	O	N	Al
0	54.9	7.0	38.2
50	33.9	12.4	53.7
100	27.2	15.0	57.8
200	20.4	17.9	61.7
300	15.5	17.7	66.8

에칭속도(Etching rate)=30nm/300sec

에칭 시간(s)	O	N	Al
0	52.4	12.7	34.9
50	24.0	27.9	48.1
100	19.2	31.8	49.0
200	16.7	34.1	49.2
300	16.6	34.8	48.7

에칭속도(Etching rate)=30nm/300sec

에칭 시간(s)	O	N	Al
0	44.8	18.5	36.7
50	26.5	28.3	45.2
100	23.5	30.5	46.0
200	22.9	31.0	46.1
300	23.1	30.9	46.0

에칭속도(Etching rate)=30nm/300sec

표 5는 상기 비교예 2(#12), 실시예 2(#1), 비교예 6(#8)의 조성을 수학식 1에 따른 원소비율로 나타낸 것이다.

조성(Composition)	비교예 2(#12)	실시예 2(#1)	비교예 6(#8)
	2.38	1.06	0.99

도 4는 Al이 증착된 유리 기재에 반응 조건을 달리하여 암색화 패턴층을 증착한 전도성 구조체를 나타낸 것으로 각각 비교예 6(#8), 실시예 2(#1), 비교예 2(#12)를 나타낸 것이다.

상기 표 5에서의 조성은 AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100%를 기준으로 하여, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.

상기 표 5에서의 조성은 암색화층을 65nm 두께로 형성하였을 때 표면에서 30nm 깊이의 중간층의 조성을 의미한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널은 전도성 패턴의 적어도 일면에 AlOxNy을 포함하는 암색화 패턴을 도입함으로써, 전도성 패턴의 전도도에 영향을 미치지 않으면서도 전도성 패턴에 의한 반사를 방지할 수 있고, 흡광도를 향상함으로써 전도성 패턴의 은폐성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기와 같은 암색화 패턴의 도입에 의하여 터치 스크린 패널의 콘트라스트 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 AlOxNy 을 포함하는 암색화 패턴의 제조공정시 반응성 스퍼터링법(reactive sputtering)을 이용하므로, Al 단일 타겟(target)을 이용할 수 있고, 이에 따라 스퍼터링 공정이 단순해지며, 미세 전극 패터닝을 위한 에칭공정에서도 범용 알루미늄 에칭액으로 일괄 에칭이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

100: 기재
200: 암색화 패턴층
220: 암색화 패턴층
300: 전도성 패턴층

Claims

기재;
전도성 패턴층; 및
하기 수학식 1을 만족하는 AlOxNy (x > 0, y > 0) 암색화 패턴층을 포함하는 전도성 구조체:
[수학식 1]

상기 AlOxNy 에서, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비를 의미하고,
상기 수학식 1에서, AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100%를 기준으로 할 때, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체의 소멸계수 k는 0.2 이상 2.5 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴층의 상기 전도성 패턴층과 접하는 면의 반대면 방향에서 측정한 전반사율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴층이 상기 전도성 패턴층과 기재 사이에 구비되고, 상기 기재측에서 측정한 전반사율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체는 L*a*b* 색상값 기준으로 명도값(L*)이 50 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체는 면저항이 1 Ω/squre 이상 300 Ω/squre 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체는 패턴화 이전 암색화층 또는 전도성층의 면저항이 0 Ω/squre 초과 2 Ω/squre 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴층의 두께는 10 nm 이상 400 nm 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴층의 두께는 30 nm 이상 300 nm 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴층의 두께는 50 nm 이상 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체는 상기 암색화 패턴층이 상기 전도성 패턴층의 적어도 일면에 구비된 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 패턴층은 금속, 금속 합금, 금속 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 12에 있어서, 상기 금속은 은, 알루미늄, 구리, 네오디윰, 몰리브덴 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 전도성 구조체를 포함하는 터치 스크린 패널.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 전도성 구조체를 포함하는 디스플레이 장치.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 전도성 구조체를 포함하는 태양전지.
기재 상에 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 패턴층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 하기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법:
[수학식 1]

상기 AlOxNy 에서, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비를 의미하고,
상기 수학식 1에서, AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100%를 기준으로 할 때, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.
기재 상에 전도성층을 형성하는 단계;
상기 전도성층 형성 이전, 이후, 또는 이전과 이후 모두 원소비율이 하기 수학식 1로 표시되는 AlOxNy (x > 0, y > 0)를 포함하는 암색화층을 형성하는 단계; 및
상기 전도성층 및 암색화층을 각각 또는 동시에 패터닝하는 단계를 포함하는 전도성 구조체의 제조방법:
[수학식 1]

상기 AlOxNy 에서, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비를 의미하고,
상기 수학식 1에서, AlOxNy 로 표시되는 모든 원소 함량 100%를 기준으로 할 때, (Al)at는 Al의 원소함량(at%)을 나타내고, (O)at는 O의 원소함량(at%)을 나타내며, (N)at는 N의 원소함량(at%)을 나타낸다.
청구항 18에 있어서,
상기 전도성층 또는 암색화층의 면저항은 0 Ω/squre 초과 2 Ω/squre 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
청구항 17에 있어서, 상기 암색화 패턴층의 형성은 반응성 스퍼터링 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
청구항 18에 있어서, 상기 암색화층의 형성은 반응성 스퍼터링 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법.
청구항 20 또는 청구항 21에 있어서, 상기 반응성 스퍼터링 방법은 하기 수학식 4로 표시되는 반응조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 전도성 구조체의 제조방법:
[수학식 4]

상기 수학식 4에서 con.(Ar) 및 con.(N₂)는 각각 반응 용기 내부에서의 Ar 및 N₂의 함량을 의미한다.