KR20170087851A - Conductive substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속나노와이어와 감광 수지를 함유하는 감광성 코팅액을 이용한 전도성 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전도성 기판은 베이스 기판, 노광 영역 및 비노광 영역을 포함한다. 베이스 기판은 극성을 갖는 이온성 고분자 전해질로 표면 처리하여 극성의 작용기가 표면에 도입된다. 노광 영역 및 비노광 영역은 이온성 고분자 전해질과 동일한 극성을 갖는 감광 수지와 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 도포한 후, 노광 및 세척하여 형성된다. 이때 세척 시 베이스 기판에 도입된 극성의 작용기와 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 반발력을 함께 이용하여 비노광 영역에 포함된 감광성 코팅액의 감광 수지를 제거하여 비노광 영역을 전기전도성을 갖는 배선 패턴으로 형성된다.The present invention relates to a conductive substrate using a photosensitive coating liquid containing a metal nanowire and a photosensitive resin and a method of manufacturing the same. A conductive substrate according to the present invention comprises a base substrate, an exposure region and a non-exposure region. The base substrate is surface-treated with an ionic polymer electrolyte having polarity, and a polar functional group is introduced to the surface. The exposure area and the non-exposure area are formed by applying a photosensitive coating liquid containing a photosensitive resin and metal nanowires having the same polarity as that of the ionic polymer electrolyte, and then exposing and cleaning. At this time, the photosensitive resin of the photosensitive coating solution contained in the non-exposed region is removed by using the polar functional group introduced into the base substrate and the repulsive force between the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid and the non-exposed region to form a wiring pattern having electric conductivity .
Description
본 발명은 전도성 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온성 고분자 전해질로 표면 처리한 베이스 기판 위에 금속나노와이어를 함유하는 코팅액으로 전도막을 형성한 전도성 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a conductive substrate having a conductive film formed of a coating liquid containing metal nanowires on a base substrate surface-treated with an ionic polymer electrolyte, and a method of manufacturing the same.
금속나노와이어를 포함한 전도막은 와이어, 튜브, 나노입자 형태의 전도성 나노 물질이 연속적으로 접촉되어 형성된 전도막으로써, 베이스 기판에 코팅되어 형성될 수 있다. 금속나노와이어를 포함한 전도막은 간단한 용액 공정으로써 분산액을 형성하여 다양한 베이스 기판에 코팅함으로써, 전기전도성을 가지는 전도막으로 형성할 수 있다. 이러한 금속나노와이어를 함유하는 전도막은 터치패널 및 디스플레이 등에서 투명 전극 또는 회로 전극으로 사용되고 있다.The conductive film including the metal nanowires can be formed by coating on the base substrate as a conductive film formed by successive contact of conductive nanomaterials in the form of wires, tubes, and nanoparticles. The conductive film including the metal nanowires can be formed as a conductive film having electrical conductivity by forming a dispersion by coating with various base substrates by a simple solution process. Conductive films containing such metal nanowires are used as transparent electrodes or circuit electrodes in touch panels and displays.
금속나노와이어를 포함한 전도막을 투명 전극 또는 회로 전극으로 사용하기 위해서는 전도막의 국부적 영역에서 전기적 연결성 및 비연결성(절연성)을 조절하여 특정 패턴 형태로 전기가 흐르게 하는 것이 필요하다.In order to use a conductive film including metal nanowires as a transparent electrode or a circuit electrode, it is necessary to control electric connection and non-connection (insulation) in a local region of the conductive film to conduct electricity in a specific pattern form.
전도막이 형성된 전도성 기판에서 배선 패턴을 형성하는 방법으로 포토리소그래피, 레이저 에칭 공정을 주로 적용하였다.Photolithography and a laser etching process were mainly applied to form a wiring pattern on a conductive substrate having a conductive film formed thereon.
여기서 포토리소그래피 방법은 전도막 위에 포토레지스트를 도포하고, 자외선을 노광하고 현상함으로써 포토레지스트 패턴을 전도막 위에 형성한 후, 습식 또는 건식 방법으로 전도막을 특정 패턴 모양으로 식각함으로서 배선 패턴을 형성하는 방법이다.In the photolithography method, a photoresist is coated on a conductive film, a photoresist pattern is formed on the conductive film by exposing and developing ultraviolet rays, and then a wiring pattern is formed by etching the conductive film in a specific pattern by a wet or dry method to be.
그리고 레이저 에칭 방법은 전도막을 레이저를 이용하여 특정 패턴 모양으로 식각함으로서 배선 패턴을 형성하는 방법이다.The laser etching method is a method of forming a wiring pattern by etching a conductive film in a specific pattern using a laser.
이러한 방법은 기존 알려진 공정을 이용하여 전도막의 미세 패턴을 형성할 수 있다. 하지만 배선 패턴이 형성된 전도막에서 식각된 영역과 식각되지 않은 영역에서 금속나노와이어의 분포 차이로 인해 빛 반사도, 빛 투과도, 헤이즈 차이를 형성하여 전도막의 배선 패턴이 시인되는 문제점을 야기할 수 있다.This method can form a fine pattern of the conductive film using existing known processes. However, due to the difference in the distribution of the metal nanowires in the etched region and the non-etched region of the conductive film in which the wiring pattern is formed, light reflection, light transmittance, and haze difference may be formed, thereby causing a problem that the wiring pattern of the conductive film is visually recognized.
또한 포토리소그래피 공정의 경우 전도막의 배선 패턴을 형성하기 위해 별도의 공정을 진행해야 한다는 점에서 공정 비용이 추가적으로 소요되고 생산성이 떨어지는 단점이 있다.In addition, in the case of the photolithography process, a separate process is required to form a wiring pattern of the conductive film, which requires a further additional processing cost and low productivity.
이러한 문제점을 해소하기 위해서, 감광성 코팅액을 이용한 비에칭 방법으로 배선 패턴을 형성하는 기술이 소개되고 있다. 즉 비에칭 방식은 금속나노와이어를 포함한 감광성 코팅액을 베이스 기판에 코팅하여 감광성 코팅층을 형성하고, 감광성 코팅층의 일부 영역에 자외선을 노광함으로써 노광된 영역의 감광 물질을 반응시키고, 세척 용매로 베이스 기판을 세척함으로써 노광 및 비노광 영역의 전도도 차이를 형성하여 배선 패턴을 형성하는 기술이다.In order to solve such a problem, a technique of forming a wiring pattern by a non-etching method using a photosensitive coating liquid has been introduced. That is, in the non-etching method, a photosensitive coating liquid containing metal nanowires is coated on a base substrate to form a photosensitive coating layer, a photosensitive material in an exposed region is exposed by exposing ultraviolet rays to a part of the photosensitive coating layer, Thereby forming a wiring pattern by forming a difference in conductivity between exposed and unexposed regions.
자외선의 선택적 조사에 의해 형성된 노광 및 비노광 영역은 세척 과정에서 세척 용매에 대한 감광 수지의 용해도 차이가 형성되고, 이로 인해 노광 및 비노광 영역 간 전기전도도 차이가 발생하여 금속나노와이어의 제거 및 에칭 없이 노광 및 세척 공정으로만 배선 패턴을 형성할 수 있다.In the exposed and non-exposed regions formed by selective irradiation of ultraviolet rays, a difference in solubility of the photosensitive resin to the cleaning solvent is formed during the cleaning process, and thereby, a difference in electrical conductivity between exposed and unexposed regions occurs, The wiring pattern can be formed only by the exposure and cleaning processes.
이러한 비에칭 방법의 경우 노광 영역이 절연 영역 또는 저항이 높은 영역에 대응되고, 비노광 영역은 용매에 대한 감광 수지의 용해도가 높아 세척 과정에서 감광 수지가 더 많이 제거되어 전도성 영역 또는 더 낮은 저항 영역에 해당한다. 이러한 비에칭 방법은 금속나노와이어가 전기전도도가 서로 다른 노광 및 비노광 영역에서 비슷하게 분포하며, 두 영역에서 손상되거나, 에칭되지 않은 상태로 존재하게 된다.In such a non-etching method, the exposed region corresponds to an insulating region or a region having a high resistance, and the non-exposed region has a high solubility of the photosensitive resin with respect to the solvent, so that more photosensitive resin is removed during the cleaning process, . This non-etching method is such that the metal nanowires are similarly distributed in the exposed and unexposed regions having different electrical conductivities, and are damaged or unetched in both regions.
이러한 비에칭 방법을 통해 패터닝된 배선 패턴의 특성을 결정하는 주요 인자는 노광 및 비노광 영역의 경계부에서 명확한 경계를 형성할 수 있어야 하며, 세척 과정에서 감광 수지가 쉽게 제거되어 저항이 충분히 낮아지고 베이스 기판 전체에 걸쳐 균일한 특성을 확보할 수 있어야 한다는 점이다.A major factor in determining the characteristics of the patterned wiring pattern through such a non-etching method is that it must be able to form a clear boundary at the boundary of the exposed and non-exposed areas, the photosensitive resin is easily removed during the cleaning process, And uniform characteristics should be secured over the entire substrate.
하지만 기존의 비에칭 방법의 경우에는, 베이스 기판의 종류 및 베이스 기판의 표면의 특성에 따라 세척 과정에서 비노광 영역의 감광 수지가 충분히 또는 완전히 제거되지 않는 경우가 있다. 이와 같이 비노광 영역에서 감광 수지가 충분히 또는 완전히 제거되지 않는 경우, 비노광 영역의 저항이 높아지고, 저항 균일도가 좋지 못하며, 비노광 영역이 투명 전극으로 형성되는 경우 헤이즈가 증가하고, 노광 및 비노광 영역의 경계가 명확하지 않는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional non-etching method, depending on the type of the base substrate and the characteristics of the surface of the base substrate, the photosensitive resin in the non-exposed region may not be sufficiently or completely removed in the cleaning process. When the photosensitive resin is not sufficiently or completely removed in the non-exposed region as described above, the resistance of the non-exposed region becomes high, the resistance uniformity becomes poor, the haze increases when the non-exposed region is formed as a transparent electrode, There is a problem that the boundaries of the regions are unclear.
따라서 본 발명의 목적은 비에칭 방법으로 전도막을 형성하는 데 있어서, 세척 과정에서 비노광 영역의 감광 수지를 충분히 제거하여 비노광 영역의 면저항과 헤이즈를 낮추고, 저항 균일도를 확보하고, 광 투과도를 향상시키고, 노광 및 비노광 영역의 경계를 명확히 할 수 있는 전도성 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a conductive film by a non-etching method, in which a photosensitive resin in a non-exposed region is sufficiently removed in a cleaning process to lower the sheet resistance and haze of an unexposed region, to secure resistance uniformity, And a boundary between the exposed and unexposed areas can be clarified, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 베이스 기판의 표면 처리를 통하여 베이스 기판 위에 형성되는 전도막의 면저항과 헤이즈를 낮추고, 광 투과도를 향상시킬 수 있는 전도성 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a conductive substrate capable of lowering the sheet resistance and haze of a conductive film formed on a base substrate through surface treatment of the base substrate and improving light transmittance, and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속나노와이어와 극성을 갖는 감광 수지를 함유하는 감광성 코팅액을 코팅할 베이스 기판의 표면에 상기 감광성 코팅액의 감광 수지의 극성과 동일한 극성의 이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하여 상기 극성의 작용기를 상기 베이스 기판의 표면에 도입하는 단계; 표면 처리된 상기 베이스 기판 위에 상기 감광성 코팅액을 코팅하여 감광성 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 감광성 코팅층이 코팅된 베이스 기판을 세척하여 전도성 기판을 제조하는 단계;를 포함하는 전도성 기판의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a photosensitive substrate, comprising the steps of: applying a photosensitive coating liquid containing a metal nanowire and a photosensitive resin having polarity to a surface of a base substrate to be coated with an ionic polymer electrolyte having the same polarity as the polarity of the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid And introducing the polar functional group to the surface of the base substrate; Forming a photosensitive coating layer by coating the photosensitive coating liquid on the surface-treated base substrate; And washing the base substrate coated with the photosensitive coating layer to produce a conductive substrate.
본 발명은 상기 형성하는 단계 및 상기 제조하는 단계 사이에 수행되는, 상기 베이스 기판의 감광성 코팅층을 노광하여 노광 영역 및 비노광 영역을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The present invention may further comprise a step of exposing the photosensitive coating layer of the base substrate, which is performed between the forming and the forming, to form an exposure area and a non-exposure area.
이때 상기 제조하는 단계에서, 세척 시 상기 베이스 기판에 도입된 극성의 작용기와 상기 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 반발력을 함께 이용하여 상기 비노광 영역에 포함된 감광성 코팅액의 감광 수지를 제거하여 상기 비노광 영역을 전기전도성을 갖는 배선 패턴으로 형성할 수 있다.At this time, the photosensitive resin of the photosensitive coating solution contained in the non-exposed region is removed using the polar functional group introduced into the base substrate and the repulsive force between the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid during cleaning, Can be formed into a wiring pattern having electrical conductivity.
상기 이온성 고분자 전해질은 양이온성 고분자 전해질로서, poly(diallydimethylammonium chloride), poly(allyamine hydrochloride), polyaniline, poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT), poly(2-vinylpyridine) poly(ethylenenimine), poly(acrylamide-co-diallylmethylammonium chloride), cationic polythiophene 또는 polyaniline 을 포함할 수 있다.The ionic polymer electrolyte may be a cationic polymer electrolyte such as poly (diallydimethylammonium chloride), poly (allyamine hydrochloride), polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) (acrylamide-co-diallylmethylammonium chloride), cationic polythiophene, or polyaniline.
상기 감광성 코팅액의 감광 수지는 감광성 작용기로 N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal 작용기를 갖는 폴리비닐알콜(poly(vinyl alcohol))을 포함할 수 있다.The photosensitive resin of the photosensitive coating solution may include polyvinyl alcohol (poly (vinyl alcohol)) having a photosensitive functional group such as N-methyl-4 (4'-formylstyryl) pyridinium methosulfate acetal.
상기 감광성 코팅액의 금속나노와이어는 직경이 1~100nm, 길이가 1~300㎛ 인 은나노와이어, 구리나노와이어 또는 금나노와이어를 포함할 수 있다.The metal nanowires of the photosensitive coating solution may include silver nanowires having a diameter of 1 to 100 nm and a length of 1 to 300 μm, copper nanowires or gold nanowires.
상기 도입하는 단계는, 상기 베이스 기판을 양이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계; 및 상기 베이스 기판을 산 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.The introducing may include: immersing the base substrate in an aqueous solution of a cationic polyelectrolyte, removing the base substrate, and washing the base substrate; And immersing the base substrate in an aqueous acid solution, removing the base substrate, and washing the base substrate.
본 발명에 따른 전도성 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 이온성 고분자 전해질은 음이온성 고분자 전해질을 더 포함할 수 있다. 상기 음이온성 고분자 전해질은 poly(acrylic acid), poly(acrylic acid)의 염(salt), poly(styrene sulfonic acid), poly(styrene sulfonic acid)의 염, polyvinyl alcohole, polyarmic acid, polyarmic acid의 염, poly(vinylsulfonic acid, poly(vinylsulfonic acid의 염, poly(anetholesulfonic acid), poly(anetholesulfonic acid)의 염, poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid), poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid)의 염 또는 Nafion 을 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a conductive substrate according to the present invention, the ionic polymer electrolyte may further include an anionic polymer electrolyte. The anionic polyelectrolyte may be a salt of poly (acrylic acid), poly (acrylic acid), poly (styrene sulfonic acid), poly (styrene sulfonic acid), polyvinyl alcohole, polyarmic acid, poly (vinylsulfonic acid), poly (vinylsulfonic acid salt, poly (anetholesulfonic acid), poly (anetholesulfonic acid) salt, poly (4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid), poly (4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid ) Or a salt of Nafion.
이때 상기 감광성 코팅액의 감광 수지는 음극의 극성을 가질 수 있다.At this time, the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid may have a negative polarity.
상기 도입하는 단계는, 상기 베이스 기판의 표면에 상기 양이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 단계; 및 상기 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 베이스 기판의 표면에 상기 음이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.The introducing may include: treating the surface of the base substrate with the cationic polymer electrolyte; And treating the surface of the base substrate surface-treated with the anionic polyelectrolyte by the anionic polyelectrolyte.
이때 상기 양이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 단계는, 상기 베이스 기판을 양이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계; 및 상기 베이스 기판을 산 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of treating the surface with the cationic polyelectrolyte may include: immersing the base substrate in an aqueous solution of a cationic polymer electrolyte, and then removing the base substrate; And immersing the base substrate in an aqueous acid solution, removing the base substrate, and washing the base substrate.
상기 음이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 단계는, 상기 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 베이스 기판을 음이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계; 및 상기 베이스 기판을 염기 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of treating the surface with the anionic polyelectrolyte may include: immersing the base substrate surface-treated with the cationic polymer electrolyte in an aqueous anionic polyelectrolyte solution, and then removing the base substrate; And immersing the base substrate in an aqueous base solution, removing the substrate base, and washing the base substrate.
본 발명은 또한, 이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 베이스 기판; 및 표면 처리된 베이스 기판 위에 금속나노와이어를 함유하는 코팅액을 코팅하여 형성한 전도막;을 포함하는 전도성 기판을 제공한다.The present invention also provides a base substrate comprising: a base substrate surface-treated with an ionic polymer electrolyte; And a conductive film formed by coating a surface-treated base substrate with a coating solution containing metal nanowires.
그리고 본 발명은, 극성을 갖는 이온성 고분자 전해질로 표면 처리하여 상기 극성의 작용기가 표면에 도입된 베이스 기판; 및 상기 이온성 고분자 전해질과 동일한 극성을 갖는 감광 수지와 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 도포한 후, 노광 및 세척하여 형성된 노광 영역과 비노광 영역을 구비하는 전도막;을 포함하는 전도성 기판을 제공한다. 이때 세척 시 상기 베이스 기판에 도입된 극성의 작용기와 상기 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 반발력을 함께 이용하여 상기 비노광 영역에 포함된 감광성 코팅액의 감광 수지를 제거하여 상기 비노광 영역을 전기전도성을 갖는 배선 패턴으로 형성된다.The present invention also provides a base substrate comprising a base substrate having a polar functional group surface-treated with an ionic polymer electrolyte having polarity, And a conductive film including an exposed region formed by applying a photosensitive coating liquid containing a photosensitive resin having the same polarity as the ionic polymer electrolyte and a metal nanowire and exposed and washed and a non-exposed region, to provide. In this case, the photosensitive resin of the photosensitive coating solution contained in the non-exposed region is removed using both the polar functional group introduced into the base substrate and the repulsive force between the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid during cleaning, Pattern.
본 발명에 따르면, 베이스 기판에 이온성 고분자 전해질로 표면 처리를 함으로써, 표면 처리된 베이스 기판 위에 형성되는 금속나노와이어를 포함하는 전도막의 면저항과 헤이즈를 낮추고, 광 투과도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, surface treatment with an ionic polymer electrolyte on a base substrate can lower the sheet resistance and haze of a conductive film including metal nanowires formed on a surface-treated base substrate, and improve light transmittance.
또한 베이스 기판에 코팅되는 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액의 감광 수지의 극성과 동일한 극성의 이온성 고분자 전해질로 베이스 기판의 표면을 처리함으로써, 표면 처리된 베이스 기판과 감광성 코팅액의 감광 수지와의 상호 결합력을 약화시킬 수 있다. 즉 베이스 기판의 표면 처리를 통하여 감광성 코팅액에 포함되는 감광 수지의 극성과 동일한 극성의 작용기를 베이스 기판의 표면에 형성함으로써, 동일 극성끼리는 서로 반발하는 특성이 있기 때문에, 베이스 기판과 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 상호 결합력을 약화시킬 수 있다.The surface of the base substrate is treated with an ionic polymer electrolyte having the same polarity as the polarity of the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid containing the metal nanowires coated on the base substrate, The bonding force can be weakened. That is, since the functional groups having the same polarity as the polarity of the photosensitive resin contained in the photosensitive coating liquid through the surface treatment of the base substrate are formed on the surface of the base substrate, the polarities of the same polarity repel each other. Can be weakened.
이로 인해 감광성 코팅액이 코팅된 베이스 기판에 대한 세척 공정 시, 비노광 영역의 감광 수지를 쉽게 제거할 수 있다.This makes it possible to easily remove the photosensitive resin in the non-exposed region in the cleaning process for the base substrate coated with the photosensitive coating liquid.
이와 같이 비에칭 방법으로 전도막을 형성하는 데 있어서, 세척 과정에서 비노광 영역의 감광 수지를 충분히 제거할 수 있기 때문에, 비노광 영역의 면저항과 헤이즈를 낮추고, 저항 균일도를 확보하고, 광 투과도를 향상시킬 수 있다. 또한 감광성 코팅액이 코팅된 베이스 기판에 노광 및 세척을 통해서 노광 및 비노광 영역을 형성할 때, 노광 및 비노광 영역의 경계를 명확히 할 수 있다.In forming the conductive film by the non-etching method as described above, since the photosensitive resin in the non-exposed region can be sufficiently removed in the cleaning process, the sheet resistance and haze of the non-exposed region can be lowered, resistance uniformity can be secured, . In addition, when the exposed and non-exposed regions are formed through exposure and cleaning on the base substrate coated with the photosensitive coating liquid, the boundaries between the exposed and unexposed regions can be clarified.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전도성 기판의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.1 is a cross-sectional view showing a conductive substrate according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a conductive substrate according to the present invention.
FIGS. 3 to 6 are views showing respective steps according to the manufacturing method of FIG.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 기판을 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conductive substrate according to the present invention.
*도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전도성 기판(100)은 표면 처리된 베이스 기판(10)과, 베이스 기판(10) 위에 형성된 전도막(30)을 포함한다.1, a
베이스 기판(10)은 극성을 갖는 이온성 고분자 전해질로 표면 처리하여 극성의 작용기가 표면에 도입된다. 베이스 기판(10)의 표면에 극성의 작용기가 도입된 부분을 표면 처리층(20)으로 도시하였다. 표면 처리층(20)의 극성의 작용기는 양극 및 음극 중에 하나의 극성을 갖는다.The
베이스 기판(10)으로는 PET(폴리에틸렌테레플탈레이트), PC(폴리카보네이트), PI(폴리이미드), PP(폴리프로필렌 기판), 유리, 석영(quartz) 등의 다양한 소재가 적용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.Various materials such as PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PI (polyimide), PP (polypropylene substrate), glass and quartz can be used as the
그리고 전도막(30)은 이온성 고분자 전해질과 동일한 극성을 갖는 감광 수지와 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 도포한 후, 노광 및 세척하여 형성된 노광 영역(35)과 비노광 영역(37)을 구비한다. 세척 시 베이스 기판(10)에 도입된 극성의 작용기와 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 반발력을 함께 이용하여 비노광 영역(37)에 포함된 감광성 코팅액의 감광 수지를 제거하여 비노광 영역(37)을 전기전도성을 갖는 배선 패턴(39)으로 형성된다.The
감광성 코팅액의 감광 수지로는 예컨대, 감광성 작용기로 N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal 작용기를 갖는 폴리비닐알콜(poly(vinyl alcohol))이 사용될 수 있다. N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal 작용기를 갖는 폴리비닐알콜은 양이온성의 극성을 갖는다.As the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid, for example, polyvinyl alcohol (N-methyl-4 (4'-formylstyryl) pyridinium methosulfate acetal functional group as a photosensitive functional group may be used. The polyvinyl alcohol having N-methyl-4 (4'-formylstyryl) pyridinium methosulfate acetal functionalities has a cationic polarity.
감광성 코팅액의 금속나노와이어는 직경이 1~100nm, 길이가 1~300㎛ 인 은나노와이어, 구리나노와이어 또는 금나노와이어를 포함한다.The metal nanowires of the photosensitive coating liquid include silver nanowires having a diameter of 1 to 100 nm and a length of 1 to 300 μm, copper nanowires or gold nanowires.
본 발명에서 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 수행하는 이유는 다음과 같다. 즉 금속나노와이어를 포함한 감광성 코팅액을 베이스 기판(10) 위에 코팅하여, 코팅된 베이스 기판(10)의 특정 영역에 자외선을 노광하고 세척함으로써, 자외선 노광 부위와 비노광 부위의 세척 용매에 대한 감광 수지의 용해도 차에 의해 발생시켜 영역 간의 저항 차이를 형성시킨다. 이러한 비에칭 방법은 투명 전극의 패턴 형성하는 기술에 적용될 수 있다.The reason for carrying out the surface treatment on the
이때 노광 영역(35)의 자외선에 의해 감광 수지가 화학결합 반응이 일어나면서 용매에 대한 용해도가 크게 감소되어 절연 또는 고저항 영역이 된다. 반대로 비노광 영역(37)의 감광 수지는 세척 시 제거되어 금속나노와이어 간의 접촉 특성이 좋아져서 전도성 영역 또는 저저항 영역으로 형성된다.At this time, as the photosensitive resin undergoes the chemical bond reaction by the ultraviolet rays in the
이러한 비에칭 방법을 통해 배선 패턴(39)을 형성함에 있어서, 베이스 기판(10)의 표면 특성 조절이 중요하다. 베이스 기판(10)의 종류 및 표면 특성에 따라 베이스 기판(10)과 감광 수지가 상호결합력이 달라지게 된다. 즉 베이스 기판(10)과 감광 수지의 상호결합력이 강하게 되면, 비노광 영역(37)의 세척 과정에서 감광 수지가 잘 제거되지 않게 된다. 따라서 잔류하는 감광 수지에 의해 금속나노와이어 간 접촉 특성이 좋지 못하게 된다. 그리고 잔류 감광 수지는 표면 거칠기를 증가시켜 광학적 헤이즈를 발생시키고, 노광 영역(35)과 비노광 영역(37) 간의 경계면을 명확하지 않게 할 수 있다. In forming the
따라서 감광 수지와 베이스 기판(10) 간의 상호결합력을 약화시키기 위해서, 본 발명에서는 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 수행한다. 이때 표면 처리는 베이스 기판(10)에 코팅되는 금속나노와이어를 함유하는 감광 코팅액의 감광 수지의 극성과 동일한 극성의 이온성 고분자 전해질로 베이스 기판(10)의 표면을 처리함으로써, 표면 처리된 베이스 기판(10)과 감광성 코팅액의 감광 수지와의 상호 결합력을 약화시킬 수 있다. 즉 베이스 기판(10)의 표면 처리를 통하여 감광성 코팅액에 포함되는 감광 수지의 극성과 동일한 극성의 작용기를 베이스 기판(10)의 표면에 형성함으로써, 동일 극성끼리는 서로 반발하는 특성이 있기 때문에, 베이스 기판(10)과 감광성 코팅액의 감광 수지 간의 상호 결합력을 약화시킬 수 있다. Therefore, in order to weaken mutual bonding force between the photosensitive resin and the
이로 인해 감광성 코팅액이 코팅된 베이스 기판(10)에 대한 세척 공정 시, 비노광 영역(37)의 감광 수지를 쉽게 제거할 수 있다.Accordingly, the photosensitive resin in the
이와 같이 비에칭 방법으로 전도막(30)을 형성하는 데 있어서, 세척 과정에서 비노광 영역(37)의 감광 수지를 충분히 제거할 수 있기 때문에, 비노광 영역(37)의 면저항을 낮추고, 저항 균일도를 확보하고, 헤이즈를 낮출 수 있다. 또한 감광성 코팅액이 코팅된 베이스 기판(10)에 노광 및 세척을 통해서 노광 영역(35) 및 비노광 영역(37)을 형성할 때, 노광 영역(35) 및 비노광 영역(37)의 경계를 명확히 할 수 있다.Since the photosensitive resin in the
본 발명에 따른 베이스 기판(10)의 표면 처리는 감광성 코팅액에 포함된 감광 수지의 극성에 따라서 다음과 같이 수행될 수 있다.The surface treatment of the
먼저 감광 수지가 양이온성인 경우, 양이온성 고분자 전해질을 베이스 기판(10)에 흡착시키고, 그 위에 양이온성 감광 수지 및 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 코팅하고, 자외선의 노광 및 세척을 통해 전도막(30)을 형성할 수 있다. 양이온성 고분자 전해질을 베이스 기판(10)에 흡착하는 방법은 아래와 같다.First, when the photosensitive resin is cationic, a cationic polymer electrolyte is adsorbed on the
양이온성 고분자 전해질 물질을 물에 녹여 수용액을 형성한다. 그리고 감광성 코팅액을 코팅할 베이스 기판(10)을 양이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한다. 그리고 침지된 베이스 기판(10)을 꺼내고 증류수로 세척한 후, 염산 수용액 등 산 수용액에 침지한 후 다시 증류수로 세척함으로써, 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 완료한다. The cationic polyelectrolyte material is dissolved in water to form an aqueous solution. Then, the
이때 산 수용액으로 염산, 황산, 질산, 아세트산, 포롬산 등 여러 종류의 산 수용액이 사용될 수 있으며, 베이스 기판(10)을 훼손시키지 않는 범위에서 산의 농도를 조절하는 것이 바람직하다.At this time, various acidic aqueous solutions such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, and phosphoric acid can be used as the acid aqueous solution, and it is preferable to control the concentration of the acid within a range that does not damage the
즉 베이스 기판 위에 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리를 함으로써, 베이스 기판의 표면에 아민 작용기를 도입할 수 있다. 아민 작용기를 도입한 후, 후속적으로 산 처리를 통해 양전하를 아민 작용기에 도입할 수 있다.Namely, by performing the surface treatment with the cationic polymer electrolyte on the base substrate, the amine functional group can be introduced into the surface of the base substrate. After introduction of the amine functional group, a positive charge can be introduced into the amine functional group through subsequent acid treatment.
한편 산 수용액에 침지하는 공정은 생략될 수 있는데, 이 경우에는 양이온성 고분자 전해질 침지 후 물의 세척으로 표면 처리 공정이 마무리 된다.On the other hand, the step of immersing in an aqueous acid solution may be omitted. In this case, the surface treatment process is completed by washing the water after immersing the cationic polymer electrolyte.
양이온성 고분자 전해질로는 poly(diallydimethylammonium chloride), poly(allyamine hydrochloride), polyaniline, poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT), poly(2-vinylpyridine) poly(ethylenenimine), poly(acrylamide-co-diallylmethylammonium chloride), cationic polythiophene 또는 polyaniline 이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.Examples of the cationic polymer electrolyte include poly (diallydimethylammonium chloride), poly (allyamine hydrochloride), polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (2-vinylpyridine) poly (ethylenenimine), poly (acrylamide-co-diallylmethylammonium chloride, cationic polythiophene, or polyaniline may be used, but the present invention is not limited thereto.
다음으로 감광 수지가 음이온성인 경우, 음이온성 고분자 전해질을 이용하여 베이스 기판(10)에 음이온성 고분자 전해질을 흡착시키고, 그 위에 음이온성 감광수지와 금속나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 코팅하고, 자외선의 노광 및 세척을 통해 전도막(30)을 형성할 수 있다. Next, when the photosensitive resin is anion, an anionic polyelectrolyte is adsorbed on the
음이온성 고분자 전해질을 흡착하는 방법은 아래와 같다. 일반적으로 음이온성 고분자 전해질은 베이스 기판(10)에 잘 흡착되지 않기 때문에, 양이온성 고분자 전해질을 먼저 베이스 기판(10)에 흡착시키고, 이후에 음이온성 고분자 전해질을 흡착시키는 방법을 이용할 수 있다. 양이온성 고분자 전해질을 앞의 방법으로 베이스 기판(10)에 흡착시킨 후 아래 방법에 의해 음이온성 고분자 전해질을 흡착시킨다. A method for adsorbing an anionic polyelectrolyte is as follows. Generally, since the anionic polymer electrolyte is not well adsorbed on the
음이온성 고분자 전해질 물질을 물에 녹여 수용액을 형성한다. 그리고 감광성 코팅액을 코팅할 베이스 기판(10)을 음이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한다. 그리고 침지된 베이스 기판(10)을 꺼내고 증류수로 세척하고, 염기 수용액에 침지 후 다시 증류수로 세척함으로써, 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 완료한다. An anionic polyelectrolyte material is dissolved in water to form an aqueous solution. Then, the
이때 염기 수용액으로 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수 등의 수용액을 이용할 수 있으며, 경우에 따라 염기 침지 공정은 생략될 수 있다.At this time, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia water or the like can be used as an aqueous base solution, and the base immersion step may be omitted in some cases.
음이온성 고분자 전해질로는 poly(acrylic acid), poly(acrylic acid)의 염(salt), poly(styrene sulfonic acid), poly(styrene sulfonic acid)의 염, polyvinyl alcohole, polyarmic acid, polyarmic acid의 염, poly(vinylsulfonic acid, poly(vinylsulfonic acid의 염, poly(anetholesulfonic acid), poly(anetholesulfonic acid)의 염, poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid), poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid)의 염 또는 Nafion 이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The anionic polymer electrolytes include poly (acrylic acid), poly (acrylic acid) salt, poly (styrene sulfonic acid), poly (styrene sulfonic acid) salt, polyvinyl alcohole, polyarmic acid, polyarmic acid salt, poly (vinylsulfonic acid), poly (vinylsulfonic acid salt, poly (anetholesulfonic acid), poly (anetholesulfonic acid) salt, poly (4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid), poly (4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid ) Or Nafion may be used, but it is not limited thereto.
이와 같이 이온성 고분자 전해질 흡착 방법에서 이온성 고분자 전해질 용액에 베이스 기판(10)을 침지한 후 산 또는 염기 수용액으로 처리하는 이유는, 흡착된 이온성 고분자 전해질이 더 많이 이온화하여 양전하 또는 음전하를 더 많이 형성할 수 있도록 하기 위해서이다. 베이스 기판(10) 및 이온성 고분자 전해질의 종류에 따라 산 또는 염기 처리 없이도 표면 전하 형성이 가능하기 때문에, 산 또는 염기 처리 공정은 생략될 수 있다.The reason why the
이와 같은 본 발명에 따른 전도성 기판(100)의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 본 발명에 따른 전도성 기판(100)의 제조 방법에 따른 흐름도이다. 도 3 내지 도 6은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.A method of manufacturing the
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 전도막(30)을 형성할 베이스 기판(10)을 준비한다.First, as shown in Fig. 3, a
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, S51단계에서 베이스 기판(10)을 극성을 갖는 이온성 고분자 전해질로 표면을 처리한다. 예컨대 감광성 코팅액의 감광 수지가 양이온성을 갖는 경우, 양이온성 고분자 전해질로 베이스 기판(10)을 표면 처리하는 공정이 진행된다. 즉 베이스 기판(10)을 양이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척한 후, 베이스 기판(10)을 산 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척함으로써, 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 완료할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4, in step S51, the surface of the
또는 감광성 코팅액의 감광 수지가 음이온성을 갖는 경우, 양이온성 및 음이온성 고분자 전해질로 베이스 기판(10)을 표면 처리하는 공정이 진행될 수 있다. 즉 먼저 베이스 기판(10)에 전술된 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리하는 공정을 수행한다. 그리고 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 베이스 기판(10)의 표면에 음이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 공정을 수행한다. 이때 음이온성 고분자 전해질로 표면을 처리하는 공정은 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 베이스 기판(10)을 음이온성 고분자 전해질 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척한 후, 베이스 기판(10)을 염기 수용액에 침지한 후 꺼내어 세척함으로써, 베이스 기판(10)에 대한 표면 처리를 완료할 수 있다.Or if the photosensitive resin of the photosensitive coating liquid has an anionic property, a process of surface-treating the
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, S53단계에서 금속나노와이어와, 이온성 고분자 전해질의 극성과 동일한 극성의 감광 수지(33)를 함유하는 감광성 코팅액을 표면 처리된 베이스 기판(10) 위에 코팅하여 감광성 코팅층(31)을 형성한다. 즉 감광성 코팅액을 베이스 기판(10)에 도포한 후 건조하여 감광성 코팅층(31)을 형성한다. 감광성 코팅층(31)에 균일하게 금속나노와이어 및 감광 수지(33)가 분포하게 된다.Next, as shown in FIG. 5, in step S53, the photosensitive coating solution containing the metal nanowire and the
이때 감광성 코팅액은 금속나노와이어 및 감광 수지(33)를 포함하며, 그 외 바인더, 물 및 기타 조성물을 포함할 수 있다. 예컨대 감광성 코팅액은 금속나노와이어 0.01~5 중량%, 감광 수지(33) 0.01~3 중량%, 바인더 1 중량% 이하, 기타 조성물 5 중량% 이하가 포함되며, 그 외는 물이 차지할 수 있다.Here, the photosensitive coating liquid includes metal nanowires and
이어서 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, S55단계에서 감광성 코팅층(31)이 코팅된 베이스 기판(10)을 세척하여 전도막(30)을 갖는 전도성 기판(100)을 제조한다.Subsequently, as shown in FIGS. 6 and 7, the
S55단계에 따른 전도막(30)은 다음과 같이 형성할 수 있다. 즉 감광성 코팅층(31)의 일부 영역을 노광한다. 즉 노광할 영역에 대응되게 패턴 홀(41)이 형성된 마스크(40)를 이용하여 감광성 코팅층(31)을 자외선으로 노광한다. 노광 과정에서 자외선 노출 시간은 일반적으로 수 분 이내, 바람직하게는 수초 이내)이다. 노광 과정에서 금속나노와이어의 화학적, 물리적 특성 변화는 거의 없다.The
그리고 노광된 감광성 코팅층(31)을 용매로 세척 및 건조함으로써, 배선 패턴(39)을 갖는 전도막(30)이 형성된 전도성 기판(100)을 제조할 수 있다. 즉 비노광 영역(37)이 노광 영역(35)에 비해서 용매에 대한 용해도가 상대적으로 높기 때문에, 비노광 영역(37)에서 감광 수지(33a)가 제거되어 배선 패턴(39)으로 형성된다. 한편 노광 영역(35)의 감광 수지(33b)는 일부 제거되기는 하지만, 노광에 의해 경화된 물질에 의해 노광 영역(35)의 감광 수지(33b)는 노광 영역(35)에 잔류한다.The
이때 베이스 기판(10)의 표면 처리를 통하여 감광성 코팅층(31)에 포함되는 감광 수지(33)의 극성과 동일한 극성의 작용기를 베이스 기판(10)의 표면에 형성함으로써, 동일 극성끼리는 서로 반발하는 특성이 있기 때문에, 베이스 기판(10)과 감광성 코팅층(31)의 감광 수지(33) 간의 상호 결합력을 약화시킬 수 있다. 이로 인해 감광성 코팅층(31)이 형성된 베이스 기판(10)에 대한 세척 공정 시, 비노광 영역(37)의 감광 수지(33a)를 쉽게 제거할 수 있다.At this time, by forming a functional group having the same polarity as the polarity of the
이와 같은 본 발명에 따른 전도성 기판(100)에 대해서 구체적인 실시예를 통하여 전도막(30)의 특성을 알아보면 다음과 같다.The properties of the
[실시예 1][Example 1]
실시예 1에서는 은나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 이용하여 노광 및 세척 공정을 통해 터치패널센서를 형성하였다. 베이스 기판으로는 PET 기판을 사용하였다. PET 기판에 인듐주석산화물 전극을 형성하고, 에칭 방법으로 인듐주석산화물 패턴을 형성한 후, 그 위에 절연층 고분자를 형성하여 절연기판을 형성한다. 이때 인듐주석산화물 전극은 터치패널센서의 한 개 축 방향의 감지 전극을 형성한다. 절연층 고분자 위에 다시 은나노와이어를 함유하는 감광성 코팅액을 코팅한 후 노광 및 세척 방법으로 또 다른 축 방향의 감지 전극을 형성하게 된다. 이때 절연층 고분자는 두 방향의 감지 전극이 서로 전기적으로 접촉되지 않도록 하는 역할을 한다.In Example 1, a touch panel sensor was formed through exposure and cleaning processes using a photosensitive coating solution containing silver nanowires. A PET substrate was used as the base substrate. An indium tin oxide electrode is formed on a PET substrate, an indium tin oxide pattern is formed by an etching method, and an insulating layer polymer is formed thereon to form an insulating substrate. At this time, the indium tin oxide electrode forms a sensing electrode in one axial direction of the touch panel sensor. After coating the photosensitive coating liquid containing the silver nano wire on the insulating layer polymer, another sensing electrode is formed by the exposure and cleaning method. At this time, the insulating layer polymer serves to prevent the two directional sensing electrodes from being in electrical contact with each other.
감광성 코팅액은 감광 수지를 포함하고 있으며, 감광 수지로는 양이온성 고분자 물질로서, 자외선 감광성 폴리비닐알콜 물질인 "poly(vinyl alcohol), N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal"물질을 사용하였다.The photosensitive coating liquid contains a photosensitive resin. As the photosensitive resin, a poly (vinyl alcohol), N-methyl-4 (4'-formylstyryl) pyridinium methosulfate acetal Were used.
절연기판의 표면 처리를 위해 2 wt% poly(ethylenimine) 수용액을 제조하고, 절연기판을 이 용액에 3분간 담군 후, 증류수로 세척하였다. 그리고 0.01M 염산 용액에 1분간 침지시키고, 다시 증류수로 세척하고 절연기판을 건조시켰다. 그 후 은나노와이어를 포함한 감광성 코팅액을 코팅하고 120℃ 온도에서 5분간 건조하였다. 은나노와이어를 포함한 감광성 코팅액은 은나노와이어 0.15wt%, poly(vinyl alcohol), N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal 0.6wt%, hydroxy propyl methyl cellulose 0.1wt%를 포함하고 있다.An aqueous solution of 2 wt% poly (ethylenimine) was prepared for the surface treatment of the insulating substrate, and the insulating substrate was immersed in this solution for 3 minutes and then washed with distilled water. Then, the substrate was immersed in a 0.01 M hydrochloric acid solution for 1 minute, again washed with distilled water, and the insulating substrate was dried. Then, a photosensitive coating solution containing silver nano wire was coated and dried at 120 ° C for 5 minutes. The photosensitive coating solution containing silver nano wire contains 0.15 wt% of silver nanowire, 0.6 wt% of poly (vinyl alcohol), 4-formylstyryl (N-methyl-4) pyridinium methosulfate acetal and 0.1 wt% of hydroxy propyl methyl cellulose.
감광성 코팅층이 형성된 절연기판을 특정 영역에 자외선을 조사하고, 증류수로 다시 세척하여 투명 전극 패턴을 형성하였다. 그 결과 전도성 영역에 해당하는 비노광 영역에서의 면저항은 74 Ω/sq, 헤이즈 1.7%, 투과도 90.2% 였다. 노광 영역은 면저항 20 MΩ/sq 이상으로 절연성을 보였다.The insulating substrate on which the photosensitive coating layer was formed was irradiated with ultraviolet rays in specific regions and washed again with distilled water to form a transparent electrode pattern. As a result, the sheet resistance in the non-exposed region corresponding to the conductive region was 74 Ω / sq, the haze was 1.7%, and the transmittance was 90.2%. The exposed area showed insulation of 20 MΩ / sq or more in sheet resistance.
[비교예 1][Comparative Example 1]
비교예 1로서, 표면 처리하지 않은 절연기판에 동일한 방법으로 감광성 코팅액을 코팅한 후, 노광 및 세척 방법을 통해 투명 전극 패턴을 형성하였다. 표면 처리하지 않은 절연기판의 경우, 전도성 영역에 해당하는 비노광 영역에서의 면저항은 420 Ω/sq, 헤이즈 3.4%, 투과도 89% 였다. 즉 세척과정에서 비노광 영역의 감광 수지인 "poly(vinyl alcohol), N-methyl-4(4'-formylstyryl)pyridinium methosulfate acetal"이 완전히 제거되지 못하고 잔류함으로써, 전도성 영역의 저항이 증가하고, 광학적 헤이즈가 증가한 것이다.As Comparative Example 1, a photosensitive coating liquid was coated on an insulating substrate not subjected to a surface treatment in the same manner, and then a transparent electrode pattern was formed through exposure and cleaning. In the case of the non-surface-treated insulating substrate, the sheet resistance in the non-exposed region corresponding to the conductive region was 420 Ω / sq, the haze was 3.4%, and the transparency was 89%. (4'-formylstyryl) pyridinium methosulfate acetal, which is a photosensitive resin in the non-exposed region, can not be completely removed and thus the resistance of the conductive region is increased, The increase in haze.
한편 본 발명에서는 표면 처리한 기판에 감광성 코팅액을 형성한 후 노광 및 세척을 통해서 전도막을 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명에 따른 표면 처리 방법은 베이스 기판에 금속나노와이어를 포함하는 코팅액을 코팅할 때, 베이스 기판의 전처리 방법으로 사용할 수 있다.In the present invention, a photosensitive coating liquid is formed on a surface-treated substrate, and then an electroconductive film is formed through exposure and washing. However, the present invention is not limited thereto. For example, the surface treatment method according to the present invention can be used as a pretreatment method of a base substrate when coating a coating liquid containing metal nanowires on a base substrate.
즉 이온성 고분자 전해질을 베이스 기판에 흡착시키고, 금속나노와이어를 포함한 코팅액을 베이스 기판에 코팅하면, 베이스 기판의 종류 또는 표면 상태에 관계없이 일정한 특성의 투명 전극을 형성할 수 있다. 이것은 흡착된 고분자 작용기 또는 전하에 의해 원래 베이스 기판의 표면 특성이 상쇄되고 균일한 표면 특성을 제공하기 때문이다.That is, when the ionic polymer electrolyte is adsorbed on the base substrate and the coating solution containing the metal nanowires is coated on the base substrate, the transparent electrode having a constant characteristic can be formed regardless of the type of the base substrate or the surface state. This is because the surface properties of the original base substrate are offset by the adsorbed polymeric functional groups or charges and provide uniform surface properties.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1에서 처럼 양이온성 고분자 전해질로 표면 처리된 PET 기판에 은나노와이어를 포함한 코팅액을 코팅하여 실시예 2에 따른 전도성 기판을 제조하였다. 실시예 2의 전도성 기판에 코팅된 전도막, 즉 투명 전극 필름의 특성을 평가하였다. 코팅액은 은나노와이어 0.15wt%, hydroxy propyl methyl cellulose 0.18wt% 포함한다. 실시예 2의 투명 전극 필름의 면저항은 62Ω/sq, 헤이즈 0.9%, 투과도 91.0%으로 우수한 특성을 보였다. The conductive substrate according to Example 2 was prepared by coating a coating liquid containing silver nano wires on a PET substrate surface-treated with a cationic polymer electrolyte as in Example 1. [ The properties of the conductive film coated on the conductive substrate of Example 2, that is, the transparent electrode film, were evaluated. The coating liquid contains 0.15 wt% silver nano wire and 0.18 wt% hydroxy propyl methyl cellulose. The sheet resistance of the transparent electrode film of Example 2 was 62 Ω / sq, the haze was 0.9%, and the transmittance was 91.0%.
[비교예 2][Comparative Example 2]
비교예 2로서, 표면 처리하지 않은 PET 기판에 은나노와이어를 포함한 코팅액을 코팅하고, 코팅된 투명 전극 필름의 특성을 평가하였다. 그 결과 면저항은 265Ω/sq, 헤이즈 1.9%, 투과도 90.0%이 측정되어 투명 전극 필름의 특성이 실시예 2에 따른 표면 처리한 투명 전극 필름의 특성에 비해 좋지 못한 결과를 보였다.As Comparative Example 2, a coating solution containing silver nano wire was coated on a non-surface treated PET substrate, and the properties of the coated transparent electrode film were evaluated. As a result, the sheet resistance was 265? / Sq, the haze was 1.9%, the transmittance was 90.0%, and the characteristics of the transparent electrode film were inferior to those of the transparent electrode film subjected to the surface treatment according to Example 2.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : 베이스 기판
20 : 표면 처리층
30 : 전도막
31 : 감광액 코팅층
33, 33a, 33b : 감광 수지
35 : 노광 영역
37 : 비노광 영역
39 : 배선 패턴
40 : 마스크
41 : 패턴 홀
100 : 전도성 기판10: base substrate
20: Surface treatment layer
30: Conductive membrane
31: Photosensitizer coating layer
33, 33a, 33b: photosensitive resin
35: Exposure area
37: Non-exposure area
39: wiring pattern
40: mask
41: pattern hole
100: conductive substrate
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