WO2020040518A1 - 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판 및 이의 제조방법 Download PDF

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metal foil
foil pattern
adhesive layer
light emitting
emitting device
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이기석
이건석
손용구
이승헌
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present application relates to a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display and a method of manufacturing the same.
  • the transparent LED display using the ITO transparent electrode material by applying the LED between the glass and the glass or by attaching a transparent film applied with the LED on one side of the glass there is an advantage that can produce a high-quality display without the wire.
  • it is used for interiors of hotels, department stores, etc., and its importance is increasing in implementing media facades of building exterior walls.
  • Transparent electrodes used for touch screens have exploded in demand due to the spread of smart devices.
  • the most popular transparent electrode is indium tin oxide (ITO), an oxide of indium and tin.
  • ITO indium tin oxide
  • indium the main raw material of ITO transparent electrode material, is not produced in large quantities worldwide, and is produced only in some countries such as China, and the production cost is high.
  • the resistance value is not applied uniformly has the disadvantage that the LED light is not constant.
  • the transparent LED using ITO has a limitation in being used as a high performance low cost transparent electrode material.
  • Transparent electrode materials that are attracting attention as the next-generation new materials include metal mesh, ag nanowires, carbon nanotubes (CNTs), conductive polymers, and graphenes.
  • metal mesh is a new material that takes up 85% of the material replacing ITO and has a low cost high conductivity, and the market is expanding in terms of its utilization.
  • the transparent LED display using metal mesh is easier to maintain than the existing ITO transparent display, and it is economical by reducing manufacturing cost and reducing resources and preventing environmental pollution.
  • the present application is to provide a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display and a manufacturing method thereof.
  • Transparent substrates An adhesive layer provided on the transparent substrate; And a wiring electrode part and a light emitting device mounting part embedded in the adhesive layer.
  • the wiring electrode part includes a first metal foil pattern, and includes a blackening layer on both top and side surfaces of the first metal foil pattern.
  • the light emitting device mounting unit includes a second metal foil pattern, and includes a blackened layer only on a side surface of the second metal foil pattern.
  • Forming a structure including a transparent substrate, an adhesive layer provided on the transparent substrate, and a metal foil provided on the adhesive layer;
  • It provides a method of manufacturing a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display comprising a.
  • another exemplary embodiment of the present application provides a transparent light emitting device display including the buried electrode substrate for the transparent light emitting device display.
  • the metal foil pattern is formed using a low-cost metal foil, raw material costs may be reduced when manufacturing an electrode substrate for a transparent light emitting device display.
  • a metal foil pattern on the adhesive layer and heat treatment at a temperature of 70 °C to 100 °C, it is possible to manufacture a buried electrode substrate in which the metal foil pattern is embedded in the adhesive layer.
  • the blackening layer is provided on both the upper surface and the side surface of the first metal foil pattern of the wiring electrode part, the visibility of the buried electrode substrate for transparent light emitting device display may be lowered.
  • the blackening layer is provided only on both the upper surface and the side surface of the first metal foil pattern of the wiring electrode part, and is not provided on the upper surface of the second metal foil pattern of the light emitting device mounting part. The effect of maintaining the adhesion of the solder (solder) provided on the mounting portion can be obtained.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display according to an exemplary embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a method of manufacturing a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display according to an exemplary embodiment of the present application.
  • 3 and 4 illustrate the buried characteristics of the electrode patterns according to the thicknesses of the adhesive layers of Examples 1 and 2, as an exemplary embodiment of the present application.
  • 5 and 6 illustrate one embodiment of the present application, and compare the durability of electrode patterns according to Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
  • Example 7 and 8 illustrate one embodiment of the present application, in which solder material reflow characteristics of the light emitting device mounting parts according to Example 1 and Comparative Example 2 are compared.
  • FIG. 9 is a view schematically showing the line width, thickness and pitch of the first metal foil pattern according to an exemplary embodiment of the present application.
  • FIG. 10 is a view schematically showing the top and side surfaces of the first metal foil pattern and the second metal foil pattern according to an exemplary embodiment of the present application.
  • 11 to 13 are diagrams showing the buried characteristics of the electrode patterns of Examples 3 to 5, respectively, as an exemplary embodiment of the present application.
  • “transparent” is meant to have a transmittance characteristic of about 80% or more in the visible region (400 nm to 700 nm).
  • Transparent LED displays provide a variety of attractions to city residents through information service and landscape production, and demand in various fields is increasing. It is true that ITO has been used as the most transparent electrode material so far, but due to limitations such as economic feasibility and limited performance, research and technology development using new materials are continuously conducted.
  • a metal electrode is applied to an electrode substrate of the transparent light emitting device display.
  • the metal electrode there is an advantage to secure a low resistance, but may cause a problem that the appearance visibility is increased due to the increase in reflectance and YI (Yellow Index).
  • YI Yellow Index
  • the blackening layer is formed on the surface of the metal electrode in order to suppress such a phenomenon, a problem may arise in that solder adhesion is reduced in the LED mounting portion.
  • the copper deposition layer having a low resistivity layer should have a thickness of 1 ⁇ m or more. Sputtering, evaporation, plating processes, etc. may be used to form a copper deposition layer of 1 ⁇ m or more on the transparent substrate, but in this case, an expensive deposition cost is incurred, and the adhesion strength of the copper deposition layer is lowered and the lower transparent portion of the deposition process is performed. Damage to the substrate may occur.
  • the manufacturing cost can be greatly reduced and the adhesion can be improved, but the surface roughness of the copper foil is transferred to the adhesive surface to increase the haze of the opening. Problem occurs.
  • a general transparent electrode metal pattern film is produced by selectively removing a transparent substrate having a metal film in a desired form. Therefore, the metal pattern formed on the transparent substrate has the same height as the thickness of the initial metal film and has a structural limit that is vulnerable to external impact.
  • a buried electrode substrate has been proposed, and various possible methods of manufacturing a metal pattern of a semi-embedded structure have been proposed in the case where electrical connection is required on the top.
  • the resin layer is further applied on the transparent substrate having the electrode pattern, and then the residual resin layer present on the electrode is removed or the electrode is placed on the release substrate.
  • a method of transferring an electrode to the resin layer by applying and curing a resin layer thereon may be used, but in this case, the process is complicated and the manufacturing cost increases.
  • the transparent electrode substrate based on the metal pattern film has a black color surface treatment to reduce the metal color and high reflectance act as a factor of increasing the pattern visibility, causing foreign matter.
  • an adhesive layer that can be electrically connected using solder (soldering)
  • the device is impossible because the heat transfer to the solder material is not sufficiently made on the blackening layer. Therefore, it is necessary to selectively remove the blackening layer in the light emitting element mounting portion.
  • the present application is to provide a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display not only excellent in resistance characteristics, visibility, etc., but also can maintain the solder adhesion in the LED mounting portion.
  • the buried electrode substrate for a transparent light emitting device display includes a transparent substrate; An adhesive layer provided on the transparent substrate; And a wiring electrode part and a light emitting device mounting part embedded in the adhesive layer, wherein the wiring electrode part includes a first metal foil pattern, and includes a blackening layer on both top and side surfaces of the first metal foil pattern.
  • the device mounting part includes a second metal foil pattern, and includes a blackening layer only on a side surface of the second metal foil pattern.
  • the transparent substrate may be a glass substrate or a transparent plastic substrate having excellent transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness, but is not limited thereto. It is not limited.
  • the transparent substrate is glass; Urethane resins; Polyimide resins; Polyester resin; (Meth) acrylate type polymer resin; It may be made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene.
  • the transparent substrate may be a film having a light transmittance of 80% or more, such as polyethylene terephthalate (PET), cyclic olefin polymer (COP), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), and acetyl celluloid.
  • PET polyethylene terephthalate
  • COP cyclic olefin polymer
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • PC polycarbonate
  • acetyl celluloid acetyl celluloid
  • the transparent substrate may have a thickness of 25 ⁇ m to 250 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the adhesive layer may have a refractive index of 1.45 to 1.55, and may have fluidity at a temperature of 70 ° C. or higher.
  • the refractive index of the adhesive layer is a prism coupler (Prism Coupler (Couple equipment example-2010 / M of Metricon, Inc.), an ellipsometer (equipment example-UVISEL (Horriba Scientific), Abbe Refractometer; equipment example) -It can be measured by Kruss AR4).
  • the refractive index may be calculated by measuring a change in the amount of light reflected from the coating layer. More specifically, on the glass or other substrate having a known refractive index, the material to be measured for refractive index is coated by a method such as spin coating to a thickness of several ⁇ m, and then the coated sample is contacted with a prism.
  • the prism coupler may automatically calculate the refractive index of the adhesive layer from the light polarization mode related parameters and the refractive indices of the prism and the substrate.
  • the adhesive layer may include a thermosetting adhesive composition or a UV curable adhesive composition. More specifically, the adhesive layer may include a silane-modified epoxy resin, a bisphenol A phenoxy resin, an initiator, and a silane coupling agent, but is not limited thereto.
  • the adhesive layer may be formed by using the above-described adhesive composition, such as comma coating, slot die coating, but is not limited thereto.
  • the thickness of the adhesive layer may be 2.5 times or more, and 2.5 to 5 times the thickness of the first metal foil pattern. More specifically, the thickness of the adhesive layer may be 8 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the first metal foil pattern constituting the wiring electrode part may be completely embedded in the metal foil pattern embedding process provided on the adhesive layer, and the wiring electrode may be out of the thickness range of the adhesive layer. Negative full embedment may not be possible or the fluidity of the adhesive layer may be intensified, causing pattern breakage. More specifically, when the thickness of the adhesive layer is less than 2.5 times the thickness of the first metal foil pattern, it is impossible to completely embed the first metal foil pattern, so that the blackening layer of the upper surface of the wiring electrode part may be removed, thereby Visibility is disadvantageous due to the increased visibility, and bubbles may be collected on the adhesive layer between the wiring electrode parts, resulting in defects in optical properties. In addition, when the thickness of the adhesive layer exceeds five times the thickness of the first metal foil pattern, the fluidity of the adhesive layer may be increased during the embedding process by the thermal lamination process, thereby causing disconnection of the wiring electrode part pattern.
  • the ten point average roughness Rz of the surface of the first metal foil pattern facing the transparent substrate may be greater than 0.5 ⁇ m.
  • the wiring electrode part may include a first common electrode wiring part, a second common electrode wiring part, and a signal electrode wiring part.
  • the first common electrode wiring part, the second common electrode wiring part, and the signal electrode wiring part may each include a first metal foil pattern having the same line width, line height, and pitch, and the first metal foil pattern may be transparent except for the light emitting device mounting part. It may be provided in the entire area of the effective screen portion on the substrate. In the present application, the sentence has the same meaning as the thickness.
  • the same line width of the first metal foil pattern means that the standard deviation of the line width is 20% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
  • the height of the first metal foil pattern is the same means that the standard deviation of the height is 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably 2% or less.
  • the pitch of the said 1st metal foil pattern is the same means that the standard deviation of a pitch is 10% or less, Preferably it is 5% or less, More preferably, it is 2% or less.
  • the first metal foil pattern may be provided in the entire area of the effective screen portion on the transparent substrate except for the area where the light emitting device is provided. More specifically, the first metal foil pattern may be provided in an area of 80% or more of the total area of the transparent substrate, and may be provided in an area of 99.5% or less. The first metal foil pattern may be provided in an area of 80% or more of the area excluding the FPCB pad part area and the light emitting device pad part area provided on the transparent substrate, based on the entire area of the transparent substrate. It may be provided in an area of 99.5% or less.
  • the FPCB pad portion region may include an FPCB pad portion for applying an external power source, and the area thereof may be equal to or greater than the total area of the FPCB pad portion and three times or less than the total area of the FPCB pad portion.
  • the light emitting device pad part region may include an electrode pad part, and an area thereof may be 1.5 times or more of the total area of the electrode pad part and 3 times or less of the entire area of the electrode pad part.
  • the signal electrode wiring part may be provided between the first common electrode wiring part and the second common electrode wiring part.
  • the first common electrode wiring part may be a positive common electrode wiring part
  • the second common electrode wiring part may be a negative common electrode wiring part
  • the first common electrode wiring part may be a negative common electrode wiring part
  • the second common electrode wiring part may be a positive common electrode wiring part
  • a channel is formed in a structure in which the signal electrode wiring portion passes between the (+) common electrode wiring portion and the (-) common electrode wiring portion, and the electrode wiring does not come out for each light emitting device. It can be connected as a common electrode to the (+) common electrode wiring portion and the (-) common electrode wiring portion.
  • the light emitting device mounting unit is provided at a position where a light emitting device is mounted by using a solder, and two or more light emitting devices may be provided on the transparent substrate, and the number of the light emitting devices may be used for a transparent light emitting device display.
  • the number of the light emitting devices is related to the resistance of the electrodes. The number of the light emitting devices may increase as the electrodes are sufficiently low in resistance and the area of the display is large.
  • the resolution is increased, and if the number of light emitting devices is increased at the same interval, the area of the display is increased so that the wire line of the power supply unit can be reduced.
  • those skilled in the art can appropriately select.
  • the two or more light emitting devices may be connected in series with the signal electrode wiring part, and may be connected in series with the first common electrode wiring part and the second common electrode wiring part.
  • the first common electrode wiring part and the second common electrode wiring part provide a sufficient amount of current for driving the light emitting device, and since the color signal of the light emitting device can transmit a signal even with a low current, it is serially connected with the signal electrode wiring part. Can be connected.
  • the electrode widths must be different in order to match the resistance value according to the arrangement distance of the light emitting devices ( It is difficult to construct a low-resistance electrode due to the spatial constraints of the electrode arrangement region due to the large width of the electrode connected to the farthest light emitting device) and the plurality of light emitting devices.
  • the first metal foil patterns of the first common electrode wiring part, the second common electrode wiring part, and the signal electrode wiring part may be separated from each other by the disconnection part.
  • the disconnection portion refers to a region in which a portion of the first metal foil pattern is disconnected to disconnect electrical connections from each other.
  • the width of the disconnection part may mean a distance between the closest ends between the first common electrode wiring part, the second common electrode wiring part, and the signal electrode wiring part spaced apart from each other.
  • the width of the disconnection portion may be 80 ⁇ m or less, 60 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, or 30 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the disconnection portion may have a width of 5 ⁇ m or more.
  • the recognition of the wiring can be lowered.
  • the light emitting device mounting portion may include a second metal foil pattern, and may include the same material as the first metal foil pattern.
  • the line width of the second metal foil pattern may be 100 ⁇ m or more, and may be 100 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the light emitting device mounting unit is provided at a position where the light emitting device is mounted using solder, and each light emitting device mounting unit includes the first common electrode wiring unit, the second common electrode wiring unit, At least four electrode pad parts may be electrically connected to the signal electrode wiring part.
  • the at least four electrode pad parts may include two signal electrode pad parts, one first common electrode pad part, and one second common electrode pad part.
  • the two signal electrode pad parts may be provided at the ends of the signal electrode wiring part as signal in-out pad parts of the light emitting device, respectively, and the first common electrode pad part and the second common electrode pad part may be respectively connected to the first common electrode wiring part. It may be provided at the end of the second common electrode wiring portion.
  • the transparent substrate may further include at least one capacitor pad portion.
  • the capacitor pad unit may include two.
  • the capacitor pad part is a pad to which a capacitor is attached, and the capacitor may serve to stabilize the current supplied to the light emitting device.
  • Each of the at least four electrode pad parts may not include a metal mesh pattern, and an entire area of each pad part may be made of metal. More specifically, since the electrode pad part is covered by the light emitting device to be welded, the electrode pad part does not include a metal mesh pattern, and the entire pad part area may be made of metal.
  • Each gap between the at least four electrode pad parts may be 0.1 mm to 1 mm.
  • the electrode pad part and the capacitor pad part are not particularly limited in shape, and may have a rectangular shape.
  • the size of the electrode pad portion and the capacitor pad portion may be 0.1mm 2 to 1mm 2 , but is not limited thereto.
  • the four electrode pad parts may be bonded to one light emitting device. That is, in one embodiment of the present application, when a plurality of light emitting devices are provided on the transparent substrate, each light emitting device may be bonded to four electrode pad parts.
  • the first metal foil pattern of the wiring electrode part may be a metal mesh pattern.
  • the metal mesh pattern may be a pattern form in the art. More specifically, the metal mesh pattern may include a polygonal pattern including at least one of triangular, square, pentagonal, hexagonal and octagonal shapes.
  • the metal mesh pattern may include a straight line, a curve, or a closed curve formed of a straight line or a curve.
  • the sheet resistance of the first metal foil pattern may be 0.1 ⁇ / sq or less.
  • the pitch of the first metal foil pattern may be 100 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, 100 ⁇ m to 600 ⁇ m, and 100 ⁇ m to 300 ⁇ m, but this may be adjusted according to the transmittance and conductivity desired by those skilled in the art.
  • the material of a said 1st metal foil pattern is not specifically limited, It is preferable to contain 1 or more types of a metal and a metal alloy.
  • the first metal foil pattern may include gold, silver, aluminum, copper, neodymium, molybdenum, nickel, or an alloy thereof, but is not limited thereto.
  • the first metal foil pattern and the second metal foil pattern may include a copper foil pattern or an aluminum foil pattern.
  • the thickness of the first metal foil pattern is not particularly limited, but may be 3 ⁇ m or more and 3 ⁇ m to 20 ⁇ m in view of the conductivity of the first metal foil pattern and the economics of the forming process.
  • the line width of the first metal foil pattern may be 50 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, or 20 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the smaller the line width of the first metal foil pattern may be advantageous in terms of transmittance and wiring perception, but may cause a decrease in resistance. In this case, increasing the thickness of the first metal foil pattern may improve the decrease in resistance.
  • the line width of the first metal foil pattern may be 5 ⁇ m or more.
  • the opening ratio of the first metal foil pattern that is, the area ratio not covered by the pattern may be 70% or more, 85% or more, or 95% or more.
  • the recognition of the wiring may be lowered by applying the first metal foil pattern having the same line width, line height, and pitch to the first common electrode wiring portion, the second common electrode wiring portion, and the signal electrode wiring portion. . If the line width, pitch or line height of the first metal foil pattern of the first common electrode wiring portion, the second common electrode wiring portion and the signal electrode wiring portion are not the same, the recognition of the wiring electrode portion may increase, which is not preferable.
  • the line width 60, the thickness 70, and the pitch 80 of the first metal foil pattern according to the exemplary embodiment of the present application are schematically illustrated in FIG. 9.
  • the line width, thickness, and pitch of the first metal foil pattern may be measured using a method known in the art. For example, the method of observing and measuring SEM cross section, the method of measuring with a non-contact surface profiler, the method of measuring with a stylus type surface level
  • top and side surfaces of the first metal foil pattern and the second metal foil pattern according to the exemplary embodiment of the present application are schematically illustrated in FIG. 10.
  • the first metal foil pattern of the wiring electrode part includes a blackening layer on both the upper surface and the side surface
  • the second metal foil pattern of the light emitting device mounting part includes the blackening layer only on the side surface. That is, the second metal foil pattern of the light emitting device mounting portion does not include a blackening layer on the upper surface.
  • the blackening layer formed on the upper surface of the second metal foil pattern may be selectively removed.
  • the line width of the first metal foil pattern is 30 ⁇ m or less, and the first metal foil pattern may have a degree of embedding of 90% or more in the adhesive layer.
  • the degree of embedding means a ratio of the upper area of the first metal foil pattern embedded in the adhesive layer based on the entire upper area of the first metal foil pattern, and the size of the area may be calculated through microscopic observation.
  • the buried upper area means an upper area where the first metal foil pattern is not exposed.
  • the adhesive layer is momentarily close to the liquid phase, and the adhesive layer penetrates into the release film and the upper surface of the metal foil pattern.
  • the adhesive layer penetrates about 30 ⁇ m to cover the pattern outer part even when the second metal foil pattern is covered, but the line width of the light emitting device mounting part is 500 ⁇ m or more. For this reason, it is not completely filled, but in the case of the wiring electrode part pattern, since the line width is narrow to 20 ⁇ m or less, complete filling is possible by the adhesive layer penetrating the upper part of the electrode.
  • the haze of the region where the first metal foil pattern and the second metal foil pattern of the buried electrode substrate are not provided may be 3% or less.
  • a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display according to an exemplary embodiment of the present application is schematically shown in FIG. 1.
  • a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display according to an exemplary embodiment of the present application the transparent substrate 10; An adhesive layer 20 provided on the transparent substrate 10; And a wiring electrode part 30 and a light emitting device mounting part 40 embedded in the adhesive layer 20, wherein the wiring electrode part 30 includes a first metal foil pattern. It includes a blackening layer 50 on both the upper surface and the side, the light emitting device mounting portion 40 includes a second metal foil pattern, and includes a blackening layer 50 only on the side of the second metal foil pattern.
  • Method of manufacturing a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display forming a structure comprising a transparent substrate, an adhesive layer provided on the transparent substrate and a metal foil provided on the adhesive layer Making; Patterning the metal foil to form a wiring electrode part including a first metal foil pattern and a light emitting device mounting part including a second metal foil pattern; Forming a blackening layer on both top and side surfaces of the first metal foil pattern and the second metal foil pattern; Heat-treating the structure including the blackening layer at a temperature of 70 ° C. to 100 ° C. to embed the first metal foil pattern and the second metal foil pattern into the adhesive layer, but exposing an upper surface of the second metal foil pattern; And removing the blackening layer provided on the upper surface of the second metal foil pattern.
  • the forming of a structure including an adhesive layer provided on the transparent substrate and a metal foil provided on the adhesive layer may include forming an adhesive layer on the metal foil and forming the adhesive layer on the adhesive layer. Forming a transparent substrate on the substrate; Or forming an adhesive layer on the transparent substrate and forming a metal foil on the adhesive layer.
  • the patterning of the metal foil to form the wiring electrode part including the first metal foil pattern and the light emitting device mounting part including the second metal foil pattern may use a method known in the art. Can be used, for example, a photolithography process. More specifically, the method of forming the first metal foil pattern and the second metal foil pattern may include forming a resist pattern on the metal foil, followed by etching the metal foil, and peeling the resist pattern. It is not limited only to this.
  • the first metal foil pattern and the second metal foil pattern may be manufactured from a metal foil including at least one surface of a matt surface having a relatively high ten point average roughness Rz. At this time, the mat surface of the said metal foil opposes the said transparent base material.
  • the step of forming the blackening layer using a plating solution containing at least one of copper, selenium, cobalt, nickel, manganese, magnesium, sodium, oxides thereof and hydroxides thereof. It may be performed by a plating process.
  • the plating process may be an electrolytic plating process, an electroless plating process, or the like.
  • the first metal foil pattern and the second metal foil pattern may be embedded in the adhesive layer.
  • the first metal foil pattern and the second metal foil pattern by heat-treating at a temperature of 70 ° C to 100 ° C as described above, the first metal foil pattern and the second metal foil pattern is thermally laminated with a film having excellent surface smoothness to the inside of the adhesive layer. A buried electrode substrate to be embedded can be produced.
  • the step of heat treatment at a temperature of 70 °C to 100 °C can be carried out by a thermal lamination process, at this time the temperature of the lamination roll may be set to 70 °C 100 °C.
  • the lamination speed can proceed at 0.3m or more and 1m or less per minute.
  • the line width of the first metal foil pattern is 20 ⁇ m or less and the line width of the second metal foil pattern is 100 ⁇ m or more, the buried degree difference between the first metal foil pattern and the second metal foil pattern is different. May be sufficient.
  • the ten point average roughness Rz of the surface of the adhesive layer before the heat treatment may be greater than 0.5 ⁇ m, and the ten point average roughness Rz of the surface of the adhesive layer after the heat treatment may be 0.1 ⁇ m or less.
  • the ten point average roughness Rz of the surface of the adhesive layer before the heat treatment may be greater than 0.5 ⁇ m and less than 3 ⁇ m.
  • the ten-point average roughness (Rz) of the surface of the adhesive layer after the heat treatment step may be 0 to 0.1 ⁇ m.
  • the pattern is easily recognized by the eyes by the high reflectance.
  • the adhesive force between the metal foil and the adhesive layer is lowered, thereby causing a problem that the metal foil pattern is detached from the adhesive layer during the process of forming the metal foil pattern (photo process).
  • the surface roughness of the metal foil may be transferred to the surface of the adhesive layer, which may cause a problem in that the haze of the final product is increased. Accordingly, according to one embodiment of the present application, by forming a metal foil pattern on the adhesive layer and thermal lamination with a film having excellent surface smoothness at a temperature of 70 °C to 100 °C, the haze of the transparent electrode substrate according to the roughness of the metal foil surface is increased Can be prevented.
  • the step of completely curing the adhesive layer may include a step of thermally curing or UV curing the adhesive layer to a temperature of 120 °C or more.
  • FIG. 2 A method of manufacturing a buried electrode substrate for a transparent light emitting device display according to an exemplary embodiment of the present application is schematically shown in FIG. 2.
  • an exemplary embodiment of the present application provides a transparent light emitting device display including the buried electrode substrate for the transparent light emitting device display.
  • the transparent light emitting device display may have a structure in which a solder is provided on a light emitting device mounting part of the electrode substrate for transparent light emitting device display, and a light emitting device is provided on the solder.
  • the method of manufacturing the transparent light emitting device display may be manufactured using a method known in the art, except that the buried electrode substrate for the transparent light emitting device display according to the present application is used.
  • the raw material used in the present application is generally the same copper foil laminated film as a structure widely known as Cu Clad laminated (CCL), and was prepared by forming an adhesive layer on a transparent substrate and then thermally laminating with copper foil.
  • the coating solution for the adhesive layer was prepared by adding a silane-modified epoxy resin, a bisphenol A epoxy resin, and a phenoxy resin in a weight ratio of 35:33:30, respectively, and diluting with MEK (methyl ethyl ketone).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • ILJIN Material's LPF product has a matte surface with nodules formed on one side to favor physical bonding of copper foil (thickness 8 ⁇ m) and adhesive layer during CCL manufacturing.
  • a copper foil laminated film was produced by laminating at a rate of 1.0 m / min using a roll laminator having a temperature of 100 ° C.
  • a negative-type photomask and a parallel light exposure machine are thermally laminated with DFR (Dry Film Resist) at a temperature of 100 ° C. on top of the copper foil of the manufactured copper foil laminated film and corresponding to the first metal foil pattern and the second metal foil pattern.
  • DFR Dry Film Resist
  • the UV of 365 nm wavelength was exposed by the light amount of 250 mJ / cm ⁇ 2> using.
  • a metal pattern having an uneven structure was formed on the adhesive layer. All solutions used in each process were kept at room temperature.
  • a 1.0 wt% aqueous solution of Na 2 CO 3 was used as a developer, the etching solution was a mixed solution containing iron chloride and hydrochloric acid, and the stripping solution was an aqueous solution of 2.0 wt% NaOH.
  • the metal pattern film was immersed in the blackening solution, and the blackening layer was formed in the patterned metal surface.
  • As the blackening solution an aqueous solution obtained by diluting YBM-100 of YMT Co., Ltd. to 10 wt% was used.
  • the blackening solution was sprayed on the patterned film to perform visible light with an average reflectance of less than 20%.
  • a metal pattern film and a 50 ⁇ m-thick release PET film were thermally laminated at a rate of 0.5 m / min using a roll laminator at 100 ° C. It was. UV curing was performed in a state in which the release film was laminated, and UV of 365 nm wavelength was irradiated on the PET film surface at a light amount of 5,000 mJ / cm 2 .
  • the release film was removed and semi-embedded to remove the blackening layer on the surface of the second metal foil pattern, the hydrochloric acid and iron chloride-based etchant was sprayed onto the embedded pattern film surface.
  • the blackening layer on the upper part of the light emitting device mounting portion was removed within 10 seconds in the room temperature process to prepare a buried metal pattern film.
  • the refractive index of the prepared adhesive layer was 1.48, and the ten point average roughness Rz of the surface of the first metal foil pattern facing the PET was 1.63 ⁇ m to 2.54 ⁇ m.
  • the line width of the first metal foil pattern was 20 ⁇ m, the pitch was 300 ⁇ m, the thickness was 8 ⁇ m, and the line width of the second metal foil pattern was 500 ⁇ m.
  • Example 1 except that the thickness of the adhesive layer was formed to 30 ⁇ m, it was carried out in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 the common electrode wiring pattern of the first metal foil pattern was performed in the same manner as in Example 1 except that the pitch was adjusted to form a rectangular block having a pitch of 400 ⁇ m in a long axis and 200 ⁇ m in a short axis.
  • Example 3 it was performed in the same manner as in Example 3, except that the line width of the first metal foil pattern was formed to about 30 ⁇ m.
  • Example 3 except that the line width of the first metal foil pattern was formed to about 40 ⁇ m, it was carried out in the same manner as in Example 3.
  • Example 1 it was performed in the same manner as in Example 1, except that the thermal lamination process for embedding the metal pattern in the adhesive layer was not performed.
  • Example 1 it was performed in the same manner as in Example 1, except that the process of removing the blackening layer of the surface of the second metal foil pattern was not performed.
  • FIGS. 3 and 4 The degree of embedding in the adhesive layer of the metal patterns of Examples 1 and 2 was evaluated, and the results are shown in FIGS. 3 and 4. More specifically, FIG. 3 is a result of observing the adhesive layer bubble of Example 1 and the intersection of the metal pattern, no bubbles were generated in the adhesive layer, the first metal foil pattern is 90% embedding degree in the adhesive layer It could be confirmed that having. In addition, FIG. 4 is a result of observing the adhesive layer bubbles of Example 2 and the cross-section of the metal pattern, no bubbles were generated in the adhesive layer, the first metal foil pattern has 99% embedding degree in the adhesive layer.
  • FIG. 3 is a result of observing the adhesive layer bubble of Example 1 and the intersection of the metal pattern, no bubbles were generated in the adhesive layer, the first metal foil pattern is 90% embedding degree in the adhesive layer It could be confirmed that having.
  • FIG. 4 is a result of observing the adhesive layer bubbles of Example 2 and the cross-section of the metal pattern, no bubbles were generated in the
  • FIG. 11 is a result of observing the shape of the electrode of the wiring part of Example 3, it was confirmed that it has a 95% embedding degree in the adhesive layer.
  • FIG. 12 shows a result of observing the shape of the wiring part electrode of Example 4, and it was confirmed that the adhesion layer had a degree of embedding of 90%.
  • 13 is a result of observing the shape of the wiring part electrode of Example 5, and it was confirmed that it has 85% embedding degree in the adhesive layer. Therefore, in order for the said 1st metal foil pattern to have 90% or more of embedding degree in an adhesive layer, it is more preferable that the line width of the said 1st metal foil pattern is 30 micrometers or less.
  • the durability by the external force of the metal patterns of Example 1 and Comparative Example 1 was compared.
  • the durability was carried out by measuring the pencil hardness under the conditions of weight 500g, speed 300mm / s, distance 15mm. Determination of the metal pattern arranged in the vertical direction according to the pencil hardness, it is determined whether or not the occurrence of the results are shown in Figures 5 and 6 below.
  • FIG. 5 is a result according to Example 1, and in the case of pencil hardness 4B, 2B, and HB, deformation or disconnection of the metal pattern did not occur.
  • FIG. 6 is a result according to Comparative Example 1, in the case of pencil hardness 4B, 2B and HB all the deformation and disconnection of the metal pattern occurred.
  • Example 1 the solder material reflow characteristics of the light emitting device mounting part depending on whether the blackening layer was removed were evaluated, and the results are shown in FIGS. 7 and 8.
  • Figure 7 below shows the results according to Example 1
  • Figure 8 below shows the results according to Comparative Example 2.
  • the metal foil pattern is formed using a low-cost metal foil, raw material costs may be reduced when manufacturing the electrode substrate for the transparent light emitting device display.
  • the blackening layer is provided on both the upper surface and the side surface of the first metal foil pattern of the wiring electrode part, the visibility of the buried electrode substrate for transparent light emitting device display may be lowered.
  • the blackening layer is provided only on both the upper surface and the side surface of the first metal foil pattern of the wiring electrode part, and is not provided on the upper surface of the second metal foil pattern of the light emitting device mounting part. The effect of maintaining the adhesion of the solder (solder) provided on the mounting portion can be obtained.

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Abstract

본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판은, 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층; 및 상기 접착층 내부에 매립된 배선전극부 및 발광소자 실장부를 포함하고, 상기 배선전극부는 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 포함하고, 상기 발광소자 실장부는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제2 금속박 패턴의 측면에만 흑화층을 포함한다.

Description

투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판 및 이의 제조방법
본 출원은 2018년 8월 20일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0096601호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 우리나라는 첨단 ICT 기술과 LED 기술의 융합을 통해 화려한 간판뿐만 아니라 공원 및 도심지 내에 다양한 경관 조명을 연출하여 도시민에게 정보 및 볼거리를 제공하고 있다. 특히, ITO 투명 전극 소재를 사용한 투명 LED 디스플레이는 Glass와 Glass 사이에 LED를 적용하거나 LED가 적용된 투명 필름을 Glass의 일면에 부착한 것으로써, 전선이 보이지 않아 고급스러운 연출이 가능한 장점이 있다. 이로 인해 호텔, 백화점 등의 실내 인테리어에 활용되고 있으며, 건물 외벽의 미디어 파사드 구현에 있어 그 중요성이 커지고 있다.
투명하면서도 전기가 흘러 터치스크린 등에 사용되는 투명 전극은 스마트기기가 보급되면서 그 수요가 폭발적으로 늘어났으며, 그 중 가장 많이 사용하는 투명 전극은 인듐과 주석의 산화물인 ITO(Indium Tin Oxide) 이다. 그러나, ITO 투명 전극 소재의 주원료인 인듐은 전 세계적으로 매장량이 많지 않고, 중국 등 일부 국가에서만 생산되고 있으며 생산비용이 고가이다. 또한, 저항값이 일정하게 적용되지 않아 표출되는 LED 불빛이 일정하지 않다는 단점을 갖고 있다. 이로 인해 ITO를 활용한 투명 LED는 고성능 저비용의 투명 전극 소재로 활용하기에는 한계가 있다.
투명 전극 소재로서 ITO가 가장 많은 비중을 차지하며 사용되어 온 것은 사실이나, 경제성, 제한적 성능 등 한계로 인하여 새로운 소재를 활용한 연구와 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 차세대 신소재로 주목받고 있는 투명 전극 소재로는 메탈메쉬(Metal Mesh), 나노 와이어(Ag Nanowire), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자, 그래핀(Graphene) 등이 있다. 그 중 메탈메쉬는 ITO를 대체한 물질의 85%를 차지하는 신소재로서 저비용 고전도도를 갖고 있어 그 활용도 측면에서 시장이 확대되고 있다.
메탈메쉬를 활용한 투명 LED 디스플레이는 기존 ITO 투명 디스플레이보다 유지보수가 용이하고, 자원절약, 환경오염방지를 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제조원가 절감으로 경제적이다. 또한, 다양한 용도로 확대 적용이 가능하여 새로운 투명전극 소재로서 다양한 제품에 적용 및 활용에 가능성을 갖고 있다.
본 출원은 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층; 및 상기 접착층 내부에 매립된 배선전극부 및 발광소자 실장부를 포함하고,
상기 배선전극부는 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 포함하고,
상기 발광소자 실장부는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제2 금속박 패턴의 측면에만 흑화층을 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
투명 기재, 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층 및 상기 접착층 상에 구비된 금속박(metal foil)을 포함하는 구조체를 형성하는 단계;
상기 금속박을 패터닝하여, 제1 금속박 패턴을 포함하는 배선전극부 및 제2 금속박 패턴을 포함하는 발광소자 실장부를 형성하는 단계;
상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 형성하는 단계;
상기 흑화층을 포함하는 구조체를 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리하여, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴을 상기 접착층 내부로 매립시키되, 상기 제2 금속박 패턴의 상부면은 노출시키는 단계; 및
상기 제2 금속박 패턴의 상부면에 구비된 흑화층을 제거하는 단계
를 포함하는 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 상기 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 포함하는 투명 발광소자 디스플레이를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 저가의 금속박을 이용하여 금속박 패턴을 형성하므로 투명 발광소자 디스플레이용 전극 기판의 제조시 원재료비가 절감될 수 있는 특징이 있다. 특히, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 접착층 상에 금속박 패턴을 형성한 후 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리함으로써, 상기 접착층 내부로 상기 금속박 패턴이 매립되는 매립형 전극 기판을 제조할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 접착층 상에 금속박 패턴을 형성한 후 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리함으로써, 금속박 표면의 조도에 따른 전극 기판의 헤이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 배선전극부의 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층이 구비되므로, 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 시인성을 낮출 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 흑화층은 배선전극부의 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에만 구비되고, 상기 발광소자 실장부의 제2 금속박 패턴의 상부면에는 구비되지 않으므로, 투명 발광소자 디스플레이의 제조시 상기 발광소자 실장부 상에 구비되는 솔더(solder)의 부착력이 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3 및 도 4는 본 출원의 일 실시상태로서, 각각 실시예 1 및 2의 접착층 두께에 따른 전극 패턴의 매립 특성을 나타낸 도이다.
도 5 및 도 6은 본 출원의 일 실시상태로서, 각각 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전극 패턴의 내구성을 비교하여 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8은 본 출원의 일 실시상태로서, 각각 실시예 1 및 비교예 2에 따른 발광소자 실장부의 흑화층 유무에 따른 솔더 재료 리플로우 특성을 비교하여 나타낸 도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 금속박 패턴의 선폭, 두께 및 피치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 11 내지 도 13은 본 출원의 일 실시상태로서, 각각 실시예 3 내지 5의 전극 패턴의 매립 특성을 나타낸 도이다.
[부호의 설명]
10: 투명 기재
20: 접착층
30: 배선전극부
40: 발광소자 실장부
50: 흑화층
60: 제1 금속박 패턴의 선폭
70: 제1 금속박 패턴의 두께
80: 제1 금속박 패턴의 피치
90: 제1 금속박 패턴의 상부면
100: 제1 금속박 패턴의 측면
110: 제2 금속박 패턴의 상부면
120: 제2 금속박 패턴의 측면
이하 본 출원에 대하여 상세히 설명한다.
본 출원에 있어서, "투명"은 가시광선 영역(400nm 내지 700nm)에서 약 80% 이상의 투과율 특성을 갖는 것을 의미하기로 한다.
투명 LED 디스플레이는 정보제공 서비스 및 경관연출 등을 통하여 도시민에게 다양한 볼거리를 제공하고 있으며 다양한 분야에서 수요가 증가하고 있다. 지금까지 투명전극 소재로서 ITO가 가장 많은 비중을 차지하며 사용되어 온 것은 사실이나, 경제성, 제한적 성능 등 한계로 인하여 새로운 소재를 활용한 연구와 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
보다 구체적으로, 종래의 투명 LED 디스플레이를 구현함에 있어서, Ag 나노와이어나 투명 금속 산화물(ITO, IZO 등)을 도입하여 투명 전극 배선을 형성하였다. 그러나, Ag 나노와이어나 투명 금속 산화물(ITO, IZO 등)은 저항이 높기 때문에, LED 구동개수에 제한이 있어 투명 LED 디스플레이를 대면적화하는데 한계가 있다. 또한, 저항을 낮추기 위하여, 상기 Ag 나노와이어나 투명 금속 산화물의 두께를 높이게 되면, 투명 LED 디스플레이의 투과율이 떨어지는 문제가 있다.
이에 본 출원에서는 저항 특성, 시인성 등이 우수한 투명 발광소자 디스플레이를 제공하기 위하여, 투명 발광소자 디스플레이의 전극 기판에 금속 전극을 적용하고자 한다. 상기 금속 전극을 적용하는 경우에는, 낮은 저항을 확보할 수 있는 장점이 있으나 반사율 및 YI(Yellow Index) 증가로 인해 외관 시인성이 증가되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 현상을 억제하기 위하여 금속 전극 표면에 흑화층을 형성하는 경우에는, LED 실장부에 솔더(solder) 부착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 투명 기재 상부에 금속 배선이 구비되어 있는 투명 LED 디스플레이에 적용되는 투명 전극 기판의 경우에는, 70% 이상의 투과율과 0.5 ohm/sq 이하의 면저항 특성이 확보되어야 한다. 상기 투과율 및 면저항 특성을 확보하기 위해서는 비저항층이 낮은 구리 증착층이 1㎛ 이상의 두께를 가져야 한다. 투명 기재 상부에 스퍼터링, 이베퍼레이션, 도금 공정 등을 활용하여 1㎛ 이상의 구리 증착층을 형성할 수 있으나, 이러한 경우에는 고가의 증착비용이 발생하며 구리 증착층의 부착력 저하 및 증착 공정 중 하부 투명 기재의 손상이 발생할 수 있다.
또한, 저가의 동박과 투명 기재를 접착제를 활용하여 합지하는 경우에는, 제조비용을 크게 낮출 수 있고 부착력이 개선될 수 있으나, 동박의 표면조도가 접착제 표면에 전사되어 개구부의 헤이즈(haze)가 증가되는 문제가 발생한다.
또한, 일반적인 투명 전극용 금속 패턴 필름은 금속막이 구비된 투명 기재를 원하는 형태로 선택적으로 제거하는 방식으로 제작한다. 따라서, 투명 기재 상부에 형성된 금속 패턴은 초기 금속막의 두께와 같은 높이를 갖게 되고 외부 충격에 취약한 구조적인 한계를 갖는다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 매립형 전극 기판이 제안되어 왔으며, 상부에 전기적인 연결이 필요한 경우 반매립 구조의 금속 패턴을 제작하는 가능한 다양한 방법이 제안된 바 있다.
또한, 우수한 표면 평탄도를 갖는 매립형 전극을 제조하기 위해서, 전극 패턴이 구비되어 있는 투명 기재 상에 추가로 수지층을 도포한 후 전극 상부에 존재하는 잔류 수지층을 제거하거나, 이형기재 상에 전극 패턴을 형성한 후 그 상부에 수지층을 도포 및 경화하여 전극을 수지층으로 전사하는 방법을 이용할 수 있으나, 이러한 경우에는 공정이 복잡하고 제조비용이 상승하는 문제점을 가지고 있다.
금속 패턴 필름 기반의 투명 전극 기판은 금속 특유의 색감과 높은 반사율이 패턴 시인성 증가 요인으로 작용하여 이물감을 유발하므로 이를 저감시키기 위한 흑화 표면 처리를 도입한다. 전극 기판에 소자를 실장할 때에 솔더(납땜)를 이용하여 전기적 연결이 가능한 부착층이 적용되는데, 흑화층 상부에서는 솔더 재료에 열 전달이 충분히 이루어지지 않아 소자 실장이 불가하다. 따라서, 발광소자 실장부에서는 흑화층을 선택적으로 제거할 필요가 있다.
기존에 선택적인 흑화 방법이 제안된 바 있으나, 금속 패턴을 매립한 이후에는 흑화가 불가하기 때문에, 선택적인 흑화 이후 패턴을 매립하거나 패턴 매립 후에 선택적인 흑화 제거 방법이 요구된다.
따라서, 본 출원에서는, 저항 특성, 시인성 등이 우수할 뿐만 아니라, LED 실장부에서의 솔더 부착력이 유지될 수 있는 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광 소자 디스플레이용 매립형 전극 기판은, 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층; 및 상기 접착층 내부에 매립된 배선전극부 및 발광소자 실장부를 포함하고, 상기 배선전극부는 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 포함하고, 상기 발광소자 실장부는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제2 금속박 패턴의 측면에만 흑화층을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재는 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 전자 소자에 통상적으로 사용되는 투명 기판이면 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 투명 기판으로는 유리; 우레탄 수지; 폴리이미드 수지; 폴리에스테르수지; (메타)아크릴레이트계 고분자 수지; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 등으로 이루어진 것이 될 수 있다. 또한, 상기 투명 기재는 PET(Polyethylene terephthalate), COP(cyclic olefin polymer), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyethersulfone), PC(polycarbonate), 아세틸 셀룰로이드와 같은 가시광 투과율 80% 이상의 필름일 수 있다. 상기 투명기재의 두께는 25㎛ 내지 250㎛일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착층은 굴절율이 1.45 내지 1.55 일 수 있고, 70℃ 이상의 온도에서 유동성을 가질 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 접착층 등의 굴절율은 프리즘 커플러(Prism Coupler;　장비 예시 - Metricon 사의 2010/M), 일립소미터(ellipsometer;　장비 예시 - Horriba Scientific 사의 UVISEL), 아베 굴절계(Abbe Refractometer; 장비 예시 - Kruss 사의 AR4) 등으로 측정 가능하다. 예를 들어, 프리즘 커플러를 이용하여, 코팅층에서 반사된 광량의 변화를 측정하여 굴절율을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 유리 또는 기타 굴절율을 알고 있는 기재 위에 굴절율을 측정하고자 하는 물질을 수 ㎛의 두께로 스핀코팅 등의 방법으로 코팅한 뒤, 그 코팅된 샘플을 프리즘에 접촉시킨다. 이후 프리즘에 레이저를 입사하면 대부분 전반사하지만, 특정 입사각과 조건을 만족하면 경계면에서 감쇄파(evanescent field)가 발생하여 빛이 커플링된다. 커플링이 일어나서 검출기에서 검출되는 빛의 세기가 급감하는 각도를 측정하면, 빛의 편광모드 관련한 파라미터 및 프리즘과 기재의 굴절율로부터 접착층의 굴절율을 프리즘 커플러가 자동으로 산출해줄 수 있다.
또한, 상기 접착층은 열경화형 접착제 조성물 또는 UV 경화형 접착제 조성물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 접착층은 실란변성 에폭시 수지, 비스페놀 A형 페녹시 수지, 개시제 및 실란 커플링제를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 접착층은 전술한 접착제 조성물을 이용하고, 콤마 코팅, 슬롯다이 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 접착층의 두께는 상기 제1 금속박 패턴의 두께 대비 2.5배 이상일 수 있고, 2.5배 내지 5배일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 접착층의 두께는 8㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 접착층의 두께범위를 만족하는 경우에, 상기 접착층 상에 구비된 금속박 패턴의 매립 공정에서 배선전극부를 구성하는 제1 금속박 패턴의 완전 매립이 가능하며, 상기 접착층의 두께범위를 벗어나는 경우에는 배선전극부의 완전 매립이 불가능하거나 접착층의 유동성이 심화되어 패턴 단선이 유발될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 접착층의 두께가 제1 금속박 패턴의 두께 대비 2.5배 미만인 경우에는 상기 제1 금속박 패턴의 완전 매립이 불가능하여 배선전극부 상부면의 흑화층이 제거될 수 있고, 이에 따라 전극의 시인성이 높아져서 외관상 불리하고, 배선전극부 사이의 접착층 상부에 기포가 포집되어 광특성에 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 접착층의 두께가 제1 금속박 패턴의 두께 대비 5배를 초과하는 경우에는 열 라미네이션 공정에 의한 매립 공정 중에 접착층의 유동성이 심화되어 배선전극부 패턴의 단선이 유발될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재와 대향하는 상기 제1 금속박 패턴의 면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.5㎛ 초과일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 배선전극부는 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부는 모두 선폭, 선고 및 피치가 동일한 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴은 상기 발광소자 실장부를 제외한 투명 기재 상의 유효화면부 전체 영역에 구비될 수 있다. 본 출원에 있어서, 상기 선고는 두께와 동일한 의미를 갖는다.
본 출원에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭이 동일하다는 것은 선폭의 표준편차가 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하인 것을 의미한다. 또한, 본 출원에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선고가 동일하다는 것은 선고의 표준편차가 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하인 것을 의미한다. 또한, 본 출원에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 피치가 동일하다는 것은 피치의 표준편차가 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하인 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴은 발광소자가 구비되는 영역을 제외한 투명 기판 상의 유효화면부 전체 영역에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 금속박 패턴은 상기 투명 기재 상의 전체 면적 대비 80% 이상의 면적의 영역에 구비될 수 있고, 99.5% 이하의 면적에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 금속박 패턴은 상기 투명 기재 상의 전체 면적을 기준으로, 투명 기판 상에 구비되는 FPCB 패드부 영역과 발광소자 패드부 영역을 제외한 면적의 80% 이상의 면적의 영역에 구비될 수 있고, 99.5% 이하의 면적에 구비될 수 있다. 본 출원에 있어서, 상기 FPCB 패드부 영역은 외부 전원을 인가하는 FPCB 패드부를 포함하고, 그 면적은 FPCB 패드부의 전체 면적 이상, FPCB 패드부의 전체 면적의 3배 이하일 수 있다. 또한, 본 출원에 있어서, 상기 발광소자 패드부 영역은 전극 패드부를 포함하고, 그 면적은 전극 패드부 전체 면적의 1.5배 이상, 전극 패드부 전체 면적의 3배 이하일 수 있다.
상기 신호전극 배선부는 제1 공통전극 배선부와 제2 공통전극 배선부 사이에 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통전극 배선부는 (+) 공통전극 배선부이고, 상기 제2 공통전극 배선부는 (-) 공통전극 배선부일 수 있다. 또한, 상기 제1 공통전극 배선부는 (-) 공통전극 배선부이고, 상기 제2 공통전극 배선부는 (+) 공통전극 배선부일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, (+) 공통전극 배선부와 (-) 공통전극 배선부 사이로 신호전극 배선부가 지나가는 구조로 채널이 형성되어, 각각의 발광소자마다 따로 전극 배선이 나오지 않고, 상기 (+) 공통전극 배선부와 (-) 공통전극 배선부에 공통전극으로서 연결될 수 있다.
상기 발광소자 실장부는 솔더(solder)를 이용하여 발광소자가 실장되는 위치에 구비되는 구성으로서, 상기 투명 기재 상에 2개 이상 구비될 수 있고, 상기 발광소자의 개수는 투명 발광소자 디스플레이의 용도 등을 고려하여, 당업자가 적절하게 선택할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 발광소자의 개수는 전극의 저항과 관련이 있으며, 전극이 충분히 저저항이고 디스플레이의 면적이 클수록 발광소자의 개수는 늘어날 수 있다. 동일 면적에 발광소자의 개수가 늘어나면 해상도가 높아지고, 동일 간격으로 발광소자의 개수가 늘어나면 디스플레이의 면적이 커져서 전력 공급부의 전선 라인이 감소할 수 있으므로, 상기 발광소자의 개수는 투명 발광소자 디스플레이의 용도 등을 고려하여, 당업자가 적절하게 선택할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에서, 상기 2개 이상의 발광소자는 신호전극 배선부와 직렬 연결될 수 있고, 제1 공통전극 배선부 및 제2 공통전극 배선부와 직렬 연결될 수 있다. 상기 제1 공통전극 배선부 및 제2 공통전극 배선부는 발광소자가 구동할 수 있는 충분한 전류량을 제공해주며, 발광소자의 색 신호를 보내는 것은 낮은 전류만으로도 신호를 보낼 수 있기 때문에 신호전극 배선부와 직렬 연결될 수 있다. 만약 모든 발광소자의 구동 및 신호를 위해 본 출원과 같은 구조가 아니라 전원 공급부에 각각의 전극으로 병렬로 연결되어 있다면 발광소자의 배치 거리에 따라 저항값을 맞추기 위해 각각 전극폭을 모두 다르게 해야 하며(가장 먼 발광소자에 연결되는 전극 폭이 가장 큼), 다수의 발광소자가 구비되는 특성상 전극 배치 영역의 공간적 제약으로 저저항의 전극을 구성하기 어렵다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부의 제1 금속박 패턴은 각각 단선부에 의하여 서로 분리될 수 있다. 상기 단선부는 제1 금속박 패턴 중 그 일부가 단선되어 전기적 연결을 서로 단절시키는 영역을 의미한다. 상기 단선부의 폭은 이격된 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부 간의 최인접 말단간의 거리를 의미할 수 있다. 상기 단선부의 폭은 80㎛ 이하일 수 있고, 60㎛ 이하일 수 있으며, 40㎛ 이하일 수 있고, 30㎛ 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 단선부의 폭은 5㎛ 이상일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부의 제1 금속박 패턴을 각각 분리하는 단선부의 폭을 최소화함으로써, 배선의 인지성을 낮출 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광소자 실장부는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 제1 금속박 패턴과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
상기 제2 금속박 패턴의 선폭은 100㎛ 이상일 수 있고, 100㎛ 내지 1,000㎛ 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에 있어서, 상기 발광소자 실장부는 솔더(solder)를 이용하여 발광소자가 실장되는 위치에 구비되는 구성으로서, 개개의 발광소자 실장부는 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부와 전기적으로 연결되는 적어도 4개의 전극패드부를 포함할 수 있다. 상기 적어도 4개의 전극패드부는 2개의 신호전극 패드부, 1개의 제1 공통전극 패드부 및 1개의 제2 공통전극 패드부를 포함할 수 있다. 상기 2개의 신호전극 패드부는 발광소자의 신호 In-out 패드부로서 각각 신호전극 배선부의 말단에 구비될 수 있고, 제1 공통전극 패드부 및 제2 공통전극 패드부는 각각 제1 공통전극 배선부와 제2 공통전극 배선부의 말단에 구비될 수 있다.
또한, 상기 투명 기재 상에는 적어도 하나의 캐패시터 패드부를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 캐패시터 패드부는 2개 포함할 수 있다. 상기 캐패시터 패드부는 캐패시터가 부착되는 패드로서, 상기 캐패시터는 발광소자에 공급하는 전류를 안정적이게 하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 적어도 4개의 전극패드부는 각각 메탈메쉬 패턴을 포함하지 않고, 각각의 패드부 전체 영역이 금속으로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전극패드부는 용접되는 발광소자에 의해 가려지는 부분이므로, 메탈메쉬 패턴을 포함하지 않고, 각각의 패드부 전체 영역이 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 적어도 4개의 전극패드부 간의 각각의 간격은 0.1mm 내지 1mm 일 수 있다. 상기와 같은 간격을 가짐으로써, 추후 발광소자 형성을 위한 솔더 페이스트의 스크린 프린팅시 공차를 고려하여 쇼트를 방지할 수 있다.
상기 전극패드부 및 캐패시터 패드부의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니며, 사각형 형태일 수 있다. 또한, 상기 전극패드부 및 캐패시터 패드부의 크기는 0.1mm2 내지 1mm2 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 4개의 전극패드부는 1개의 발광소자와 접합될 수 있다. 즉, 본 출원의 일 실시상태에서, 투명 기재 상에 다수의 발광소자가 구비되는 경우에, 각각의 발광소자는 4개의 전극패드부와 접합될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 배선전극부의 제1 금속박 패턴은 메탈메쉬 패턴일 수 있다. 상기 메탈메쉬 패턴은 당 기술분야의 패턴 형태가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 메탈메쉬 패턴은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 다각형 패턴을 포함할 수 있다.
상기 메탈메쉬 패턴은 직선, 곡선, 또는 직선이나 곡선으로 이루어진 폐곡선을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴은 발광소자 실장부가 구비되는 영역을 제외한 투명 기판 상부면의 유효화면부 전체 영역에 구비되므로, 허용되는 최대한의 배선영역을 확보할 수 있고, 이에 따라 투명 발광소자 디스플레이의 저항 특성을 개선할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 금속박 패턴의 면저항은 0.1 Ω/sq 이하일 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴의 피치는 100㎛ 내지 1,000㎛ 일 수 있고, 100㎛ 내지 600㎛ 일 수 있으며, 100㎛ 내지 300㎛ 일 수 있으나, 이는 당업자가 원하는 투과율 및 전도도에 따라 조절할 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 금속 및 금속 합금 중 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 금속박 패턴은 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 몰리브덴, 니켈 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴은 동박 패턴 또는 알루니늄박 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 금속박 패턴의 전도도 및 형성 공정의 경제성 측면에서 3㎛ 이상일 수 있고, 3㎛ 내지 20㎛ 일 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 50㎛ 이하일 수 있고, 30㎛ 이하일 수 있으며, 25㎛ 이하일 수 있고, 20㎛ 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 금속박 패턴의 선폭이 작을수록 투과율과 배선 인지성 측면에서 유리할 수 있으나 저항 감소를 야기할 수 있고, 이 때 제1 금속박 패턴의 두께를 높이면 상기 저항 감소를 개선할 수 있다. 상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 5㎛ 이상일 수 있다.
상기 제1 금속박 패턴의 개구율, 즉 패턴에 의하여 덮여지지 않는 면적 비율은 70% 이상일 수 있고, 85% 이상일 수 있으며, 95% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부에 선폭, 선고 및 피치가 동일한 제1 금속박 패턴을 적용함으로써 배선의 인지성을 낮출 수 있다. 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부의 제1 금속박 패턴의 선폭, 피치 또는 선고가 동일하지 않은 경우에는, 배선전극부의 인지성이 증가할 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 금속박 패턴의 선폭(60), 두께(70) 및 피치(80)를 하기 도 9에 개략적으로 나타내었다. 상기 제1 금속박 패턴의 선폭, 두께 및 피치는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 예컨대, SEM 단면을 관찰하고 측정하는 방법, 비접촉 표면형상 측정기(Optical Profiler)로 측정하는 방법, 촉침식 표면 단차 측정기(알파스텝 또는 Surfacer Profiler)로 측정하는 방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 마이크로미터나 두께 게이지로 측정이 가능하다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면을 하기 도 10에 개략적으로 나타내었다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 배선전극부의 제1 금속박 패턴은 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 포함하고, 상기 발광소자 실장부의 제2 금속박 패턴은 측면에만 흑화층을 포함한다. 즉, 상기 발광소자 실장부의 제2 금속박 패턴은 상부면에 흑화층을 포함하지 않는다. 후술하는 바와 같이, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 형성한 후, 상기 제2 금속박 패턴의 상부면에 형성된 흑화층을 선택적으로 제거할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 30㎛ 이하이고, 상기 제1 금속박 패턴은 접착층에 90% 이상의 매립도를 가질 수 있다. 본 출원에서, 상기 매립도는 제1 금속박 패턴의 상부 면적 전체를 기준으로 접착층 내부에 매립된 제1 금속박 패턴의 상부 면적의 비율을 의미하는 것으로서, 현미경 관찰을 통해 면적의 크기를 계산할 수 있다. 상기 매립된 상부 면적은 제1 금속박 패턴이 노출되지 않은 상부 면적을 의미한다.
열 라미네이션 방식의 패턴 매립 공정에서 접착층이 순간적으로 액상에 가까운 상태가 되어 이형 필름과 금속박 패턴 상부 계면으로 접착층이 침투한다. 본 출원의 일 실시상태에서, 상기 매립 공정 후 현미경 관찰시, 제2 금속박 패턴 상부에도 접착층이 30㎛ 내외로 침투하여 패턴 외곽이 덮이는 것을 확인할 수 있으나, 발광소자 실장부의 선폭이 500㎛ 이상이기 때문에 완전 매립이 되지 않으나, 배선전극부 패턴의 경우에는 선폭이 20㎛ 이하로 좁기 때문에 전극 상부로 침투한 접착층에 의해 완전 매립이 가능하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 매립형 전극 기판의 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴이 구비되지 않은 영역의 헤이즈가 3% 이하일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 하기 도 1에 개략적으로 나타내었다. 하기 도면과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판은, 투명 기재(10); 상기 투명 기재(10) 상에 구비된 접착층(20); 및 상기 접착층(20) 내부에 매립된 배선전극부(30) 및 발광소자 실장부(40)를 포함하고, 상기 배선전극부(30)는 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층(50)을 포함하고, 상기 발광소자 실장부(40)는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제2 금속박 패턴의 측면에만 흑화층(50)을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법은, 투명 기재, 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층 및 상기 접착층 상에 구비된 금속박(metal foil)을 포함하는 구조체를 형성하는 단계; 상기 금속박을 패터닝하여, 제1 금속박 패턴을 포함하는 배선전극부 및 제2 금속박 패턴을 포함하는 발광소자 실장부를 형성하는 단계; 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 형성하는 단계; 상기 흑화층을 포함하는 구조체를 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리하여, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴을 상기 접착층 내부로 매립시키되, 상기 제2 금속박 패턴의 상부면은 노출시키는 단계; 및 상기 제2 금속박 패턴의 상부면에 구비된 흑화층을 제거하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층 및 상기 접착층 상에 구비된 금속박(metal foil)을 포함하는 구조체를 형성하는 단계는, 금속박 상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 투명 기재를 형성하는 단계; 또는 투명 기재 상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 금속박을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속박을 패터닝하여, 제1 금속박 패턴을 포함하는 배선전극부 및 제2 금속박 패턴을 포함하는 발광소자 실장부를 형성하는 단계는, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 예컨대 포토리소그래피 공정을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴을 형성하는 방법은, 금속박 상에 레지스트 패턴을 형성한 후 상기 금속박을 식각하는 단계, 및 상기 레지스트 패턴을 박리하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴은 십점 평균 거칠기(Rz)가 상대적으로 높은 매트(matt) 면을 적어도 한 면 포함하는 금속박으로부터 제조될 수 있다. 이 때, 상기 금속박의 매트 면이 상기 투명 기재와 대향하게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 흑화층을 형성하는 단계는, 구리, 셀레늄, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘, 나트륨, 이들의 산화물 및 이들의 수산화물 중 1종 이상을 포함하는 도금 용액을 이용한 도금 공정에 의하여 수행될 수 있다. 상기 도금 공정은 전해 도금 공정, 무전해 도금 공정 등일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리하는 단계에 의하여, 상기 접착층 내부로 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴이 매립될 수 있다. 특히, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기와 같이 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리함으로써, 표면평활도가 우수한 필름과 함께 열 라미네이션하여 상기 접착층 내부로 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴이 매립되는 매립형 전극 기판을 제조할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리하는 단계는 열 라미네이션 공정으로 수행할 수 있고, 이 때 라미네이션 롤의 온도는 70℃ 이상 100℃ 이하로 설정할 수 있다. 또한, 라미네이션 속도는 분당 0.3m 이상 1m 이하에서 진행할 수 있다. 특히, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭이 20㎛ 이하이고 제2 금속박 패턴의 선폭이 100㎛ 이상일 때, 상기 제1 금속박 패턴과 제2 금속박 패턴의 매립도 차이가 충분할 수 있다.
또한, 상기 열처리하는 단계 이전의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.5㎛ 초과이고, 상기 열처리하는 단계 이후의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.1㎛ 이하일 수 있다. 또한, 상기 열처리하는 단계 이전의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.5㎛ 초과 3㎛ 미만일 수 있다. 또한, 상기 열처리하는 단계 이후의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0 내지 0.1㎛ 일 수 있다. 상기 Rz가 0.5㎛ 이하인 경우에는 낮은 요철에 의하여 금속박 특유의 높은 반사율을 갖게 된다. 따라서, 이로부터 제조되는 투명 전극 기판의 반사율을 낮추기 어려우므로, 높은 반사율에 의하여 패턴이 눈에 쉽게 인지되는 단점이 있다. 또한, 상기 Rz가 0.5㎛ 이하인 경우에는 금속박과 접착층간의 부착력이 저하되어 금속박 패턴을 형성하는 과정(포토공정) 중에 금속박 패턴이 접착층에서 탈리되는 문제가 발생할 수 있다.
즉, 투명 기재 상에 접착층을 구비시킨 후 저가의 금속박을 합지하는 경우에는, 금속박의 표면 조도가 접착층 표면에 전사되어 최종 제품의 헤이즈가 증가되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 접착층 상에 금속박 패턴을 형성한 후 70℃ 내지 100℃의 온도로 표면평활도가 우수한 필름과 열 라미네이션함으로써, 금속박 표면의 조도에 따른 투명 전극 기판의 헤이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 매립형 전극 기판의 제조방법은, 상기 접착층을 완전 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 접착층을 완전 경화시키는 단계는, 접착층을 120℃ 이상의 온도로 열경화시키거나 UV 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법을 하기 도 2에 개략적으로 나타내었다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는 상기 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 포함하는 투명 발광소자 디스플레이를 제공한다.
상기 투명 발광소자 디스플레이는 상기 투명 발광소자 디스플레이용 전극 기판의 발광소자 실장부 상에 솔더가 구비되고, 상기 솔더 상에 발광소자가 구비되는 구조일 수 있다. 상기 투명 발광소자 디스플레이의 제조방법은, 본 출원에 따른 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 이용한 것을 제외하고는, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예에 의하여 상기 실시상태들의 범위가 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.
<실시예>
<실시예 1>
본 출원에 사용한 원자재는 일반적으로 CCL(Cu Clad laminated)로 널리 알려진 구조와 동일한 동박 합지 필름이며, 접착층을 투명 기재에 형성한 후 동박과 열합지하여 제조하였다. 접착층용 코팅 용액은 실란변성 에폭시 수지, 비스페놀A 에폭시 수지 및 페녹시 수지를 각각 35:33:30의 중량 비율로 투입하고, MEK(methyl ethyl ketone)로 희석하여 제조하였다. 준비된 용액을 100㎛ 두께의 PET 필름 상에 콤마 코팅과 130℃에서 3분 간 고온 건조 공정을 통해 접착층을 25㎛ 두께로 형성하였다. 일진머티리얼社의 LPF 제품은 CCL 제작시에 동박(두께 8㎛)과 접착층의 물리적인 결합에 유리하도록 한쪽 면에 노듈이 형성되어 있는 매트(Matt)면을 갖고 있으며, 이 면이 접착층에 대향하도록 100℃의 온도를 갖는 롤 라미네이터를 이용하여 1.0 m/min의 속도로 합지함으로써 동박 합지 필름을 제조하였다.
제작한 동박 합지 필름의 동박의 상부에 DFR(Dry Film Resist)를 100℃의 온도로 열합지하고 제1 금속박 패턴과 제2 금속박 패턴에 대응되는 네거티브 타입(Nagative-type) 포토마스크와 평행광 노광기를 이용하여 365nm 파장의 UV를 250 mJ/cm2의 광량으로 노광하였다. 현상-식각-박리로 이어지는 습식 공정을 통해 접착층 상부에 요철 구조의 금속 패턴을 형성하였다. 각 공정에 사용된 용액은 모두 상온으로 유지하였다. 현상액으로 Na2CO3 1.0 wt% 수용액을 사용하였으며, 식각액은 염화철과 염산을 포함하는 혼합 용액이고, 박리액은 NaOH 2.0 wt%의 수용액이었다. 금속 패턴 필름을 흑화 용액에 침지하여 패턴된 금속 표면에 흑화층을 형성하였다. 흑화 용액은 YMT社의 YBM-100을 10 wt%로 희석한 수용액을 사용하였으며, 패턴 필름에 흑화 용액을 분사하여 가시광 평균 반사율이 20% 미만이 되는 조건에서 수행하였다.
접착층 표면의 평탄화 및 금속 패턴의 접착층에 매립하기 위하여 금속 패턴 필름과 50㎛ 두께의 이형 PET 필름(옵티버코리아社 SLF050-060)을 100℃의 롤라미네이터를 이용하여 0.5 m/min 속도로 열합지하였다. 이형 필름이 합지된 상태로 UV 경화를 진행하며, 365nm 파장의 UV를 5,000 mJ/cm2의 광량으로 PET 필름면에 조사하였다. 경화가 완료된 후 이형 필름을 제거하고 반매립되어 상부가 노출된 제2 금속박 패턴 표면의 흑화층을 제거하기 위해 염산과 염화철 기반의 식각액을 매립된 패턴 필름 표면에 분사하였다. 상온 공정에서 10초 이내에 발광소자 실장부 상부의 흑화층이 제거되어 매립형 금속 패턴 필름을 제조하였다.
제조된 접착층의 굴절율은 1.48 이었고, 상기 PET와 대향하는 제1 금속박 패턴의 면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 1.63㎛ 내지 2.54㎛이었다. 또한, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 20㎛, 피치는 300㎛, 두께는 8㎛ 였으며, 상기 제2 금속박 패턴의 선폭은 500㎛ 였다.
<실시예 2>
실시예 1에서, 접착층의 두께를 30㎛로 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 3>
실시예 1에서, 제1 금속박 패턴의 공통 전극 배선부 패턴을 피치가 장축으로 400㎛, 단축으로 200㎛인 직사각 블록 형태인 것으로 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 4>
실시예 3에서, 제1 금속박 패턴의 선폭을 약 30㎛로 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하였다.
<실시예 5>
실시예 3에서, 제1 금속박 패턴의 선폭을 약 40㎛로 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하였다.
<비교예 1>
실시예 1에서, 금속 패턴을 접착층에 매립하기 위한 열 합지 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 2>
실시예 1에서, 제2 금속박 패턴 표면의 흑화층을 제거하는 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실험예>
1) 금속 패턴 매립 특성평가
실시예 1 및 2의 금속 패턴의 접착층 내 매립도를 평가하였고, 그 결과를 하기 도 3 및 도 4에 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 3은 실시예 1의 접착층 기포를 관찰한 결과와 금속 패턴의 교차부를 관찰한 결과이고, 접착층에 기포가 발생하지 않았으며, 제1 금속박 패턴은 접착층에 90%의 매립도를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 하기 도 4는 실시예 2의 접착층 기포를 관찰한 결과와 금속 패턴의 교차부를 관찰한 결과이고, 접착층에 기포가 발생하지 않았으며, 제1 금속박 패턴은 접착층에 99%의 매립도를 가짐을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 3~4와 실시예 5의 금속 패턴의 접착층 내 매립도를 평가하였고, 그 결과를 하기 도 11 내지 도 13에 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 11은 실시예 3의 배선부 전극의 형상을 관찰한 결과이고, 접착층에 95%의 매립도를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 하기 도 12는 실시예 4의 배선부 전극의 형상을 관찰한 결과이고, 접착층에 90%의 매립도를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 하기 도 13은 실시예 5의 배선부 전극의 형상을 관찰한 결과이고, 접착층에 85%의 매립도를 가짐을 확인할 수 있었다. 따라서, 상기 제1 금속박 패턴이 접착층에 90% 이상의 매립도를 갖기 위해서는, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭이 30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
2) 외력에 의한 금속 패턴의 내구성 비교
실시예 1 및 비교예 1의 금속 패턴의 외력에 의한 내구성을 비교하였다. 상기 내구성은 무게 500g, 속도 300 mm/s, 거리 15mm의 조건으로 연필 경도를 측정하는 방법으로 수행하였다. 연필 경도에 따라 수직한 방향으로 배치된 금속 패턴의 변형, 단성 발생 여부로 판단하여 그 결과를 하기 도 5 및 도 6에 나타내었다.
보다 구체적으로, 하기 도 5는 실시예 1에 따른 결과로서, 연필 경도 4B, 2B 및 HB의 경우 모두 금속 패턴의 변형 또는 단선이 발생하지 않았다. 또한, 하기 도 6은 비교예 1에 따른 결과로서, 연필 경도 4B, 2B 및 HB의 경우 모두 금속 패턴의 변형 및 단선이 발생하였다.
3) 솔더 재료 리플로우 특성 평가
실시예 1 및 비교예 2에 대하여, 발광소자 실장부의 흑화층 제거 여부에 따른 솔더 재료 리플로우 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 도 7 및 도 8에 나타내었다.
보다 구체적으로, 하기 도 7은 실시예 1에 따른 결과를 나타낸 것이고, 하기 도 8은 비교예 2에 따른 결과를 나타낸 것이다.
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 저가의 금속박을 이용하여 금속박 패턴을 형성하므로 투명 발광소자 디스플레이용 전극 기판의 제조시 원재료비가 절감될 수 있는 특징이 있다. 특히, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 접착층 상에 금속박 패턴을 형성한 후 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리함으로써, 상기 접착층 내부로 상기 금속박 패턴이 매립되는 매립형 전극 기판을 제조할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 접착층 상에 금속박 패턴을 형성한 후 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리함으로써, 금속박 표면의 조도에 따른 전극 기판의 헤이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 배선전극부의 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층이 구비되므로, 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 시인성을 낮출 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 흑화층은 배선전극부의 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에만 구비되고, 상기 발광소자 실장부의 제2 금속박 패턴의 상부면에는 구비되지 않으므로, 투명 발광소자 디스플레이의 제조시 상기 발광소자 실장부 상에 구비되는 솔더(solder)의 부착력이 유지되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층; 및 상기 접착층 내부에 매립된 배선전극부 및 발광소자 실장부를 포함하고,
    상기 배선전극부는 제1 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제1 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 포함하고,
    상기 발광소자 실장부는 제2 금속박 패턴을 포함하고, 상기 제2 금속박 패턴의 측면에만 흑화층을 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접착층의 두께는 상기 제1 금속박 패턴의 두께 대비 2.5배 이상인 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 접착층은 실란변성 에폭시 수지, 비스페놀 A형 페녹시 수지, 개시제 및 실란 커플링제를 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 기재와 대향하는 상기 제1 금속박 패턴의 면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.5㎛ 초과인 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 50㎛ 이하이고, 피치는 100㎛ 내지 1,000㎛ 이며, 두께는 3㎛ 내지 20㎛인 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴의 선폭은 30㎛ 이하이고,
    상기 제1 금속박 패턴은 접착층에 90% 이상의 매립도를 갖고,
    상기 매립도는 제1 금속박 패턴의 상부 면적 전체를 기준으로 접착층 내부에 매립된 제1 금속박 패턴의 상부 면적의 비율을 의미하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴은 동박 패턴 또는 알루미늄박 패턴을 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 배선전극부는 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부를 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부는 각각 상기 제1 금속박 패턴을 포함하고,
    상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부의 제1 금속박 패턴은 각각 단선부에 의하여 서로 분리되며,
    상기 단선부의 폭은 80㎛ 이하인 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 발광소자 실장부는 상기 제1 공통전극 배선부, 제2 공통전극 배선부 및 신호전극 배선부와 전기적으로 연결되는 적어도 4개의 전극패드부를 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 적어도 4개의 전극패드부는 2개의 신호전극 패드부, 1개의 제1 공통전극 패드부 및 1개의 제2 공통전극 패드부를 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판.
  12. 투명 기재, 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층 및 상기 접착층 상에 구비된 금속박(metal foil)을 포함하는 구조체를 형성하는 단계;
    상기 금속박을 패터닝하여, 제1 금속박 패턴을 포함하는 배선전극부 및 제2 금속박 패턴을 포함하는 발광소자 실장부를 형성하는 단계;
    상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴의 상부면 및 측면 모두에 흑화층을 형성하는 단계;
    상기 흑화층을 포함하는 구조체를 70℃ 내지 100℃의 온도로 열처리하여, 상기 제1 금속박 패턴 및 제2 금속박 패턴을 상기 접착층 내부로 매립시키되, 상기 제2 금속박 패턴의 상부면은 노출시키는 단계; 및
    상기 제2 금속박 패턴의 상부면에 구비된 흑화층을 제거하는 단계
    를 포함하는 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 투명 기재 상에 구비된 접착층 및 상기 접착층 상에 구비된 금속박(metal foil)을 포함하는 구조체를 형성하는 단계는,
    금속박 상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 투명 기재를 형성하는 단계; 또는
    투명 기재 상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 금속박을 형성하는 단계를 포함하는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 열처리하는 단계 이전의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.5㎛ 초과이고,
    상기 열처리하는 단계 이후의 상기 접착층의 표면의 십점 평균 거칠기(Rz)는 0.1㎛ 이하인 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 흑화층을 형성하는 단계는, 구리, 셀레늄, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘, 나트륨, 이들의 산화물 및 이들의 수산화물 중 1종 이상을 포함하는 도금 용액을 이용한 도금 공정에 의하여 수행되는 것인 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판의 제조방법.
  16. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 투명 발광소자 디스플레이용 매립형 전극 기판을 포함하는 투명 발광소자 디스플레이.
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