KR101305705B1

KR101305705B1 - 터치 패널 및 전극 제조 방법

Info

Publication number: KR101305705B1
Application number: KR1020110069136A
Authority: KR
Inventors: 김현정; 유영선; 채경훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-09-09
Also published as: EP2732360A4; CN103797445A; TW201312414A; CN103797445B; US20140293164A1; TWI492108B; WO2013009030A2; EP2732360A2; JP2014523047A; JP6215820B2; WO2013009030A3; KR20130008406A

Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 및 상기 기판 상에 위치하고, 접촉 위치를 감지하는 투명 전극을 포함하고, 상기 투명 전극은 길이가 30 um 내지 50 um 인 금속 나노 와이어를 포함한다.
실시예에 따른 전극 제조 방법은, 나노 와이어를 준비하는 단계; 상기 나노 와이어를 기판 상에 코팅하는 단계; 및 상기 기판을 경화하는 단계를 포함한다.

Description

터치 패널 및 전극 제조 방법{TOUCH PANEL AND METHOD FOR ELECTRODE}

본 기재는 터치 패널 및 전극 제조 방법에 관한 것이다.

최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.

터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.

이러한 터치 패널의 전극으로 가장 널리 쓰이는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)은 가격이 비싸고, 전극 형성을 위해 고온 증착과 진공 공정이 필요하다. 또한, 기판의 굽힘과 휨에 의해 물리적으로 쉽게 타격을 받아 전극으로의 특성이 악화되고, 이에 의해 플렉시블(flexible) 소자에 적합하지 않다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대체 전극에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다.

실시예는 투과도가 높고 저항이 낮은 전극을 포함하는 터치 패널을 제공할 수 있다.

실시예는 투과도가 높고 저항이 낮은 전극을 제공할 수 있다.

실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 및 상기 기판 상에 위치하고, 접촉 위치를 감지하는 투명 전극을 포함하고, 상기 투명 전극은 길이가 30 um 내지 50 um 인 금속 나노 와이어를 포함한다.

실시예에 따른 전극 제조 방법은, 나노 와이어를 준비하는 단계; 상기 나노 와이어를 기판 상에 코팅하는 단계; 및 상기 기판을 경화하는 단계를 포함한다.

실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 투명 전극은, 직경이 30 nm 내지 60 nm 이고, 길이가 30 um 내지 50 um 인 금속 나노 와이어를 사용한다. 이를 통해, 높은 광학적 특성 및 전기적인 특성을 가질 수 있다. 즉, 상기 금속 나노 와이어 자체가 네트워크 구조로 전극을 구성할 수 있다. 이때, 상기 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성되기 때문에, 투과도 및 투명도를 높이고, 저항을 감소시킬 수 있다.

실시예에 따른 전극 제조 방법을 통해 제조된 전극은 높은 투과도를 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 전극은, 반사율이 적고, 높은 전도도를 가지며 높은 광투과성 및 낮은 헤이즈를 가진다. 또한, 상기 전극은 면저항이 작아 상기 전극이 적용된 터치 패널의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 사시도이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 전극 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 4는 실시예에 따른 전극 제조 방법에 포함되는 나노 와이어를 준비하는 단계를 설명하기 위한 공정 흐름도이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조하여, 제1 실시예에 따른 터치 패널(100)을 상세하게 설명한다.

제1 실시예에 따른 터치 패널(100)은 저항 막 방식의 터치 패널로, 상기 터치 패널(100)은 두 개의 기판(10, 12)에 형성되는 투명 전극(22, 24)이 접촉되어 동작하는 방식이다.

구체적으로, 제1 실시예에 따른 터치 패널(100)은 제1 기판(10) 및 상기 제1 기판(10)과 이격되는 제2 기판(12)을 포함하고, 상기 제1 기판(10)에 형성되는 제1 투명 전극(22), 상기 제2 기판(12)에 형성되는 제2 투명 전극(24) 및 상기 제1 기판(10)과 상기 제2 기판(12)이 이격된 부분에 삽입되는 회로 기판(50)을 포함한다.

상기 제1 기판(10) 및 상기 제2 기판(12) 각각에 제1 투명 전극(22) 및 제2 투명 전극(24)이 형성되고, 이는 전기적 부도체로 형성된 구 형상의 도트 스페이서(dot spacer)(30)에 의하여 떨어져 있다. 이렇게 상, 하에 형성된 제1 투명 전극(22) 및 제2 투명 전극(24)이 접촉하게 되면 그 접촉 위치에 따라 상, 하에 형성된 제1 투명 전극(22) 및 제2 투명 전극(24)의 면저항에 따라 저항값이 가변된다. 가변된 저항값에 따라 전류, 전압이 달라지게 되고 이에 의해 입력 위치를 검출할 수 있다. 이러한 터치 패널(100)에서는 제1 및 제2 기판(10, 12)을 합착하는 점착제(40)가 더 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 투명 전극(22, 24)은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 투명 전극(22, 24)은 은 나노 와이어를 포함할 수 있다.

상기 금속 나노 와이어는 약 30 um 이상의 길이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속 나노 와이어는 길이가 30 um 내지 50 um 일 수 있다.

상기 금속 나노 와이어는 약 60 um 이하의 직경을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속 나노 와이어는 직경이 30 nm 내지 60 nm 일 수 있다.

상기 금속 나노 와이어가 상기 제1 및 제2 투명 전극(22, 24)에 사용되는 경우, 높은 광학적 특성 및 전기적인 특성을 가질 수 있다. 즉, 상기 금속 나노 와이어 자체가 네트워크 구조로 전극을 구성할 수 있다. 이때, 상기 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성되기 때문에, 투과도 및 투명도를 높이고, 저항을 감소시킬 수 있다.

도면에는 도시하지 않았으나, 상기 터치 패널(100)의 하단에 액정 패널이 더 위치할 수 있다. 액정 패널은 액정 표시 장치의 표시부로써, 두 장의 유리 기판 사이에 주입된 액정 셀 들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 액정 셀들 각각은 비디오 신호, 즉 해당 화소 신호에 응답하여 투과되는 광량을 조절한다. 상기 터치 패널(100) 및 상기 액정 패널이 합착되어 액정 표시 장치를 구성할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 제2 실시예에 따른 터치 패널(200)을 상세하게 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 제1 실시예와 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 서로 다른 부분만을 상세하게 설명한다.

제2 실시예에 따른 터치 패널(200)은 정전 용량 방식의 터치 패널로 이러한 터치 패널에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생되고, 이 차이가 발생된 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.

구체적으로, 제2 실시예에 따른 터치 패널(200)은, 제1 기판(110) 및 상기 제1 기판(110)과 이격되는 제2 기판(112)을 포함하고, 상기 제1 기판(110)에 형성되는 제1 투명 전극(122), 상기 제2 기판(112)에 형성되는 제2 투명 전극(124) 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(12)이 이격된 부분에 삽입되는 회로 기판(150)을 포함한다.

상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(112) 사이에 형성되는 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)(130)는 광투과율을 떨어뜨리지 않으면서도 두 개 층이 안정적으로 접합할 수 있도록 할 수 있다.

상기 제2 기판(112)의 하단으로는 보호층(140)이 위치할 수 있다. 상기 보호층(140)은 터치 패널(200)이 충격에 의해 파손될 때, 파편이 비산되는 것을 방지하기 위한 비산 방지층일 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 보호층(140)은 반사에 의한 눈부심이나 화면이 보이지 않는 현상을 막기 위해 가시광 영역의 빛의 반사율을 낮추는 역할을 하는 반사 방지층일 수 있다.

상기 제1 및 제2 투명 전극(122, 124)은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 상기 금속 나노 와이어는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 터치 패널(100)에 포함되는 금속 나노 와이어와 동일 또는 유사할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 실시예에 따른 전극 제조 방법을 설명한다.

도 3은 실시예에 따른 전극 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 4는 실시예에 따른 전극 제조 방법에 포함되는 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100)를 설명하기 위한 공정 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 전극 제조 방법은 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100), 코팅하는 단계(ST200) 및 경화하는 단계(ST300)를 포함한다.

상기 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100)에서는, 직경은 30 nm 내지 60 nm 이고, 길이는 30 um 내지 50 um 인 나노 와이어를 준비할 수 있다.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은, 용매를 가열하는 단계(ST110), 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계(ST120), 용매에 촉매를 첨가하는 단계(ST130), 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계(ST140), 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST150) 및 나노 와이어를 정제하는 단계(ST160)를 포함할 수 있다. 이러한 단계들은 모두 필수적인 것은 아니며 제조 방법에 따라 일부 단계가 수행되지 않을 수 있으며 각 단계의 순서가 바뀔 수도 있다. 상술한 각 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

용매를 가열하는 단계(ST110)에서는, 용매를 금속 나노 와이어의 형성에 적합한 반응 온도로 가열한다.

용매로는 폴리올(polyol)을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올은 다른 물질들을 혼합하는 용매로서의 역할과 함께, 약한 환원제(mile reducing agent)의 역할을 함께 수행한다. 이에 따라서, 상기 용매는 상기 금속 화합물을 환원시키셔, 금속 나노 와이어 형성할 수 있다.

상기 용매는 적어도 두 종류 이상의 물질들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 제1 용매 및 제2 용매를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 용매는 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 제1 용매는 상대적으로 낮은 제1 환원력을 가진다. 더 자세하게, 상기 제1 용매는 상기 제2 용매보다 더 낮은 환원력을 가진다. 상기 제1 용매의 예로서는 에틸렌글라이콜 등을 들 수 있다.

상기 제2 용매는 상대적으로 높은 제2 환원력을 가진다. 더 자세하게, 상기 제2 용매는 상기 제1 용매보다 더 높은 환원력을 가진다. 즉, 상기 제2 환원력은 상기 제1 환원력보다 더 크다. 여기서, 상기 제2 환원력은 상기 제1 환원력에 비하여 상대적으로 더 높다는 것을 의미하는 것이고, 상기 제1 환원력 및 상기 제2 환원력은 전체적으로 낮을 수 있다.

상기 제2 용매의 예로서는 프로필렌글라이콜 등을 들 수 있다. 또한, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매로 글리세린, 글리세롤 또는 글루코스 등이 사용될 수 있다.

상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 비는 상기 반응 온도 및 상기 금속 화합물의 종류 및 특성에 따라서 다양하게 달라질 수 있다. 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 부피비는 약 1:2 내지 약 1:4일 수 있다. 예를 들어, 은 나노 와이어를 형성하기 위해서, 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합물이 용매로 사용될 때, 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 부피비는 약 1:2 내지 약 1:4일 수 있다. 더 자세하게, 전체 혼합 용매 중에서, 에틸렌글라이콜의 비율은 약 20vol% 내지 약 30vol%이고, 프로필렌글라이콜의 비율은 약 70vol% 내지 약 80vol%일 수 있다.

상기 반응 온도는 상기 용매 및 상기 금속 화합물의 종류 및 특성을 고려하여 다양하게 조절될 수 있다. 특히, 상기 반응 온도는 사용되는 용매에 따라서 다양하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 용매가 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합물을 포함하는 경우, 상기 반응 온도는 약 120℃ 내지 약 126℃일 수 있다.

이어서, 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계(ST120)에서는, 와이어 형성을 유도하는 캡핑제를 용매에 첨가한다. 나노 와이어 형성을 위한 환원이 너무 빠르게 이루어지면 금속들이 응집되면서 와이어 형상을 이루기 어려운바, 이러한 캡핑제는 용매 내의 물질 들이 적절하게 분산되도록 하여 응집을 방지하는 역할을 한다.

캡핑제로는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일례로, 폴리비닐피롤리딘(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 폴리아크릴아마이드(PAA) 등을 사용할 수 있다.

이어서, 용매에 촉매를 첨가하는 단계(ST130)에서는, 천일염 또는 정제염을 촉매로 첨가한다. 이러한 천일염 또는 정제염은 NaCl과 함께, 다양한 금속 또는 할로겐 원소를 구비하여 금속 나노 와이어 형성을 위한 시드(seed) 형성 및 금속 나노 와이어 형성의 반응을 촉진하는 역할을 한다. 상술한 다양한 금속 또는 할로겐 원소로는 Mg, K, Zn, Fe, Se, Mn, P, Br, I 등을 들 수 있다.

일례로, 천일염은 80~90 중량%의 NaCl, 3~12 중량%의 H2O, 0.2~1.2 중량%의 Mg, 0.05~0.5 중량%의 K, 1~8 중량%의 추가 원소를 포함할 수 있다. 추가 원소로는 Zn, Fe, Se, Mn, P, Br, I 등을 들 수 있다. 이러한 추가 원소는 4~8 중량%만큼 포함되는 것이 바람직하다.

일례로, 정제염은 99 중량% 이상의 NaCl, 0.2~1.0 중량%의 H2O, 0.02~0.04 중량%의 Mg, 0.03~0.08 중량%의 K, 0.4 중량% 이하의 추가 원소를 포함할 수 있다. 상기 추가 원소로는 Zn, Fe, Se, Mn, P, Br, I 등을 들 수 있다. 이때, 추가 원소는 0.02~0.4 중량%만큼 포함될 수 있다. 이와 같이 정제염은 Mg, K, Br 등의 추가 원소 등의 첨가 함량이 천일염보다는 조금 적지만, 이들을 일정 비율 이상으로 포함하고 있으므로 금속 나노 와이어의 형성을 촉진할 수 있다.

이와 같이, 천일염 또는 정제염은 NaCl과 함께, Mg, K, Zn, Fe, Se, Mn, P, Br, I 등이 일정 비율로 첨가되어 있어, 금속 나노 와이어 형성 반응을 용이하게 할 수 있다. 특히, 할로겐 원소인 Cl, Br, I는 나노 와이어 형성의 주요 요소로 작용할 수 있다. 그리고 Mg는 금속 화합물의 금속(일례로, 은)을 환원하는 데 중요한 조촉매로 작용할 수 있다. 상술한 조성은 촉매로서의 역할을 적절하게 수행할 수 있도록 한정된 것이다.

그리고 상술한 바와 같이, 정제염 또는 천일염을 사용하면 상술한 금속 또는 할로겐 원소를 따로 따로 첨가해야 할 필요 없이, 정제염 또는 천일염을 단독으로 첨가하여 제조 공정을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

이어서, 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계(ST140)에서는 용매에 금속 화합물을 첨가하여 반응 용액을 형성한다.

이때, 금속 화합물은 별도의 용매에 녹인 상태로 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 첨가될 수 있다. 별도의 용매로는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다. 그리고, 금속 화합물은 촉매를 첨가한 후에 일정 시간이 지난 후에 첨가될 수 있다. 이는 온도를 적절한 반응 온도로 안정화하기 위한 것이다.

여기서, 금속 화합물은 제조를 원하는 금속 나노 와이어를 형성하기 위한 금속을 포함한 화합물이다. 은 나노 와이어를 형성하고자 할 경우에는 금속 화합물로AgCl, AgNO3 또는 KAg(CN)2 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 금속 화합물을 첨가하면 반응이 일어나면서 금속 나노 와이어의 형성이 시작된다.

본 실시예에서 캡핑제는 AgCl, AgNO₃ 또는 KAg(CN)₂ 등과 같은 금속 화합물 100 중량부에 대하여 60 내지 330 중량부만큼 첨가될 수 있다. 캡핑제가 60 중량부 미만으로 첨가된 경우에는 응집 현상을 충분히 방지할 수 없다. 그리고 캡핑제가 330 중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 구형, 입방형과 같은 금속 나노 파티클이 형성될 수 있으며, 제조된 금속 나노 와이어에 캡핑제가 잔존하여 전기 전도도를 저하시킬 수 있다.

그리고 촉매는 상기 금속 화합물 100 중량부에 대하여 0.005 내지 0.5 중량부만큼 첨가될 수 있다. 촉매가 0.005 중량부 미만으로 첨가된 경우에는 반응을 충분히 촉진할 수 없다. 그리고 촉매가 0.5 중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 은의 환원이 급격이 진행되어 은 나노 파티클이 생성되거나 나노 와이어의 직경이 굵어지고 길이가 짧아질 수 있으며, 제조된 금속 나노 와이어에 촉매가 잔존하여 전기 전도도를 저하시킬 수 있다.

이어서, 반응 용액에 상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST150)에서는 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가한다. 이러한 상온의 용매는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다. 일례로, 상온의 용매로는 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜 등의 폴리올을 사용할 수 있다.

반응이 시작된 용매는 일정한 반응 온도 유지를 위하여 지속적으로 가열하는 것에 의하여 반응 중에 온도가 상승될 수 있는데, 상술한 바와 같이 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 첨가하여 용매의 온도를 일시적으로 떨어뜨려 반응 온도를 좀더 일정하게 유지시킬 수 있다.

상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST150)는 반응 시간, 반응 용액의 온도 등을 고려하여 한 번 또는 여러 번 수행될 수 있다.

이어서, 나노 와이어를 정제하는 단계(ST160)는 반응 용액에서 금속 나노 와이어를 정제하여 수거한다.

좀더 상세하게는 반응 용액에, 물보다 비극성 용매인 아세톤 등을 첨가하면 금속 나노 와이어의 표면에 잔존한 캡핑제에 의하여 금속 나노 와이어가 용액의 하부에 침전된다. 이는 캡핑제가 용매 내에서는 잘 용해되나 아세톤 등에서는 용해되지 않고 응집되어 침전되기 때문이다. 그 후에 상층 용액을 버리면 캡핑제 일부와 형성된 나노 입자 등이 제거된다.

남은 용액에 증류수를 첨가하면 금속 나노 와이어와 금속 나노 입자가 분산되고, 추가로 아세톤 등을 첨가하면 금속 나노 와이어는 침전되고 금속 나노 입자는 상층 용액 내에 분산된다. 그 후에 상층 용액을 버리면 캡핑제 일부와 응집에 의해 형성된 금속 나노 입자 등이 제거된다. 이러한 공정을 반복 실행하여 금속 나노 와이어를 수거한 후 이를 증류수에 보관한다. 금속 나노 와이어를 증류수에 보관하는 것에 의하여 금속 나노 와이어가 재응집되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 상기 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100)에서는 환원력이 서로 다른 제1 용매 및 상기 제2 용매를 사용하여, 금속 화합물을 환원시키고, 금속 나노 와이어를 형성시킨다.

특히, 환력력이 상대적으로 높은 상기 제2 용매는 상기 금속 나노 와이어의 길이를 증가시키고, 환원력이 상대적으로 낮은 상기 제1 용매는 상기 금속 나노 와이어를 가늘게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 의해서, 상기 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100)에서는 큰 종횡비를 가지는 금속 나노 와이어를 제공할 수 있다. 즉, 상기 나노 와이어를 준비하는 단계(ST100)를 통해 직경은 30 nm 내지 60 nm 이고, 길이는 30 um 내지 50 um 인 나노 와이어를 준비할 수 있다.

이어서, 상기 코팅하는 단계(ST200)에서는, 상기 나노 와이어를 기판에 코팅할 수 있다.

상기 코팅하는 단계(ST200) 이전에, 전극 물질을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 전극 물질을 준비하는 단계에서는 상기 나노 와이어를 에탄올에 분산하여 전극 물질을 제조할 수 있다.

이후, 상기 코팅하는 단계(ST200)에서, 상기 전극 물질을 상기 기판에 코팅할 수 있다. 이를 통해, 상기 나노 와이어가 서로 뭉치지 않고 균일하게 분산된 상태로 상기 기판에 코팅될 수 있다. 따라서, 상기 나노 와이어를 포함한 전극의 투과성을 향상시킬 수 있고, 저항을 낮출 수 있다.

상기 나노 와이어는 상기 전극 물질에 대하여 0.3 중량% 내지 0.5 중량% 포함될 수 있다. 상기 나노 와이어가 상기 전극 물질에 대하여 0.3 중량% 미만으로 포함될 경우, 전기 전도도가 떨어질 수 있다. 상기 나노 와이어가 상기 전극 물질에 대하여 0.5 중량% 초과하여 포함될 경우, 상기 나노 와이어끼리 응집하여 투과도가 저하될 수 있다.

상기 코팅하는 단계(ST200)에서는 딥 코팅이 이루어질 수 있다. 딥 코팅은 코팅방법의 한 종류이며, 피(被)코팅재를 코팅용액 또는 슬러리에 담그어 피코팅재 표면에 전구체(precursor)층을 형성한 후 적당한 온도로 소성하여 도막을 얻는 방법을 말한다.

상기 딥 코팅은 1 mm/s 내지 3 mm/s의 속도로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 기판을 상기 전극 물질에 담근 후, 1 mm/s 내지 3 mm/s의 속도로 끌어올릴 수 있다.

그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 코팅하는 단계(ST200)에서는 스핀(spin) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 슬릿 다이(slit die) 코팅 및 롤(roll) 코팅 등의 다양한 코팅방법으로 형성될 수 있다.

이어서, 상기 경화하는 단계(ST300)에서는 코팅된 상기 기판을 경화할 수 있다.

구체적으로, 상기 코팅하는 단계(ST200) 후, 상기 기판을 대기 하에서 건조시킨 후, 2 °C/분 내지 10 °C/분의 속도로 승온할 수 있다. 다음, 100 ℃ 내지 150 ℃ 의 온도에서 10 분 내지 50 분 동안 경화시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜을 약 1:3의 비로 혼합하여, 약 200㎖의 용매를 형성하였다. 상기 용매는 약 126℃로 가열되고, 6.68g의 폴리비닐피롤리돈을 첨가하여 녹인 후 0.1g의 KBr 및 0.5g의 AgCl을 첨가하였다. 약 1시간 30분 후에, 약 2.2g의 AgNO3및 0.5g의 AgCl을 100㎖의 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합액(약 1:3의 비율)에 녹여 폴리비닐피롤리돈, KBr 및 용매의 혼합 용액에 첨가하였다. 그 후 1시간 정도 반응이 계속되도록 하여 은 나노 와이어의 형성을 완료하였다.

반응이 완료된 용액에 아세톤 500ml를 첨가한 다음 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버렸다.

100ml의 증류수를 첨가하여 응집된 은 나노 와이어와 은 나노 입자를 분산시켰다. 그리고 아세톤 500ml를 첨가한 다음 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버렸다. 이러한 공정을 3회 반복 실시한 후 10ml의 증류수에 보관하였다.

상기 은 나노 와이어를 에탄올에 분산하여 전극 물질을 준비하였다. 상기 은 나노 와이어는 상기 전극 물질에 대하여 0.3 중량% 포함되었다. 상기 전극 물질에 기판을 담근 후, 약 2 mm/s 의 속도로 끌어올려 딥 코팅을 실시하였다. 코팅된 상기 기판을 대기하에서 건조한 후, 약 150℃에서 경화하였다.

비교예

기판에 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)을 증착하였다.

상기 실시예와 비교예를 통해 형성된 전극의 특성을 각각 측정하였다. 상기 실시예 및 비교예에 대하여 헤이즈(haze), 전광선투과율, 투과도 및 저항을 각각 측정하여 표 1에 그 결과를 나타내었다.

	비교예	실시예
헤이즈(%)	1.16	0.86
전광선투과율(%)	89.56	90.71
투과도(%)	89.3	90.2
저항(Ω)	286	113

표 1을 참고하면, 실시예의 400 nm 내지 700 nm 에서의 헤이즈가 1.0 % 이하로 측정되어, 비교예에 비해 투명도가 개선됨을 알 수 있다. 또한 실시예의 400 nm 내지 700 nm 에서의 전광선투과율 및 투과도가 90% 이상으로 측정되어, 비교예에 비해 투과율 및 투과도가 향상됨을 알 수 있다. 또한, 실시예의 저항이 비교예의 저항에 비해 100 Ω이상 낮게 측정되어, 저 저항 전극을 구현할 수 있었다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

기판; 및
상기 기판 상에 위치하고, 접촉 위치를 감지하는 제1 투명 전극;
상기 제1 투명 전극과 정전 용량의 변화를 일으키는 제2 투명 전극을 포함하고,
상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극은 길이가 30 um 내지 50 um 인 금속 나노 와이어를 포함하고,
상기 금속 나노 와이어는 상기 제1 투명 전극 또는 제2 투명 전극의 전체 중량에 대하여 0.3 중량 % 내지 0.5 중량 % 포함되는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어의 직경이 30 nm 내지 60 nm 인 터치 패널.
제2항에 있어서,
상기 금속은 은인 터치 패널.
나노 와이어를 준비하는 단계;
상기 나노 와이어를 포함하는 전극 물질을 기판 상에 코팅하는 단계; 및
상기 기판을 경화하는 단계를 포함하고,
상기 기판 상에 형성되는 나노 와이어는 정전 용량의 변화를 일으키고,
상기 나노 와이어는 상기 전극 물질에 대하여 0.3 중량 % 내지 0.5 중량 % 포함되는 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 나노 와이어를 준비하는 단계는, 제1 환원력을 가지는 제1 용매 및 상기 제1 환원력보다 더 큰 제2 환원력을 가지는 제2 용매에 금속 화합물을 첨가하여 가열하여 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함하는 전극 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 글라이콜인 전극 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 용매는 에틸렌글라이콜이고, 상기 제2 용매는 프로필렌글라이콜인 전극 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 부피비는 1:2 내지 1:4인 전극 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 금속 화합물은 은 화합물인 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 나노 와이어의 직경은 30 nm 내지 60 nm 이고, 상기 나노 와이어의 길이는 30 um 내지 50 um 인 전극 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 120 ℃ 내지 126 ℃의 온도로 가열되는 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 코팅하는 단계 이전에, 상기 나노 와이어를 에탄올에 분산하여 전극 물질을 준비하는 단계를 더 포함하는 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 전극 물질은 분산매 및 상기 분산매 내에 분산되는 나노 와이어를 포함하고,
상기 나노 와이어는 상기 분산매의 전체 중량에 대하여 0.3 중량 % 내지 0.5 중량 % 포함되는 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 코팅하는 단계에서는 딥 코팅이 이루어지는 전극 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 딥 코팅은 1 mm/s 내지 3 mm/s의 속도로 이루어지는 전극 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 경화하는 단계는 100 ℃ 내지 150 ℃ 의 온도에서 이루어지는 전극 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극은 분산매 및 상기 분산매 내에 분산되는 나노 와이어를 포함하고,
상기 나노 와이어는 상기 분산매의 전체 중량에 대하여 0.3 중량 % 내지 0.5 중량 % 포함되는 터치 패널.