KR20190035120A - 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 센서에 적용될 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 기재 상에 분리층을 형성하는 단계, 분리층 상에 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 형성하는 단계 및 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 접착력을 갖는 투명 유전체층의 적어도 일면에 전사하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 터치 센서의 투명 전극 소재로 사용되던 ITO를 금속 나노 와이어로 대체하여 자원적 한계를 극복하고 저항 증가를 억제하면서 대면적화할 수 있으며, 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있고, 제조공정이 간소화되어 제조비용 및 제조시간이 줄어들고 제품 수율이 향상된다.

Description

금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법{TRANSPARENT ELECTRICAL CONDUCTIVE FILM COMPRISING METAL NANO WIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 터치 센서의 투명 전극 소재로 사용되던 ITO(Indium Tin Oxide)를 금속 나노 와이어로 대체하여 자원적 한계를 극복하고 저항 증가를 억제하면서 대면적화할 수 있으며, 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있고, 제조공정을 간소화하여 제조비용 및 제조시간을 줄이고 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 센서의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 센서의 이용이 증가하고 있다.
터치 센서는, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널 (touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린 상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
최근, 터치 센서 기술은 단순한 2차원적인 좌표 인식을 벗어나 터치 압력의 레벨을 인식하는 이른바 포스(Force) 터치 센서가 소개되었다.
그러나 종래 기술에 따르면, 터치 센서의 투명 전극 소재로 주로 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용하기 때문에, 자원적 측면에서 한계가 있고 저항 증가로 인해 터치 센서의 대면적화가 어려우며, 박막 특성 및 플렉서블 특성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따르면, ITO 투명 전극 형성 등과 관련한 제조공정이 복잡하여 제조비용 및 제조시간이 증가하고 제품 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1482780호(등록일자: 2015년 01월 08일, 명칭: 전도성 나노 와이어 필름 제조 방법 및 상기 제조방법으로 제조된 전도성 나노 와이어 필름을 포함하는 터치패널)
본 발명은 터치 센서의 투명 전극 소재로 사용되던 ITO(Indium Tin Oxide)를 금속 나노 와이어로 대체하여 자원적 한계를 극복하고 저항 증가를 억제하면서 대면적화할 수 있으며, 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 제조공정을 간소화하여 제조비용 및 제조시간을 줄이고 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법은 기재 상에 분리층을 형성하는 분리층 형성단계, 상기 분리층 상에 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 형성하는 도전성패턴부 형성단계 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 접착력을 갖는 투명 유전체층의 적어도 일면에 전사하는 도전성패턴부 전사단계를 포함한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법은 상기 기재를 박리하여 분리하는 기재 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 유전 상수는 1 - 15인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 직경은 1 - 100nm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 길이는 1 - 100um인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법에 있어서, 상기 도전성 패턴부와 상기 분리층 간의 결합력은 상기 기재와 상기 분리층 간의 결합력보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름은 접착력을 갖는 투명 유전체층 및 상기 투명 유전체층의 양면 중에서 적어도 일면에 접착된 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 포함한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 접착제 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름은 상기 투명 유전체층과 상기 도전성 패턴부 사이에 형성된 분리층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 양면 중에서 제1 면에는 제1 기재가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 양면 중에서 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에는 제2 기재가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 유전체층의 유전 상수는 1 - 15인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 직경은 1 - 100nm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 길이는 1 - 100um인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 터치 센서의 투명 전극 소재로 사용되던 ITO를 금속 나노 와이어로 대체하여 자원적 한계를 극복하고 저항 증가를 억제하면서 대면적화할 수 있으며, 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 제조공정을 간소화하여 제조비용 및 제조시간을 줄이고 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 제조방법의 공정 순서도이고,
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 제조방법의 예시적인 공정 단면도들이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 제조방법의 공정 순서도이고, 도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 제조방법의 예시적인 공정 단면도들이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 와이어를 포함하는 투명 도전성 접착제 필름 제조방법은 분리층 형성단계(S10), 도전성패턴부 형성단계(S20), 도전성패턴부 전사단계(S30) 및 기재 분리단계(S40)를 포함한다.
후술하겠지만, 투명 유전체층(40)의 양면에 각각 터치 센서의 전극의 기능을 하는 제1 도전성 패턴부(31)와 제2 도전성 패턴부(32)가 전사될 수 있으며, 제1 도전성 패턴부(31)와 제2 도전성 패턴부(32)를 투명 유전체층(40)에 전사하기 위해 수행되는 공정들은 동일하다. 따라서, 이하에서는, 중복되는 설명을 지양하기 위하여, 제1 도전성 패턴부(31)를 투명 유전체층(40)에 전사하는 과정에 초점을 맞춰 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법을 설명한다. 제1 기재(11), 제1 분리층(21), 제1 도전성 패턴부(31)에 대한 설명이 그대로 제2 기재(12), 제2 분리층(22), 제2 도전성 패턴부(32)에도 적용될 수 있다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 분리층 형성단계(S10)에서는, 제1 기재(11) 상에 제1 분리층(21)을 형성하는 과정이 수행된다.
제1 기재(11)는 투명 도전성 접착제 필름의 구성요소들이 형성되는 기지(base)로서의 기능을 수행한다. 최종 공정 단계에서, 제1 기재(11)는 박리되어 분리될 수도 있고, 투명 도전성 접착제 필름의 구성요소들 중의 하나로 잔류할 수도 있다. 제1 기재(11)가 잔류하는 경우, 제1 기재(11)는 투명 도전성 접착제 필름의 광학 특성 및 내구성 등을 확보하는 수단으로 이용될 수 있다.
예를 들어, 제1 기재(11)로는 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공하며 열이나 화학 처리에 영향이 거의 없는 재료라면 특별한 제한이 없이 사용될 수 있다.
구체적인 하나의 예로, 제1 기재(11)로 유리, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스(SUS) 등의 경성 소재들이 사용될 수 있다.
구체적인 다른 예로, 제1 기재(11)는 투명 광학 필름일 수 있고, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 투명 광학 필름은 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 ∼ 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 1 ∼ 300㎛가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛가 보다 바람직하다.
이러한 투명 광학 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 투명 광학 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.
또한, 필요에 따라 투명 광학 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.
또한, 투명 광학 필름은 등방성 필름, 위상차 필름 또는 보호 필름(Protective Film)일 수 있다.
등방성 필름인 경우 면내 위상차(Ro, Ro=[(nx-ny)ⅹd], nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, d는 필름 두께이다.)가 40nm 이하이고, 15nm 이하가 바람직하며, 두께방향 위상차(Rth, Rth=[(nx+ny)/2-nz]ⅹd, nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, nz는 필름 두께 방향의 굴절률, d는 필름 두께이다.)가 -90nm ∼ +75nm 이며, 바람직하게는 -80nm ∼ +60nm, 특히 -70nm ∼ +45nm 가 바람직하다.
위상차 필름은 고분자 필름의 일축 연신, 이축 연신, 고분자 코팅, 액정 코팅의 방법으로 제조된 필름이며, 일반적으로 디스플레이의 시야각 보상, 색감 개선, 빛샘 개선, 색미 조절 등의 광학 특성 향상 및 조절을 위하여 사용된다. 위상차 필름의 종류에는 1/2 이나 1/4 등의 파장판, 양의 C플레이트, 음의 C플레이트, 양의 A플레이트, 음의 A플레이트, 이축성 파장판을 포함한다.
보호 필름은 고분자 수지로 이루어진 필름의 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나 폴리프로필렌 등의 자가 점착성을 가진 필름일 수 있으며, 터치 센서 표면의 보호, 공정성 개선을 위하여 사용될 수 있다.
제1 분리층(21)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 도전성 접착제 필름을 제조하는 공정에서, 제1 분리층(21) 상에 형성된 제1 도전성 패턴부(31)를 제1 기재(11)로부터 박리하기 위해 형성되는 층이다.
예를 들어, 제1 분리층(21)과 제1 기재(11)는 물리적 방법(빛, 열 등), 화학적 방법(화학반응), 기계적 방법(힘 및 진동) 중 하나 또는 복수의 방법을 조합한 방법을 통하여 분리될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 분리층(21)은 후술하는 도전성패턴부 전사단계(S30) 이후에 수행되는 기재 분리단계(S40)에서, 분리의 대상이 되는 구성요소들 간에 접착력의 차이가 날 수 있도록 조절하는 기능을 수행한다, 예를 들어, 제1 도전성 패턴부(31)와 제1 분리층(21) 간의 결합력은 제1 기재(11)와 제1 분리층(21) 간의 결합력보다 크도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 도전성 패턴부(31)와 제1 분리층(21) 간의 결합에 영향을 주지 않고 제1 기재(11)를 제1 분리층(21)으로부터 안정적으로 박리할 수 있다.
제1 분리층(21)의 예시적인 소재로는, 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스타일렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계(aromatic acetylene) 고분자 등의 고분자로 제조된 것일 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
제1 분리층(21)의 박리력은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.01N/25mm 이상 1N/25mm 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.01N/25mm 이상 0.1N/25mm 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 투명 도전성 접착제 필름의 제조공정에서, 제1 도전성 패턴부(31) 또는 제1 도전성 패턴부(31)가 형성되어 있는 제1 분리층(21)을 제1 기재(11)로부터 잔여물 없이 용이하게 박리할 수 있으며, 박리시 발생하는 장력에 의한 컬(curl) 및 크랙을 저감할 수 있다.
제1 분리층(21)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 10 내지 1,000nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 500nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 박리력이 안정하고, 균일한 패턴을 형성할 수 있다.
도면상 도시하지는 않았으나, 제1 분리층(21)에는 제1 보호층이 형성될 수 있다.
제1 보호층은 필요에 따라 생략될 수 있는 선택적인 구성요소로서, 투명 도전성 접착제 필름을 제조하는 공정 중에 제1 분리층(21)이 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 도전성 패턴부(31) 형성에 사용될 수도 있는 프로세스 케미칼이나 현상액, 공정간 발생하는 세정액 등에 노출되어 손상되는 것을 방지한다.
제1 보호층의 소재로는 당 기술분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 제1 보호층은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.
유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 1 및 도 3을 참조하면, 도전성패턴부 형성단계(S20)에서는, 제1 분리층(21) 상에 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 도전성 패턴부(31)를 형성하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 금속 나노 와이어는 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 금속 나노 와이어의 직경은 1 - 100nm이고, 금속 나노 와이어의 길이는 1 - 100um일 수 있다. 금속 나노 와이어를 이와 같이 구성하면, 저항 상승을 억제하면서 대면적의 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름을 획득할 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 4, 도 5를 참조하면, 도전성패턴부 전사단계(S30)에서는, 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 도전성 패턴부(31)를 접착력을 갖는 투명 유전체층(40)의 일면에 전사하는 과정이 수행된다.
도전성패턴부 전사단계(S30)가 수행되면, 투명 유전체층(40)의 일면은 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 도전성 패턴부(31)가 접착된 구조를 갖게 된다.
예를 들어, 투명 유전체층(40)은 OCA(Optically Clear Adhesive)일 수 있다.
한편, 도 5에 개시된 바와 같이, 투명 유전체층(40)의 타면에 제2 도전성 패턴부(32)가 전사되어 접착될 수 있다. 이 경우, 투명 유전체의 양면에 접착되어 전사된 제1 도전성 패턴부(31)와 제2 도전성 패턴부(32)는 터치 센서의 상부 및 하부 전극의 기능을 수행한게 된다.
예를 들어, 투명 유전체층(40)의 모듈러스(modulus)는 0.10 - 5Mpa로 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 투명 유전체층(40)은 -40 - 80도의 온도에서 0.10 - 5Mpa의 모듈러스를 갖도록 구성될 수 있다.
다음 표 1은 투명 유전체층(40)의 온도에 따른 모듈러스 변화량에 대한 실험 데이터이다.
온도(℃) 모듈러스(Mpa)
-40 2.34
0 0.30
25 0.19
60 0.14
80 0.13
100 0.11
표 1을 참조하면, 투명 유전체층(40)의 모듈러스는 온도에 반비례하는 특성을 가지며, 투명 유전체층(40)이 -40 - 80도의 온도에서 0.10 - 5Mpa의 모듈러스를 갖도록 구성되지 않으면, 투명 유전체층(40)의 회복력이 저하되고 모듈러스 특성 유지를 위해 두께를 변경해야 하기 때문에, 투명 도전성 접착제 필름을 적용한 터치 센서의 박막화 및 플렉서블 특성 유지가 어려워진다.
예를 들어, 사용자에 의해 입력되는 터치 인식 등을 포함하는 터치 센서가 적용된 전자 장치의 성능 유지를 위하여 투명 유전체층(40)의 두께 회복력은 90 - 100%/sec일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 투명 유전체층(40)은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖도록 구성될 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
투명 유전체층(40)에 적용되는 OCA(Optically Clear Adhesive)는 광 투과도가 90% 이상인 광학용 접착제로서, 금속 나노 와이어를 OCA에 접착하는 방식으로 직접 전사하는 경우, 금속 나노 와이어에 의한 OCA 표면 눌림 및 금속 나노 와이어의 전기적 특성 손상을 방지하기 위해서 두께 회복력이 90 - 100%/sec을 충족하는 OCA가 적합하다.
두께 회복력, 달리 말해, 깊이 회복력(Depth Recovery, DR)은 다음 수식과 표현될 수 있다.
[수식 1]
DR= ((hmax - hp) / hmax )*100
수식 1에서, hmax는 최대하중에서의 깊이, hp는 하중 제거후 평상시의 깊이이다.
예를 들어, 투명 유전체층(40)의 두께는 10 - 150um일 수 있으며, 투명 유전체층(40)의 유전 상수는 1 - 15일 수 있다. 이와 같이 구성하면, 투명 유전체층(40)의 다양한 두께 변화 레벨에 대응하는 정전용량 변화 레벨을 감지할 수 있으며, 이 정전용량 변화 레벨을 입력값으로 이용하여 사용자의 터치 포스의 크기를 감지할 수 있기 때문에, 2차원적인 좌표 인식을 넘어서서 터치력의 레벨을 감지하여 포스 터치 센서를 구현할 수 있다.
투명 유전체층(40)의 두께가 10um 미만인 경우 감지할 수 있는 정전용량 변화 레벨의 수가 적어져 사용자의 터치 포스의 크기 레벨의 수가 적어지고, 투명 유전체층(40)의 두께가 150um를 초과하는 경우 터치 시점 이전의 두께로 회복하는데 소요되는 시간이 증가하고 박막화가 어려워 광 투과성 등의 광학 특성 및 플렉서블 특성이 저하된다.
다음으로, 도 1, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 기재 분리단계(S40)에서는, 제1 기재(11)를 박리하여 분리하는 과정이 수행된다.
도 8에는 제1 기재(11)만 박리되어 분리된 구조가 개시되어 있으나, 필요에 따라, 도 6에 개시된 바와 같이, 제1 기재(11)와 제2 기재(12)가 모두 박리되어 분리될 수도 있고, 도 7에 개시된 바와 같이, 제2 기재(12)만 박리되어 분리될 수도 있다.
예를 들어, 제1 도전성 패턴부(31)와 제1 분리층(21) 간의 결합력은 제1 기재(11)와 제1 분리층(21) 간의 결합력보다 크도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 도전성 패턴부(31)와 제1 분리층(21) 간의 결합에 영향을 주지 않고 제1 기재(11)를 제1 분리층(21)으로부터 안정적으로 박리할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 도전성 접착제 필름 제조방법의 최종 결과물들을 나타내며, 이 결과물들이 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 도전성 접착제 필름이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 도전성 접착제 필름의 구성 요소들에 대한 설명은 제조방법을 설명하는 과정에서 상세히 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 터치 센서의 투명 전극 소재로 사용되던 ITO를 금속 나노 와이어로 대체하여 자원적 한계를 극복하고 저항 증가를 억제하면서 대면적화할 수 있으며, 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 제조공정을 간소화하여 제조비용 및 제조시간을 줄이고 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 터치 센서에 적용할 수 있는 투명 도전성 접착제 필름 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
11: 제1 기재
12: 제2 기재
21: 제1 분리층
22: 제2 분리층
31: 제1 도전성 패턴부
32: 제2 도전성 패턴부
40: 투명 유전체층
S10: 분리층 형성단계
S20: 도전성패턴부 형성단계
S30: 도전성패턴부 전사단계
S40: 기재 분리단계

Claims (27)

  1. 투명 도전성 접착제 필름 제조방법으로서,
    기재 상에 분리층을 형성하는 분리층 형성단계;
    상기 분리층 상에 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 형성하는 도전성패턴부 형성단계; 및
    상기 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 접착력을 갖는 투명 유전체층의 적어도 일면에 전사하는 도전성패턴부 전사단계를 포함하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재를 박리하여 분리하는 기재 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive)인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 유전 상수는 1 - 15인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어의 직경은 1 - 100nm인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어의 길이는 1 - 100um인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 패턴부와 상기 분리층 간의 결합력은 상기 기재와 상기 분리층 간의 결합력보다 큰 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름 제조방법.
  14. 접착력을 갖는 투명 유전체층; 및
    상기 투명 유전체층의 양면 중에서 적어도 일면에 접착된 금속 나노 와이어를 포함하는 도전성 패턴부를 포함하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive)인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층과 상기 도전성 패턴부 사이에 형성된 분리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 양면 중에서 제1 면에는 제1 기재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 양면 중에서 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에는 제2 기재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 투명 유전체층의 유전 상수는 1 - 15인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어의 직경은 1 - 100nm인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
  27. 제14항에 있어서,
    상기 금속 나노 와이어의 길이는 1 - 100um인 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 접착제 필름.
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