JP2012027888A - タッチパネル用透明導電膜及びその製造方法 - Google Patents

タッチパネル用透明導電膜及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】相対的に高い面抵抗を有する透明電極の一方向に銀ナノワイヤを形成することにより、全体的な面抵抗が全ての方向で一定であるタッチパネル用透明導電膜及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明はタッチパネル用透明導電膜及びその製造方法に関するものであり、本発明によるタッチパネル用透明導電膜100は、透明基板110、前記透明基板110に一方向に相互平行に形成された多数の銀ナノワイヤ120及び前記銀ナノワイヤ120を塗布するように前記透明基板に形成された透明電極130を含んで構成され、相対的に高い面抵抗を有する透明電極130の一方向に銀ナノワイヤ120を形成して、タッチパネル用透明導電膜100の全ての方向で一定の面抵抗を具現することにより、タッチパネルを製作した時タッチ感度を高めることができる長所がある。
【選択図】図1a

Description

本発明はタッチパネル用透明導電膜及びその製造方法に関する。
デジタル技術を用いるコンピューターが発達するにつれてコンピューターの補助装置もともに開発されていて、パソコン、ポータブル伝送装置、その他の個人専用の情報処理装置などはキーボード、マウスのような様々な入力装置(Input Device)を用いてテキスト及びグラフィックの処理を遂行する。
しかし、情報化社会の急速な進行に伴い、コンピューターの用途がますます拡大される趨勢にあるなかで、現在入力装置の役割を担当するキーボード及びマウスだけでは効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少ないだけでなく、誰でも簡単に情報入力が可能な器機の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は一般的な機能を満たす水準を越え、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工関連技術などへと関心が移り変わっていて、このような目的を果たすためにテキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチパネル(Touch panel)が開発された。
このようなタッチパネルは電子手帳、液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display Device)、PDP(Plasma Display Panel)、El(Electroluminescence)などのフラットパネルディスプレー装置及びCRT(Cathode Ray Tube)のような画像表示装置の表示面に取付けられ、使用者が画像表示装置を見ながら求める情報を選択するようにするために用いられる道具である。
一方、タッチパネルの種類は、抵抗膜方式(Resistive)、静電容量方式(Capacitive)、電磁方式(Electro‐Magnetic)、表面弾性波方式(SAW;Surface Acoustic Wave)及び赤外線方式(Infrared)に区分される。このような様々な方式のタッチパネルは信号増幅の問題、解像度の差異、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されていて、現在もっとも幅広い分野で用いる方式は、抵抗膜方式と静電容量方式のタッチパネルである。
しかし、従来技術による抵抗膜方式タッチパネルと静電容量方式タッチパネルを製作するために用いるタッチパネル用透明導電膜は、面抵抗が測定方向によって異なるという問題点がある。例えば、透明基板をX軸方向に移送させながら透明電極を形成した場合、Y軸方向には制御が難しいため、透明電極のY軸方向の面抵抗がX軸方向の面抵抗に比べて高くて不均一である。従って、従来技術のタッチパネル用透明導電膜は、電気伝導度が方向によって一定でなく、これによりタッチパネル用透明導電膜でタッチパネルを製作した場合、タッチ感度の落ちるという問題点が存在する。
本発明は上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は相対的に高い面抵抗を有する透明電極の一方向に銀ナノワイヤを形成することにより、全体的な面抵抗が全ての方向で一定であるタッチパネル用透明導電膜及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜は、透明基板、前記透明基板に一方向に相互平行に形成された多数の銀ナノワイヤ及び前記銀ナノワイヤを塗布するように前記透明基板に形成された透明電極を含んで構成される。
ここで、前記透明電極は導電性高分子で形成されることを特徴とする。
また、前記導電性高分子は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンを含むことを特徴とする。
また、前記透明電極のX軸方向の面抵抗がY軸方向の面抵抗より高い場合、前記多数の銀ナノワイヤはX軸方向に相互平行に形成され、前記透明電極のY軸方向の面抵抗がX軸方向の面抵抗より高い場合、前記多数の銀ナノワイヤはY軸方向に相互平行に形成されることを特徴とする。
また、前記多数の銀ナノワイヤは相互同一の間隔で形成されることを特徴とする。
また、前記多数の銀ナノワイヤは相互同一の直径で形成されることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法は、(A)透明基板を提供する段階、(B)前記透明基板に一方向に相互平行な多数の銀ナノワイヤを形成する段階及び(C)前記透明基板を前記一方向と垂直に移送させて、前記銀ナノワイヤを塗布するように前記透明基板に透明電極を形成する段階を含んで構成される。
ここで、前記透明電極を形成する段階において、前記透明電極は導電性高分子で形成されることを特徴とする。
また、前記導電性高分子は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンを含むことを特徴とする。
また、前記多数の銀ナノワイヤを形成する段階において、前記多数の銀ナノワイヤを相互同一の間隔で形成することを特徴とする。
また、前記多数の銀ナノワイヤを形成する段階において、前記多数の銀ナノワイヤを相互同一の直径で形成することを特徴とする。
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
本発明によると、相対的に高い面抵抗を有する透明電極の一方向に銀ナノワイヤを形成して、タッチパネル用透明導電膜の全ての方向で一定の面抵抗を具現することにより、タッチパネルを製作した時タッチ感度を高めることができる長所がある。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「X軸方向」、「Y軸方向」、「一方向」などの用語は構成要素の間の構造的関係を示すために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるのではない。また、本発明の説明において、本発明の要旨を不必要にぼかす可能性がある係わる公知技術に対する詳細な説明を省略する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1aから図1bは本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の斜視図であり、図2は図1aに図示されたタッチパネル用透明導電膜のA−A'線による断面図である。
図1から図2に図示されたように、本実施例によるタッチパネル用透明導電膜100は、透明基板110、透明基板110に一方向に相互平行に形成された多数の銀ナノワイヤ120及び銀ナノワイヤ120を塗布するように、基板に形成された透明電極130を含む構成である。
前記透明基板110は、透明電極130、銀ナノワイヤ120が形成される領域を提供するものである。ここで、透明基板110は、透明電極130と銀ナノワイヤ120を支持することができる支持力と、画像表示装置で提供する画像を使用者が認識することができるようにする透明性を備えなければならない。上述の支持力と透明性を考慮して、透明基板110の材質は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、環状オレフィン高分子(COC)、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol;PVA)フィルム、ポリイミド(Polyimide;PI)フィルム、ポリスチレン(Polystyrene;PS)、二軸延伸ポリスチレン(Kレジン含有biaxially oriented PS;BOPS)、ガラスまたは強化ガラスなどで形成することが好ましいが、必ずこれに限定されるものではない。一方、透明基板110と透明電極130の間の接着力を向上させるために、透明基板110には高周波処理またはプライマー(primer)処理を遂行することが好ましい。
前記銀ナノワイヤ120は、全ての方向で全体的な面抵抗が一定であるように透明電極130の電気伝導度を補完する役割を遂行するものであり、多数の銀ナノワイヤ120は一方向に相互平行に透明基板110に形成される。透明電極130を形成した後、透明電極130自体の面抵抗を測定すると、特定方向の面抵抗が高く測定される。このような面抵抗の差異は、通常透明基板110を移送方向(Machine Direction)に移送させながら透明電極130を形成した場合発生する。即ち、移送方向(Machine Direction)に対して垂直である垂直方向(Transverse Direction)には透明電極130を形成するにおいて制御が難しいため、垂直方向(Transverse Direction)の面抵抗が移送方向(Machine Direction)の面抵抗に比べて高くて不均一である。
上述の面抵抗の差異を補完するために、透明電極130の面抵抗が相対的に高い方向に銀ナノワイヤ120を形成することが好ましい。例えば、透明電極130のX軸方向の面抵抗がY軸方向の面抵抗より高い場合(図1a参照)、多数の銀ナノワイヤをX軸方向に相互平行に形成してX軸方向の面抵抗を低めることにより、X軸方向とY軸方向の面抵抗を同一にすることができる。これとは反対に、透明電極130のY軸方向の面抵抗がX軸方向の面抵抗より高い場合(図1b参照)、多数の銀ナノワイヤをY軸方向に相互平行に形成してY軸方向の面抵抗を低めることにより、Y軸方向とX軸方向の面抵抗を同一にすることができる。
また、面抵抗を均一に低めるために、多数の銀ナノワイヤ120は相互同一の間隔Lに形成されることが好ましい(図2参照)。例えば、多数の銀ナノワイヤ120がX軸方向に相互平行に形成した場合、多数の銀ナノワイヤ120はY軸方向に沿って同一の間隔Lで形成されることが好ましい。それだけでなく、多数の銀ナノワイヤ120は相互同一の直径Dで形成されることが好ましい。この際、銀ナノワイヤ120の直径Dは特別に限定されないが、使用者が認識することができないように100nm以下であることが好ましい。ここで、「同一の間隔」または「同一の直径」の意味は、銀ナノワイヤ120の間隔Lまたは直径Dが数学的に完全に同一であることを意味するのでなく、製造工程で発生する加工誤差などによる微々たる間隔または直径の変化を含むものである。
一方、銀ナノワイヤ120は原子−大きさの電気的接触を可能にする導電性物質を意味するものであり、銀ナノワイヤ120を構成する銀(Ag)は全ての金属のうちもっとも高い電気伝導度を有している。従って、銀ナノワイヤ120は透明電極130の面抵抗を補完するにおいて優れた効果を具現することができる。
前記透明電極130は入力手段のタッチ時にタッチ座標を認識する役割を遂行するものであり、透明基板110に形成されて銀ナノワイヤ120を塗布する。ここで、透明電極130自体の面抵抗は特定方向で高く測定される。しかし、上述のように多数の銀ナノワイヤ120を透明電極130の面抵抗が高い方向に形成することにより、全体的な面抵抗を低めることができ、最終的には全ての方向で一定の面抵抗を具現することができる。また、透明基板110が銀ナノワイヤ120において一定の間隔Lに区画されるため、透明電極130は平らに形成することができ長所がある。一方、透明電極130は、通常的に用いるITO(Indium Thin Oxide)だけでなく、柔軟性が優れてコーティング工程が単純である導電性高分子を用いて形成することができる。この際、導電性高分子は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンなどを含むものである。
図3から図5は本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法を工程手順によって図示した断面図である。
図3から図5に図示されたように、本実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法は、(A)透明基板110を提供する段階、(B)透明基板110に一方向に相互平行な多数の銀ナノワイヤ120を形成する段階及び(C)透明基板110を一方向と垂直に移送させて、銀ナノワイヤ120を塗布するように透明基板110に透明電極130を形成する段階を含む構成である。以下、本実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法は、グラビア印刷法(Gravure Printing)を基準に説明したが、これは例示的なものであり、タッチパネル用透明導電膜はスパッタリング(Sputtering)、蒸着(Evaporation)などの乾式工程、ディップコーティング(Dip coating)、スピンコーティング(Spin coating)、ロールコーティング(Roll coating)、スプレーコーティング(Spray coating)などの湿式工程、またはスクリーン印刷法(Screen Printing)、インクジェット印刷法(Inkjet Printing)などのダイレクト(direct)パターニング工程を用いて形成することができるということは勿論である。
まず、図3に図示されたように、透明基板110を提供する段階である。ここで、透明基板110は、透明電極130、銀ナノワイヤ120を形成する領域を提供するものであり、透明電極130と銀ナノワイヤ120を支持することができる支持力と、画像表示装置で提供する画像を使用者が認識することができるように透明性を備えなければならない。
次に、図4に図示されたように、透明基板110に一方向に相互平行な多数の銀ナノワイヤ120を形成する段階である。ここで、銀ナノワイヤ120は全体的な面抵抗が全ての方向で一定であるように、透明電極130の電気伝導度を補完する役割をする。本段階で銀ナノワイヤ120を形成する一方向は、次の段階で透明基板110が移送する方向(Machine Direction)の垂直方向(Transverse Direction)である。銀ナノワイヤ120を垂直方向(Transverse Direction)に形成する理由は、次の段階で透明電極130を形成した時、透明電極130の面抵抗が移送方向(Machine Direction)に比べて垂直方向(Transverse Direction)が高いためである。即ち、透明電極130の面抵抗が相対的に高い垂直方向(Transverse Direction)に銀ナノワイヤ120を形成することにより、垂直方向(Transverse Direction)と移送方向(Machine Direction)の面抵抗を同一にすることができるのである。
また、多数の銀ナノワイヤ120を相互同一の間隔Lで形成し、相互同一の直径Dで形成することにより、全ての部分で面抵抗を均一に低めることができて、次の段階で透明電極130を形成する時、平坦化を具現することができる長所がある(図2参照)。
一方、銀ナノワイヤ120は気相移送法を用いて形成することができる。ここで、気相移送法とは、酸化銀を先駆物質で不活性気体が流れる雰囲気で熱処理する方法である。気相移送法を用いて銀ナノワイヤ120を形成するため、銀ナノワイヤ120は一方向に方向性を有することができる。
次に、図5に図示されたように、透明基板110を移送させながら透明基板110に透明電極130を形成して、銀ナノワイヤ120を塗布する段階である。上述のように、透明基板110を移送する方向(Machine Direction)と銀ナノワイヤ120を形成した一方向は互いに垂直である。グラビア印刷法を通じて透明電極130を形成する方法をさらに詳細に説明すると、銀ナノワイヤ120を形成した透明基板110を圧胴143と印刷シリンダー140の間に挿入して移送する時、印刷シリンダー140は補助シリンダー145から塗布液135の供給を受け、透明基板110に塗布して透明電極130を形成する。一方、印刷シリンダー140の一側にはドクター(doctor)147が備えられ、透明基板110に過度な塗布液135が塗布されないようにする。前記グラビア印刷法を通じて透明電極130を形成した場合、透明電極130自体の面抵抗は移送方向(Machine Direction)より垂直方向(Transverse Direction)が高いが、銀ナノワイヤ120を垂直方向(Transverse Direction)に形成したため、全体的な面抵抗は全ての方向で一定に具現することができる。また、上述の段階で多数の銀ナノワイヤ120を相互同一の間隔L(図2参照)で形成し、透明基板110を同一の間隔Lで区画したため、本段階で透明電極130を平らに形成することができる。
一方、透明電極130は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンなどを含む導電性高分子を用いて形成することができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるタッチパネル用透明導電膜及びその製造方法 はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の斜視図である。 本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の斜視図である。 図1aに図示されたタッチパネル用透明導電膜のA−A'線による断面図である。 本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法を工程手順によって図示した断面図である。 本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法を工程手順によって図示した断面図である。 本発明の好ましい実施例によるタッチパネル用透明導電膜の製造方法を工程手順によって図示した断面図である。
100 タッチパネル用透明導電膜
110 透明基板
120 銀ナノワイヤ
130 透明電極
135 塗布液
140 印刷シリンダー
143 圧胴
145 補助シリンダー
147 ドクター
L 間隔
D 直径

Claims (11)

  1. 透明基板;
    前記透明基板に一方向に相互平行に形成された多数の銀ナノワイヤ;及び
    前記銀ナノワイヤを塗布するように前記透明基板に形成された透明電極;
    を含むことを特徴とするタッチパネル用透明導電膜。
  2. 前記透明電極は導電性高分子で形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用透明導電膜。
  3. 前記導電性高分子は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンを含むことを特徴とする請求項2に記載のタッチパネル用透明導電膜。
  4. 前記透明電極のX軸方向の面抵抗がY軸方向の面抵抗より高い場合、前記多数の銀ナノワイヤはX軸方向に相互平行に形成され、
    前記透明電極のY軸方向の面抵抗がX軸方向の面抵抗より高い場合、前記多数の銀ナノワイヤはY軸方向に相互平行に形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用透明導電膜。
  5. 前記多数の銀ナノワイヤは相互同一の間隔で形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用透明導電膜。
  6. 前記多数の銀ナノワイヤは相互同一の直径で形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用透明導電膜。
  7. (A)透明基板を提供する段階;
    (B)前記透明基板に一方向に相互平行な多数の銀ナノワイヤを形成する段階;及び
    (C)前記透明基板を前記一方向と垂直に移送させて、前記銀ナノワイヤを塗布するように前記透明基板に透明電極を形成する段階;
    を含むことを特徴とするタッチパネル用透明導電膜の製造方法。
  8. 前記透明電極を形成する段階において、
    前記透明電極は導電性高分子で形成されることを特徴とする請求項7に記載のタッチパネル用透明導電膜の製造方法。
  9. 前記導電性高分子は、ポリ−3、4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンを含むことを特徴とする請求項8に記載のタッチパネル用透明導電膜の製造方法。
  10. 前記多数の銀ナノワイヤを形成する段階において、
    前記多数の銀ナノワイヤを相互同一の間隔で形成することを特徴とする請求項7に記載のタッチパネル用透明導電膜の製造方法。
  11. 前記多数の銀ナノワイヤを形成する段階において、
    前記多数の銀ナノワイヤを相互同一の直径で形成することを特徴とする請求項7に記載のタッチパネル用透明導電膜の製造方法。
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