KR101446314B1 - 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널 및 이의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 임프린팅을 통한 그래핀 복합소재로 전극패턴이 형성되어 있는 터치패널에 관한 것으로,좀더 자세히 설명하면 일정한 두께와 너비를 가지고 있는 투명기판과, 상기 투명기판 위로 UV resin 또는 열 경화성 수지를 도포하고, 일정한 너비를 가지고 있는 블레이드로 도포된 UV resin 또는 열 경화성 수지의 표면을 밀어내 균일한 두께를 가지는 수지층과, 상기 수지층에 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프가 찍혀지고 경화시 상기 미세 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 음각 패턴과, 상기 수지층 위로 전극물질이 도포된 전극물질이 음각 패턴 안쪽에 충진되어지고 경화시 음각패턴 안쪽에 형성된 전극패턴을 포함하여 이루어진 상태에서, 상기 전극패턴은 그래핀(graphene)과 은 페이스트(Silver paste)가 일정한 비율로 혼합되어 있는 전극 물질을 충진하여 줌으로써, 20인치 이하의 디스플레이 장치나 스마트폰에 터치패널을 적용이 가능한 최적의 투과율과 전도도를 가지를 터치패널을 서비스할 있는 것이다.

Description

나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널 및 이의 제조방법.{touch panel}

본 발명은 나노 임프린팅을 통한 그래핀 복합소재로 전극패턴이 형성되어 있는 터치패널에 관한 것으로, 좀더 자세히 설명하면 나노 임프린팅 방법으로 형성된 음각 패턴에 전극물질을 충진하여 단차 차이로 음영이 발생하면서 미세하게 보여지는 패턴을 암색화할 때, 최적의 투과율이나 전기 전도도를 가지를 터치패널을 서비스하고자 하는 것이다.

일반적으로 터치패널은 PET 필름 혹은 유리나 아크릴 위에 투명 도전성 물질을 도포하여 터치된 사실을 감지할 수 있는 터치부와, 상기 터치부를 중심으로 테두리에 복수 개의 전극 라인이 형성되어 있는 전극부와, 상기 메탈 라인의 끝에 연성보드(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)가 본딩(Bonding)되어 지는 태그부를 포함하여 이루어지게 된다.

참고로, 상기 터치부는 ITO 물질을 일정한 간격으로 도포하여 포토리소그래피 방법으로 ITO 패턴을 형성하여 주었으나, 이의 제조공정이 복잡하고, 특히 상기 터치패널이 구부러지거나 휘어질 경우 증착되어 있는 상기 ITO 패턴이 깨지는 등의 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 이의 비용이 터치 패널의 제조비용 중 25%의 해당할 만큼 고가이었던 문제점이 있었다

따라서 최근에는 ITO 필름을 사용하지 않고 메탈 메쉬 방식으로 터치패널을 형성하는 방법이 개발되게 되었으나, 이는 원가가 저렴하고 저항이 낮아 대형화면에 터치를 적용하기가 용이하다는 장점이 있었으나, ITO보다 광투과율이 낮고 선폭이 5㎛ 이상으로 길어지면서 가까이서 보면 터치 패턴이 희미하게 보여져 버린다는 한계점이 있었던 것이다.

더욱이 일정한 길이와 두께로 도포된 수지층에 음각 패턴를 형성하고, 상기 음각 패턴 안쪽에 전극물질을 도포하여 전극패턴을 형성하게 되는데, 이때 빛이 음각패턴의 모서리부분을 통과하면서 산란하여 주시 방향에 따라 전극 패턴이 희미하게 보여져 버림으로, 이를 은폐하기 위한 암색화층을 별도로 구현하여야지만 하는 문제점이 있어서,

현재는 모니터와 눈과의 거리가 멀고 정면에서 바라보는 20 인치 이상의 디스플레이 장치를 주요 타겟 시장으로 하고 있었던 것이다.

국내등록특허공보 등록번호:10-1306563 등록일자:2013.09.03

이에 본 발명에서는 스마트폰이나 소규모 사이즈의 기기에 적합한 터치패널을 서비스하고자 하는 것으로, 패턴의 시인성 개선 및 암색화를 실현하기 적합한 최적의 투과율이나 전기 전도도를 가지를 터치패널을 서비스하고자 하는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 투명기판과, 상기 투명기판 위로 UV resin 혹은 투명한 열 경화성 수지가 일정한 간격으로 도포되어 형성된 수지층과,

상기 수지층에 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프가 찍혀지고 경화시 상기 미세 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 음각 패턴과,

상기 수지층 위로 전극물질이 도포된 전극물질이 음각 패턴 안쪽에 충진되면서 형성된 전극 패턴과,

상기 전극 패턴을 은폐하기 위하여 암색화 패턴이 형성되어 있는 터치패널에 있어서,

상기 전극패턴은 그래핀과 은 페이스트(Silver paste)가 각각 일정한 비율로 혼합된 전극 물질을 음각 패턴 안쪽에 충진시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 종래의 ITO물질을 대신하여 그래핀과 은 페이스트(Silver paste)를 혼합한 유-무기 복합소재로 전극 패턴을 형성하면서 경제력을 확보할 수 있게 되었으며, 특히 별도로 암색화층을 구현할 필요가 없고, 스마트폰이나 20인치 이하의 디스플레이 장치에 구현이 가능하게 되었다.

도 1은 종래의 터치패널의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 공정 걔략도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 XRD 그래프
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 라만 스펙트럼 그래프
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 이미지
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 비율에 따른 투과율 그래프
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 비율에 따른 면저항 그래프
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 공정도

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패널의 구성을 간략하게 보여주는 확대 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은, 투명 기판(10)을 중심으로 일측에는 UV resin 혹은 투명한 열 경화성 수지를 도포하여, 일정한 높이와 두께를 가지는 수지층(11)을 형성하고,

동시에 상기 수지층의 일면에는 돌출된 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프(20)를 가압하여 경화시 상기 미세 패턴에 대응하는 음각패턴(11a)을 형성하는 한편,

이렇게 형성된 음각 패턴 안쪽으로는 일정 이상의 투과도와 전도도를 가지고 있는 전극 물질을 도포하여, 닥터 블레이드로 전극 물질을 음각패턴 안쪽에 매립하고, 이를 경화하였을 때 전극 패턴(12)을 형성하여 주는 것이다.

이때, 충진된 전극물질은 그래핀과 실버 페이스트를 일정한 비율로 혼합하여 전극패턴을 형성하여 주면서 동시에 이를 은폐하여 주기 위한 것이다.

참고로, 투명기판(10)은 25~250㎛ 두께를 유지하고 있고 투과율은 적어도 80%이상 확보하고 있는 박막 유리이거나 혹은 수지성 필름이다. 그리고 이러한 투명기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 폴리이미드(Polyimide; PI),아크릴(Acryl), 폴리에칠렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate; PEN), 트리아세테이트 셀룰로즈(Triacetate Cellulose; TAC), 폴리에테르설폰(Polyether sulfone; PES) 등의 수지가 사용될 수 있다.

또한, 수지층(11)은 소정의 점도를 가지는 UV resin이나 열 경화성 수지를 투명 기판 위에 도포하고, 블레이드로 밀어내 경화시 2.5 ~ 3㎛의 두께를 가지는 층을 형성하여 준 것이다. 참고로 이때의 수지층 두께는 한정하지 않는다.

또한, 음각패턴(11a)은 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프가 밀착되면서 경화시 내측에 오목한 음각 패턴을 형성하여 준 것이고, 본 발명에서는 3㎛의 두께와 2.5 ~ 3㎛의 선폭을 유지하고 있다.

참고로, 상기 스탬프(20)는 투명도와 접착이 잘 일어나지 않는 PDMS 재질로 이루어진 것으로 3㎛의 두께와 2.5~3㎛의 선폭을 가진 미세패턴이 돌출되게 형성되어 있다.

1.실험방법

이때, 상기 음각패턴 안쪽에 충진되는 전극물질은 그패핀과 은을 일정한 비율로 혼합한 것으로, 본 발명에서는 그래핀 복합체를 만들기에 앞서서 우선 흑연(graphite)으로부터 산화그래파이트(graphite oxide)를 합성해야 한다. 산화그래파이트를 만드는 방법은 여러 가지 방법이 있지만 가장 대표적인 방법은 1957 년 소개된 Hummersmethod 이다. 현재에는 산화 정도를 조절하기 위해서 modifiedHummers'method 를 사용한다.

1-1. 산화 그래파이트( graphite oxide ) 합성

우선 흑연(graphite)을 완전히 산화시키기 위해서 전처리를 해준다. 우선 500ml 비커에 고순도 황산(95~98%) 50ml 를 90℃가 되도록 가열하고 K₂S₂O₈ 10g과 P₂O₅ 10g 을 넣고 교반하면서 완전히 녹인다. 완전히 녹으면 80℃를 유지하면서 그라파이트(Gaphite)를 12g 넣고 5 시간 교반한다. 가열을 중단하고 2L의 증류수를 넣은 후 하루 동안 방치한다. 5 ㎛ poresize filter-paper 를 사용하여 과량의 3 차 증류수로 washing 하여 잔류하는 산을 제거한다. 필터 된 powder는 상온에서 하룻동안 건조한다. 이후 산화그래핀을 합성하는 과정으로 황산 460ml 를3L 비커에 넣고 ice bath 에서 0℃가 되도록 한다. 여기에 전처리한 그라파이트(graphite)를 넣고 교반한다. KMnO₄ 60g 을 온도가 10℃가 넘지 않도록 매우 천천히 넣는다. 모든 물질을 다 넣은 후, 35℃에서 2 시간 반응을 보내고 증류수 920ml 를 20~30ml 씩 나누어서 50℃가 넘지 않도록 천천히 넣는다. 여기에 증류수 2.8L 를 넣는다. 이 후에 과산화수소(30%)를 50ml 넣어주면 거품이 생기면서 용매의 색이 밝은 노란색으로 변하게 된다. 교반을 멈추고 하루 동안 방치한 후 맑은 상층액만을 따라 버린다. 그 후에 원심분리를 이용하여 잔류하는 불순물을 4M 염산과 증류수로 washing 한다.

이렇게 만들어진 산화그래파이트를 초음파 처리를 하여 산화그래핀(graphene

oxide)로 만든다. 그러한 뒤 산화그래핀에 Ag를 첨가하는 방법을 적용하여 그래핀(graphene) 은(Ag)의 복합 composite를 적용을 하였다.

대량 생산이 가능한 이 방법은 ethylene glycol, polyethylene glycol 이 고온에서 환원력을 가지는 점을 이용하였다. 70ml vial 에 graphite oxide 0.15g, AgNO₃ 0.15g 을 넣은 후 30ml 의 ethylene glycol 에 흔들어서 잘 분산시킨다.

이후에 Brandson 의 sonifier 를 이용하여 출력 40%, 0.5/0.5 purse time, setting time 30min 으로 초음파 처리를 한다. 이 후에 과량의 증류수로 vacuum

filter 하여 washing 한다. 초음파 과정을 통해서 graphene sheets 가 낱장으로

떨어져 나오는 것을 유도하였으며, 고온에서 silver 가 환원되며 graphene sheets 에 있는 산소작용기도 환원이 되는 방법을 유도하였다.

1-2. UV 몰드 제작 및 닥터블레이드를 이용한 나노임프린팅 공정방법

또한, 도 3을 참조하여 간략하게 설명하면, UV 경화성 고분자 몰드 열경화성 PDMS를 경화시킨후 이를 이용하여 복제하고자 하는 원판(Master) 패턴이 들어갈 수있는 틀(flame)을 만든다. 원판을 PDMS 틀에 고정한 후에 UV 경화성 고분자를 틀에 붓고 PDMS 뚜껑을덮는다. UV (~365 nm) 램프를 30분가량 조사한 후에 적당한 온도 (70oC 이상)에서 부드러워진 NOA 복제 몰드를 원판으로부터 떼어낸다

Hard mold로 인하여 발생 될 수 있는 문제를 해결하기 위해, 경화성 저분자물질을 사용하여, 하나의 원판에서 다수의 극미세 나노 패턴이 구현될 수 있는 고분자 mold를만들 수 있는 기법을 연구하였다

참고로, 본 발명에서 쓰인 고분자는 상용화된 UV 경화성 고분자로서 적절한 온도이상이 되면 급격하게 Si과의 접착성이 작아지는 특징을 가지고 있다. 이를 적절히 이용하면 쉽게 Si master 원판으로 부터 복제된 고분자 몰드를 얻을 수 있다. 이러한 고분자 복제 몰드를 이용한 미세패턴기술은 다양성이라는 면에 있어서 기존의 SiO2나 Si, Quartz 등의 무기물로 제작하던 Hard mold의 제한요인을 극복할 수 있다는 장점이 있고, 하나의 원판에서 다수의 고분자 mold를만들 수 있음으로, 공정비 전체를 경제성 있게 낮출 수 있다는 장점이 있다.

그러나 이러한 장점에도 불구하고 고분자 Mold와 전사되어지는 고분자와의 비접착성을 증진시켜야 하는 문제 및 다양한 경화성 물질을 사용하기 위해 원판과 복제되는고분자 mold 사이의 접착성을 낮추기 위한 원판의 표면처리가 중요한 문제로 대두 되었다.

이때 비 접착성 표면처리 기법이 단순하게 몰드에 국한되지않고, 원판의 표면처리 등 다양한 비접착층형성에 매우 탁월하게 적용될 수 있다는 점이다. 이는 또한, 몰드를 이루는 재질에 관계없이 항상 일정한 비접착층인 PDMS 표면을 몰드가 갖게함으로써 다양한 기계적인 강도 및 실험적인 특성을 가지는 몰드를 구성할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 얇은 터치 패널 및 휴대 폰에 적용하기 위해 기존에 사용된 저온 Ag 페이스트 대신, 신 개념의 재료인 그래핀(Grfaphene)과 전도성 금속을 혼합하여 그리드 패턴에 적용을 하였다.

일반적으로 기존에 Ag를 적용한 그리드 메탈을 적용하여 휴대폰에 적용을 할 경우, 나노 은 패턴의 반사 현상과 시인성 문제가 발생을 하게 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 시인성의 문제 및 은 나노 패턴 제작시 문제점을 극복하기 위해서, 그래핀(graphene)과 실버(Ag)의 재료를 혼합하여 새로운 물질을 제조하였고, 그래핀(graphene) 은(Ag) 비율별로 혼합하여, 나노 패턴의 암색화의 최적 조건의 공정을 잡으려고 하였다. 99%의 silver oxide 와 99.5%의 RGO+Ag를 각각 9:1, 8;2, 7;3, 6;4, 5;5. 4;6, 3;7, 2:8, 1;9의 비율로 샘플을 제작을 하였고,

하드 코팅이 2-4㎛ 두께로 코팅된 투명기판 위에, 3 ㎛ 두께의 깊이와 2.5 ~ 3㎛의 선폭을 가진 음각 패턴을 형성을 한 뒤, 그래핀(graphene)과 은(Ag)의 비율 별로 만든 샘플을 닥터 블레이드(Doctor blade)로 코팅하고, 소성로에서 100 ~ 130℃의 온도로 20 ~ 30분간 열 처리를 수행을 하였다. 그러한 뒤 그래핀(graphene)과 은(Ag)을 혼합한 복합 재료에 관해서 XRD 분석을 수행을 하였고, 후막의 두께는 ∂-STEP을 이용하여 측정을 하였으며, 미세 구조 분석은 광학현미경과 SEM 분석을 통해 분석을 하였다. 그리고 투과율 분석은 UV-Visble spectrometer를 적용하여 사용을 하였다. 그리고 경화된 필름의 전기적인 특성은 4 point probe로 면저항 측정 및 Hall Effect measurement 로 측정을 하여 분석을 하였다.

2. 결과 및 분석

도 4는 그래핀과 은의 복합 재료를 투명기판 위에 닥터 블레이드 코팅을 한뒤, 100 ~ 130℃의 온도에서 30분간 소성을 한 뒤 ∂-step으로 5회 측정을 한 뒤, 박막의 두께를 분석하였다. 평균적으로 박막의 두께는 2.65um 두께로 측정이 되었다. 그러한 뒤 박막의 결정성 분석을 하기 위해서, 100 ~ 130℃의 온도에서 30분간 열 처리한 graphene + Ag 복합 샘플의 결정성을 확인하기 위해서, X선 회절 분석기(XRD : Rigaku Rint 200 )를 통해서 0 ~ 90도 범위 내에서 측정을 하였다.

참고로, 나노 임플린팅 공정후에 1㎛에서 5㎛의 미세 패턴을 가진 패턴을 만든 후에, graphene + Ag Peak 페이스트를 이용하여 1㎛-5㎛ 미세 패턴의 폭을 충진한 후 100~130℃의 조건 범위에서 열 처리를 수행하였고, 열 처리를 20분 동안 수행하였다. 그 결과, 10도 및 40도 부근에서 peak를 가진 graphene + Ag Peak가 나타났고, 작은 피크가 약 45도 부근에서 나타났다. 특히 Ag 함유량이 많을수록 peak의 강도가 감소되는 경향을 보였다.

이는 기존의 graphene 박막의 peak보다 약한 peak를 나타내었다. 이는 graphene XRD의 피크와 살펴보면, 피크의 강도가 상당히 감소되어진 것을 판단을 할 수가 있다. 즉 Ag 함량이 증가할수록 기존의 graphene의 결정 성장 방향에 영향을 주고 입자 성장이 제한이 되어지는 것으로 보인다.

또한, 도 5는 라만 스펙트럼 결과로, 이는 비 파괴적인 분광학적인 분석 방법으로 그래핀의 층수를 결정하는 데 유용하게 사용된다. 라만 스펙트럼에서는 single layer graphene의 경우 G peak, D peak, 2D peak이 1580,1350, 2700cm에서 각각 나타난다.

라만 분석을 한 결과를 살펴보면, GO, RGO-Ag의 G peak가 GO보다 Graphite 에 더 가깝게 나타나는 것으로 보인다. 이러한 결과는 G peak shift를 통해서 환원과정을 거친 RGO(RGO:Reduced graphene oxide)-Ag 성질이 그래핀 옥사이드(GO:Grephene oxide)보다 graphite에 가까워진 것을 확인을 할 수 있다.

또한, 도 6은 그래핀, AG, SEM 및 그래핀 + AG 복합소재를 음각 패턴 안쪽에 충진한 후 전극패턴의 모습을 촬영한 것으로, 이때 본 발명에서는 나노 임프린팅 한 후에, 3㎛의 두께와 2.5 ~ 3㎛의 두께를 가진 음각 패턴을 형성한 후, 그래핀(graphene) + 은(Ag)을 섞은 복합 소재를 각각 9:1, 8;2, 7;3, 6;4, 5;5, 4;6, 3:7, 2:8, 1:9의 비율로 하여 충진을 한 뒤 100 ~ 130도에서 열 처리를 하였다..

일반적으로 얇은 두께의 Ag 박막이 Bulk 특성에 가까운 전기적인 특성을 얻기 위해서는 homogeneous parallel -sided layer의 구조를 가져야하는데, 얇은 두께의 박막이 이러한 구조를 가지기에는 어려운 구조인 것으로 판단이 된다. 따라서 본 실험에서는 graphene + Ag를 섞어서 이러한 문제점이 발생하는 것을 극복하려고 하였다. 사진은 graphene:Ag를 1:9비율에서 암색화한 SEM사진을 나타낸다. graphene + Ag 샘플의 Line의 선 폭의 경우, 앞서 말한 바와 같이 선폭은 2.5 ~ 3㎛m이며 line과 line의 간격은 250㎛이었다. 이때 실험의 건조조건은 100 ~ 130℃의 범위에서 열처리 조건 20분에서 30분 동안 소성 건조시켰다.

실험의 결과 본 실험에서의 충진의 결론은 다음과 같이 나타내었다 박막이 두꺼워 지면 연속된 구조의 박막을 얻을 수 있지만, 빛의 흡수가 광 투과율은 감소를 초래하게 된다. 즉 Island 구조로 만들어지는 경우에 광 투과율이 감소되는 것을 유발하며, 가정 얇은 두께에 연속적인 구조를 가지는 박막이 graphene + Ag 조건을 찾아야하고 본 발명에서는 비율별의 조건에서 최적의 공정을 도출하였다.

또한, 도 7은 두께에 따른 Ag + graphene 박막 패턴의 투과도를 보여주는 것이다. 일반적으로 터치패널에 적용시 전극패턴이 무색을 나타내기 위해서는 인간의 눈에 가장 예민한 파장인 550nm에서 최대 투과율을 나타내어야한다. 실험 결과 Ag 비율이 높고 graphene 비율이 적을수록 암색화 및 전기전도도, 투과율의 향상되는 조건의 값을 나타내었다.

이는 다층 구조막에서 Ag의 비 저항이 graphene 보다 수십배 정도 낮으므로 다층막의 전기 전도도는 주로 Ag층에 의해서 이루어지고, 영향을 미칠 것으로 판단된다.

또한, 도 8은 Ag + graphene의 비율에 따른 면 저항의 변화를 보여주는 것으로, 비율변화에 따라 상당히 큰 폭의 변화를 보여주었다.

이는 Ag + graphene의 충진율의 변화 및 Ag + graphene 면 저항이 변화하였기 때문이라고 추측이 된다. 미세 패턴에서 Ag + graphene 막의 충진과 소성의 조건은 다층막의 광학적인 특성 전기적인 특성에 절대적인 영향을 미친다. 이는 Ag + graphene 막의 경우 9:1의 조건에서 가장 좋은 전기적인 조건의 값을 나타내었다. Ag+graphene 막은 완전히 연속적이며, 평행한 막을 이루어야하며 이후의 공정조건에서도 산화, 변형, 그리고 확산등이 일어나지 않고, 충진이 고르게 일어나야한다. 본 실험에 영향을 줄수 있는 요인은 IR이나 열 가압 방식으로 인한 막의 하부의 Ag +graphene 막의 구조적인 변화, Ag + graphene 막의 충진 상태 , 표면의 상태 변화등을 나타낼 수 있다.

따라서 본 발명에서는 암색화 및 전도도를 가지는 Ag와 graphene가 9:1로 혼합된 복합소재를 나노 임프린팅 공정을 만들어진 1~3㎛이하의 음각패턴 안쪽에 충진하여 전극 패턴을 형성하여 줌으로써, 시인성 개선 및 암색화를 실현하기 적합한 최적의 투과율이나 전기 전도도를 가지를 터치패널을 서비스할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 터치패널의 제조과정을 살펴보면,
먼저, 투명기판 위로 일정 이상의 투과율과 점도를 가지는 UV resin이나 투명한 수지를 도포하고, 상기 UV resin이나 투명한 수지를 밀어내 균일한 두께를 가지는 수지층을 형성한다.

그리고 상기 수지층 위로 미세 패턴이 형성되어 있는 PDMS로 이루어진 스탬프를 가압하여 밀착하여 준다. 참고로 이때의 미세패턴은, 음각패턴 형성시 선폭이 3㎛를 초과할 경우 빛의 산란에 의해 보여지는 문제점을 초래하게 된다.

그리고 이후 소성로 안쪽에 들여와 100 ~ 130도 범위 내에서 20~30분 동안 열처리를 수행하여 수지층을 경화하여 주고, 실시 예에 따라서는 상기 수지층의 음각패턴 내측면에 표면처리를 수행하고,

은(Ag)와 그래핀(graphene)이 각각 9:1비율로 혼합되어 있는 전극 물질을 도포하여 주고, 닥터 블레이드 공법을 통해 음각 패턴 내측에 전극 물질을 매립하여 주는 것이다.

그리고 이후 소성로 안쪽으로 이송시켜 100℃ ~ 130℃에서 20~30분간 충진된 전극 물질을 경화하여 줌으로써 3㎛ 두께와 2.5~3㎛의 폭을 가지는 암색화 및 전도도를 가지는 전극 패턴을 형성하여 주게 되는 것이다.

따라서 본 발명에서는 암색화 및 전도도를 가지는 Ag + graphene 복합소재가 나노 임프린팅 공정을 만들어진 3㎛의 두께와 2.5~3㎛의 선폭을 가진 음각패턴 안쪽에 충진되어 전극 패턴을 형성하여 주더라도 전극패턴이 빛에 노출되지 않기 때문에 20인치 이하의 디스플레이 장치나 스마트폰에도 터치패널을 적용하여 사용할 수 있는 것이다.

10:투명기판 11:수지층
11a:음각 패턴 12:전극패턴
20:스탬프

Claims (8)

1. 일정한 두께와 너비를 가지고 있는 투명기판과,
   상기 투명기판 위로 UV resin 또는 열 경화성 수지를 도포하고, 일정한 너비를 가지고 있는 블레이드로 도포된 UV resin 또는 열 경화성 수지의 표면을 밀어내 균일한 두께를 가지는 수지층과,
   상기 수지층에 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프가 찍혀지고 경화시 상기 미세 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 음각 패턴과,
   상기 수지층 위로 도포된 전극물질이 음각 패턴 안쪽에 충진되어지고 경화시 음각패턴 안쪽에 형성된 전극패턴을 포함하여 이루어진 상태에서,
   상기 전극패턴은 암색화 및 전도도를 가지는 그래핀(graphene)과 은 페이스트(Silver paste)가 각각 1:9의 비율로 혼합되어져 있는 상태의 전극물질을 충진시켜 별도 암색화 패턴을 구현할 필요가 없는 것을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극 패턴은 3㎛ 두께와 2.5~3㎛의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널
4. 제1항에 있어서,
   상기 전극 패턴은 100℃ ~ 130℃에서 20 ~ 30분 동안 경화된 것임을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널
5. 제1항에 있어서,
   상기 스탬프는 PDMS로 만들어진 것임을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널
6. 투명기판 위로 일정 이상의 투과율과 점도를 가지는 UV resin이나 투명한 수지를 도포하고, 상기 UV resin이나 투명한 수지의 표면을 밀어내 균일한 두께를 가지는 수지층을 형성하는 단계와,
   상기 수지층 위로 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프를 가압하여 내측으로 오목한 음각 패턴을 형성하고, 이를 경화하여 주는 단계와,
   상기 수지층의 상면에 암색화 및 전도도를 가지는 그래핀(graphene)과 은 페이스트(Silver paste)를 각각 1:9의 비율로 혼합되어 있는 전극 물질을 도포하는 한편 상기 전극물질을 닥터 블레이드로 음각 패턴 내측에 매립하여 주는 단계와,
   상기 음각패턴 안쪽에 매립되어 있는 전극물질을 경화하여 전극패턴을 형성하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널의 제조방법
7. 제6항에 있어서,
   상기 음각패턴 안쪽에 매립되어 있는 전극물질을 경화하여 전극패턴을 형성하는 단계는
   소성로 안쪽에서 100℃ ~ 130℃에서 20 ~ 30분간 충진된 전극 물질을 경화하여 3㎛ 두께와 2.5~3㎛의 선폭을 가지는 전극패턴을 형성하여 주는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널의 제조방법
8. 제6항에 있어서,
   상기 수지층 위로 미세 패턴이 형성되어 있는 스탬프를 가압하여 내측으로 오목한 음각 패턴을 형성하고, 이를 경화하여 주는 단계는
   상기 스탬프와 수지층의 분리가 용이하도록 음각 패턴 안쪽에 표면처리를 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 임프린팅 공법을 통한 그래핀 복합소재로 전극 패턴이 형성되어 있는 터치패널의 제조방법

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