KR101739627B1

KR101739627B1 - 전도성 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101739627B1
Application number: KR1020140190233A
Authority: KR
Inventors: 배성학; 이진용; 한상철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2017-05-24
Also published as: EP3016112A1; CN105612589B; US20160219697A1; KR20150077358A; TW201530570A; JP2016534542A; TWI567759B; EP3016112B1; US9699898B2; EP3016112A4; CN105612589A; WO2015099475A1; JP6315353B2

Abstract

본 발명은 수평 단면이 격자 형상으로 형성된 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 영역들인 다수의 셀을 포함하고, 상기 홈부는, 적어도 일부가 분리부에 의해 이격되어 형성된 전도성 패턴을 포함하는 것인 전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

전도성 필름 및 그 제조방법{Conductive Film and Method of Preparing the Same}

본 출원은 2013년 12월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0165199호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 전도성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

폴리머 필름 또는 유리 기판에 전도성 미세 패턴이 형성되어 있는 전도성 기판은 유기태양전지, 열선 유리, 터치 패널, 투명 디스플레이 또는 플렉서블 디스플레이 등의 다양한 분야에서 사용되고 있다.

한편, 이러한 전도성 미세 패턴이 형성되어 있는 전도성 기판은 다양한 방식에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면 투명 기판에 홈부를 형성하고, 상기 홈부가 형성된 투명 기판에 전도층을 형성한 후, 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 방법으로 제조되는 것이 일반적이다.

이러한 방법을 이용하여 제조된 것으로, 종래의 전도성 미세 패턴이 형성된 전도성 기판의 수평 단면도가 도 1에 도시되어 있고, 상기 종래의 전도성 기판의 A-A' 절단면에 대한 수직 단면도가 도 2에 도시되어 있다. 종래 전도성 미세 패턴은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(20)상에 가로 방향 및 세로 방향으로 일정한 간격을 갖는 전도성 패턴(300)이 규칙적으로 배열되어 형성되었다. 이때, 격자를 이루는 전도성 패턴(300)은 홈부가 형성된 투명 기판에 전도층을 형성한 후, 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거함으로써 얻을 수 있었다.

그러나, 이와 같이 패턴 형성을 위해 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 과정은, 상대적으로 패턴의 선폭이 넓은 경우에는 큰 문제가 없으나, 이와 달리 선폭 5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하는 경우에는, 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 과정에서, 홈부 벽면에 형성된 전도층이 함께 딸려나가 제거되고, 이에 영향을 받아 홈부 바닥면에 형성된 전도층의 일부도 함께 제거되는 경우가 종종 발생하였고, 이로 인해 형성된 전도성 미세 패턴에 단락이 발생하여 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 방지하기 위해서는 패턴의 선폭이 상대적으로 두꺼워질 수 밖에 없었고, 이 경우에는 형성된 패턴이 시각적으로 인지되어, 투명 기판으로 사용하는 용도로는 적절하지 않은 문제점이 있었다.

따라서, 우수한 제막성을 가지며, 패턴이 시각적으로 인지되지 않아 투명 기판으로 사용하기에 적합한 전도성 필름의 개발이 시급하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 우수한 제막성을 가지며 패턴이 시각적으로 인지되지 않아 투명 기판으로 사용하기에 적합한 전도성 필름 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

일 측면에서, 본 발명은, 수평 단면이 격자 형상으로 형성된 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 영역들인 다수의 셀을 포함하고, 상기 홈부는, 적어도 일부가 분리부에 의해 이격 되어 형성된 전도성 패턴을 포함하는 것인 전도성 필름을 제공한다.

이때, 상기 홈부의 최대 깊이는 0.2㎛ 내지 10㎛이고, 상기 홈부의 최대 폭은 0.1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.

또한, 상기 격자 형상은 가로 방향으로 연장 형성된 홈부, 세로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 이들이 교차하는 교차부를 포함하는 것일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전도성 필름에서 홈부 바닥면을 기준으로 측정한 상기 분리부의 수평 단면적의 총합은 상기 홈부 수평 단면적 총합의 5% 내지 90%일 수 있다.

또한, 상기 분리부의 수평 단면 테두리는 직선, 곡선, 물결선, 지그재그선 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.

이때, 상기 분리부의 수평 단면 형상의 테두리는 사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 다각형, 곡률반경이 상이한 2 이상의 호와 연결되어 이루어지는 도형, 적어도 하나의 호와 적어도 하나의 직선이 연결되어 이루어지는 도형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.

한편, 상기 분리부의 수직 단면 형상은 평면 형상, 볼록 형상 또는 오목 형상일 수 있다.

또한, 상기 셀의 수평 단면 형상은 사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 다각형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.

다음으로, 상기 분리부 및 상기 셀은 하기 [식 1]의 관계를 만족하는 것일 수 있다.

[식 1]

(이때, 상기 수평 단면적은 전도성 필름 최상면을 기준으로 측정한 값을 의미함.)

한편, 본 발명에서 상기 분리부에 의해 이격되어 형성된 전도성 패턴의 폭은 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있고, 상기 분리부에 의해 이격되어 형성되지 않은 전도성 패턴이 연결되어 형성된 부분의 전도성 패턴의 폭은 0.2㎛ 내지 10㎛일 수 있다.

또한, 상기 교차부에 형성된 전도성 패턴이 교차부의 네 모서리를 연결하는 십자형이고, 상기 십자형 전도성 패턴의 폭은 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.

이때, 상기 전도성 패턴의 두께는 0.01㎛ 내지 3㎛일 수 있다.

또한, 상기 전도성 패턴은 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 탄소, 몰리브덴, 마그네슘, 이들의 합금 또는 이들의 산화물, 또는 실리콘 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 형성되는 것일 수 있다. 이때, 상기 전도성 패턴은 2층 이상으로 형성될 수도 있다.

다른 측면에서, 본 발명은, 투명 기재 상에 분리부를 포함하는 다수의 홈부를 형성하는 단계; 상기 다수의 홈부가 형성된 투명 기재 상에 전도층을 형성하는 단계; 및 상기 다수의 홈부 내에 포함된 분리부 및 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 단계를 포함하는 전도성 필름의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 다수의 홈부를 형성하는 단계는 임프린팅법에 의해 수행될 수 있다.

또한, 상기 전도층을 형성하는 단계는 무전해 도금법, 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 습식 코팅법에 의해 수행될 수 있다.

다음으로, 상기 전도층을 제거하는 단계는 스크래칭법, 디태칭법 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 전도성 필름은 홈부 내에 분리부를 포함함으로써, 분리부를 포함하지 않는 경우와 비교할 때, 동일 면적에 상대적으로 더 많은 연결 부위가 존재하게 된다. 이러한 연결 부위는 셀 또는 분리부에 형성된 전도층과 홈부 바닥면의 전도층을 연결하는 부분 중에서도 특히 그 연결이 끊어지기 쉬운 부분, 예를 들면 모서리 부분을 의미하며, 그 수가 많을수록 전도성 패턴 형성을 위해 전도층을 제거하는 공정에서, 홈부 바닥면에 형성된 전도층은 셀 또는 분리부에 형성된 전도층이 제거되는 과정에도 거의 영향을 받지 않지 않게 된다. 그 결과, 분리부 및 셀 상에 존재하는 전도층만을 선택적으로 제거하는 선택적 제막이 쉽게 이루어지고, 이로 인해 전도성 필름의 생산성이 매우 향상되는 우수한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 전도성 필름은 종래에 비해 미세한 선폭을 갖는 패턴을 형성할 수 있어, 패턴이 시각적으로 인지되지 않으므로 우수한 투명성을 갖는 필름을 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 전도성 미세 패턴이 형성된 전도성 기판의 수평 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 A-A' 부분을 확대한 수직 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전도성 패턴이 형성된 전도성 필름의 일례를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 7은 다양한 수평 단면 형상을 갖는 홈부 및 분리부를 설명하기 위해 본 발명에 따른 전도성 필름들의 수평 단면 형상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 9는 다양한 수직 단면 형상을 갖는 분리부를 설명하기 위해 전도성 패턴이 형성되지 않은 본 발명에 따른 전도성 필름들의 수직 단면 형상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 10 (a) 및 (b)는 본 발명의 홈부의 구성 요소 중 벽면 경사각을 보여주기 위한 도면이다.
도 11 내지 13은 전도층이 한 층으로 형성된 본 발명에 따른 전도성 필름의 수직 단면 형상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 14 내지 도 16는 전도층이 2층으로 형성된 본 발명에 따른 전도성 필름의 수직 단면 형상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 17은 비교예 1에 따라 제조된 전도성 필름의 제막성 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 18은 실시예 1에 따라 제조된 전도성 필름의 제막성 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 19는 홈부의 바닥면 중 가장 낮은 지점과 최 상면 중 가장 높은 지점까지의 높이를 나타내는 도이다.
도 20은 분리부 상에 이격되어 형성된 전도성 패턴을 포함하는 경우의 수직 단면 형상을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 21은 분리부가 볼록 형상 또는 볼록 형상이면서 평면 형상인 경우를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 22은 분리부가 오목 형상 또는 오목 형상이면서 평면 형상인 경우를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 23은 분리부에 의해 이격되어 형성되지 않은 전도성 패턴이 연결되어 형성된 전도성 필름의 일례를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이해를 돕기 위하여, 도 3에는 본 발명에 따른 전도성 필름(10)에서 홈부(100)를 필름의 평면에 대하여 수평한 방형으로 절단한 단면(이하, 수평 단면이라 함)의 형상을 예시적으로 나타내었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 필름(10)은, 수평 단면이 격자 형상으로 형성된 다수의 홈부(100) 및 상기 홈부(100)로 둘러싸인 영역들인 다수의 셀(200)을 포함하고, 상기 홈부(100)는, 적어도 일부가 분리부(500)에 의해 이격되어 형성된 전도성 패턴(300)을 포함한다.

이때, 상기 분리부 상에 이격 되어 형성된 전도성 패턴을 포함할 수도 있으며, 이를 도 20에 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 분리부 상에는 도 20과 같이 전도성 패턴이 형성될 수도 있고, 전도성 패턴이 후술할 방법에 의하여 제거될 수도 있다.

본 발명에 따른 전도성 필름(10)에 포함되는 다수의 홈부(100)는 수평 단면이 격자 형상으로 형성된다. 이때, 상기 격자 형상은 가로 방향으로 연장 형성된 홈부, 세로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 이들이 교차하는 교차부를 포함한다. 본 명세서에서 상기 격자 형상은 상기 홈부(100)의 수평 단면 형상을 설명하기 위한 것으로, 그 구체적인 형태는 특별히 한정되지 않는다.

보다 구체적으로, 도 4 내지 6에는 본 발명의 홈부(100)의 다양한 수평 단면 형상들이 예시적으로 도시되어 있다. 상기 홈부(100)의 수평 단면 형상은, 도 4 내지 도 6에 나타낸 것처럼 격자를 구성하는 가로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 세로 방향으로 연장 형성된 홈부를 모두 직선으로 형성하고 교차부의 네 모서리가 모두 직각이 되도록 형성할 수 있다. 또한, 도 7에 나타낸 것처럼 격자를 이루는 가로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 세로 방향으로 연장 형성된 홈부를 크기가 다른 마루 및 골을 갖는 곡선으로 형성하고, 교차부의 네 모서리가 일정 곡률반경을 갖는 라운드 형태가 되도록 형성할 수도 있다. 본 명세서에서, 도 4 내지 도 7에 나타낸 홈부(100)의 다양한 형상은 예시적인 것이며, 상기 홈부(100)의 격자 형상에서 가로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 세로 방향으로 연장 형성된 홈부는 직선, 사선, 꺾인선, 곡선 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있고, 교차부의 네 모서리를 이루는 선도 직선, 사선, 꺾인선, 곡선 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.

설명을 위하여, 도 8 및 도 9에는 전도성 패턴이 형성되지 않은 본 발명에 따른 전도성 필름(10)의 홈부를 필름에 대하여 수직한 방향으로 절단한 단면(이하, 수직 단면이라 함)의 형상을 예시적으로 나타내었다. 본 발명에서 상기 홈부(100)는 전도성 패턴(300)을 형성하기 위한 공간으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2 개의 벽면(130) 및 바닥면(140)을 갖는 음각 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 홈부(100)의 수직 단면 형상은 그 형태에 제한을 두지 않으며, 예를 들면 사각형, 역사다리꼴, 반원형, 반타원형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다. 이와 같이 본 발명에 있어서, 상기 홈부(100)의 수직 단면 형상은 특별히 한정되지 않으나, 홈부(100)의 최상면의 너비가 홈부(100) 바닥면의 너비보다 크거나 같아야 한다. 도 10 (a) 및 도 10 (b)에는 본 발명에 따른 홈부(100) 벽면의 경사각을 설명하기 위하여 분리부를 포함하지 않는 홈부의 수직 단면 형상을 예시적으로 도시하였다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(100) 벽면의 경사각(θ)는 0 내지 15° 범위 내에 존재하는 것이 바람직하다(도 10 참조).

한편, 상기 홈부의 깊이(120)는 예를 들면, 0.2㎛ 내지 10㎛, 0.2㎛ 내지 2㎛ 또는 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다. 홈부의 깊이(120)가 0.2㎛ 이상인 경우, 홈부 바닥면과 셀(200) 및 분리부(500)가 일정 이상의 높이차를 가지므로, 전도성 패턴(300) 형성을 위해 홈부(100)가 형성된 투명 기재 상에 전도층(300)을 형성한 후, 셀(200) 및 분리부(500)에 형성된 전도층(300)을 제거할 때, 홈부 내에서 분리부 이외의 부분에 형성된 전도층이 딸려 나와 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 홈부의 깊이(120)가 10㎛ 이하인 경우 분리부(500)를 포함하는 홈부(100) 형성을 위한 몰드 제작이 쉬워 홈부의 최대 폭(110)을 5㎛ 이하로 형성하기가 매우 용이하다. 본 명세서에서 상기 홈부의 깊이(120)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 홈부(100)의 바닥면에서 최 상면까지의 높이를 의미한다. 본 명세서에 홈부의 바닥면에서 최 상면까지의 높이는, 홈부의 바닥면 또는 최상면이 평평하지 않은 경우, 도 19에 도시된 바와 같이, 홈부의 바닥면 중 가장 낮은 지점과 최 상면 중 가장 높은 지점까지의 높이를 의미할 수 있다.

또한, 상기 홈부의 최대 폭(110)은 도 4 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 수평 방향 또는 수직 방향으로 측정한 홈부의 폭 중 가장 긴 폭을 의미한다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 홈부(100)를 형성하는 격자 형상에서 가로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 세로 방향으로 연장 형성된 홈부를 크기가 다른 마루 및 골을 갖는 곡선으로 형성하고, 교차부의 네 모서리가 일정 곡률반경을 갖는 라운드 형태인 경우에는, 상기 홈부의 최대 폭(110)은 분리부(500)를 포함하는 홈부(100)의 벽면에서 벽면까지의 수평 방향 또는 수직 방향의 폭 중 최대 값을 의미한다.

이때, 상기 홈부의 최대 폭(110)은 예를 들면, 0.1㎛ 내지 20㎛, 0.1㎛ 내지 10㎛, 0.1㎛ 내지 5㎛ 또는 0.1㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 홈부의 최대 폭이 0.1㎛ 이상인 경우에는 홈부 형성을 위한 몰드 등의 제작이 용이하므로 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 다만, 홈부의 폭이 넓을수록 이를 이용하여 형성된 전도성 패턴이 시각적으로 인지될 가능성이 높아지기 때문에 투명 전도성 필름으로 사용하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 본 발명에서, 상기 홈부(100)는 적어도 일부가 분리부(500)에 의해 이격되어 형성된 전도성 패턴(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 분리부(500)는, 도 3 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 전도성 패턴(300)으로 둘러싸여 홈부(100) 내에 형성된 부분을 지칭한다. 이때, 상기 분리부(500)는 상기 홈부(100) 내의 전도성 패턴이 이격된 부분에 형성되며, 볼록한 형태를 갖는다. 다만, 전도성 패턴 형성을 위한 전도층 제거 공정에서 분리부(500)가 동시에 제거되는 경우에는 상기 분리부(500)의 단면은 결과적으로 오목 형상을 가질 수도 있으며, 상기 분리부의 전도성 패턴이 이격되기만 한다면 평면 형상을 가질 수도 있다.

상기 분리부가 볼록 형상 또는 볼록 형상이면서 평면 형상인 경우를 도 21에, 오목 형상 또는 오목 형상이면서 평면 형상인 경우를 도 22에 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상기 분리부의 수직 단면 형상이 볼록 형상을 가지는 경우 직사각형, 돌기 형태, 원추곡선 형태 또는 사다리꼴일 수 있으며, 상기 분리부의 수직 단면 형상이 오목 형상을 가지는 경우 전술한 볼록 형상을 상하 대칭시킨 형태일 수 있다.

보다 구체적으로 상기 분리부(500)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 홈부(100)의 벽면과 소정의 간격을 두고 홈부(100)의 바닥면에 형성된다. 이때, 홈부(100) 내에 형성되는 분리부(500)의 수는 홈부(100)의 수직 단면을 기준으로 하나 이상이면 되고, 그 개수는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 그 개수가 증가할수록 전도성 패턴의 수평 단면이 더 복잡한 그물형상이 되며 더 많은 연결부위가 존재하게 된다. 이 경우 스크래칭법, 디테칭법 등에 의해 분리부 및 셀 상의 전도층이 제거될 때, 홈부의 벽면(130) 및 홈부의 바닥면(140)에 형성된 전도층에 거의 영향을 미치지 않으므로, 선택적 제막성이 보다 향상될 수 있다.

또한, 상기 분리부(500)의 수직 단면 형상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 볼록 형상일 수 있으며, 상기 분리부의 수직 단면 테두리는 직선, 곡선, 물결선, 지그재그선 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이때, 상기 분리부(500)의 수직 단면 형상이 볼록 형상인 경우 홈부(100) 바닥면에서 분리부의 최고점의 높이(510)는 홈부 깊이(120)의 0.5배 내지 1배, 0.7배 내지 1배 또는 0.9배 내지 1배일 수 있다. 분리부(500) 수직 단면이 볼록 형상인 경우 홈부(100) 바닥면에서 분리부 최고점의 높이(510)는 홈부의 깊이와 동일할수록 다수의 분리부를 포함하는 홈부의 형성이 용이하므로, 결과적으로 제품의 생산 단가도 낮출 수 있어 유리하다.

경우에 따라, 셀 상의 전도층 제거와 함께 분리부가 제거되는 경우가 발생할 수 있으며, 이때 분리부의 수평 단면 형상은 도 13에 나타낸 바와 같이, 오목 형상일 수도 있다.

한편, 상기 분리부(500)의 수평 단면 테두리는 직선, 곡선, 물결선, 지그재그 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.

형상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 다각형, 곡률반경이 상이한 2 이상의 호와 연결되어 이루어지는 도형, 적어도 하나의 호와 적어도 하나의 직선이 연결되어 이루어지는 도형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.

예컨대, 곡률반경이 비슷한 2 이상의 호가 연결되어 이루어지는 경우 수평 단면 형상은 정원에 가까운 형태일 수 있으며, 하나의 호와 하나의 직선이 연결되어 이루어지는 경우, 반원에 가까운 형태일 수 있다. 그리고, 하나의 호와 두개의 직선이 연결되어 이루어지는 경우, 물방울 형태 혹은 부채꼴 형태가 될 수 있다.

특히, 본 발명에서 상기 분리부(500)의 수평 단면 형상은 사각형인 것이 다수의 분리부를 포함하는 홈부의 제작 용이성을 향상시킬 수 있는 측면에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 전도성 필름에서, 홈부 바닥면을 기준으로 측정한 상기 분리부(500)의 수평 단면적의 총합은 상기 홈부(100)의 수평 단면적의 총합의 5% 내지 90%, 20% 내지 80% 또는 25% 내지 60%일 수 있다. 상기 분리부(500)의 수평 단면 면적이 홈부(100) 면적에 대하여 상기 수치범위를 만족하는 경우 본 발명에 따른 전도성 필름에 대해 전도성 및 제막성을 동시에 확보할 수 있다.

한편, 상기 다수의 셀(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(100)로 둘러싸인 다수의 영역을 의미하며, 볼록한 형상으로 형성된다.

이때, 상기 셀(200)의 수평 단면 형상은 상기 격자 형상의 가로 방향으로 연장 형성된 홈부, 세로 방향으로 연장 형성된 홈부 및 교차부를 이루는 각 라인의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 셀의 수평 단면 형상은 사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 다각형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전도성 필름(10)에서, 상기 분리부(500) 및 상기 셀(200)은 예를 들면, 하기 [식 1]의 관계를 만족하는 것일 수 있다. 분리부(500) 및 셀(200)이 하기 식 1을 만족하는 경우, 즉 분리부 1개의 수평 단면적이 셀 1개의 수평 단면적 대비 1/10⁶ 이상인 경우, 다수의 분리부(500)를 포함하는 홈부(100) 형성을 위한 몰드 제작이 용이하고, 분리부 1개의 수평 단면적이 셀 1개의 수평 단면적 대비 1/5 이하인 경우에는 충분한 전도성 확보가 용이한 장점이 있다.

[식 1]

한편, 본 발명에 따른 전도성 필름에서 상기 전도성 패턴(300)은, 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 홈부(100) 내에 적어도 일부가 분리부(500)에 의해 이격되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 각 전도성 패턴의 폭은 예를 들면 0.1㎛ 내지 5㎛, 0.1㎛ 내지 2㎛ 또는 0.2㎛ 내지 1㎛일 수 있다. 전도성 패턴의 폭이 0.1㎛ 이상인 경우 다수의 분리부를 포함하는 홈부 제작을 위한 몰드 등의 제작이 용이하고, 전도성 패턴의 폭이 5㎛ 이하인 경우에는 형성된 전도성 패턴이 시각적으로 인지되지 않으므로 시감 특성이 우수한 전도성 필름을 얻을 수 있다. 이때, 상기 전도성 패턴의 각 폭(310)은, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 분리부(500)와 인접한 홈부(100)의 벽면 사이와의 간격 또는 분리부(500)와 분리부(500) 사이의 간격일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전도성 필름에서 상기 전도성 패턴(300)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 홈부(100) 내에 적어도 일부가 연결되어 형성될 수 있다. 이 경우 연결되어 형성된 상기 전도성 패턴의 폭(320)은 예를 들면, 0.2㎛ 내지 10㎛, 0.2㎛ 내지 4㎛ 또는 0.4㎛ 내지 2㎛ 일 수 있다. 전도성 패턴의 폭이 0.2㎛ 이상인 경우 다수의 분리부를 포함하는 홈부 제작을 위한 몰드 등의 제작이 용이하고, 전도성 패턴의 폭이 10㎛ 이하인 경우에는 형성된 전도성 패턴이 시각적으로 인지되지 않으므로 시감 특성이 우수한 전도성 필름을 얻을 수 있다.

도 23에 상기 분리부에 의해 이격되어 형성되지 않은 전도성 패턴이 연결되어 형성된 일 예를 도시하였다. 도 23에서 a는 이격되어 형성되지 않은 전도성 패턴의 폭을 의미하며, b는 분리부에 의해 이격되어 형성된 전도성 패턴의 폭을 의미한다.

나아가, 본 본 발명에 따른 전도성 필름에서 상기 전도성 패턴 (300)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 홈부(100)의 격자 형상을 이루는 교차부의 네 모서를 연결하는 십자형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 십자형으로 형성된 전도성 패턴의 폭(330)은 예를 들면, 0.1㎛ 내지 10㎛, 0.1㎛ 내지 4㎛ 또는 0.2㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 십자형으로 형성된 전도성 패턴의 폭이 0.1㎛ 이상인 경우 이러한 형상의 교차부를 포함하는 홈부 제작을 위한 몰드 등의 제작이 용이하고, 전도성 패턴의 폭이 10㎛ 이하인 경우에는 형성된 전도성 패턴이 시각적으로 인지되지 않으므로 시감 특성이 우수한 전도성 필름을 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에서, 상기 전도성 패턴(300)의 두께(340)는, 도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 수직 단면을 기준으로 측정한 전도성 패턴의 높이를 의미한다. 이때 상기 전도성 패턴의 두께는, 예를 들면 0.01㎛ 내지 3㎛, 0.05㎛ 내지 1㎛ 또는 0.1㎛ 내지 0.3㎛ 일 수 있다. 전도성 패턴(300)의 두께가 0.01㎛ 이상인 경우 충분한 전도성을 확보할 수 있으며, 3㎛ 이하인 경우 우수한 제막성을 가지기 때문에 매우 유리하다.

또한, 상기 전도성 패턴(300)은 예를 들면, 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 탄소, 몰리브덴, 마그네슘, 이들의 합금 및 산화물, 및 실리콘 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명에서 경제성 및 전도성을 고려할 때 이 중에서도 구리 및 알루미늄 등으로 형성되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 상기 전도성 패턴(300, 400)은 2층 이상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 전도성 패턴(300, 400)을 2층 이상으로 형성하는 경우 각 층은 상이한 물질로 형성될 수 있으며, 그 재료의 예로는 상기 전도성 패턴(300) 형성 물질에 나열한 것과 같다. 도 14 내지 16에 상기 전도성 패턴을 2층으로 형성하는 경우를 도시하였다.

본 발명에서 상기 전도성 패턴(300)을 2층 이상으로 형성하는 경우 한 층을 접착력 조절층으로 이용하거나 흡수층으로 이용할 수 있어 매우 유용하다. 예를 들면 홈부 바닥면 또는 벽면과 구리층 사이에 크롬층 또는 알루미나층을 형성함으로써, 한 층을 접착력 조절층으로 이용하여 홈부 바닥면과 전도층의 접착력을 향상시킬 수 있고, 홈부 내에 형성된 구리층상에 크롬층을 형성하거나, 구리층상에 구리 산화물층을 형성함으로써, 한 층을 흡수층으로 이용하여 반사율을 보다 저감시키고, 우수한 반사 방지 효과 및 시감 특성을 확보할 수도 있다.

특히, 본 발명에서 표면 산화 방지 및 외광에 대한 반사율 저감 효과를 고려할 때, 상기 2층 이상의 전도성 패턴(300)을 형성하는 물질의 조합은 구리 및 크롬인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명에 따른 전도성 필름(10)의 제조방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전도성 필름(10)의 제조방법은 투명 기재 상에 분리부(500)를 포함하는 다수의 홈부(100)를 형성하는 단계; 상기 다수의 홈부(100)가 형성된 투명 기재 상에 전도층을 형성하는 단계; 및 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거할 때, 상기 전도층을 함께 제거할 수도 있다.

예컨대, 상기 전도성 필름은 전도층이 형성되어 있는 분리부를 포함할 수도 있고, 전도층이 제거되어 있는 분리부를 포함할 수도 있으며, 분리부를 포함하지 않을 수도 있다.

이때, 상기 투명 기재(20)는 유리 기판 또는 투명 고분자 필름일 수 있으며, 이때, 상기 고분자 필름은, 투명하기만 하면 되고, 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌나프탈렌 필름, 폴리이미드 필름, 셀룰로오스 필름 등이 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 분리부(500)를 포함하는 다수의 홈부(100)는 상기와 같이 투명 기재(20) 상에 형성될 수 있으나, 이로써 한정되는 것은 아니며, 별도의 기재를 사용하지 않고 형성하여도 무방하다.

다음으로, 상기 분리부(500)를 포함하는 다수의 홈부(100)를 형성하는 단계는 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 임프린팅법(Imprinting) 등에 의해 수행될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 본 발명에 따른 전도성 필름에서 상기 홈부(100)를 형성하는 단계는 스캐너 등을 이용하여 실리콘 웨이퍼 등에 형성하고자 하는 패턴, 즉 분리부(500)를 포함하는 다수의 홈부를 음각으로 형성한 몰드를 제작한 후, 투명 기재 상에 상기 몰드를 접촉시킨 후 가압하는 등의 방법으로 수행될 수 있다.

이때, 상기 분리부(500)를 포함하는 다수의 홈부(100)는 활성 에너지선 경화형 수지 또는 열 경화형 수지로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 다수의 홈부(100)는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 폴리다이메틸실록세인 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 상기 전도층을 형성하는 단계를 설명하기로 한다. 이때, 상기 전도층을 형성하는 물질은 전술한 전도성 패턴(300) 형성 물질을 의미한다. 한편, 상기 전도층은 원료 물질을 고려하여, 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제조방법에서 상기 전도층은 다수의 홈부(100)가 형성된 투명 기재(20) 상에 전도 물질을 도금하거나, 증착하거나 또는 습식 코팅함으로써 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 전도층을 형성하는 방법은 무전해 도금법, 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 습식 코팅법에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 본 발명에서 상기 전도층(300)은 분리부를 포함하는 다수의 홈부(100) 상에 금속을 증착시켜 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 증착은 예를 들면, 전도성 입자의 증착 높이가 홈부(100) 최대 깊이의 90% 이하이고, 증착되는 전도성 입자의 입사 각도가 수직 방향을 기준으로 -15도 내지 15도 범위 내가 되도록 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 증착 높이는 홈부(100) 최대 깊이의 1% 내지 90%, 10% 내지 70% 또는 20% 내지 40% 정도일 수 있으며, 상기 전도성 입자의 입사 각도는 -15도 내지 15도, -10도 내지 10도 또는 -5 내지 5도 정도일 수 있다.

본 발명자들의 연구에 따르면, 5㎛ 이하의 폭을 갖는 홈부(100)에 종래에 일반적으로 사용되는 전도성 패턴 형성 방법, 즉 스퍼터링이나 e-빔 증착 방법을 통해 전도층(300)을 형성할 경우, 전도층(300) 제거 시에 홈부(100) 내의 전도층(300)이 함께 제거되어 단락이 발생하는 것으로 나타났다. 그러나, 전도층 증착 시에 증착 높이 및 전도성 입자의 입사 각도가 상기 범위를 만족할 경우, 5㎛ 이하의 선폭을 갖는 전도성 패턴을 단락 없이 형성할 수 있으며, 그 결과 전도성 및 투명성이 모두 우수한 기판을 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

한편, 상기 전도성 입자의 증착 높이는 기판의 진행 속도 등을 조절함으로써 조절할 수 있다. 동일한 파워로 증발을 일으킬 때, 즉 단위 시간당 증발량이 일정한 경우 기판의 진행 속도를 변경함으로써 증착 시간을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로는, 기판의 진행 속도를 높임으로써 증기에 노출되는 시간을 줄여 증착 높이가 낮아지게 할 수 있다. 또한, 상기 전도성 입자의 입사 각도는, 증착 장치에 마스크를 설치하여 특정 각도의 전도성 입자들만 통과하도록 하거나 증발원과 증착되는 기재 사이의 거리를 조절함으로써 조절할 수 있다. 증발원과 기재 사이에 일정한 폭으로 개방된 영역을 가지는 마스크를 설치함으로써 원하는 각도로 진행하는 증기만을 통과시킬 수 있다. 또한, 증발원과 증착되는 기재 사이의 거리가 멀어질수록 실제로 기재 위에 도달하는 증기의 각도 범위가 좁아지게 된다.

상기와 같은 방법을 통해 상기 다수의 홈부(100)가 형성된 투명 기재(20) 상에 전도층을 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(100) 내에 포함된 분리부(500) 및 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 선택적으로 제거한다. 이때, 상기 전도층의 제거는 물리적 방법으로 수행될 수 있다. 여기서 물리적 방법이란, 이때, 물리적인 방법이란, 물리적인 힘을 통해 금속층(300)을 제거하는 것을 의미하는 것으로, 에칭과 같이 화학적 반응을 통해 금속층(300)을 제거하는 방법과 구별되는 방법을 의미한다. 보다 구체적으로는, 상기 금속층(300)을 물리적으로 제거하는 단계는 스크래칭법, 디태칭(detaching)법 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다.

여기서, 상기 스크래칭법은 멜라민폼 또는 조면을 갖는 직물을 이용하여 전도층을 문질러 제거하는 방법을 의미하며, 상기 디태칭(detaching)법은 전도층의 일단에서부터 장력을 가하여 전도층을 수지층으로부터 이탈시키는 방법을 말한다.

한편, 상기와 같이 물리적 방법을 이용하여 전도층(300)을 제거할 경우, 종래에 사용되던 화학적 방법을 이용한 전도층(300) 제거 방법에 비해 공정이 단순할 뿐만 아니라, 친환경적이라는 장점이 있다. 화학적 방법을 이용해 전도층(300)을 제거할 경우에는 분리부(500) 및 홈부(100) 이외의 영역에서 전도층(300)을 선택적으로 제거하기 위해서 홈부(100)내에 분리부를 제외한 영역에 형성된 전도층(300) 상부에 별도의 내에칭성 물질을 삽입하는 등의 방법을 통해, 홈부(100)내에 분리부를 제외한 전도성 패턴(300) 형성 영역을 보호할 필요가 있다. 이 경우 내에칭성 물질 삽입 공정이 추가되어 공정비용 및 제품의 수율에 영향을 줄 수 있다. 이에 비해 물리적 방법을 이용하여 전도층(300)을 제거하는 본 발명의 경우, 추가 공정이 필요 없으며, 에칭액 및 내에칭성 물질과 같은 유독성 화학물질을 사용하지 않으므로 친환경적이다.

한편, 스크래칭법 및/또는 디태칭법에 의해 전도층을 제거할 경우, 전도층 제거 시에 발생하는 미세 금속 입자가 홈부(100) 내의 전도성 패턴(300)에 포함될 수 있으며, 나아가 상기와 같은 효과를 얻기 위해 별도의 미세 입자를 홈부(100) 내의 전도성 패턴(300)에 포함시킬 수도 있다. 이와 같이, 미세 입자가 홈부(100) 내의 전도성 패턴(300)에 포함될 경우, 미세 입자가 포함되지 않는 경우에 비해 90% 이하의 반사도를 갖는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명에 따른 전도성 필름은 터치 패널, 유기태양전지용 전극, 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 투명 열선 필름 또는 투명 열선 창 등에 유용하게 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 전도성 필름은 매우 미세하게 형성된 전도성 패턴을 갖기 때문에 전도성 패턴이 시각에 의해 인지되지 않아 시감 특성이 매우 우수하다. 또한, 전도성 패턴 사이에 분리부를 포함함으로써, 전도성 패턴 형성을 위해 전도층을 선택적으로 제거할 때 제막성이 우수하므로 생산성이 현저히 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 출원을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 출원에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 출원을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실시예 1

100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 우레탄 아크릴레이트계로 이루어진 자외선 경화형 수지를 이용하여 도 5와 같은 형태의 패턴을 수평 단면이 격자 형상인 다수의 홈부를 임프린팅법을 이용하여 형성하였다. 이때, 상기 홈부의 깊이는 0.5㎛, 전도성 패턴의 폭은 0.5㎛이며, 수평 단면을 기준으로 분리부는 가로 X 세로가 1.5㎛ X 1㎛인 사각형이고, 셀은 한 변의 길이가 198㎛인 정사각형 형태로 형성하였다.

다음으로, 상기와 같은 크기의 분리부를 포함하는 홈부가 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 물리적 기상증착법을 이용하여 200nm 두께로 구리(Cu)를 증착하여 구리층이 형성된 전도성 필름을 제조하였다.

그 후, 메쉬수 3000인 직물 스크래쳐를 4인치 크기의 디스크로 형태로 제작한 제막포를 포함하는 물리적 제막기를 이용하여, 분리부 및 셀 상에 형성되어 있는 구리층을 제거하여 전도성 필름을 제조하였다. 이때, 상기 디스크의 회전수는 1000rpm, 구리층이 형성된 전도성 필름의 진행 속도는 10m/min, 구리층이 형성된 전도성 필름에 가해진 압력은 0.02kgf/cm²이였다.

실시예 2

다음으로, 상기와 같은 분리부를 포함하는 홈부가 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 물리적 기상증착법을 이용하여 200nm 두께로 구리(Cu)를 증착하여 구리층을 형성하였고, 동일한 방법으로 상기 구리층 상에 20nm 두께의 크롬층을 증착하여 구리층 및 크롬층이 형성된 전도성 필름을 제조하였다.

그 후, 메쉬수 3000인 직물 스크래쳐를 4 인치 크기의 디스크로 형태로 제작한 제막포를 포함하는 물리적 제막기를 이용하여, 분리부 및 셀 상에 형성되어 있는 구리층을 제거하여 전도성 필름을 제조하였다. 이때, 상기 디스크의 회전수는 1000rpm, 구리층 및 크롬층이 형성된 전도성 필름의 진행 속도는 10m/min, 구리층 및 크롬층이 형성된 전도성 필름에 가해진 압력은 0.02kgf/cm²이였다.

비교예 1

100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 우레탄 아크릴레이트계로 이루어진 자외선 경화형 수지를 이용하여 도 1과 같은 패턴을 갖도록 수평 단면이 격자 형상인 다수의 홈부를 임프린팅법을 이용하여 형성하였다.

이때, 상기 홈부의 높이 0.5㎛, 전도성 패턴의 폭은 0.5㎛이며, 셀은 한 변의 길이가 199.5㎛인 정사각형 형태로 형성하였다.

실험예 : 제막성 테스트

제막성 테스트를 위해, 상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전도성 필름을 제조하는 과정에서 전도층을 제거한 후 일본 키엔스(Keyence)사의 3차원형상 측정용 현미경 VK-200을 사용하여 전도성 패턴의 이탈 여부를 측정하였다. 결과는 도 17 및 18에 나타내었다.

도 17에 나타낸 바와 같이 비교예 1에 따른 전도성 필름의 경우 홈부 내의 전도성 패턴이 이탈하였으나, 도 18에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 따른 전도성 필름의 경우 전도성 패턴의 이탈 없이 정상적인 도선이 형성된 것을 알 수 있다.

이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10 : 전도성 필름
20 : 투명 기재
100 : 홈부
110 : 홈부의 폭
120 : 홈부의 깊이
130 : 홈부의 벽면
140 : 홈부의 바닥면
200 : 셀
300 : 전도성 패턴
310 : 이격되어 형성된 전도성 패턴의 폭
320 : 연결되어 형성된 전도성 패턴의 폭
330 : 십자형 전도성 패턴의 폭
340 : 전도성 패턴 두께
400 : 2층에 형성된 전도성 패턴
500 : 분리부
510 : 홈부 바닥면에서 분리부 최고점의 높이
520 : 홈부 바닥면에서 분리부 최저점의 깊이

Claims

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투명 기재 상에 분리부를 포함하는 다수의 홈부를 형성하는 단계;
상기 다수의 홈부가 형성된 투명 기재 상에 전도층을 형성하는 단계; 및
상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 전도층을 형성하는 단계는 상기 분리부를 포함하는 다수의 홈부 상에 금속을 증착시켜 형성되는 것이며,
상기 증착은 증착되는 전도성 입자의 입사 각도가 수직 방향을 기준으로 -15° 내지 15°범위 내가 되도록 수행되는 것인 전도성 필름의 제조방법.
제21항에 있어서,
상기 다수의 홈부 내에 포함된 분리부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 전도성 필름의 제조방법.
제21항에 있어서,
상기 다수의 홈부를 형성하는 단계는 임프린팅법에 의해 수행되는 것인 전도성 필름의 제조방법.
삭제
제21항에 있어서,
상기 전도층을 제거하는 단계는 스크래칭법, 디태칭법 또는 이들의 조합으로 수행되는 것인 전도성 필름의 제조방법.
제25항에 있어서,
상기 스크래칭법은 멜라민폼 또는 조면을 갖는 직물을 이용하여 금속 박막층을 문질러 제거하는 방식으로 수행되는 것인 전도성 필름의 제조방법.
제25항에 있어서,
상기 디태칭(detaching)법은 장력을 가하여 금속 박막층을 수지 패턴층으로부터 이탈시키는 방식으로 수행되는 것인 전도성 필름의 제조방법.