KR101903187B1 - 유동성 수지를 이용한 도전체판의 제조방법과 그에 의하여 만들어지는 도전체판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동성 수지를 이용한 도전체판의 제조방법과 그에 의하여 만들어지는 도전체판에 대한 것이다.
본 발명은 극미세 돌출부를 가지는 금형에 액상의 유동성 수지를 도포하는 공정과; 유동성 수지에 기판을 위치시키는 공정과; 유동성 수지를 경화시켜, 기판에 금형의 극미세 돌출부에 대응하는 극미세 음각부를 형성하는 공정과; 금형으로부터 극미세 음각부가 형성된 기판을 분리하는 공정과; 기판의 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판의 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 수행한 후, 극미세 분말 페이스트를 건조 및 경화시키고 다시 전기도금을 수행하는 공정을 더 포함 할 수도 있다.

Description

유동성 수지를 이용한 도전체판의 제조방법과 그에 의하여 만들어지는 도전체판{Conductor plate and its manufacturing method}

본 발명은 평면 또는 가요성 시트로 만들어 지는 도전체판과 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 가장 대표적인 실시예로서는 빛이 투과되는 투과율이 90% 이상으로 탁월하게 뛰어나며, 전기 저항도가 50 오옴(Ω) 이하의 전기저항도가 낮은 전도성 투명평판을 들 수가 있다.

이들은 터치패널 등의 용도로 사용된다. 이는 투명한 유리면에 극히 미세한 도전성 패턴을 구성하며, 극히 낮은 저항을 가지고 전류의 흐름이 가능하도록 구성하며, 투명하므로 빛의 투과율은 탁월히 우수한 제품을 만들고자 하는 목적으로 제작된다.

본 발명은 기판이 불투명한 것으로 제작될 경우, 투명한 도전체판만 아니라 불투명한 도전체판으로서도 사용이 될 수가 있다. 또한 기판이 가요성을 가지는 시트상의 것으로도 사용될 수가 있다.

일반적으로 투명 도전체는 고투과율(high-transmittance) 절연 표면 또는 기판상에 코팅된 얇은 도전막(conductive film)을 말한다.

투명 도전체는 적절한 광학적 투명성(optical transparency)을 유지하면서 표면도전성(surface conductivity)을 갖도록 제조될 수 있다.

그러한 표면 도전 투명 도전체는 평판 액정 표시장치(flat liquid crystal displays), 터치 패널(touch panel), 전자 발광 장치(electroluminescentdevice), 및 박막 광전지(thin film photovoltaic cell) 등에서의 투명 전극들로서 널리 사용되고, 대전 방지층(anti-static layer) 및 전자기파 차폐층(electromagnetic wave shielding layer)으로 널리 사용되고 있다.

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide;ITO)과 같은 진공 증착 금속 산화물들(vacuum deposited metaloxides)은 글래스(glass)와 중합체막들(polymeric films)과 같은 유전체 표면들에 대해 광학적 투명성 및 전기적 도전성을 제공하기 위한 산업 표준 물질들이다.

그러나, 금속 산화막들(metal oxide films)은 약하고 휨이나 다른 물리적인 스트레스들에 의해 손상되기 쉽다. 그들은 또한 높은 도전성 수준들을 달성하기 위해 높은 증착온도 및/또는 높은 어닐링(annealing) 온도를 요한다. 플라스틱 및 유기 기판들(organic substrates), 예를 들어 폴라카보네이트(polycarbonates)와 같이 습기를 흡착하기 쉬운 기판들에게 금속 산화막들의 접착력(adhesion)이 또한 문제될 수 있다.

따라서 연성(flexible) 기판들 상에 금속 산화막들을 적용하는 것은 매우 제한된다. 또한, 진공 증착은 비용이 많이 드는 공정이고 특수한 장비를 요구한다.

더구나, 진공 증착 공정은 패턴들 및 회로들을 형성하는 데 있어서 도움이 되지 않는다. 이는 전형적으로 포토리소그래피(photolithography)와 같이 비용이 많이 드는 패터닝 공정들로 귀결된다. 도전성 중합체들은 또한 광학적으로 투명한 전기적 도전체들로서 사용되어 왔다. 그러나, 그들은 일반적으로 금속 산화막들에 비해 낮은 전도율 값들과 높은 광흡수성(optical absorption)(특히 가시광선 파장들에서)을 가지며, 화학적 및 장기적 안정성이 부족하다.

따라서, 적절한 전기적, 광학적 그리고 기계적 특성들을 갖는 투명 도전체, 특히 어떤 기판들에 대해서도 적응가능하고 저비용, 고처리율 공정으로 제조되고 패터닝될 수 있는 투명 도전체를 제공하기 위한 요구가 따른다.

본 발명은 상기한 종래의 기술을 감안하여, 제조가 용이하며 전기의 통전성이 뛰어나고 전기저항이 작은 도전체판을 제작하는 공정과 그에 의하여 만들어지는 도전체판이 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제이다.

특히 본 발명에서는 빛이 투과되는 투과율이 탁월하게 좋을 뿐만 아니라 전기저항이 작은 투명 도전체판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유동성 수지를 이용한 도전체판의 제조방법과 그에 의하여 만들어지는 도전체판은,

극미세 돌출부를 가지는 금형에 액상의 유동성 수지를 도포하는 공정과;

유동성 수지에 기판을 위치시키는 공정과;

유동성 수지를 경화시켜, 기판에 금형의 극미세 돌출부에 대응하는 극미세 음각부를 형성하는 공정과;

금형으로부터 극미세 음각부가 형성된 기판을 분리하는 공정과;

기판의 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판의 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 수행한 후, 극미세 분말 페이스트를 건조 및 경화시키고 다시 전기도금을 수행하는 공정을 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 유리와 같은 투명판에 수 미크론 단위의 전도성 물질을 형성하여 투명도를 유지하면서 통전성을 가진 투명 도전체판을 구성할 수가 있게 된다. 수 미크론 단위의 통전부를 형태는 사각형의 격자무늬가 연속적으로 형성되어진 것이 일반적이나 다양한 형태의 문양이 가능함은 물론이다.

이러한 수 미크론 단위의 극미세한 통전부를 구성하기 위하여서는 금형에 극미세한 돌출부가 형성이 되어야만 한다. 이러한 극미세 통전부를 형성하게 되면, 투명 투명판의 투과도를 최상의 형태로 제작을 할 수가 있다.

본 발명의 공정을 통하여 제작이 되어 투명 도전체판은 전기 저항도가 5오옴 이하의 것이 만들어 질 수가 있다. 본 발명에서는 극미세 음각부에 충진되어지는 소재와 후처리의 방법에 따라 전기 저항도가 달라지나 통상적으로 50오옴 이하의 제품이 얻어질 수가 있다.

본 발명에서 사용이 되어지는 충진재로는 도전성의 극미세 분말 페이스트를 사용한다. 이에 대한 본 발명에서의 한 실시예로서는 나노 단위의 은분말을 점도가 높은 액상의 형태로 만들어 충진재로 사용할 수가 있다.

이렇게 충진되어진 극미세 분말 페이스트를 건조 경화시켜서 바로 제품으로 사용을 할 수도 있으며, 건조 경화되어진 분말 페이스트에 다시 한번 통전성을 부가하기 위하여 전기도금을 할 수도 있다.

이러한 공정을 거치게 되면 본 발명의 투명 도전체판의 전기저항은 5오옴 이하의 것으로 제작이 되었으며, 극미세 음각부의 크기를 3미크론 이하의 것으로 제작이 되었다.

본 발명에 실시예에서 투명판을 유리판으로 하고 음각부를 형성하는 수지를 투명 UV 수지로 하며, 극미세 음각부의 크기를 2미크론으로 형성하였을 경우 전기 저항은 0.827로 실측이 되었으며, 투명도는 90% 이상으로 실측되었다.

본 발명은 탁월한 전기저항에 대한 특성과 투명도에 대한 특성을 제공하는 것이다.

도 1은 극미세 돌출부가 형성된 금형의 설명도이다.
도 2는 극미세 돌출부에 액상의 유동성 수지를 도포하는 공정의 설명도이다.
도 3은 액상의 유동성 수지의 한 면에 기판을 위치시킨 후, 유동성 수지를 경화시키는 공정을 설명하는 설명도이다.
도 4는 금형으로부터 분리시킨 기판의 설명도이다.
도 5는 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 설명하는 설명도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

본 발명은 유동성 수지를 이용하여 도전체판을 제작하는 방법과 그에 의하여 제작되어진 도전체판에 대한 것이다. 본 발명에서의 도전체 판은 다양한 형태로 다양한 분야에서 사용이 될 수가 있다.

제작 되어진 도전체판이 휘어지지 않는 평판으로 만들어 질수도 있으며, 가요성의 평판으로 만들어 질수도 있다.

또한 작업의 연속성을 확보하기 위하여 도전체 판이 롤상으로 길게 제작이 되게 할 수가 있음은 물론이다.

또한 본 발명에서는 도전체판이 투명한 것으로 만들어 질수도 있으며, 불투명한 것으로도 만들어 질 수가 있다. 투명한 것으로 만들기 위하여서는 반드시 사용이 되어지는 유동성 수지는 투명한 액상의 유동성 수지가 사용이 되어져야만 한다. 본 발명에서 액상의 유동성 수지는 물과 같이 완전한 액상을 의미하는 것이 아니라 어느정도 점도를 가져 액이 임의대로 흐를 수 있지 않는 상태를 의미한다.

본 발명은 이러한 다양한 형태의 도전체판을 모두 포함하여 권리를 청구하되, 본 발명의 가장 대표적인 실시예로는 투명한 유동성 수지를 사용한 투명 도전체판을 들 수가 있다.

도 1은 극미세 돌출부가 형성된 금형의 설명도이다.

평판 또는 롤상의 금형(1) 위에는 수미크론 크기의 극미세 돌출부(2)가 무수히 형성이 되어져 있다. 금형상의 극미세 돌출부는 제품에서 요구되어지는 형태의 문양으로 구성이 되어진다.

즉 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 금속 등의 여러 가지 형태의 패턴이 돌출된 형태로 형성이 되어진다. 패턴의 형태로는 하니컴 모양이나 사각형 모양 등 다양한 형태의 문양을 구성할 수가 있다.

수 미크론 크기의 극미세 돌출부가 형성이 되어진 금형의 만들기 위하여서 금속성의 기판에 에칭을 하거나 레이저 가공을 하여 직접적으로 극미세 돌출부를 형성할 수가 있다. 또 다른 방법으로서는 금속의 기판에 감광제를 도포하고, 상기 감광제에 촬영 및 현상과정을 통하여 노광부를 형성하고, 이것에 도금작업을 함으로써 극미세 돌출부를 가지는 금형을 형성을 할 수도 있다.

본 발명에서의 금형은 평판형태이거나 또는 연속작업이 가능하도록 하기 위한 롤 형태의 금형을 포함한다.

도 2는 극미세 돌출부에 액상의 유동성 수지를 도포하는 공정의 설명도이다.

본 발명에서는 유동성 액상의 수지(3)를 기포가 생기지 않도록 금형(1)에 도포를 한다. 금형 위의 수많은 극미세 돌출부(2) 전체가 모두 균일한 뚜께로 고르게 도포를 되도록 하는 것이 요구가 되어진다.

본 발명에서 액상의 유동성 수지는 다양한 형태가 사용이 되어 질 수가 있다. 열에 의하여 경화를 하거나 빛에 의하여 경화를 하는 등의 다양한 형태의 액상의 수지가 사용이 되어진다.

투명한 도전체판을 만들 경우에는 투명한 액상의 유동성 수지가 사용이 되어져야만 하는데 이러한 투명한 유동성 수지의 대표적인 실시예로서는 투명한 UV수지를 들 수가 있다.

본 발명에서 적용이 되어지는 극미세 돌출부의 높이가 수 미크론에 불과한 것이 많으므로 도포되는 액상의 유동성 수지 역시 수십 미크론 이하의 두께를 가진 경우가 많다.

도 3은 액상의 유동성 수지의 한 면에 기판을 위치시킨 후, 유동성 수지를 경화시키는 공정을 설명하는 설명도이다.

금형(1)의 극미세 돌출부(2)는 액상의 유동성 수지(3)에 의하여 균일한 두께로 균일하게 도포가 되어진다.

액상의 유동성 수지는 다양한 형태로 용도에 따라 적절히 선택되어 사용이 될 수가 있다. 극미세 돌출부를 도포한 후에 액상의 유동성 수지가 흘러내리지 않은 상태로 유지될 수가 있는 점도는 확보가 되어야만 한다.

상기의 유동성 수지가 경화되기 이전에 유동성 수지의 한 면에 투명 또는 불투명의 기판을 위치시킨다. 이러한 기판(4)은 딱딱한 평판 또는 가요성이 있는 평판이 필요한 목적에 따라서 사용이 되어 질 수가 있음은 물론이다. 투명한 도전체판을 구성하기 위하여서는 투명한 기판이 사용이 되어져야만 한다.

본 발명에서 기판은 투명한 투명판으로 구성을 하는 형태가 많이 사용이 되어진다. 투명판은 다양한 형태의 투명물질을 의미하며, 평판 또는 롤상의 판도 적용이 된다 하겠다. 가장 대표적인 투명한 평판의 실시예로서는 유리판을 들 수가 있다.

유동성 수지의 한 면에 기판을 위치하는 공정에서 가장 유의할 것은 기포의 형성이 되지 않도록 위치를 시키는 것이다. 이러한 작업을 위하여서는 다양한 형태의 설비 및 공정이 공개가 되어져 있다.

기판을 위치시킨 후, 액상의 유동성 수지를 경화시킨다. 이러한 경화작업은 유성성 수지의 종류에 따라서 다양한 방법이 사용이 되어진다.

주로 열이나 빛에 의하여 경화가 이루어지도록 하는 경우가 많다.

투명한 도전체판을 얻기 위하여 투명기판과 투명한 UV수지를 사용하였다면 빛을 조사시켜서 경화를 시킬 수가 있다.

유동성 수지는 경화과정을 통하여 기판과 일체가 되어진다.

또한 경화 과정을 통하여 경화된 수지의 한 면에는 금형의 극미세 돌출부의 형상에 대응이 되어지는 극미세 음각부가 형성이 되어진다.

도 4는 금형으로부터 분리시킨 기판의 설명도이다.

유동성 수지가 경화되면 상기 수지는 기판에 단단히 결합이 되어진다.

경화 과정을 통하여 경화된 수지의 한 면에는 금형의 극미세 돌출부의 형상에 대응이 되어지는 극미세 음각부가 형성이 되어진다.

이와 같이 된 경화되어진 수지를 금형으로부터 이탈시키게 되면 극미세 음각부(5)가 형성되어진 기판(4)이 제작된다.

본 발명에서 유동성 수지는 경화가 된다 하더라도 극미세 돌출부를 가지는 금형과는 결합이 되어지지 아니한다. 즉 경화후의 유동성 수지는 기판과는 단단히 일체화가 되어지되, 금형과는 이탈이 가능한 상태이다.

이는 수지와 금형과의 소재적 특성에 따라서 이루어지는 것이다. 예를 들어 금형을 니켈금속으로 하고, 유동성 수지를 UV수지로 할 경우에는 UV수지가 경화를 한다 하더라도 니켈금속에는 결합이 되어지지 않는 특성이 있다.

도 5는 극미세 음각부에 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진하는 공정을 설명하는 설명도이다.

경화되어진 수지의 극미세 음각부에 극미세 분말 페이스트(6)를 충진한다. 상기의 극미세 분말 페이스트의 가장 대표적인 실시예로는 나노 입자의 은분말을 페이스트 상태로 만든 것이다. 충진 후에는 경화시켜서 극미세 음각부에 견고히 부착이 되도록 하면 본 발명의 도전체판이 완성이 되어진다.

본 발명의 극미세 분말 페이스트를 극미세 음각부에 충진할 때에 극미세 분말 페이스트는 극미세 음각부에만 충진되고, 음각부가 아닌 평면부에는 분말 페이스트가 전혀 묻지 않은 깨끗한 면이 될수록 좋은 제품이 만들어진다. 이를 위하여서 극미세 분말 페이스트를 음각부에 충진하기 이전에 평면부에 보호층을 형성하는 작업을 행하는 것이 바람직하다.

상기 보호층은, 극미세 음각부가 형성이 되어진 면의 평면부에만 얇은 보호층을 형성하고, 상기 극미세 음각부에는 보호층이 형성되어지지 않도록 구성을 한다.

보호층의 두께는 수 미크론 이하의 극히 얇은 두께로 균일하게 도포가 되어질 수록 바람직하다. 상기 보호층은 극미세 분말 페이스트가 잘 묻어지지 않는 성분을 함유하고 있어서 보호층이 도포된 평면부에는 극미세 분말 페이스트가 묻지 않고 음각부에만 분말 페이스트가 충진이 되어지게 된다.

극미세 분말 페이스트가 음각부에 충진 및 경화가 되어진 이후에는 상기 도호층을 제거한다. 상기 보호층은 열이나 용제에 의하여 극히 용이하게 제거가 되어지는 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 보호층 제거작업을 통하여 만약 평면부에 분말 페이스트가 묻어 있다 하더라도 상기 보초층을 제거함에 의하여 음각부에만 극미세 분말 페이스트가 존재하게 된다.

보호층에 대한 구체적 실시예로서는 불소를 용제에 묽게 희석시킨 불소희석액을 끝이 평편한 고무판에 고루 묻혀서 평면에만 도포를 얇게 하거나, 롤라에 상기 불소 희석액을 평면부에만 도포되게 한다. 극미세 음각부에 극미세 분말 페이스트를 충진 및 경화시킨 후, 사기 불소 희석액이 도포된 보호층에 열을 가하게 되면 보호층이 제거가 되어진다.

보호층을 형성할 때, 조심할 것은 액이 너무 묽어서 음각부 내로 흘러 내려지지 않도록 하는 것이 필요하다. 또한 보호층을 형성하기 위하여 묽은 액을 스프레이하게 되면 음각부 내로 보호층을 형성하는 액이 들어가게 되므로 이경우는 피하여야만 한다.

본 발명에서는 극미세 음각부에 경화되어진 상기의 극미세 분말 페이스트에 다시 한번 전기도금을 시행하여 전기적 저항을 줄일 수가 있다.

이 역시 본 발명의 실시예에 속한다. 즉 본 발명은 극미세 분말 페이스트를 건조 및 경화시킨 후 다시 전기도금을 수행하여 전기적 특성과 제품의 안정성을 높이는 공정도 추가 될 수가 있음은 물론이다.

본 발명에서는 기판을 유리판으로, 유동상 액상 수지는 유동성 투명 UV수지로 하는 것이 가장 대표적인 실시예이다.

본 발명을 통하여 제작이 되어지는 도전체판은 주로 휴대폰의 터치패널 등과 같은 곳에 많이 사용이 되어진다. 디스플레이용 터치패널에 적용을 시키기 위하여서는 도전체판의 기판은 투명한 것으로서 경질의 유리판 또는 가요성 시트 등이 적용되어진다.

터치패널에서 가장 요구가 되어지는 것은 전기가 통전이 되어지는 도전체판이지만 무엇보다도 영상을 볼 수가 있기 위하여서는 일정 수준이상의 빛의 투과도가 요구가 되어진다.

본 발명에서 금형의 극미세 돌출부의 선의 굵기를 2 미크론으로 하고, 극미세 돌출부의 피치를 수십 미크론으로 하며, 광학용 투명 UV수지를 사용하며, 강화 유리판을 사용하여 투명 도전체판을 제작할 경우에는 빛의 투과도가 90%이상을 얻을 수가 있다.

터치 패널 등의 도전체판이 우수한 성능을 확보하기 위하여서는 작은 전기저항치가 또한 요구가 되어진다. 이는 터치패널의 응답속도를 빠르게 할 뿐만아니라 전력소모를 줄이는데 큰 기여를 하게 된다.

본 발명에서 금형의 극미세 돌출부의 선의 굵기를 2 미크론으로 하고, 극미세 돌출부의 피치를 수십 미크론으로 하며, 광학용 투명 UV수지를 사용하며, 강화 유리판을 사용하여 투명 도전체판을 제작할 경우에는 전기저항이 5 오옴 이하의 전기저항을 확보할 수가 있다.

1 : 금형 2 : 극미세 돌출부
3 : 액상의 유동성 수지 4 : 기판
5 : 극미세 음각부 6 : 극미세 도전성 분말 페이스트

Claims (14)

1. 도전체판 제조방법에 있어서,
   극미세 돌출부(2)를 가지는 금형(1)에 액상의 유동성 수지(3)를 도포하는 공정과;
   유동성 수지(3)에 기판(4)을 위치시키는 공정과;
   유동성 수지를 경화시키는 과정으로 기판(4)과 일체를 이루도록 결합하고, 유동성 수지를 일체화한 기판(4)에 금형의 극미세 돌출부에 대응하는 극미세 음각부를 형성하는 공정과;
   금형으로부터 극미세 음각부가 형성된 일체화한 기판(4)을 분리하는 공정과;
   일체화한 기판(4)의 평면부에 보호층을 형성하여 기판(4)의 극미세 음각부에만 도전성의 극미세 분말 페이스트를 충진한 이후 보호층을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 수지를 이용한 도전체판의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
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7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
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