KR102143311B1 - 구조물 및 구조물의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름 기재를 구조체의 비평면 부분을 따라서 비평면을 이루도록 변형시킬 때, 해당 필름 기재의 양면에 마련된 금속 세선 패턴부의 단선을 방지할 수 있고, 또한 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 구조물 및 구조물의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고, 당해 과제는, 구조체(2)와, 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 피복하는 필름 기재(3)를 일체 성형하여 이루어지고, 비평면 부분(21)을 피복하는 필름 기재(3)의 양면에 금속 세선 패턴부(4)가 형성되어 있고, 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함하는 구조물(1), 및 구조체(2)와 필름 기재(3)를 가열 성형에 의해 일체화하는 구조물(1)의 제조 방법에 의해 해결된다.

Description

구조물 및 구조물의 제조 방법

본 발명은 구조물 및 구조물의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필름 기재를 구조체의 비평면 부분을 따라서 비평면을 이루도록 변형시킬 때, 해당 필름 기재의 양면에 마련된 금속 세선 패턴부의 단선을 방지할 수 있고, 또한 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 구조물 및 구조물의 제조 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 안테나의 기능이나 정전 용량 방식의 터치 패널 기능을 구비하는 전자 기기의 하우징 부품이 개시되어 있다. 구체적으로는, 편면에 금속 메쉬를 구비하는 메시 시트를, 하우징의 외형에 대응하는 곡면부를 갖는 부재에 접착하여, 하우징 부품으로 하고 있다.

국제 공개 제2009/104635호

특허문헌 1에 있어서, 금속 메쉬는, 메시 시트의 편면에만 마련된다. 그로 인해, 메시 시트에는, 안테나의 기능, 정전 용량 방식의 터치 패널의 기능 중에서 선택되는 하나의 기능이 부여될 뿐이다.

또한, 특허문헌 1은, 하우징의 외형을 따르도록 메시 시트를 변형시켰을 때에, 금속 메쉬를 구성하는 세선이 단선되는 과제를 기재하고 있다. 이 과제를 해결하기 위해서, 금속 메쉬에 특정한 메쉬 패턴을 부여하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이 단선 방지 기술은, 어디까지나 메시 시트의 편면에 마련된 세선을 대상으로 하는 것이다. 특허문헌 1에는, 필름 기재의 양면에 마련된 세선의 단선을 방지하는 것에 대해서는 개시가 없다.

또한, 특허문헌 1이 개시하는 금속 메쉬는, 메시 시트를 변형시킨 상태에서, 예를 들어 제품을 구성하는 다른 요소(예를 들어 화상 표시 소자가 구비하는 화소 어레이 등)와 겹치면, 무아레(간섭 줄무늬)를 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 시각적인 위화감을 저감하는 관점에서 더한층 개선의 여지가 있다.

따라서 본 발명의 과제는, 필름 기재를 구조체의 비평면 부분을 따라서 비평면을 이루도록 변형시킬 때, 해당 필름 기재의 양면에 마련된 금속 세선 패턴부의 단선을 방지할 수 있고, 또한 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 구조물 및 구조물의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는, 이하의 기재에 의해 명확해진다.

상기 과제는, 이하의 각 발명에 의해 해결된다.

1.

비평면 부분을 갖는 구조체와, 상기 구조체의 상기 비평면 부분을 피복하는 필름 기재를 일체 성형하여 이루어지는 구조물이며,

상기 비평면 부분의 적어도 일부를 피복하는 상기 필름 기재의 양면에 금속 세선 패턴부가 형성되어 있고,

상기 금속 세선 패턴부의 적어도 일부를 구성하는 금속 세선이 비직선 형상을 포함하는 구조물.

2.

상기 필름 기재의 두께 F가 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고,

상기 필름 기재의 적어도 한쪽 면의 상기 금속 세선의 두께 M이 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이고,

M/F비가 0.004 내지 0.05인 상기 1에 기재된 구조물.

3.

상기 필름 기재의 양면에 형성된 상기 금속 세선 패턴부의 합산의 금속 세선 밀도가 20％ 미만인 상기 1 또는 2에 기재된 구조물.

4.

상기 필름 기재의 편면의 상기 금속 세선 패턴부, 또는 양면의 상기 금속 세선 패턴부에 터치 스위치 기능이 부여되어 있는 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 구조물.

5.

상기 필름 기재의 편면의 상기 금속 세선 패턴부, 또는 양면의 상기 금속 세선 패턴부에, 발열체 기능 또는 안테나 기능이 부여되어 있는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 구조물.

6.

상기 금속 세선은 2층 이상의 적층 구조를 갖고, 은 및 구리 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 기층과, 니켈, 알루미늄, 아연 및 주석 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 표층을 갖는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 구조물.

7.

비평면 부분을 갖는 구조체와, 상기 구조체의 상기 비평면 부분을 피복하는 필름 기재를 일체화하여 구조물을 제조하는 구조물의 제조 방법이며,

상기 비평면 부분의 적어도 일부를 피복하는 상기 필름 기재의 양면에 금속 세선 패턴부가 형성되어 있고,

상기 금속 세선 패턴부의 적어도 일부를 구성하는 금속 세선이 비직선 형상을 포함하고,

상기 구조체와 필름 기재를 가열 성형에 의해 일체화하는 구조물의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 필름 기재를 구조체의 비평면 부분을 따라서 비평면을 이루도록 변형시킬 때, 해당 필름 기재의 양면에 마련된 금속 세선 패턴부의 단선을 방지할 수 있고, 또한 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 구조물 및 구조물의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태에 따른 구조물의 개략 사시도.
도 2는 도 1에 있어서의 (ii)-(ii)선 단면도.
도 3은 일 실시 형태에 따른 구조물을 구성하는 필름 기재를 개념적으로 설명하는 도면.
도 4는 금속 세선의 일례를 설명하는 도면.
도 5는 커피 스테인 현상을 이용하는 금속 세선 형성의 일례를 설명하는 도면.
도 6은 가열 성형의 일례를 설명하는 도면.
도 7은 다른 실시 형태에 따른 구조물을 구성하는 필름 기재를 개념적으로 설명하는 도면.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다.

1. 구조물

도 1은 일 실시 형태에 따른 구조물의 개략 사시도이며, 구조체를 피복하는 필름 기재의 일부를 절결한 모습을 도시하고 있다. 도 2는 도 1에 있어서의 (ii)-(ii)선 단면도이다.

구조물(1)은 구조체(2)와 필름 기재(3)에 의해 구성되어 있다.

구조체(2)는 비평면 부분(21)을 갖는다. 「비평면 부분」은, 구조체(2)의 표면을 구성하는 부분이며, 하나의 평면 내에 포함되지 않는 부분이면 되고, 곡면이나, 복수의 평면의 조합에 의해 구성할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 비평면 부분(21)이 곡면에 의해 구성되는 경우를 나타내고 있다.

필름 기재(3)는 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 피복하도록 마련되어 있다.

필름 기재(3)의 양면에는 금속 세선 패턴부(도 1 및 도 2에서는 도시 생략)가 형성되어 있다. 이것에 대해서, 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 일 실시 형태에 따른 구조물(1)을 구성하는 필름 기재(3)를 개념적으로 설명하는 도면이다. 도 3에서는, 필름 기재(3)로서, 변형 전의 상태(평면의 상태)의 것을 나타내고 있다. 이 필름 기재(3)는 구조물(1)에 있어서는, 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 따라서 비평면을 이루도록 변형된다. 도 3은, 도 1에 있어서 파선으로 둘러싸진 영역 A(구조체(2)의 비평면 부분(21)에 대응한다)를 구성하는 필름 기재(3)의 확대도에 상당한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 필름 기재(3)의 표면(31) 및 이면(32)에는, 각각 금속 세선 패턴부(4, 4)가 형성되어 있다(이하의 설명에서는, 표면(31) 및 이면(32)을 합쳐서 양면(31, 32)이라고 하는 경우가 있다.).

금속 세선 패턴부(4)는 필름 기재(3) 상에 2차원적으로 배치된 복수의 금속 세선(41)에 의해 구성되어 있다. 필름 기재(3)의 표면(31)의 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)은 도 3 중 실선으로 나타낸 바와 같이, 상하 방향을 따라서 마련되고, 가로 방향으로 소정의 간격으로 복수 병설되어 있다. 필름 기재(3)의 이면(32)의 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)은 도 3 중 파선으로 나타낸 바와 같이, 가로 방향을 따라서 마련되고, 상하 방향으로 소정의 간격으로 복수 병설되어 있다.

필름 기재(3)의 양면(31, 32)에 각각 마련된 각 금속 세선(41)은 비직선 형상을 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 금속 세선(41)은 비직선 형상으로서 파선상 요소를 포함하고 있다.

금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함하고 있는 것에 의해, 필름 기재(3)를 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 따라서 비평면을 이루도록 변형시키더라도, 필름 기재(3)의 양면에 마련된 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)의 단선을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다. 이 효과에 대해서는, 비직선 형상을 포함하는 금속 세선(41)이 스프링과 같이 기능하여 신축함으로써, 필름 기재(3)의 변형에 대한 추종성을 발휘하고 있는 것 등이 추정된다.

비직선 형상을 포함하는 금속 세선(41)에 의한 스프링의 신축성은, 해당 금속 세선(41)의 길이 방향이나 폭 방향을 포함하는 전체 방향으로 발휘된다. 또한, 이 신축성은, 신장 방향, 수축 방향 중 어느 쪽으로든 발휘된다. 그 때문에, 구조체(2)의 비평면 부분(21)의 굴곡 방향에 구애되지 않고, 단선을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다. 따라서, 금속 세선(41)의 패터닝 시에, 반드시 구조체(2)의 비평면 부분(21)의 굴곡 방향을 고려할 필요는 없다. 예를 들어, 구조체(2)의 비평면 부분(21)과, 구조체(2)의 평면 부분 각각에 대하여 동일한 패턴으로 금속 세선(41)을 형성하는 것도 바람직한 것이다.

특히, 필름 기재(3)를 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 따라서 비평면을 이루도록 변형시키면, 필름 기재(3)의 표면(31)과 이면(32)에서 굴곡 상태가 상이하다. 예를 들어, 볼록형의 비평면 부분(21)을 따라서 필름 기재(3)를 변형하는 경우, 표면(31)은 신장되고, 이면(32)은 수축된다. 또는, 오목형의 비평면 부분(21)을 따라서 필름 기재(3)를 변형하는 경우, 표면(31)은 수축되고, 이면(32)은 신장된다. 이때, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)의 금속 세선(41)이 스프링과 같은 신축성을 가짐으로써, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)에서 동시에 발생하는 신장과 수축의 양쪽에 대하여 단선 방지 효과가 발휘된다. 따라서, 구조체(2)가 볼록형의 비평면 부분(21)을 갖는 경우, 오목형의 비평면 부분(21)을 갖는 경우, 또는, 이들을 모두 갖는 경우에 있어서도, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)의 금속 세선(41)의 단선을 방지할 수 있다.

이러한 스프링의 신축성을 양호하게 발휘하는 관점에서, 금속 세선(41)에 부여되는 비직선 형상은, 도 3에 도시하는 파선상 요소나, 도 7에 도시하는 지그재그상 요소 등과 같은, 해당 금속 세선(41)의 길이 방향에 대하여 좌우로 반복하여 사행되는 요소를 포함하는 것이 바람직하다. 이 사행은, 예를 들어, 좌우로 복수회 왕복할 수 있고, 예를 들어 2회 이상, 3회 이상, 5회 이상, 나아가서는 10회 이상, 왕복할 수 있다.

금속 세선(41)의 전체로서의 형상은, 예를 들어 호를 그리도록 만곡되어 있어도 되고, 도 3에 도시한 바와 같이 직선적이어도 된다. 직선적이라고 하는 것은, 금속 세선(41)의 사행에 수반하는 각 진폭의 중심이 일직선 상에 배치되는 것다. 여기에서 말하는 금속 세선(41)의 전체적인 형상은, 필름 기재(3)의 변형 전의 상태를 설명한 것이지만, 변형 후일지라도 필름 기재(3)의 신축 상태 등으로부터 변형 전의 상태를 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 금속 세선(41)의 단선이 방지됨으로써, 도전성이 양호하게 유지된다.

또한, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)에 각각 마련된 각 금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함하고 있는 것에 의해, 시각적인 위화감을 저감하는 효과도 얻어진다. 이에 대해서 이하에 설명한다.

먼저, 필름 기재(3)가 투명한 경우, 예를 들어 구조체(2)와 필름 기재(3) 사이에 화상 표시 소자가 마련되어 있으면, 종래의 금속 메쉬에서는 화상 표시 소자가 구비하는 화소 어레이와 간섭하여 무아레를 발생하여, 시각적인 위화감을 부여할 수 있다. 이에 반해, 금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함함으로써, 이러한 간섭이 방지되어, 무아레가 발생하기 어려워져, 시각적인 위화감이 저감한다. 이러한 효과는, 화소 어레이가 마련되는 경우에 한하지 않고, 예를 들어 주기적인 패턴을 갖는 요소가 마련되는 경우에 있어서 발휘된다.

또한, 필름 기재(3)가 투명한 경우, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)에, 비직선 형상을 포함하지 않는 금속 메쉬를 마련하면, 양면(31, 32)의 금속 메쉬 간에 간섭하여 무아레를 발생하여, 시각적인 위화감을 부여할 수 있다. 이에 반해, 금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함함으로써, 이러한 간섭이 방지되어, 무아레가 발생하기 어려워져, 시각적인 위화감이 저감한다.

이상과 같은 효과는, 필름 기재(3)가 투명한 경우뿐만 아니라, 필름 기재(3)가 투시 가능한 경우에 있어서도 발휘된다.

또한, 필름 기재(3)가 투명하지 않고, 또한, 투시 불가능한 경우에 있어서도, 시각적인 위화감을 저감하는 효과가 얻어진다. 예를 들어, 필름 기재(3) 상에 어느 하나의 필름이 적층되는 경우에는, 해당 필름에 주기적인 패턴이 형성되어 있을 때에, 종래의 금속 메쉬에서는 주기적인 패턴과 간섭하여 무아레를 발생할 수 있다. 이에 반해, 금속 세선(41)이 비직선 형상을 포함함으로써, 이러한 간섭이 방지되어, 무아레가 발생하기 어려워져, 시각적인 위화감이 저감한다. 예를 들어, 구조물(1)의 사용 시에, 구조물(1) 상(필름 기재(3) 상)에 주기적인 패턴이 형성된 필름 등의 물품이 적재되었다고 해도, 시각적인 위화감을 발생하기 어려운 효과가 얻어진다.

양면(31, 32)에 금속 세선 패턴부(4, 4)가 형성된 필름 기재(3)는 예를 들어 정전 용량 방식 등의 터치 센서 등으로서 사용할 수 있다. 이때, 양면(31, 32)의 금속 세선 패턴부(4, 4)에 의해 X 방향 위치 검출 전극, Y 방향 1 검출 전극을 구성할 수 있기 때문에, 편면에만 금속 세선 패턴부가 형성되는 경우와 비교하여, 고정밀도의 위치 검출을 행할 수 있다. 또한, 「3. 용도」에 있어서 설명하는 바와 같이, 양면(31, 32)에 금속 세선 패턴부(4, 4)가 형성된 필름 기재(3)는 편면마다 다른 기능을 부여하여 다기능화할 수 있는 효과도 발휘한다.

또한, 필름 기재(3)는 단층 구조(1매)인 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들어 필름 기재(3)가 적층 구조인 경우(예를 들어 2매의 필름을 접합한 것인 경우)와 비교하여, 구조체(2)와 일체 성형할 때에 필름 간의 위치 어긋남이 발생하지 않는 효과가 얻어진다. 이에 의해, 금속 세선 패턴부(4, 4)에 의한 기능(터치 센서의 예에서 말하면 위치 검출 기능)를 적합하게 발휘시킬 수 있다. 또한, 필름 기재(3)가 단층 구조인 것에 의해, 비용면에서도 유리해진다. 또한 또한, 필름 기재(3)가 단층 구조인 것에 의해, 필름 기재(3)를 얇게 형성하는 것이 가능해지고, 양면(31, 32)의 금속 세선 패턴부(4, 4)사이의 거리를 근접할 수 있다. 이에 의해, 정전 용량 방식 등의 터치 센서의 감도를 향상시키는 효과도 얻어진다.

필름 기재(3)의 양면(31, 32)에 형성된 금속 세선 패턴부(4, 4)의 합산의 금속 세선 밀도는, 20％ 미만인 것이 바람직하다. 금속 세선 밀도(％)는 금속 세선 패턴부(4)를 구성하고 있는 필름 기재(3)의 표면적 중, 금속 세선(41)에 의해 피복되어 있는 면적의 백분율이다. 합산의 금속 세선 밀도(％)는 필름 기재(3)의 표면(31) 및 이면(32) 각각에 대하여 구한 금속 세선 밀도(％)를 합산한 값이다. 합산의 금속 세선 밀도가 20％ 미만인 것에 의해, 필름 기재(3)의 변형에 대한 금속 세선(41)의 추종성이 더욱 향상되어, 단선이 더한층 방지된다. 또한, 필름 기재(3)의 신축성도 향상되어, 구조체(2)와 필름 기재(3)의 일체 성형을 위한 가공 시에 주름 등이 발생하기 어려워지는 효과도 얻어진다.

이어서, 도 4를 참조하여, 금속 세선(41)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는, 금속 세선(41)이 형성된 필름 기재(3)의 단면도이며, 금속 세선(41)의 길이 방향과 직교하는 단면에서 절단한 모습을 도시하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 금속 세선(41)은 2층의 적층 구조를 갖고 있다.

금속 세선(41)은 적층 구조로서, 은 및 구리 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 기층(411)과, 니켈, 알루미늄, 아연 및 주석 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 외층(412)을 갖는 것이 바람직하다. 기층(411)을 구성하는 금속에 의해 우수한 도전성이 발휘된다. 또한, 외층(412)을 구성하는 금속에 의해, 더한층 도전성 향상 효과가 얻어진다. 또한, 외층(412)이 마련되는 것에 의해 은폐 효과가 발휘된다. 은폐 효과라고 하는 것은, 금속 세선(41)을 시인 곤란하게 하는 효과이다.

예를 들어, 필름 기재(3)로서 투명 필름을 사용함으로써, 구조체(2)에 의해 표시되는 화상이나, 구조체(2)의 색감 등을, 필름 기재(3)를 통하여 시인시킬 수 있다. 이때, 은폐 효과에 의해 금속 세선(41)이 시인 곤란해짐으로써 화상을 명료하게 시인시킬 수 있다.

여기에서는, 금속 세선이 2층의 적층 구조를 갖고 있는 경우에 대하여 주로 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 금속 세선은 3층 이상의 적층 구조를 가져도 된다. 금속 세선이 3층 이상의 적층 구조를 갖는 경우, 상술한 기층(411)과 외층(412) 사이에 1층 이상의 중간층(도시 생략)을 가질 수 있다. 또한, 도시하지 않지만, 금속 세선은 단층 구조여도 된다. 중간층이나 단층 구조를 구성하는 금속은, 예를 들어 기층(411)이나 외층(412)에 대하여 예시한 금속 중에서 선택할 수 있다.

필름 기재(3)의 두께 F는, 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 금속 세선(41)의 두께 M은, 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 특히 두께 F 및 M이 상기 범위일 경우에, M/F비가 0.004 내지 0.05인 것이 바람직하다. 이에 의해, 금속 세선(41)의 도전성이 양호하게 확보되고, 또한, 일체 성형 시의 가공성도 향상된다. 또한, 구조물(1)에 있어서의 도통 고장이 방지되는 효과가 얻어진다. 도통 고장이 방지되는 효과에 대해서는, 상기 조건을 충족함으로써, 일체 성형 시에 있어서의 금속 세선(41)에 의한 필름 기재(3)의 관통이 방지된다. 관통이 방지됨으로써, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)에 마련된 금속 세선(41, 41)을, 서로 전기적으로 절연된 상태로 유지할 수 있다.

상술한 금속 세선(41)의 두께 M에 관한 조건은, 필름 기재(3)의 양면(31, 32) 중 적어도 한쪽 면의 금속 세선(41)에 대하여 충족되어 있으면 된다. 더 바람직한 것은, 이 조건이, 필름 기재(3)의 양면(31, 32)의 각각의 금속 세선(41)에 대하여 충족되는 것이다.

구조체(2)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수지 등인 것이 바람직하다. 수지로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 셀룰로오스계 수지(폴리아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트 등), 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌계 수지, 메타크릴계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-(폴리)스티렌 공중합체(AS 수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS 수지), 폴리염화비닐계 수지, 폴리(메트)아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지 등을 들 수 있다. 후술하는 인서트 성형과 같이, 구조체(2)의 성형 시에 수지를 융해시키는 경우에는, 열가소성 수지가 적합하게 사용된다.

구조체(2)의 형상은, 해당 구조체(2)의 표면 중 어느 부분에 상술한 비평면 부분을 갖는 것이면 된다.

필름 기재(3)로서는 예를 들어 투명 기재 등을 들 수 있다. 투명 기재의 투명한 정도는 특별히 한정되지 않고, 그의 광투과율이 수％ 내지 수십％ 중 어느 것이어도 되고, 그의 분광 투과율도 어떠한 것이어도 된다. 이들 광투과율 및 분광 투과율은 용도, 목적에 따라 적절히 정할 수 있다.

필름 기재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 수지 등인 것이 바람직하다. 수지로서는, 예를 들어 구조체(2)의 재질로서 예시된 것을 사용할 수 있고, 이들 재질을 사용하면, 기재에 양호한 투명성을 부여할 수 있다.

금속 세선(41)의 재질은, 금속이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 아연, 주석 등을 들 수 있다. 금속 세선은, 이들 금속 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상에 의해 구성할 수 있다. 2종 이상의 금속을 병용하는 경우에는, 2종 이상의 금속을 혼합하여 사용해도 되지만, 상술한 바와 같이, 다른 금속을 포함하는 복수의 금속층을 포함하는 적층 구조를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 금속 세선(41)은 금속 미립자의 집합체로서 구성되어도 된다. 이에 의해, 비직선 형상을 갖는 것과의 상승 효과에 의해, 필름 기재(3)의 변형에 대한 금속 세선(41)의 추종성이 더욱 향상되어, 단선이 더욱 양호하게 방지된다. 이 효과에 대해서는, 금속 세선(41)이 적절하게 경량화되어서(성긴 상태가 되어), 신축성을 향상시키고 있는 것 등이 추정된다. 여기서, 집합체를 구성하는 각 금속 미립자는, 반드시 완전히 독립적인 입상일 필요는 없고, 인접하는 금속 미립자끼리 일부가 융착된 것이어도 된다. 금속 세선(41)이 적층 구조를 갖는 경우에는, 1 이상의 층, 바람직하게는 기층(411)을 포함하는 1 이상의 층이, 금속 미립자의 집합체에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 금속 세선(41)을 형성할 때에는, 예를 들어 금속 미립자를 포함하는 잉크를 사용한 인쇄법을 사용할 수 있다. 이 방법에 대해서는, 하기 「2. 구조물의 제조 방법」에 있어서 더욱 상세하게 설명한다.

2. 구조물의 제조 방법

이어서, 구조물의 제조 방법에 대하여 설명한다. 상기 「1. 구조물」에 대하여 한 설명은 「2. 구조물의 제조 방법」에 적절히 원용된다. 또한, 「구조물의 제조 방법」에 대하여 하는 설명은 상기 「1. 구조물」에 적절히 원용된다.

구조물은, 상기 「1. 구조물」에서 설명한 바와 같이, 구조체(2)와, 양면에 금속 세선 패턴부(4)가 마련된 필름 기재(3)에 의해 구성된다.

먼저, 필름 기재(3)에 금속 세선 패턴부(4)를 형성하는 방법의 일례에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 필름 기재(3)의 표면(31)에 금속 세선 패턴부(4)를 형성하는 경우에 대하여 설명하지만, 필름 기재(3)의 이면(32)에 대해서도 마찬가지로 하여 금속 세선 패턴부(4)를 형성할 수 있다.

필름 기재(3) 상에 금속 세선 패턴부(4)를 형성할 때에는 인쇄법이나 포토리소그래피 등이 사용되고, 특히 인쇄법이 적합하게 사용된다. 인쇄법에 있어서는, 예를 들어 금속 미립자를 함유하는 잉크를 기재 상에 부여하여, 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)을 형성할 수 있다.

인쇄법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스크린 인쇄법, 철판 인쇄법, 요판 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있고, 그 중에서도 잉크젯법이 바람직하다. 잉크젯법에 있어서의 잉크젯 헤드의 액적 토출 방식은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 피에조 방식이나 서멀 방식 등을 들 수 있다.

인쇄법에 있어서는, 기재 상에 부여된 잉크를 건조시킬 때에 커피 스테인 현상을 이용하여 금속 세선을 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기재(3)의 표면(31) 상에 금속 미립자를 포함하는 잉크를 포함하는 라인상 액체(5)를 부여한다. 본 실시 형태에서는, 파선상 요소를 포함하는 비직선 형상의 라인상 액체(5)를 형성하고 있다.

이어서, 라인상 액체(5)를 건조시키는 과정에서 라인상 액체(5)의 테두리에 금속 미립자를 선택적으로 퇴적시킴으로써 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 파선상 요소를 포함하는 비직선 형상의 금속 세선(41)을 형성할 수 있다. 이 예에서는, 라인상 액체(5)의 길이 방향을 따르는 양쪽 테두리에 금속 미립자를 선택적으로 퇴적시킴으로써 한 쌍의 금속 세선(41, 41)을 형성하고 있다. 라인상 액체(5)의 선 폭을 일정하게 함으로써, 한 쌍의 금속 세선(41, 41)을 서로 평행하게 형성할 수 있다.

금속 세선(41)의 선 폭은, 라인상 액체(5)의 선 폭보다도 가늘고, 예를 들어 20㎛ 이하, 15㎛ 이하, 또한 10㎛ 이하로 할 수 있다. 금속 세선(41)의 선 폭의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 안정적인 도전성을 부여하는 등의 관점에서는, 예를 들어 1㎛ 이상으로 할 수 있다. 금속 세선(41)을 시인 곤란하게 하는 관점에서는, 금속 세선(41)의 선 폭은 10㎛ 미만인 것이 바람직하다.

커피 스테인 현상을 이용함으로써, 금속 미립자의 집합체로서의 금속 세선(41)을 가늘고 안정적으로 형성할 수 있다. 이에 의해, 필름 기재(3)의 변형에 대한 금속 세선(41)의 추종성이 더욱 향상되어, 단선이 더욱 양호하게 방지된다.

이어서, 인쇄법에 사용할 수 있는 잉크, 특히 커피 스테인 현상을 이용하는 인쇄법에 적합하게 사용할 수 있는 잉크의 일례에 대해서 설명한다.

잉크 중에 함유시키는 금속 미립자를 구성하는 금속으로서, 예를 들어, Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga, In 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, Au, Ag, Cu가 바람직하고, Ag가 특히 바람직하다. 금속 미립자의 평균 입자경은, 예를 들어 1 내지 100㎚, 또한 3 내지 50㎚로 할 수 있다. 평균 입자경은, 체적 평균 입자경이며, 말번사제 「제타사이저 1000HS」에 의해 측정할 수 있다.

잉크에 사용되는 용매는 특별히 한정되지 않고, 물이나 유기 용제 중에서 선택된 1종 또는 복수종을 포함할 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어, 1,2-헥산디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르류 등을 들 수 있다.

또한, 잉크에는 계면 활성제 등의 다른 성분을 함유시킬 수 있다. 계면 활성제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 실리콘계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 잉크 중의 계면 활성제의 농도는, 예를 들어 1중량％ 이하로 할 수 있다.

필름 기재 상에 부여된 잉크(라인상 액체)의 건조 방법은 자연 건조여도 되고, 강제 건조여도 된다. 강제 건조에 사용하는 건조 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 기재의 표면을 소정 온도로 가온하는 방법이나, 기재의 표면에 기류를 형성하는 방법 등을 단독으로, 또는 조합하여 사용할 수 있다. 기류는, 예를 들어 팬 등을 사용하여, 송풍 또는 흡인을 행함으로써 형성할 수 있다.

기재 상에 형성된 금속 세선에 후처리를 실시할 수 있다. 후처리로서, 예를 들어, 소성 처리, 도금 처리 등을 들 수 있다. 소성 처리를 실시한 후, 도금 처리를 실시해도 된다.

소성 처리로서는, 예를 들어, 광 조사 처리, 열처리 등을 들 수 있다. 광 조사 처리에는, 예를 들어, 감마선, X선, 자외선, 가시광, 적외선(IR), 마이크로파, 전파 등을 사용할 수 있다. 열처리에는, 예를 들어, 열풍, 가열 스테이지, 가열 프레스 등을 사용할 수 있다.

도금 처리로서는, 예를 들어, 무전해 도금, 전해 도금 등을 들 수 있다. 전해 도금에서는, 금속 세선의 도전성을 이용하여, 해당 금속 세선에 선택적으로 도금을 실시할 수 있다. 도금 처리에 의해, 도 4에 도시한 적층 구조를 갖는 금속 세선을 형성할 수 있다. 또한, 금속 세선에 복수회의 도금 처리를 실시해도 된다. 도금 금속을 상이하게 한 복수회의 도금 처리를 실시해도 된다. 복수회의 도금 처리에 의해, 도전성 세선 상에 복수의 금속층을 적층할 수 있다. 복수회의 도금 처리에 의해, 도 4에 도시한 기층(411) 상에 1개 또는 복수의 금속층을 중간층으로서 적층한 후, 외층(412)을 적층할 수 있다.

이상과 같이 하여, 금속 세선(41)에 의해 구성된 금속 세선 패턴부(4)를 형성할 수 있다.

이어서, 도 6을 참조하여, 구조체와 필름 기재를 가열 성형에 의해 일체화하는 방법의 일례에 대하여 설명한다. 여기에서는, 가열 성형으로서, 인서트 성형을 행하는 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 구조물을 성형하기 위한 금형(6a, 6b)에, 양면에 금속 패턴부(도 6중, 도시 생략)를 갖는 필름 기재(3)를 공급한다.

이어서, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 금형(6a, 6b)을 폐쇄한다.

이어서, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 금형(6a, 6b) 내에, 구조체(2)를 형성하기 위한, 용융된 수지(20)를 주입한다. 금형(6a, 6b) 내에 있어서, 수지(20)는 필름 기재(3)의 이면(32)측에 접촉하도록 주입된다. 주입된 수지(20)는 냉각에 의해 고화되어, 구조체(2)를 형성한다. 이때, 수지(20)는 필름 기재(3)의 이면(32)에 융착되어, 구조체(2)와 필름 기재(3)를 일체화한다.

이어서, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 금형(6a, 6b)을 개방하여 이형한다. 이에 의해, 상기 「1. 구조물」에서 설명한 바와 같은 구조물(1)이 얻어진다.

이러한 성형 과정에 있어서, 필름 기재(3)는 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 따르는 비평면을 이루도록 변형된다. 본 실시 형태에서는, 금형(6a, 6b) 내에 용융된 수지를 주입하기 전에, 필름 기재(3)를 미리 변형(프리폼)시키고 있다. 필름 기재(3)를 변형시키는 방법으로서는, 예를 들어, 필름 기재(3)를 가열 연화시킨 상태에서, 가압 성형이나 진공 압공 성형 등의 성형을 행하는 방법 등을 들 수 있다. 다른 실시 형태로서, 수지를 주입할 때에, 용융된 수지에 의한 열과, 주입압에 의해 필름 기재(3)를 변형시켜도 된다. 어느 실시 형태에 있어서든, 필름 기재(3)의 양면의 금속 세선 패턴부의 금속 세선이 비직선 형상을 포함함으로써, 필름 기재(3)의 변형에 수반하는 금속 세선의 단선을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 다른 양태에 있어서, 필름 기재(3)의 표면(31)측, 또는 이면(32)측에, 또다른 층(도시 생략)을 적층한 상태에서, 필름 기재(3)를 금형에 공급해도 된다. 이에 의해, 필름 기재(3)와 구조체(2) 사이에 또다른 층이 적층된 구조물(1), 또는, 필름 기재(3)의 표면에 또다른 층이 적층된 구조물(1)이 얻어진다. 상술한 바와 같이, 또다른 층이 주기적인 패턴을 갖는 경우에 있어서도, 금속 세선이 비직선 형상을 포함함으로써, 무아레의 발생이 방지되어, 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

이상의 설명에서는, 금속 세선에 부여되는 비직선 형상이 파선상 요소를 포함하는 경우에 대하여 주로 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 비직선 형상은, 금속 세선의 일단부부터 타단부까지를 최단으로 연결하는 방향에 대하여 경사지는 경사선 요소를 포함하는 것이면 된다. 경사선 요소는 직선 또는 곡선에 의해 구성할 수 있다. 또한 복수의 경사선 요소를 조합함으로써, 금속 세선(41)에 상술한 파선상 요소나, 지그재그상 요소를 부여할 수 있다.

도 7은, 금속 세선(41)에, 비직선 형상으로서 지그재그상 요소가 부여된 모습을 도시하고 있다. 커피 스테인 현상을 이용하는 경우를 예로 들어서 설명하면, 금속 세선(41)에 지그재그상 요소를 부여하기 위해서는, 도 5에 도시한 라인상 액체(5)를 지그재그상으로 형성하면 된다.

금속 세선(41)에 부여되는 비직선 형상은, 파선상 요소나 지그재그상 요소 등과 같이, 해당 금속 세선(41)의 길이 방향에 대하여 좌우로 반복하여 사행되는 요소를 포함하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서는, 금속 세선 패턴부를 구성하는 복수의 금속 세선 모두가 비직선 형상을 포함하는 경우에 대하여 주로 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 금속 세선 패턴부의 적어도 일부를 구성하는 금속 세선이 비직선 형상을 포함하고 있기만 하면, 본 발명의 효과가 발휘된다.

3. 용도

구조물(1)의 용도는 특별히 한정되지 않고, 여러가지 디바이스에 사용할 수 있다.

구조물(1)이 갖는 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)은 디바이스의 종류에 따라, 전기 배선 또는 전극 등과 같은 도전 부재로서 사용할 수 있다. 전극을 구성하는 경우에는, 병설된 복수의 금속 세선(41)에 의해 하나의 전극을 구성해도 된다.

필름 기재(3)의 양면에 형성된 금속 세선 패턴부(4, 4)는, 양면에서 하나의 기능을 발휘하도록 구성되어도 되지만, 각 면에서(편면마다) 다른 기능을 발휘하도록 구성되는 것이 바람직하다.

구체예로서, 이면(32)의 금속 세선 패턴부(4)에, 정전 용량 센서를 구성하기 위한 터치 스위치 기능을 부여할 수 있다.

이때, 표면(31)의 금속 세선 패턴부(4)에, 발열체(히터)를 구성하여 발열체 기능을 부여할 수 있다. 발열에는, 금속 세선(41)에의 통전에 의해 발생하는 줄 열을 이용할 수 있다.

또는, 표면(31)의 금속 세선 패턴부(4)에, 예를 들어 통신 등을 위한 전자파를 송수신하기 위한 안테나 기능을 부여해도 된다.

이상의 설명에 있어서, 표면(31)과 이면(32)에서, 금속 세선 패턴부(4)의 기능을 교체해도 된다. 또한, 각 면의 금속 세선 패턴부(4)에 부여되는 것으로서 설명된 기능은, 양면의 금속 세선 패턴부(4, 4)에 의해 발휘되는 기능으로서 부여되어도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되지 않는다.

(실시예 1)

도 6에 나타낸 것과 동일한 인서트 성형에 의해, 비평면 부분을 갖는 구조체(2)와, 구조체(2)의 비평면 부분(21)을 피복하는 필름 기재(3)를 가열 성형에 의해 일체화하여, 도 1에 도시한 것과 마찬가지의 구조물(1)을 제조하였다.

인서트 성형에 제공되는 필름 기재(3)의 양면에는, 미리 금속 세선 패턴부(4, 4)가 형성되어 있다. 도 3에 도시한 것과 마찬가지로, 금속 세선 패턴부(4)를 구성하는 금속 세선(41)은 비직선 형상으로서 파선상 요소를 포함하고 있다.

금속 세선(41)은 커피 스테인 현상을 이용한 인쇄법(도 5 참조)에 의해 형성하였다.

(비교예 1)

실시예 1에 있어서, 금속 세선을 직선 형상으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 구조물을 제조하였다.

<실시예 1 및 비교예 1의 평가 방법>

(1) 단선율의 평가 방법

실시예 1 및 비교예 1에 있어서 얻어진 구조물에 대해서, 필름 기재의 양면의 금속 세선(41)을 현미경으로 관찰하고, 단선율(％)을 산출하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(2) 시각적인 위화감(관능 시험)의 평가 방법

실시예 1 및 비교예 1에 있어서 얻어진 구조물의 필름 기재 상에, 격자 패턴이 인쇄된 투명 필름을 겹치고, 무아레의 발생에 수반하는 시각적인 위화감의 유무에 대하여 시험하였다. 구체적으로는, 20명의 피험자에게, 구조물의 필름 기재 상에 겹쳐진 투명 필름을 눈으로 보게 하여, 시각적인 위화감 있음이라고 회답한 피험자수 및 시각적인 위화감 없음이라고 회답한 피험자수를 각각 집계하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 1 및 비교예 1의 평가>

표 1로부터, 금속 세선에 비직선 형상을 부여한 실시예 1에서는, 금속 세선에 직선 형상을 부여한 비교예 1과의 대비에서, 금속 세선의 단선을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 1에서는, 시각적인 위화감을 저감할 수 있는 효과가 얻어짐을 알 수 있다. 또한, 참고예로서, 금속 세선이 형성되어 있지 않은 투명 필름에, 격자 패턴이 인쇄된 투명 필름을 겹쳤을 경우에는, 20명의 피험자 전원이 위화감 없음이라고 회답하였다. 이것으로부터, 비직선 형상이 부여된 금속 세선이 형성된 본 발명의 필름 기재는, 금속 세선이 형성되어 있지 않은 투명 필름과 비교하여 큰 손색이 없는 정도로 시각적인 위화감을 저감할 수 있음을 알 수 있다.

(실시예 2)

실시예 1에 있어서, 필름 기재의 두께 F, 금속 세선의 두께 M을, 표 2에 나타낸 바와 같이 변화시켜서, 시험 No. 2-1 내지 2-7에 관한 구조물을 제조하였다. 여기서, 금속 세선의 두께 M은, 필름 기재의 표면과 이면에서 동일값으로 하였다. 얻어진 구조물에 대해서, 고장율(％)을 측정하였다. 여기에서는, 고장 내용으로서, 도통 고장을 관찰하였다. M/F비와 아울러, 결과를 표 2에 나타내었다.

<실시예 2의 평가>

표 2로부터, 필름 기재의 두께 F가 20㎛ 이상 200㎛ 이하, 금속 세선의 두께 M이 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하, 또한 M/F비가 0.004 내지 0.05이라고 하는 조건을 충족하는 시험 No. 2-1 내지 2-4는, 이 조건을 충족하지 않는 시험 No. 2-5 내지 2-7과의 대비에서, 고장율을 더욱 저하할 수 있음을 알 수 있다.

1: 구조물
2: 구조체
21: 비평면 부분
3: 필름 기재
31: 표면
32: 이면
4: 금속 세선 패턴부
41: 금속 세선

Claims (7)

1. 비평면 부분을 갖는 구조체와, 상기 구조체의 상기 비평면 부분을 피복하는 필름 기재를 일체 성형하여 이루어지는 구조물이며,
   상기 비평면 부분의 적어도 일부를 피복하는 상기 필름 기재의 양면에 금속 세선 패턴부가 형성되어 있고,
   상기 금속 세선 패턴부의 적어도 일부를 구성하는 금속 세선이 비직선 형상을 포함하고,
   상기 필름 기재의 두께 F가 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고,
   상기 필름 기재의 적어도 한쪽 면의 상기 금속 세선의 두께 M이 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이고,
   M/F비가 0.004 내지 0.05인 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 필름 기재의 양면에 형성된 상기 금속 세선 패턴부의 합산의 금속 세선 밀도가 20％ 미만인 구조물.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 필름 기재의 편면의 상기 금속 세선 패턴부, 또는 양면의 상기 금속 세선 패턴부에 터치 스위치 기능이 부여되어 있는 구조물.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 필름 기재의 편면의 상기 금속 세선 패턴부, 또는 양면의 상기 금속 세선 패턴부에, 발열체 기능 또는 안테나 기능이 부여되어 있는 구조물.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 금속 세선은 2층 이상의 적층 구조를 갖고, 은 및 구리 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 기층과, 니켈, 알루미늄, 아연 및 주석 중에서 선택되는 금속을 주성분으로 하는 표층을 갖는 구조물.
7. 비평면 부분을 갖는 구조체와, 상기 구조체의 상기 비평면 부분을 피복하는 필름 기재를 일체화하여 구조물을 제조하는 구조물의 제조 방법이며,
   상기 비평면 부분의 적어도 일부를 피복하는 상기 필름 기재의 양면에 금속 세선 패턴부가 형성되어 있고,
   상기 금속 세선 패턴부의 적어도 일부를 구성하는 금속 세선이 비직선 형상을 포함하고,
   상기 필름 기재의 두께 F가 20㎛ 이상 200㎛ 이하이고,
   상기 필름 기재의 적어도 한쪽 면의 상기 금속 세선의 두께 M이 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이고,
   M/F비가 0.004 내지 0.05이고,
   상기 구조체와 필름 기재를 가열 성형에 의해 일체화하는 구조물의 제조 방법.

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