KR102423164B1 - 터치 패널, 터치 패널의 제조 방법 및 그 디바이스 - Google Patents

Abstract

터치 패널은 기판, 주변 트레이스 및 터치 감지 전극을 포함한다. 기판은 가시 영역과 주변 영역을 갖는다. 주변 트레이스는 기판의 주변 영역에 배치된다. 터치 감지 전극은 기판의 가시 영역에 배치되고, 주변 트레이스에 전기적으로 연결되며, 그리고 복수의 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는다. 주변 트레이스 및 터치 감지 전극 각각은 복수의 전도성 나노구조물 및 전도성 나노구조물 위에 추가된 필름 층을 포함하고, 전도성 나노구조물과 필름 층 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물을 갖는다.

Description

터치 패널, 터치 패널의 제조 방법 및 그 디바이스{TOUCH PANEL, MANUFACTURING METHOD OF TOUCH PANEL, AND DEVICE THEREOF}

본 개시는 터치 패널, 터치 패널의 제조 방법 및 전술한 터치 패널을 포함하는 디바이스에 관한 것이다.

최근, 투명 전도체가 빛을 투과하고 적절한 전도율을 제공할 수 있기 때문에 많은 디스플레이 또는 터치 관련 디바이스에 투명 전도체가 자주 적용된다. 일반적으로, 투명 전도체는 인듐 주석 산화물(ITO; indium Tin Oxide) 필름, 인듐 아연 산화물(IZO; Indium Zinc Oxide) 필름, 카드뮴 주석 산화물(CTO; Cadmium Tin Oxide) 필름, 또는 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO; Aluminium-doped Zinc Oxide) 필름 등 다양한 금속 산화물로 제조된 필름일 수 있다. 그러나, 이러한 금속 산화물 필름은 디스플레이 디바이스의 가요성 요구 사항을 충족할 수 없다. 따라서 나노 스케일의 물질로 제조된 투명 전도체와 같은 다양한 가요성 투명 전도체가 개발되었다.

그러나, 앞서 언급한 나노 스케일의 물질의 공정 기술은 여전히 해결해야 할 문제가 많다. 예를 들어, 나노와이어를 사용하여 터치 전극을 제조할 때, 터치 전극은 주변 영역의 금속으로 제조된 트레이스에 연결되어야 하며, 터치 전극과 트레이스가 연결되는 중첩 부분으로 인해 주변 영역의 크기를 줄일 수 없게 된다. 결과적으로, 주변 영역의 폭이 너무 커서 베젤이 좁은 디스플레이의 요구 사항을 충족할 수 없다. 또 다른 예로, 광학적 효과를 고려하는 것으로 인해, 저항성 용량성 부하(RC loading) 값이 나노와이어로 제조된 터치 전극의 경우 더 커서 일반 애플리케이션에 편리하지 않다.

본 개시의 일부 실시형태에 따르면, 터치 패널은 기판, 주변 트레이스 및 제1 터치 감지 전극을 포함한다. 기판에는 가시 영역과 주변 영역이 있다. 주변 트레이스는 기판의 주변 영역에 배치된다. 제1 터치 감지 전극은 기판의 가시 영역 상에 배치되고, 주변 트레이스에 전기적으로 연결되고, 복수의 제1 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는다. 주변 트레이스 및 제1 터치 감지 전극 각각은 복수의 전도성 나노구조물 및 각각의 전도성 나노구조물 상에 추가된 필름 층을 포함하고, 전도성 나노구조물 각각과 필름 층 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물을 갖는다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 커버링 구조물은 도금층을 포함하고, 도금층은 전도성 나노구조물 각각과 필름 층 사이의 계면을 완전히 커버한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 필름 층은 전도성 나노구조물의 인접한 전도성 나노구조물 사이에 채워지고, 필름 층은 단독으로 존재하는 커버링 구조물을 갖지 않는다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 각각의 전도성 나노구조물은 금속 나노와이어를 포함하고, 커버링 구조물은 금속 나노와이어와 필름 층 사이의 계면을 완전히 커버하고, 금속 나노와이어와 필름 층 사이의 계면에 커버링 층이 균일하게 형성된다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 커버링 구조물은 전도성 물질로 제조된 층상 구조물, 섬형 돌출 구조물, 도트형 돌출 구조물, 또는 이들의 조합이다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 전도성 물질은 은, 금, 구리, 니켈, 백금, 이리듐, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 또는 이들의 합금을 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 커버링 구조물은 단일 금속 물질 또는 합금 물질로 제조된 단층 구조물, 또는 둘 이상의 금속 물질 또는 합금 물질로 제조된 이중층 또는 다층 구조물이다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 커버링 구조물은 무전해 구리 도금층, 전기도금 구리 층, 무전해 구리-니켈 도금층, 무전해 구리-은 도금층, 또는 이들의 조합이다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 전도성 나노구조물, 필름 층, 및 커버링 구조물의 각각은 제1 세선 각각에 위치한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 제1 세선 각각의 선폭은 1 ㎛ 내지 10 ㎛이고, 제1 세선 중 인접한 제1 세선 간의 선 간격은 1 ㎛ 내지 10 ㎛이다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 기판은 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 가지며, 제1 터치 감지 전극은 기판의 제1 표면에 배치된다. 터치 패널은 또한 기판의 제2 표면 및 가시 영역에 배치된 제2 터치 감지 전극을 포함하고, 여기서 제2 터치 감지 전극은 복수의 제2 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 제2 터치 감지 전극은 전도성 나노구조물과 전도성 나노구조물 각각에 추가된 필름 층을 포함하고, 전도성 나노구조물과 필름 층 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물을 갖는다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 제1 세선이 교차하는 메쉬 패턴은 제2 세선이 교차하는 메쉬 패턴과 완전히 중첩되지 않는다.

본 개시의 일부 다른 실시형태에 따르면, 터치 패널의 제조 방법은: 가시 영역 및 주변 영역을 갖는 기판을 제공하는 단계; 복수의 전도성 나노구조물을 가시 영역 및 주변 영역에 배치하여 전도성 층을 형성하는 단계; 전도성 층 상에 필름 층을 추가하고, 필름 층을 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태로 만드는 단계; 패터닝 단계를 수행하는 단계; 및 전도성 나노구조물 각각과 필름 층 사이의 계면이 실질적으로 커버링 구조물을 갖도록 가시 영역 및 주변 영역에 위치한 전도성 나노구조물 각각의 표면에 커버링 구조물을 형성하기 위해 개질 단계를 수행하는 단계를 포함한다. 전술한 패터닝 단계는: 가시 영역 상의 전도성 층 및 필름 층을 패터닝하여 복수의 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는 터치 감지 전극을 형성하는 단계; 및 주변 영역 상의 전도성 층 및 필름 층을 패터닝하여 주변 트레이스를 형성하는 단계를 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 패터닝 단계는 개질 단계 이전 또는 이후에 수행된다.

본 개시의 일부 일부 실시형태에서, 가시 영역 및 주변 영역 상의 전도성 층 및 필름 층을 패터닝하는 단계는 동일한 공정에서 수행된다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 개질 단계는: 필름 층 및 전도성 나노구조물을 무전해 도금액에 담그어, 무전해 도금액이 필름 층으로 침투하여 전도성 나노구조물과 콘택하게 하고, 전도성 나노구조물 각각의 표면에 금속이 침전되게 하는 단계를 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 커버링 구조물은 전도성 나노구조물 각각의 표면을 따라 형성되고, 전도성 나노구조물 각각과 필름 층 사이의 계면에 위치한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 필름 층을 전도성 층 상에 추가하는 단계는: 전도성 층 상에 중합체를 코팅하는 단계; 및 중합체가 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 도달하도록 경화 조건을 제어하는 단계를 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 필름 층을 전도성 층 상에 추가하는 단계는: 전도성 층 상에 중합체를 코팅하는 단계; 및 중합체가 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 도달하도록 경화 조건을 제어하는 단계를 포함하고, 여기서 사전 경화 또는 불완전 경화 상태의 필름 층은 제1 층 영역 및 제2 층 영역을 갖고 제2 층 영역의 경화 상태는 제1 층 영역의 경화 상태보다 더 크다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 제1 층 영역에서, 커버링 구조물은 전도성 나노구조물 각각의 표면을 따라 형성되고, 전도성 나노구조물 각각과 필름 층 사이의 계면에 위치한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 경화 조건을 제어하는 단계는 가스를 도입하고, 제1 층 영역에서의 가스 농도 및 제2 층 영역에서의 가스 농도를 제어하는 것을 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 개질 단계는 무전해 도금 단계, 전기도금 단계, 또는 이들의 조합을 포함한다.

본 개시의 일부 다른 실시형태에 따르면, 디바이스는 전술한 터치 패널을 포함한다.

본 개시의 일부 실시형태에서, 디바이스는 디스플레이, 휴대 전화, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 자동차 디바이스, 노트북, 또는 편광자를 포함한다.

본 개시의 전술한 실시형태에 따르면, 본 개시의 터치 패널에서 주변 영역에 위치한 주변 트레이스와 가시 영역에 위치한 터치 감지 전극은 모두 개질된 금속 나노와이어로 형성되므로, 터치 패널의 표면 저항은 터치 패널의 전도율을 향상시키기 위해 효과적으로 감소될 수 있고, 터치 패널의 저항성 용량성 부하 값이 감소될 수 있다. 한편, 가시 영역의 터치 감지 전극은 다수의 세선으로 교차된 메쉬 패턴을 가지므로 터치 감지 전극은 개질된 금속 나노와이어에 의해 가시 영역의 광 투과율이 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로 터치 패널의 가시 영역은 우수한 광학 특성을 갖다. 또한, 본 개시의 터치 패널에서 주변 트레이스 및 터치 감지 전극이 모두 개질된 금속 나노와이어로 제조되기 때문에, 터치 패널의 제조 공정 동안 마스크의 사용을 절감하기 위해 전체 표면에 대해 개질 단계를 수행할 수 있고, 이로써 마스크 사용으로 인한 정렬 오차를 방지할 수 있다. 즉, 본 개시에서 주변 트레이스 및 터치 감지 전극에 대해 개질 단계를 수행할 때 정렬이 필요하지 않기 때문에 정렬 오차를 위한 공간을 확보할 필요가 없다. 그 결과, 터치 패널 주변 영역의 폭을 줄일 수 있어 베젤이 좁은 디스플레이에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다.

본 개시는 아래와 같은 첨부된 도면을 참조하여 실시형태에 대한 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 완전히 이해될 수 있다:
도 1a 내지 도 1c는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 상이한 단계에서의 금속 나노와이어의 개질 방법을 예시하는 개략 단면도이다;
도 2a는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 터치 패널을 예시하는 개략 평면도이다;
도 2b는 본 개시의 일부 실시형태에 따라 라인 2B-2B를 따라 취해진 도 2a의 터치 패널을 예시하는 개략 단면도이다;
도 3a 내지 도 3d는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 상이한 단계에서의 터치 패널의 제조 방법을 예시하는 개략 단면도이다;
도 4는 본 개시의 일부 다른 실시형태에 따른 터치 패널을 예시하는 개략 단면도이다;
도 5a는 본 개시의 일부 다른 실시형태에 따른 터치 패널을 예시하는 개략 평면도이다; 그리고
도 5b는 본 개시의 일부 다른 실시형태에 따라 라인 5B-5B를 따라 취해진 도 5a의 터치 패널을 예시하는 개략 단면도이다.

이제 본 개시의 본 실시형태에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이며, 그 예는 첨부 도면에 예시되어 있다. 가능한 한, 동일하거나 유사한 부분을 지칭하기 위해 동일한 참조 번호가 도면 및 설명에서 사용된다.

또한, "하부(lower)" 또는 "하단(bottom)" 및 "상부(upper)" 또는 "상단(top)"과 같은 상대적 용어는 도면에 도시된 바와 같이 하나의 요소와 다른 요소 사이의 관계를 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있다. 상대적 용어는 도면에 도시된 것과 다른 디바이스의 다른 방향을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 한 도면의 디바이스가 뒤집힌 경우, 다른 요소의 "하부" 측에 있는 것으로 설명된 요소는 그 다른 요소의 "상부" 측으로 향하게 될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "하부"는 도면의 특정 배향에 따라 "하부" 및 "상부"의 배향을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 한 도면의 디바이스가 뒤집힌 경우, 다른 요소 "아래"로 설명된 요소가 다른 요소 "위"로 향하게 될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 "위(above)" 및 "아래(below)"의 방향을 포함할 수 있다.

또한, 본원에 사용된 바와 같이, "~ 정도(around)", "약(about)", 또는 "대략(approximately)"은 일반적으로 주어진 값 또는 범위의 20% 이내, 바람직하게는 10% 이내, 더욱 바람직하게는 5% 이내를 의미한다. 본원에 제공된 수량은 대략적인 것이며, 이는 "~ 정도", "약", 또는 "대략"이 명시되지 않은 경우 유추할 수 있다는 것을 의미한다.

본 개시에 사용된 "전도성 나노구조물"은 일반적으로 나노구조물을 포함하는 층 또는 필름을 말하며, 전도성 나노구조물의 표면 저항은 제곱당 약 500 옴 미만, 바람직하게는 제곱당 약 200 옴 미만, 더욱 바람직하게는 제곱당 약 100 옴 미만일 수 있다. 전술한 "나노구조물"은 일반적으로 나노미터 크기의 구조물을 말하며, 예를 들어, 나노구조물은 나노 스케일의 적어도 하나의 방향성 치수(예를 들면, 와이어 직경, 길이, 폭 또는 두께)를 가지며, 그리고 나노 스케일 선형 구조, 기둥형 구조, 시트 구조, 메쉬 구조, 관형 구조 또는 이들을 조합한 구조이다.

본 개시는 전도성 나노구조물(예를 들면, 금속 나노와이어)의 개질 방법 및 개질된 전도성 나노구조물을 이용하여 제조된 터치 패널 및 디바이스를 제공한다. 설명의 명확성과 편의를 위해, 본 개시에서는, 전도성 나노구조물의 개질 방법을 먼저 설명하고 금속 나노와이어를 예로 들어 설명한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 상이한 단계에서의 금속 나노와이어의 개질 방법을 예시하는 개략 단면도이다. 도 1a를 참조한다. 먼저, 기판(110)을 제공하고, 기판(110)의 표면에 금속 나노와이어(122)를 코팅하여 금속 나노와이어 층(120)을 형성한다. 금속 나노와이어 층(120)은 예를 들어 은 나노와이어 층, 금 나노와이어 층 또는 구리 나노와이어 층일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어(122)를 포함하는 분산액 또는 슬러리를 기판(110) 상에 코팅하고 경화/건조시킬 수 있으며, 이에 따라서 금속 나노와이어(122)가 기판(110)의 표면 상에 부착되어 기판(110)에 배치된 금속 나노와이어 층(120)을 형성한다. 전술한 경화/건조 단계 이후, 분산액 또는 슬러리의 용매가 휘발할 것이고, 금속 나노와이어(122)가 기판(110)의 표면에 무작위로 분포될 수 있거나, 또는 바람직하게는 금속 나노와이어(122)가 기판(110)의 표면에서 떨어지지 않고 고정되어 금속 나노와이어 층(120)을 형성할 수 있다. 금속 나노와이어 층(120)의 금속 나노와이어(122)는 서로 콘택하여 연속적인 전류 경로를 제공하여 전도성 네트워크를 형성할 수 있다. 즉, 금속 나노와이어(122)는 교차(중첩) 위치에서 서로 콘택하여 전자를 전달하는 경로를 형성한다. 은 나노와이어를 예로 들면, 하나의 은 나노와이어와 다른 하나의 은 나노와이어가 교차 위치에서 직접 콘택을 형성하여 전자 전달을 위한 저저항 경로를 형성하게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 영역 또는 구조물의 표면 저항이 제곱당 약 10⁸ 옴을 초과하는 경우, 영역 또는 구조물은 전기적으로 절연된 것으로 간주될 수 있으며, 제곱당 약 10⁴ 옴, 제곱당 약 3000 옴, 제곱당 약 1000 옴, 제곱당 약 350 옴, 또는 제곱당 약 100 옴을 초과하는 것이 바람직하다. 일부 실시형태에서, 은 나노와이어로 형성된 은 나노와이어 층의 표면 저항은 제곱당 약 100 옴 미만이다.

도 1b를 참조한다. 다음, 금속 나노와이어(122)를 커버하도록 필름 층(130)을 배치하고, 필름 층(130)의 경화도를 제어한다. 일부 실시형태에서, 적합한 중합체를 금속 나노와이어(122) 상에 코팅하여, 유체 상태/특성을 갖는 중합체가 금속 나노와이어(122) 내로 침투하여 충전제를 형성할 수 있게 할 수 있다. 그 결과, 금속 나노와이어(122)가 필름 층(130)에 매립되어 복합 구조물(220)을 형성한다. 한편, 중합체의 코팅 또는 경화 조건(예를 들면, 온도 및/또는 광경화 파라미터)은 중합체가 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 도달하게 하거나 또는 추가로 필름 층(130)이 상이한 경화도를 갖게 하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 하부 영역(즉, 기판(110)에 근접한 영역)에서의 필름 층(130)의 경화도는 상부 영역(즉, 기판(110)의 원위 영역)에서의 필름 층(130)의 경화도보다 크도록 조절될 수 있고, 그리고 상부 영역은 전술한 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 있다. 즉, 이 단계에서는, 필름 층(130)이 금속 나노와이어(122) 상에 추가되고 금속 나노와이어(122)가 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태로 필름 층(130)에 매립되어 복합 구조물(220)을 형성하도록, 중합체를 코팅한다.

일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연 물질은 비전도성 수지 또는 기타 유기 물질, 예컨대 폴리아크릴레이트, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리실록산, 폴리(실리콘-아크릴), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 부티랄, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌 술폰산)(이에 제한되지 않음) 또는 세라믹 물질일 수 있다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 인쇄 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)의 두께는 약 20 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 30 nm 내지 약 100 nm일 수 있고; 예를 들어, 필름 층(130)의 두께는 약 90 nm 또는 100 nm일 수 있다. 본 개시를 간결하고 명확하게 설명하기 위해, 도 1b에서는 금속 나노와이어 층(120) 및 필름 층(130)을 전체 구조물 층으로 도시하였으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아님을 이해하여야 한다. 금속 나노와이어 층(120) 및 필름 층(130)은 또한 다른 유형의 구조물 층(예를 들어, 적층 구조물)으로 결합될 수 있다.

일부 실시형태에서, 중합체의 경화도를 제어하는 방법은 필름 층(130)이 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 도달하도록 하기 위해 상이한 에너지의 경화 조건을 이용함으로써 수행될 수 있다. 필름 층(130)의 경화도는 경화 동안 필름 층(130)의 결합 변화에 따라 결정될 수 있다. 즉, 필름 층의 경화도는 필름 층(130)의 결합 강도와 완전 경화된 필름 층(130)의 결합 강도의 비율(본 실시형태에서는 백분율로 표시)로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상용 제품의 필름 물질의 경우, 저산소 환경에서 약 4 분 동안 약 500 mJ의 빛 에너지를 채택하여 완전 경화를 달성해야 한다. 그러나, 본 실시형태는 저산소 환경에서 약 2 분 동안 약 500 mJ의 빛 에너지를 채택하고, 적외선 분광법으로 측정한 결합 강도는 완전 경화된 필름 층(130)의 결합 강도의 약 95%이며, 이는 필름 층의 경화도가 전체 경화량의 약 95%에 도달함을 나타낸다. 따라서, 이 경화 조건에서 얻어지는 필름 층(130)의 경화 상태는 전체 경화량의 약 95%로 정의된다.

일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 상이한 깊이(즉, 두께)에서 상이한 경화 상태를 갖도록 제어될 수 있다. 구체적으로, 필름 층(130)의 경화시 가스가 도입될 수 있는데, 이 경우 필름 층(130)의 상단과 하단의 가스 농도가 상이하여, "가스 경화 중지" 현상이 필름 층(130)의 상단에서 경화 반응 동안 발생하여, 결과적으로 필름 층(130)은 경화도가 상이한 제1 층 영역 및 제2 층 영역을 갖게 된다. 예를 들어, 제2 층 영역은 필름 층(130)의 하단에 위치하여 경화도가 높은 영역일 수 있고, 제1 층 영역은 필름 층(130)의 상단에 위치하여 경화도가 낮은 영역일 수 있다. 일부 실시형태에서, 경화 동안, 도입된 가스(예를 들어, 산소)의 농도 및/또는 주어진 경화 에너지는 필름 층(130)이 상이한 깊이에서 상이한 경화 상태를 갖도록 제어될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스의 농도는 예를 들어 약 20%, 약 10%, 약 3%, 또는 약 1% 미만일 수 있으며, 경화 에너지는 필름 층(130)의 물질에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 250 mJ와 약 1000 mJ 사이의 자외선 에너지가 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스 농도가 높을수록 필름 층(130)의 상단에서 발생하는 "산소 경화 중지" 현상이 더욱 심각해진다. 그 결과, 제1 층 영역의 두께는 더 커지고 제2 층 영역의 두께는 더 작아진다. 예를 들어, 제1 층 영역의 두께에 상응하는 도입 가스의 농도는 큰 것에서 작은 것까지 순차적으로 약 20%, 약 10%, 약 3%, 그리고 약 1% 미만이다. 일부 실시형태에서, 도입된 산소의 농도가 약 20%이고 가해진 경화 에너지가 약 500 mJ인 경우, 제1 층 영역의 경화도는 약 60%이고, 제1 층 영역의 두께는 약 23.4 nm이고(즉, 제1 층 영역의 두께는 필름 층(130)의 총 두께의 약 12%이고); 제2 층 영역의 경화도는 약 99% 내지 약 100%이고, 제2 층 영역의 두께는 약 168.1 nm이다(즉, 제2 층 영역의 두께는 필름 층(130)의 총 두께의 약 88%이다). 일부 실시형태에서, 도입된 산소의 농도가 약 20%이고 가해진 경화 에너지가 약 1000 mJ인 경우, 제1 층 영역의 두께는 약 8.8 nm이고(즉, 제1 층 영역의 두께는 필름 층(130)의 총 두께의 약 5%이고), 그리고 제2 층 영역의 두께는 약 195.9 nm이다(즉, 제2 층 영역의 두께는 필름 층(130)의 총 두께의 약 95%이다).

본 개시는 금속 나노와이어(122)에 추가되는 필름 층(130)에 초점을 맞추고, 또한 커버링 구조물(140)(도 1b에는 도시되어 있지 않지만, 대신에 도 1c에 도시되어 있음)이 금속 나노와이어(122)의 표면을 따라 성장하고 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 계면에서 형성되게 할 수 있는 필름 층(130)의 경화도 또는 경화 깊이를 제어하는데 초점을 맞추고 있음에 주목할 필요가 있다(이하에서 상세히 설명될 것임). 금속 나노와이어(122)를 포함하는 분산액 또는 슬러리를 코팅하는 전술한 단계에서, 분산액 또는 슬러리는 또한 중합체 및 유사한 조성물을 포함할 수 있지만, 이것이 본 개시의 요점은 아니다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)의 경화도는 약 0%, 약 30%, 약 60%, 약 75%, 약 95%, 약 98%, 약 0% 내지 약 95%, 약 0% 내지 약 98%, 약 95% 내지 약 98%, 약 60% 내지 약 98%, 또는 약 60% 내지 약 75%로 제어될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 개시에서 언급되는 "사전 경화 또는 불완전 경화"는 "필름 층의 결합 강도가 완전 경화 필름 층의 결합 강도와 상이한 것"으로 정의될 수 있다. 즉, 완전 경화된 필름 층의 결합 강도에 대한 필름 층의 결합 강도의 비율이 100%가 아닌 경우, 본 개시의 범위에 해당한다.

도 1c를 참조한다. 다음으로, 다수의 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함하는 금속 나노와이어 층(120)을 형성하기 위해 개질 단계가 수행된다. 상세하게는, 개질 이후, 초기 금속 나노와이어(122)의 적어도 일 부분이 개질되어 표면에 커버링 구조물(140)이 형성되고, 이로써 개질된 금속 나노와이어(122)가 형성된다. 도 1b 및 도 1c의 개질 전후의 금속 나노와이어(122)를 나타내기 위해 서로 상이한 패턴이 각각 사용되며, 도 1b 및 도 1c에 도시된 패턴은 개질 전후의 금속 나노와이어(122)를 각각 나타내기 위해 다음 도면에서 직접 사용될 것임을 이해해야 한다. 일부 실시형태에서, 커버링 구조물(140)은 무전해 도금/전해에 의해 형성될 수 있고, 커버링 구조물(140)은 예를 들어, 전도성 물질을 포함하는 층상 구조물, 섬형 돌출 구조물, 도트형 돌출 구조물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시형태에서, 전도성 물질은 은, 금, 백금, 니켈, 구리, 이리듐, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 전술한 물질을 포함하는 합금, 또는 전술한 물질을 포함하지 않는 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 커버링 구조물(140)의 커버리지 비율은 금속 나노와이어(122)의 전체 표면적의 약 80% 초과, 약 90% 내지 약 95%, 약 90% 내지 약 99%, 또는 약 90% 내지 100%일 수 있다. 커버링 구조물(140)의 커버링 비율이 100%라고 말할 때, 이는 초기 금속 나노와이어(122)의 표면이 완전히 노출되어 있지 않다는 것을 의미함을 이해해야 한다. 일부 실시형태에서, 커버링 구조물(140)은 무전해 구리 도금층, 전기도금 구리층, 또는 무전해 구리-니켈 합금 도금층과 같은 단일 전도성 물질로 제조된 단층 구조물일 수 있거나; 또는 커버링 구조물(140)은 또한 2 이상의 전도성 물질로 제조된 이중층 또는 다층 구조물일 수 있으며, 예를 들어, 무전해 구리 도금층이 먼저 형성되고 그 후에 무전해 은 도금층이 형성된다.

일부 실시형태에서, 무전해 구리 도금액(구리 이온 용액, 킬레이트제, 알칼리제, 환원제, 완충제, 안정화제 등을 포함)이 제조될 수 있고, 금속 나노와이어(122) 및 필름 층(130)이 무전해 구리 도금액에 침지될 수 있다. 무전해 구리 도금액은 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)에 침투하여 모세관 현상에 의해 금속 나노와이어(122)의 표면과 콘택할 수 있다. 동시에, 금속 나노와이어(122)는 구리의 침전을 용이하게 하는 촉매점 또는 핵형성 점으로 작용할 수 있어, 무전해 구리 도금층이 금속 나노와이어(122) 상에 침착되어 커버링 구조물(140)을 형성하게 한다. 커버링 구조물(140)은 각 금속 나노와이어(122)의 초기 형상에 따라 실질적으로 성장하며, 개질 시간이 증가함에 따라 각 금속 나노와이어(122)를 커버하는 구조물을 형성한다. 대조적으로, 금속 나노와이어(122)가 없는 복합 구조물(220)에는 구리의 침전이 없다. 즉, 잘 제어함으로써, 각 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 계면에 전체 커버링 구조물(140)이 형성되고, 필름 층(130)은 금속 나노와이어(122)의 표면에 콘택하지 않고 단독으로 존재하는 커버링 구조물(140)을 갖지 않는다. 따라서, 개질 단계 이후, 전도성 네트워크의 각 금속 나노와이어(122)는 커버링 구조물(140)에 의해 커버되고, 커버링 구조물(140)은 각각의 금속 나노와이어(122) 및 필름 층(130)에 의해 형성된 계면 상에 위치한다. 즉, 커버링 구조물(140)은 각각의 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이에 있다. 커버링 구조물(140) 및 커버링 구조물(140)이 커버하는 각 금속 나노와이어(122)는 전체로 간주될 수 있으며, 전체 사이의 갭은 필름 층(130)의 물질에 의해 점유된다.

일부 실시형태에서, 필름 층(130) 및 무전해 도금액/전해질 용액은 서로 매칭되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비-알칼리-저항성 중합체를 사용하여 필름 층(130)을 만드는 경우, 무전해 도금액은 알칼리성 용액일 수 있다. 따라서, 이 단계에서는, 필름 층(130)의 전술한 사전 경화 또는 불완전 경화 상태를 이용하는 것에 추가하여, 무전해 도금액을 추가로 활용하여 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)을 공격(에칭과 유사)하여 전술한 개질 단계를 용이하게 할 수 있다.

이하, 개질 단계의 원리를 설명하지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 금속 나노와이어(122) 및 필름 층(130)이 무전해 도금액/전해질 용액에 침지되는 초기 기간에, 용액은 먼저 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)을 공격한다. 용액이 금속 나노와이어(122)와 콘택할 때, 금속 이온(예를 들면, 구리 이온)은 성장을 시작하기 위한 금속 나노와이어(122)(예를 들면, 은 나노와이어)를 시드 결정으로 취하여 성장하기 시작하고, 침지 시간이 증가함에 따라 금속 나노와이어(122)의 표면의 전술한 커버링 구조물(140)로 더욱 성장한다. 한편, 필름 층(130)은 전술한 반응 공정에서 제어 층 또는 제한 층으로 작용하여 각 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 계면에서 커버링 구조물(140)의 성장을 제한할 수 있어, 커버링 구조물(140)이 균일하게 성장하도록 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 개시의 개질된 금속 나노와이어(122)는 신호를 감지/송신할 때 더 나은 일관성을 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 경화 단계는 그 후에 수행되어 광, 열 또는 다른 방법을 사용하여 필름 층(130)을 완전히 경화시킬 수 있다. 전술한 개질 단계에서, 커버링 구조물(140)은 각 금속 나노와이어(122)의 표면에 형성되고, 각 금속 나노와이어(122)의 전체 표면을 커버하며, 그리고 바깥쪽으로 성장한다. 일부 실시형태에서, 커버링 구조물(140)을 형성하기 위해 높은 전도성 물질이 채택될 수 있다. 예를 들어, 은 나노와이어의 표면을 커버하기 위해 커버링 구조물(140)의 물질로 구리가 채택되고, 커버링 구조물(140)은 각각의 은 나노와이어와 필름 층(130) 사이의 계면에 위치한다. 은의 전도율은 구리의 전도율보다 높지만, 은 나노와이어 층의 전체 전도율은 각각의 은 나노와이어의 크기 및 이들의 콘택 상태와 같은 요인으로 인해 낮은 점에 주목할 필요가 있다(하지만 저항은 여전히 전기 신호를 송신할만큼 충분히 낮음). 개질 단계 이후, 커버링 구조물(140)(즉, 개질된 금속 나노와이어(122))이 커버하는 은 나노와이어의 전도율은 비개질된 은 나노와이어의 전도율보다 높다. 즉, 개질된 금속 나노와이어 층(120)은 저저항 전도성 층을 형성할 수 있다. 비개질된 금속 나노와이어 층(120)과 비교하여, 개질된 금속 나노와이어 층(120)의 표면 저항은 약 100 배 내지 약 10,000 배 감소될 수 있다. 전술한 전도성 층은 플렉시블 필드의 전도성 기판, 무선 충전 코일 또는 안테나 구조물과 같은 다양한 애플리케이션을 위한 전극 구조물을 만드는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 전극 구조물은 금속 나노와이어(122) 및 금속 나노와이어(122)를 추가로 커버하는 필름 층(130)을 적어도 포함할 수 있고, 그리고 각 금속 나노와이어(122)의 표면의 적어도 일 부분 또는 전체(즉, 필름 층(130)에 대응하는 금속 나노와이어(122)의 계면)는 커버링 구조물(140)(즉, 커버링 층)을 갖는다. 커버링 층을 도입함으로써, 금속 나노와이어 층(120)의 전도율을 높일 수 있다. 일부 실시형태에서, 구리 물질이 각 금속 나노와이어(122)의 표면(즉, 필름 층(130)에 대응하는 금속 나노와이어(122)의 계면)을 따라 성장하기 때문에, 관찰된 구리의 형태는 도금 후 각 금속 나노와이어(122)의 초기 형태(예를 들어, 선형 구조)와 아주 유사하고, 구리는 균일하게 성장하여 유사한 크기(예를 들면, 두께)의 외층 구조를 형성한다.

본 개시의 전술한 방법은 터치 패널 제조에 적용될 수 있지만, 예컨대 디스플레이와 함께 배치된 터치 패널에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 도 2a는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 터치 패널(100)을 도시한 개략 평면도이고, 도 2b는 본 개시의 일부 실시형태에 따른 라인 2B-2B를 따라 취해진 도 2a의 터치 패널(100)을 도시한 개략 단면도이다. 일부 실시형태에서, 터치 패널(100)은 기판(110), 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)을 포함할 수 있다. 기판(110)은 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)을 지지하도록 구성되며, 예를 들어 단단한 투명 기판 또는 가요성 투명 기판일 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판(110)의 물질은 유리, 아크릴, 폴리염화 비닐, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체, 시클로올레핀 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 무색 폴리이미드, 또는 이들의 조합물과 같은 투명한 물질을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시형태에서, 기판(110)의 표면에 전처리 단계를 수행할 수 있으며, 예를 들어, 기판(110)과 금속 나노와이어(122) 사이의 접착력을 향상시키기 위해 표면 개질 공정을 수행하거나 또는 기판(110) 표면에 접착층 또는 수지층을 추가로 코팅할 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판(110)은 가시 영역(VA) 및 주변 영역(PA)을 가지며, 주변 영역(PA)은 가시 영역(VA)의 측면에 배치된다. 예를 들어, 주변 영역(PA)은 가시 영역(VA)의 주변(즉, 가시 영역(VA)의 우측, 좌측, 상하측 포함)에 배치된 프레임형 영역일 수 있다. 다른 예로, 주변 영역(PA)은 또한 가시 영역(VA)의 좌측 및 하측에 배치된 L 자형 영역일 수도 있다.

일부 실시형태에서, 주변 트레이스(150)는 주변 영역(PA) 상에 대략적으로 위치하고, 터치 감지 전극(170)은 가시 영역(VA) 상에 대략적으로 위치한다. 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170)은 대략 가시 영역(VA)과 주변 영역(PA)의 경계에서 서로 콘택하여, 가시 영역(VA)과 주변 영역(PA)을 가로질러 전자 전달 경로를 형성하도록 서로 전기적으로 연결되게 한다. 일부 실시형태에서, 터치 감지 전극(170)은 단층 구성을 채택하고, 터치 패널(100)은 터치 감지 전극(170)의 커패시턴스 값의 변화를 감지하여 터치 위치를 획득할 수 있다. 주변 트레이스(150)는 터치 또는 다른 신호 송신을 위해 외부 컨트롤러에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 터치 감지 전극(170)은 비-교차 방식으로 배열된다. 예를 들어, 터치 감지 전극(170)은 제1 방향(D1)을 따라 연장된 스트립형 전극일 수 있고, 다수의 스트립형 전극은 제2 방향(D2)을 따라 등거리로 배열될 수 있으며, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D1)은 서로 직교한다. 하지만, 터치 감지 전극(170)의 형상 및 배열은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시형태에서, 터치 감지 전극(170)은 또한 다른 적절한 형상 및 배열을 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)은 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함한다(본원에서 언급된 "개질된 금속 나노와이어(122)"는 금속 나노와이어(122) 및 그 표면을 커버하는 커버링 구조물(140)을 포함한다). 상세하게는, 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170) 각각은 금속 나노와이어(122) 및 금속 나노와이어(122) 상에 추가된 필름 층(130)을 포함하고, 각 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물(140)을 갖는다. 구체적으로, 전술한 개질된 금속 나노와이어(122) 및 개질된 금속 나노와이어(122) 상에 추가된 필름 층(130)이 패터닝되어 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)을 형성한다. 이러한 방식으로, 전자는 서로 인접하고 콘택하는 개질된 금속 나노와이어(122)를 통해 주변 트레이스(150)에서, 터치 감지 전극(170)에서, 터치 감지 전극(170)에서 주변 트레이스(150)로, 또는 주변 트레이스(150)에서 터치 감지 전극(170)으로 전달될 수 있다. 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 계면에 커버링 구조물(140)을 형성함으로써, 개질된 금속 나노와이어(122)가 형성된다. 개질된 금속 나노와이어(122)를 사용하여 터치 패널(100)의 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)을 제조함으로써, 터치 패널(100)의 표면 저항을 효과적으로 감소시켜 터치 패널(100)의 전도율을 향상시킬 수 있고, 터치 패널(100)의 저항성 용량성 부하(RC 부하) 값을 효과적으로 줄일 수 있다. 일부 실시형태에서, 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)(즉, 표면에 커버링 구조물(140)이 없는 금속 나노와이어(122))로 이루어진 터치 감지 전극(170)과 비교하여, 개질된 금속 나노와이어(122)로 이루어진 터치 감지 전극(170)의 저항성 용량성 부하 값은 약 10% 내지 약 50% 감소된다.

일부 실시형태에서, 터치 감지 전극(170)은 다수의 세선(L)이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는다. 상세하게는, 개질된 금속 나노와이어(122) 및 개질된 금속 나노와이어(122) 위에 추가된 필름 층(130)은 패터닝되어 다수의 세선(L)이 교차하는 메쉬 패턴을 형성하고, 형성된 메쉬 패턴은 터치 감지 전극(170)의 전극 패턴이다. 즉, 개질된 금속 나노와이어(122) 및 개질된 금속 나노와이어(122)에 추가된 필름 층(130) 모두는 터치 감지 전극(170)의 메쉬 패턴의 각 세선(L)에 존재한다. 개질된 금속 나노와이어(122)는 커버링 구조물(140)을 가지고 있기 때문에, 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)의 광 투과율 및 헤이즈보다 낮은 광 투과율(즉, 약 400 nm 내지 약 700 nm 파장의 가시 광선의 투과율) 및 높은 헤이즈를 갖는다는 점에 주목할 필요가 있다. 터치 감지 전극(170)을 패터닝하여 다수의 세선(L)이 교차하는 메쉬 패턴을 형성함으로써, 개질된 금속 나노와이어(122)는 터치 감지 전극(170)의 광 투과율 및 헤이즈에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)이 양호한 광학 특성을 유지할 수 있게 한다. 구체적으로, 본 개시의 메쉬 패턴을 갖는 터치 감지 전극(170)은 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)이 약 88% 초과의 광 투과율을 가지도록 할 수 있어 사용자의 니즈를 충족시킬 수 있다. 한편, 본 개시의 메쉬 패턴을 갖는 터치 감지 전극(170)은 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)의 헤이즈를 약 3.0 미만, 바람직하게는 약 2.5, 약 2.0 또는 약 1.5 미만으로 만들 수 있다.

일부 실시형태에서, 각각의 세선(L)의 선폭(W1)은 터치 감지 전극(170)의 더 나은 광 투과율 및 패터닝의 편의를 제공하기 위해 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다. 상세하게는, 각 세선(L)의 선폭(W1)이 10 ㎛를 초과하는 경우, 터치 감지 전극(170)은 광 투과율이 낮아 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)의 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 각 세선(L)의 선폭(W1)이 약 1 ㎛ 미만인 경우, 패터닝의 어려움이 증가하여 제조 공정에 불편을 줄 수 있다. 일부 실시형태에서, 더 나은 광 투과율 및 전도율을 터치 감지 전극(170)에 제공하기 위해, 인접한 세선(L)(즉, 선 간격(X1)) 사이의 거리(X1)는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다. 상세하게는, 선 간격(X1)이 약 10 ㎛를 초과하는 경우, 메쉬 패턴의 배열이 너무 좁아서 전자 전달 경로가 불충분하여 터치 감지 전극(170)의 표면 저항이 너무 크고 전도율이 너무 낮다. 선 간격(X1)이 약 1 ㎛ 미만인 경우, 메쉬 패턴의 배열이 너무 조밀하여 터치 감지 전극(170)의 광 투과율이 낮아 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)이 나타내는 광학적 특성이 영향을 받을 수 있다. 일부 실시형태에서, 세선(L)은 등거리로 배열될 수 있다. 즉, 각 메쉬는 동일한 크기(예를 들면, 길이 및 폭)를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 각 메시의 형상은 예를 들어 직사각형, 정사각형, 다이아몬드 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 전술한 배열로, 본 개시의 터치 감지 전극(170)은 광 투과율이 우수할 뿐만 아니라 전도율도 우수하다. 구체적으로, 본 개시의 메쉬 패턴을 갖는 터치 감지 전극(170)은 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)의 표면 저항을 제곱당 약 8 옴과 제곱당 약 42 옴 사이로 만들 수 있다. 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)에 의해 형성된 터치 패널의 가시 영역(VA)의 표면 저항과 비교하여, 개질된 금속 나노와이어(122)에 의해 형성된 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)의 표면 저항은 약 20% 내지 약 30% 감소된다.

일부 실시형태에서, 주변 트레이스(150)의 선폭(W2)은 주변 트레이스(150)가 양호한 전도율을 갖고 패터닝의 편의를 제공하도록 약 8 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다. 상세하게는, 주변 트레이스(150)의 선폭(W2)이 약 8 ㎛ 미만인 경우, 주변 트레이스(150)의 표면 저항은 너무 크고 전도율은 너무 낮을 수 있으며, 약 8㎛ 미만의 선폭(W2)은 패터닝의 어려움을 증가시켜 제조 공정에 불편을 줄 수 있다. 일부 실시형태에서, 주변 트레이스(150)의 선폭(W2)은 터치 감지 전극(170)의 각 세선(L)의 선폭(W1)과 동일하게 설계될 수 있다. 일부 실시형태에서, 인접한 주변 트레이스(150) 사이의 거리(X2)(즉, 선 간격(X2))는 약 5 ㎛ 내지 약 20 ㎛ 또는 바람직하게는 3 ㎛ 내지 약 20 ㎛이다. 그 결과, 본 개시의 터치 패널(100)은 기존의 터치 패널에 비해 베젤 크기(예를 들면, 주변 영역(PA)의 폭)를 약 20% 이상 줄여 디스플레이의 좁은 베젤 요구 사항을 달성하고 있다. 구체적으로, 본 개시에서 터치 패널(100)의 주변 영역(PA)의 폭은 약 2 mm 미만일 수 있다. 전술한 배열로, 본 개시의 주변 트레이스(150)는 양호한 전도율을 가질 수 있다. 구체적으로, 본 개시의 주변 트레이스(150)는 터치 패널(100)의 주변 영역(PA)의 표면 저항을 제곱당 약 0.10 옴과 제곱당 약 0.13 옴 사이로 만들 수 있다. 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)에 의해 형성된 터치 패널의 주변 영역(PA)의 표면 저항과 비교하여, 개질된 금속 나노와이어(122)에 의해 형성된 터치 패널(100)의 주변 영역(PA)의 표면 저항은 약 20% 내지 약 50% 감소된다.

도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 이들은 본 개시의 일부 실시형태에 따라 상이한 단계로 터치 패널(100)을 제조하는 방법을 도시하고 있으며, 그 단면의 위치는 도 2b에서와 동일하다. 터치 패널(100)의 제조 방법은 단계 S10 내지 단계 S16을 포함하고, 단계 S10 내지 단계 S16은 순차적으로 수행될 수 있다. 단계 S10에서, 미리 정의된 주변 영역(PA) 및 미리 정의된 가시 영역(VA)을 갖는 기판(110)을 제공하고, 기판(110) 상에 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)를 배치하여 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상에 금속 나노와이어 층(120)을 형성한다. 단계 S12에서, 필름 층(130)을 개질되지 않은 금속 나노와이어(122) 상에 배치하여, 필름 층(130)이 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)를 커버하게 하는데, 여기서 필름 층(130)은 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 있다. 단계 S14에서, 패터닝 단계를 수행하여 패터닝된 금속 나노와이어 층(120)을 형성하는데, 여기서 주변 영역(PA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 주변 트레이스(150)를 형성하고, 가시 영역(VA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 터치 감지 전극(170)을 형성한다. 단계 S16에서, 금속 나노와이어(122) 상에 커버링 구조물(140)을 형성하기 위한 개질 단계를 수행하여, 주변 영역(PA)에 위치한 주변 트레이스(150) 및 가시 영역(VA)에 위치한 터치 감지 전극(170)이 모두 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함하게 한다. 이하의 설명에서는 전술한 단계에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 3a를 참조한다. 적어도 금속 나노와이어(122)를 포함하는 금속 나노와이어 층(120)(예를 들어, 은 나노와이어 층, 금 나노와이어 층 또는 구리 나노와이어 층)을 기판(110)의 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상에 코팅한다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어(122)를 갖는 분산액 또는 슬러리를 코팅으로 기판(110) 상에 형성하고 경화/건조시켜, 금속 나노와이어(122)가 기판(110)의 표면에 부착되어 기판(110) 상에 배치된 금속 나노와이어 층(120)을 형성하게 한다. 전술한 경화/건조 단계 이후에, 분산액 또는 슬러리의 용매는 휘발될 것이고, 금속 나노와이어(122)는 임의의 방식으로 기판(110)의 표면에 분포될 수 있다; 또는 바람직하게는, 금속 나노와이어(122)를 떨어짐 없이 기판(110)의 표면에 고정시켜 금속 나노와이어 층(120)을 형성시킬 수 있다. 금속 나노와이어 층(120)의 금속 나노와이어(122)를 서로 콘택시켜 연속적인 전류 경로를 제공하여, 전도성 네트워크를 형성하게 할 수 있다. 즉, 금속 나노와이어(122)는 교차 위치에서 서로 콘택시켜 전자를 전달하는 경로를 형성한다. 은 나노와이어를 예로 들자면, 하나의 은 나노와이어와 다른 은 나노와이어를 교차 위치(즉, 은-은 콘택 인터페이스)에서 직접 콘택을 형성시켜 저저항 전자 전달 경로가 형성될 수 있게 할 것이다. 이후의 개질 단계는 위에서 언급한 "은-은 콘택"의 저저항 구조물에 영향을 주거나 변경시키지는 않지만, 금속 나노와이어(122)의 표면에 높은 전도율을 갖는 커버링 구조물(140)을 추가로 커버하여 최종 제품의 전기적 특성을 향상시킨다.

일부 실시형태에서, 분산액 또는 슬러리는 용매를 포함하여, 금속 나노와이어(122)가 용매에 균일하게 분산되게 한다. 구체적으로, 용매는 예를 들어 물, 알코올, 케톤, 에테르, 탄화수소, 방향족 용매(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 또는 이들의 조합물이다. 일부 실시형태에서, 분산액은 금속 나노와이어(122)와 용매 사이의 상용성 및 용매에서의 금속 나노와이어(122)의 안정성을 개선하기 위해 첨가제, 계면 활성제 및/또는 결합제를 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 첨가제, 계면 활성제 및/또는 결합제는 예를 들어 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 하이프로멜로스, 플루오로 계면활성제, 설포숙시네이트 설포네이트, 설페이트, 포스페이트, 디설포네이트 또는 이들의 조합물일 수 있다. 금속 나노와이어(122)를 포함하는 분산액 또는 슬러리는 스크린 인쇄, 스프레이 코팅 또는 롤러 코팅과 같은 공정과 같으나 이에 제한되지 않는 임의의 방식으로 기판(110)의 표면 상에 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어(122)를 포함하는 분산액 또는 슬러리가 연속적으로 공급되는 기판(110)의 표면에 코팅되도록 롤-투-롤 공정이 수행될 수 있다.

본원에서 사용된 "금속 나노와이어"라는 문구는 집합 명사로, 다중 금속 원소, 금속 합금 또는 금속 화합물(금속 산화물 포함)을 포함하는 금속 와이어의 집합을 지칭하며, 본원에 포함된 금속 나노와이어의 수는 본 개시의 범위에 영향을 미치지 않음을 이해해야 한다. 일부 실시형태에서, 단일 금속 나노와이어의 단면 크기(예를 들어, 단면의 직경)는 500 nm 미만, 바람직하게는 100 nm 미만, 더욱 바람직하게는 50 nm 미만일 수 있다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어는 큰 종횡비(즉, 단면의 길이:직경)를 갖는다. 구체적으로, 금속 나노와이어의 종횡비는 10 내지 100,000일 수 있다. 보다 상세하게는, 금속 나노와이어의 종횡비는 10 초과, 바람직하게는 50 초과, 더욱 바람직하게는 100 초과일 수 있다. 더욱이, 실크, 섬유 또는 튜브와 같은 다른 용어는 또한 전술한 단면 치수 및 종횡비를 가지며, 이는 또한 본 개시의 범위 내에 속한다.

일부 실시형태에서, 전도율을 향상시키기 위해, 금속 나노와이어(122)에 대해 후처리를 추가로 수행하여 교차 위치에서 금속 나노와이어(122)의 콘택 특성을 개선(예를 들어, 콘택 영역을 증가)시킬 수 있다. 후처리는 다음과 같은 단계를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다: 가열, 플라즈마 제공, 코로나 방전, 자외선 제공, 오존 제공 또는 가압. 구체적으로, 경화/건조하여 금속 나노와이어 층(120)을 형성한 후, 롤러를 사용하여 압력을 가할 수 있다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어 층(120)에 압력을 가하기 위해 하나 이상의 롤러를 사용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 가해진 압력은 약 50 psi 내지 약 3400 psi, 바람직하게는 약 100 psi 내지 약 1000 psi, 약 200 psi 내지 약 800 psi, 또는 약 300 psi 내지 약 500 psi일 수 있다. 일부 실시형태에서, 후처리의 가열 및 가압 단계는 금속 나노와이어(122)에 대해 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 약 10 psi 내지 약 500 psi의 압력(또는 바람직하게는 약 40 psi 내지 약 100 psi의 압력)이 롤러를 통해 가해질 수 있으며, 롤러는 금속 나노와이어(122)의 전도율을 향상시키기 위해 70 ℃ 내지 약 200 ℃(또는 바람직하게는 약 100 ℃ 내지 약 175 ℃)로 가열될 수 있다. 일부 실시형태에서, 금속 나노와이어(122)는 후처리를 위해 환원제에 노출될 수도 있다. 예를 들어, 은 나노와이어를 포함하는 금속 나노와이어(122)는 후처리를 위해 은 환원제에 노출되는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시형태에서, 은 환원제는 나트륨 보로하이드라이드와 같은 보로하이드라이드, 디메틸아민 보란과 같은 붕소 질소 화합물, 또는 수소와 같은 가스 환원제를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 노출 시간은 약 10 초 내지 약 30 분, 바람직하게는 약 1 분 내지 약 10 분일 수 있다. 전술한 후처리를 통해, 금속 나노와이어(122)의 교차 위치에서의 콘택 강도 또는 면적을 강화시켜, 교차 위치에서의 금속 나노와이어(122)의 콘택 표면이 개질 처리의 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

다음으로, 도 3b를 참조한다. 필름 층(130)을 개질되지 않은 금속 나노와이어(122) 상에 배치하여, 필름 층(130)이 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)를 커버하게 한다. 일부 실시형태에서, 코팅 후 필름 층(130) 내의 중합체가 금속 나노와이어(122) 내로 침투하여 충전제를 형성할 수 있고, 금속 나노와이어(122)는 필름 층(130) 내로 매립되어 복합 구조물(220)을 형성할 수 있다. 즉, 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)는 필름 층(130) 내로 매립되어 복합 구조물(220)을 형성한다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 비전도성 수지 또는 다른 유기 물질과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 스핀 코팅, 스프레이 코팅 또는 인쇄로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)의 두께는 약 20 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 30 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 후속 개질 단계를 효과적으로 수행하기 위해, 중합체(즉, 필름 층(130))는 앞서 설명된 바와 같이 사전 경화 또는 불완전 경화 상태에 있을 것이다.

다음으로, 도 3c를 참조한다. 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA)에 위치한 전도성 구조물을 형성하기 위해서, 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA)에 위치한 복합 구조물(220)의 패턴을 정의하도록 패터닝 단계를 수행한다. 일부 실시형태에서, 주변 영역(PA) 상에 만들어진 패터닝된 복합 구조물(220)은 주변 트레이스(150)를 형성할 수 있고, 가시 영역(VA) 상에 만들어진 패터닝된 복합 구조물(220)은 터치 감지 전극(170)을 형성할 수 있다. 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170)은 주변 영역(PA)과 가시 영역(VA) 사이의 신호 송신을 위해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가시 영역(VA) 상에 위치한 복합 구조물(220)은 가시 영역(VA)이 우수한 광 투과율을 갖도록 다수의 교차된 세선(L)을 갖는 메쉬 패턴으로 패터닝될 수 있다. 패터닝 단계 이후, 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)은 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)로 형성된 금속 나노와이어 층(120)을 적어도 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 복합 구조물(220)은 에칭에 의해 패터닝될 수 있다. 일부 실시형태에서, 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상에 위치한 복합 구조물(220)은 동시에 에칭될 수 있고, 에칭 마스크(예를 들어, 포토레지스트)는 주변 영역(PA)과 가시 영역(VA) 상에 패터닝된 복합 구조물(220)을 동일한 과정에서 한번에 만들기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 복합 구조물(220)의 금속 나노와이어 층(120)이 은 나노와이어 층인 경우, 은을 에칭할 수 있는 성분이 에칭 용액이 되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 에칭 용액의 주성분은 동일한 공정에서 은 물질을 제거하기 위해 H₃PO₄(비율이 약 55% 내지 약 70%) 및 HNO₃(비율이 약 5% 내지 약 15%)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 에칭 용액의 주성분은 염화 제2 철/질산 또는 인산/과산화수소일 수 있다.

다음으로 도 3d를 참조한다. 다수의 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함하는 금속 나노와이어 층(120)을 형성하기 위해 개질 단계를 수행한다. 상세하게는, 개질 단계 이후, 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA)에 위치하는 금속 나노와이어 층(120)의 금속 나노와이어(122)의 적어도 일부를 개질하여, 커버링 구조물(140)이 금속 나노와이어(122)의 표면에 형성하도록 하여, 개질된 금속 나노와이어(122)를 형성한다. 일부 실시형태에서, 커버링 구조물(140)은 무전해 도금에 의해 형성될 수 있으며, 즉, 무전해 도금액을 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)으로 침투시켜, 무전해 도금액 내의 반응성 금속 이온이 산화-환원 반응에 의해 금속 나노와이어(122)의 표면 상에 침전되게 하여 커버링 구조물(140)을 형성한다. 커버링 구조물(140)은 전도성 물질로 제조된 층상 구조물, 섬형 돌출 구조물, 도트형 돌출 구조물, 또는 이들의 조합일 수 있거나; 또는 커버링 구조물(140)은 단일 물질 또는 다중 물질로 제조된 단층 또는 다층 구조물일 수 있거나; 또는 커버링 구조물(140)은 합금 물질로 제조된 단층 또는 다층 구조물일 수 있다.

금속 나노와이어(122)의 표면을 따라 개질 단계가 수행되기 때문에, 각 금속 나노와이어(122)의 형상에 따라 커버링 구조물(140)의 형상이 실질적으로 성장한다는 점에 주목할 필요가 있다. 개질 단계에서, 커버링 구조물(140)의 성장 조건(예를 들면, 무전해 도금 시간 및/또는 무전해 도금액의 성분 농도)을 제어하여, 커버링 구조물(140)이 과성장하지 않고 금속 나노와이어의 표면만 커버하도록 할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)도 성장을 제한하거나 제어하는 역할을 할 수 있다. 이러한 방식으로, 개질 단계에 의해 형성된 커버링 구조물(140)은 금속 나노와이어(122)와 콘택하지 않고서는 단독으로 필름 층(130) 상에 침전/성장하지 않으며, 각 금속 나노와이어(122)의 표면과 필름 층(130) 사이에 형성된다. 일부 실시형태에서, 필름 층(130)은 여전히 인접한 금속 나노와이어(122) 사이에 채워져 있다. 한편, 무전해 도금/전해 도금으로 형성된 커버링 구조물(140)은 고밀도를 갖는다. 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)의 세선(L)의 크기에 비해(예를 들면, 선폭이 약 10 ㎛), 커버링 구조물(140)의 결함 크기는 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)의 세선(L)의 크기의 약 0.01 내지 약 0.001 배이다. 따라서, 커버링 구조물(140)에 결함이 있어도 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극이 단선되지 않는다. 일부 실시형태에서, 개질 단계 이후에 경화 단계를 추가로 수행하여, 사전 경화 또는 불완전 경화된 필름 층(130)이 완전 경화된 상태에 도달하게 할 수 있다.

전술한 단계 이후, 도 2a에 도시된 바와 같은 터치 패널(100)이 형성될 수 있다. 일반적으로, 주변 영역(PA)에 위치한 주변 트레이스(150)는 개질된 금속 나노와이어(122)로 형성된 금속 나노와이어 층(120)을 포함할 수 있고, 가시 영역(VA)에 위치한 터치 감지 전극(170)은 또한 개질된 금속 나노와이어(122)로 형성된 금속 나노와이어를 적어도 포함할 수 있다. 즉, 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)의 금속 나노와이어(122)는 모두 커버링 구조물(140)로 커버되어 있으며, 여기서 커버링 구조물(140)은 금속 나노와이어(122)와 동일하거나 유사한 구조적 외관을 가질 수 있으며, 필름 층(130)은 인접한 금속 나노와이어(122) 사이에 채워진다.

일부 다양한 실시형태에서, 제조 단계의 상이한 순서가 본 개시의 터치 패널(100)을 제조하기 위해 채택될 수 있다. 구체적으로, 전술한 터치 패널(100)의 제조 방법에서 단계 S14 및 단계 S16의 순서는 역전될 수 있다. 상세하게는, 터치 패널(100)의 다른 제조 방법은 단계 S20 내지 S26을 포함한다. 단계 S20에서, 미리 정의된 주변 영역(PA) 및 미리 정의된 가시 영역(VA)을 갖는 기판(110)이 제공되고, 기판(110) 상에 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)가 배치되어 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상에 금속 나노와이어 층(120)을 형성한다. 단계 S22에서, 필름 층(130)을 개질되지 않은 금속 나노와이어(122) 상에 배치하여, 필름 층(130)이 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)를 커버하게 하는데, 여기서 필름 층(130)은 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태에 있다. 단계 S24에서, 각 금속 나노와이어(122) 상에 커버링 구조물(140)을 형성하기 위한 개질 단계를 수행하여, 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)이 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함하게 한다. 단계 S26에서, 패터닝 단계를 수행하여 패터닝된 금속 나노와이어 층(120)을 형성하는데, 여기서 주변 영역(PA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 주변 트레이스(150)를 형성하고, 가시 영역(VA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 터치 감지 전극(170)을 형성한다. 이하의 설명에서는 조정된 단계만 설명할 것이고, 나머지 생략된 부분에 대해서는 상기를 참조할 수 있다.

단계 S24 및 단계 S26에서는, 개질 단계를 먼저 수행하고 이후에 패터닝 단계를 수행하므로, 복합 구조물(220)(금속 나노와이어 층(120) 및 필름 층(130)을 포함함)의 전면에 대해 개질 단계를 수행된다. 즉, 개질 단계에 의해 형성된 커버링 구조물(140)은 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상의 각 금속 나노와이어(122)와 필름 층(130) 사이의 전체 계면에 형성된다. 한편, 금속 나노와이어(122)가 은 나노와이어이고 은 나노와이어의 표면이 구리로 이루어진 커버링 구조물(140)을 갖는 조건하에서, 구리와 은을 에칭할 수 있는 성분은 패터닝 단계에서 사용되는 에칭액으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 에칭 용액의 주성분은 동일한 공정에서 은 물질 및 구리 물질을 제거하기 위해 H₃PO₄(비율이 약 55 wt% 내지 약 70 wt%) 및 HNO₃(비율이 약 5 wt% 내지 약 15 wt%)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 에칭 용액의 주성분은 염화 제2 철/질산 또는 인산/과산화수소일 수 있다. 전술한 단계 이후, 본 개시의 터치 패널(100)을 또한 형성할 수 있다. 구체적인 구조는 전술한 바와 같으며 이하에서는 반복하지 않을 것이다.

본 개시에서 터치 패널(100)의 가시 영역(VA)과 주변 영역(PA)은 동일한 물질(형성된 개질 금속 나노와이어(122)를 포함함)로 제조되므로, 마스크의 사용을 절감하기 위해 터치 패널(100)의 제조 동안 전체 표면에 대해 코팅, 패터닝, 개질 단계를 수행할 수 있으며, 이로써 마스크 사용으로 인한 정렬 오차 및 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170) 사이의 중첩 허용 오차를 방지할 수 있다. 즉, 본 개시의 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170)은 동일한 구조물 층으로 일체로 형성되기 때문에, 주변 트레이스(150)와 터치 감지 전극(170) 사이를 연결할 필요가 없고 중첩 허용 오차도 없다. 또한, 개질 단계 동안, 정렬할 필요성도 없다. 따라서, 정렬 오차를 위한 공간을 확보할 필요가 없다. 그 결과, 터치 패널의 주변 영역의 폭을 줄일 수 있어 베젤이 좁은 디스플레이에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다. 구체적으로, 본 개시의 터치 패널(100)의 제조 방법은 정렬 오차를 약 0.2 mm만큼 감소시킬 수 있다. 그 결과, 터치 패널(100)의 주변 영역(PA)의 폭을 줄일 수 있어, 베젤이 좁은 디스플레이에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다. 한편, 본 개시의 전체 표면에 대해 코팅, 패터닝, 및 개질의 단계를 수행하므로, 많은 지루한 제조 단계(마스크 세팅 및 제거 등)를 줄일 수 있고 제조 단계의 순서를 실제 필요에 따라 유연하게 조정하여 공정의 편의성을 높일 수 있다.

다시 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 일부 실시형태에서는, 인접한 주변 트레이스(150)와 인접한 터치 감지 전극(170)을 전기적으로 절연시키기 위해 주변 영역(PA) 상의 인접한 주변 트레이스(150) 사이에 그리고 가시 영역(VA) 상의 인접한 터치 감지 전극(170) 사이에 비전도성 영역(180)을 둘 수 있다. 일부 실시형태에서, 비전도성 영역(180)은 실질적으로 갭일 수 있다. 일부 실시형태에서, 주변 트레이스(150) 사이에 그리고 터치 감지 전극(170) 사이에 위치한 갭을 형성하기 위해 전술한 에칭 방법이 이용될 수 있다.

일부 실시형태에서, 터치 패널은 보호 층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 개시의 다른 실시형태에 따른 터치 패널(100a)을 도시한 개략 단면도인 도 4를 참조하며, 그 단면의 위치는 도 2b와 동일하다. 터치 패널(100a)은 보호 층(190)을 포함하며, 보호 층(190)의 물질은 전술한 필름 층(130)의 물질과 동일할 수 있다. 일부 실시형태에서, 보호 층(190)은 터치 패널(100)을 전체적으로 커버한다. 즉, 보호 층(190)은 주변 트레이스(150) 및 터치 감지 전극(170)을 커버한다. 보호 층(190)은 인접한 주변 트레이스(150) 사이의 비전도성 영역(180)에 추가로 채워져 인접한 주변 트레이스(150)를 전기적으로 절연시키거나, 또는 보호 층(190)은 인접 터치 감지 전극(170) 사이의 비전도성 영역(180)에 채워져 인접한 터치 감지 전극(170)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.

도 5a는 본 개시의 다른 실시형태에 따른 터치 패널(100b)을 예시한 개략 평면도이다. 도 5b는 본 개시의 일부 실시형태에 따라 라인 5B-5B를 따라 취해진 도 5a의 터치 패널(100b)을 예시한 개략 단면도이다. 도 5a 및 도 5b를 참조한다. 터치 패널(100b)은 양면의 단층 터치 패널(100b)이다. 설명의 명확성과 편의를 위해, 도 5a 및 도 5b의 실시형태에서는, 터치 감지 전극의 구성을 예시하기 위해 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174)을 사용한다. 제1 터치 감지 전극(172)은 기판(110)의 제1 표면(예를 들면, 상부 표면)에 배치되고, 제2 터치 감지 전극(174)은 기판(110)의 제2 표면(예를 들면, 하부 표면)에 배치되어, 제1 터치 감지 전극(172)과 제2 터치 감지 전극(174)이 서로 전기적으로 절연되게 한다. 일부 실시형태에서, 제1 터치 감지 전극(172)은 제2 방향(D2)을 따라 연장되는 다중 스트립형 전극을 포함하고, 다중 스트립형 전극은 제1 방향(D1)을 따라 등거리로 배열될 수 있다. 제2 터치 감지 전극(174)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되는 다중 스트립형 전극을 포함하고, 다중 스트립형 전극은 제2 방향(D2)을 따라 등거리로 배열될 수 있다. 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)은 직교한다. 즉, 제1 터치 감지 전극(172)과 제2 터치 감지 전극(174)의 연장 방향이 서로 다르며 서로 교차된다. 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174)은 각각 제어 신호를 송신하고 터치 감지 신호를 수신할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 터치 감지 전극(172)과 제2 터치 감지 전극(174) 사이의 신호 변화(예를 들면, 정전 용량의 변화)를 감지하여 터치 위치를 획득할 수 있다.

일부 실시형태에서, 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174) 각각은 다수의 세선(L)이 교차하는 메쉬 패턴을 가지며, 개질된 금속 나노와이어(122)에 의해 형성된 금속 나노와이어 층(120)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 개질된 금속 나노와이어(122) 및 개질된 금속 나노와이어(122)에 추가된 필름 층(130)을 패터닝하여 다수의 세선(L)이 교차하는 메쉬 패턴을 형성하고, 형성된 메쉬 패턴은 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174)의 전극 패턴이다. 일부 실시형태에서, 제1 터치 감지 전극(172)의 세선(L)과 제2 터치 감지 전극(174)의 세선(L)은 서로 완전히 중첩되지 않는다. 구체적으로, 상단에서 본 경우(즉, 도 5a의 시야각의 경우), 제2 터치 감지 전극(174)의 두 세선(L)의 교차점은 제1 터치 감지 전극(172)의 세선(L)이 형성하는 메쉬의 최중심에 위치할 수 있으며; 마찬가지로, 제1 터치 감지 전극(172)의 두 세선(L)의 교차점은 제2 터치 감지 전극(174)의 세선(L)이 형성하는 메쉬의 가장 중앙에 위치할 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시형태에서, 제1 터치 감지 전극(172)의 세선(L)은 제2 터치 감지 전극(174)의 세선(L)과 완전히 중첩될 수 있다. 제1 터치 감지 전극(172)은 대응하는 주변 트레이스(150)에 전기적으로 연결되고, 제2 터치 감지 전극(174)도 대응하는 주변 트레이스(150)에 전기적으로 연결된다. 전술한 실시형태에서와 같이, 주변 트레이스(150), 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174) 모두는 개질된 금속 나노와이어(122) 및 필름 층(130)을 포함한다. 즉, 커버링 구조물(140)은 전술한 방법에 따라 주변 트레이스(150)의 금속 나노와이어(122), 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174)의 표면에 형성될 수 있다. 한편, 제1 터치 감지 전극(172) 및 제2 터치 감지 전극(174)의 세선(L)의 선폭(W1) 및 선 간격(X1) 및 주변 트레이스(150)의 선폭(W2) 및 선 간격(X2)은 전술한 설명을 참조할 수 있으며, 이하에서는 반복하지 않을 것이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 양면의 단층 터치 패널(100b)의 제조 방법은 단계 S30 내지 단계 S36을 포함한다. 단계 S30에서, 미리 정의된 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA)을 갖는 기판(110)이 제공되고, 기판(110)의 두 대향 표면에 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)가 배치되어 기판(110)의 두 대향 표면의 주변 영역(PA) 및 가시 영역(VA) 상에 금속 나노와이어 층(120)을 형성한다. 단계 S32에서, 필름 층(130)을 개질되지 않은 금속 나노와이어(122) 상에 배치하여, 필름 층(130)이 기판(110)의 두 대향 표면 상의 개질되지 않은 금속 나노와이어(122)를 커버하게 하는데, 여기서 필름 층(130)은 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태에 있다. 단계 S34에서, 양면의 패터닝 단계를 수행하여 패터닝된 금속 나노와이어 층(120)을 형성하는데, 여기서 기판(110)의 두 대향 표면의 주변 영역(PA)에 위치한 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 주변 트레이스(150)를 형성하고, 기판(110)의 두 대향 표면의 가시 영역(VA)에서의 금속 나노와이어 층(120)을 패터닝하여 터치 감지 전극(170)을 형성한다. 단계 S36에서, 양면의 개질 단계를 수행하여 기판(110)의 두 대향 표면의 금속 나노와이어(122) 상에 커버링 구조물(140)을 형성하여, 기판(110)의 두 대향 표면의 주변 영역(PA)에 위치한 주변 트레이스(150) 및 기판(110)의 두 대향 표면의 가시 영역(VA)에 위치한 터치 감지 전극(170)이 모두 개질된 금속 나노와이어(122)를 포함하게 한다. 전술한 실시형태에서와 같이, 터치 패널(100b)의 제조 방법에서 단계 S34 및 단계 S36의 순서도 역전될 수 있다. 양면의 단층 터치 패널(100b)의 제조 방법은 전술한 단면 터치 패널(100)의 제조 방법과 유사하며, 이하에서는 반복하지 않을 것이다.

본 개시의 금속 나노와이어의 개질 방법은 광 투과율이 요구되지 않는 감지 전극 제조에도 적용될 수 있으며, 예컨대 노트북의 터치 패널, 안테나 구조물, 및 무선 충전용 코일 등이 있으며 이에 제안되지 않는다. 일부 실시형태에서, 감지 전극은 신호를 송신하기 위한 외부 회로에 연결되도록 배선에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 배선은 전술한 주변 트레이스와 동등할 수 있으며, 또한 개질된 금속 나노와이어를 포함한다.

본 개시의 터치 패널은 터치 기능이 있는 디스플레이와 같은 다른 전자 디바이스와 조립될 수 있다. 예를 들어, 기판은 디스플레이 디바이스(예를 들어, 액정 디스플레이 디바이스 또는 유기 발광 다이오드 디스플레이 디바이스)에 접합될 수 있고, 광학 접착제 또는 다른 접착제를 사용하여 그 사이를 접합할 수 있다. 터치 감지 전극은 또한 광학 접착제를 통해 외부 커버 층(예를 들면, 보호 유리)과 접합될 수 있다. 본 개시의 터치 패널 및 안테나는 휴대폰, 태블릿, 노트북과 같은 전자 디바이스에 적용될 수 있으며, 플렉서블 제품에도 적용될 수 있다. 본 개시의 터치 패널은 편광자에도 적용될 수 있다. 본 개시의 전극은 웨어러블 디바이스(예를 들면, 시계, 안경, 스마트 의류 및 스마트 신발) 및 자동차 디바이스(예를 들면, 대시보드, 운전 레코더, 백미러 및 창문)에 적용될 수 있다.

본 개시의 전술한 실시형태에 따르면, 본 개시의 터치 패널에서 주변 영역에 위치한 주변 트레이스와 가시 영역에 위치한 터치 감지 전극이 모두 개질된 금속 나노와이어로 형성되므로, 터치 패널의 전도율을 향상시키기 위해 터치 패널의 표면 저항이 효과적으로 감소될 수 있고, 그리고 터치 패널의 저항성 용량성 부하 값이 감소될 수 있다. 한편, 가시 영역의 터치 감지 전극은 다수의 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 가지므로, 가시 영역의 광 투과율이 개질된 금속 나노와이어에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 터치 패널의 가시 영역은 우수한 광학 특성을 갖는다. 또한, 본 개시의 터치 패널의 주변 트레이스와 터치 감지 전극은 모두 동일한 물질(형성된 개질 금속 나노와이어를 포함함)로 이루어지기 때문에, 터치 패널의 제조 공정 동안 마스크 사용을 절감하기 위해 전체 표면에 대해 다양한 단계를 구현할 수 있고, 이로써 마스크 사용으로 인한 정렬 오차와 주변 트레이스와 터치 감지 전극 사이의 중첩 허용 오차를 방지할 수 있다. 즉, 본 개시의 주변 트레이스와 터치 감지 전극은 동일한 구조물 층으로 일체로 형성되기 때문에, 주변 트레이스와 터치 감지 전극 사이를 연결할 필요가 없고 중첩 허용 오차도 없다. 또한, 개질 단계 동안, 정렬할 필요성도 없다. 따라서, 정렬 오차를 위한 공간을 확보할 필요가 없다. 그 결과, 터치 패널 주변 영역의 폭을 줄일 수 있어 베젤이 좁은 디스플레이에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다.

본 개시는 특정 실시형태를 참조하여 상당히 상세하게 설명되었지만, 다른 실시형태도 가능하다. 따라서, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위는 본원에 포함된 실시형태의 설명에 제한되지 않아야 한다.

본 개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 본 개시의 구조에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 전술한 내용을 고려하여, 본 개시는 다음의 청구범위 내에 속한다면 본 개시의 수정 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 터치 패널로서,
   가시 영역 및 주변 영역을 갖는 기판;
   상기 기판의 주변 영역 상에 배치된 주변 트레이스; 및
   상기 기판의 가시 영역 상에 배치된 제1 터치 감지 전극을 포함하고, 상기 제1 터치 감지 전극은 상기 주변 트레이스에 전기적으로 연결되고 복수의 제1 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖고,
   상기 주변 트레이스 및 상기 제1 터치 감지 전극의 각각은 복수의 전도성 나노구조물 및 상기 전도성 나노구조물 각각에 추가된 필름 층을 포함하고, 상기 전도성 나노구조물 각각과 상기 필름 층 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물을 가지며,
   상기 필름 층은 상기 전도성 나노구조물의 인접한 전도성 나노구조물 사이에 채워지고, 상기 필름 층은 단독으로 존재하는 커버링 구조물을 갖지 않는, 터치 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 커버링 구조물은 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 상기 전도성 나노구조물의 각각과 상기 필름 층 사이의 계면을 완전히 커버하는, 터치 패널.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 나노구조물 각각은 금속 나노와이어를 포함하고, 상기 커버링 구조물은 상기 금속 나노와이어와 상기 필름 층 사이의 계면을 완전히 커버하고, 상기 금속 나노와이어와 상기 필름 층 사이의 계면에 커버링 층이 균일하게 형성되는, 터치 패널.
5. 제1항에 있어서, 상기 커버링 구조물은 전도성 물질로 제조된 층상 구조물, 섬형 돌출 구조물, 도트형 돌출 구조물, 또는 이들의 조합인, 터치 패널.
6. 제5항에 있어서, 상기 전도성 물질은 은, 금, 구리, 니켈, 백금, 이리듐, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 또는 이들의 합금을 포함하는, 터치 패널.
7. 제1항에 있어서, 상기 커버링 구조물은 단일 금속 물질 또는 합금 물질로 제조된 단층 구조물, 또는 둘 이상의 금속 물질 또는 합금 물질로 제조된 이중층 또는 다층 구조물인, 터치 패널.
8. 제1항에 있어서, 상기 커버링 구조물은 무전해 구리 도금층, 전기도금 구리 층, 무전해 구리-니켈 도금층, 무전해 구리-은 도금층, 또는 이들의 조합인, 터치 패널.
9. 제1항에 있어서, 상기 전도성 나노구조물, 상기 필름 층, 및 상기 커버링 구조물의 각각은 상기 제1 세선 각각에 위치하는, 터치 패널.
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 세선 각각의 선폭은 1 ㎛ 내지 10 ㎛이고, 상기 제1 세선 중 인접한 제1 세선 사이의 선 간격은 1 ㎛ 내지 10 ㎛인, 터치 패널.
11. 제1항에 있어서, 상기 기판은 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 가지며, 상기 제1 터치 감지 전극은 상기 기판의 제1 표면 상에 배치되고, 상기 터치 패널은:
    상기 기판의 제2 표면 상에 그리고 상기 가시 영역 상에 배치된 제2 터치 감지 전극을 더 포함하고, 상기 제2 터치 감지 전극은 복수의 제2 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는, 터치 패널.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 터치 감지 전극은 전도성 나노구조물과 상기 전도성 나노구조물 각각에 추가된 필름 층을 포함하고, 상기 전도성 나노구조물 각각과 상기 필름 층 사이의 계면은 실질적으로 커버링 구조물을 갖는, 터치 패널.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1 세선이 교차하는 메쉬 패턴은 상기 제2 세선이 교차하는 메쉬 패턴과 완전히 중첩되지 않는, 터치 패널.
14. 터치 패널의 제조 방법으로서,
    가시 영역 및 주변 영역을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    복수의 전도성 나노구조물을 상기 가시 영역 및 상기 주변 영역 상에 배치하여 전도성 층을 형성하는 단계;
    상기 전도성 층 상에 필름 층을 추가하고, 상기 필름 층을 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태에 도달하게 하는 단계;
    패터닝 단계를 수행하는 단계로서,
    상기 가시 영역 상에 상기 전도성 층 및 상기 필름 층을 패터닝하여 복수의 세선이 교차하는 메쉬 패턴을 갖는 터치 감지 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 주변 영역 상의 상기 전도성 층 및 상기 필름 층을 패터닝하여 주변 트레이스를 형성하는 단계를 포함하는, 상기 패터닝 단계를 수행하는 단계; 및
    상기 가시 영역 및 상기 주변 영역에 위치한 상기 전도성 나노구조물 각각의 표면에 커버링 구조물을 형성하는 개질 단계를 수행하여, 상기 전도성 나노구조물 각각과 상기 필름 층 사이의 계면이 실질적으로 커버링 구조물을 갖도록 하는 단계를 포함하며,
    상기 필름 층은 상기 전도성 나노구조물의 인접한 전도성 나노구조물 사이에 채워지고, 상기 필름 층은 단독으로 존재하는 커버링 구조물을 갖지 않는, 터치 패널의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 가시 영역 및 상기 주변 영역에서 상기 전도성 층 및 상기 필름 층을 패터닝하는 단계는 동일한 공정에서 수행되는, 터치 패널의 제조 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 개질 단계는,
    상기 필름 층 및 상기 전도성 나노구조물을 무전해 도금액에 담그어, 상기 무전해 도금액이 상기 필름 층으로 침투하여 상기 전도성 나노구조물과 콘택하게 하고, 상기 전도성 나노구조물 각각의 표면에 금속이 침전되게 하는 단계를 포함하는, 터치 패널의 제조 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 전도성 층 상에 필름 층을 추가하는 것은:
    상기 전도성 층 상에 중합체를 코팅하는 단계; 및
    상기 중합체가 사전 경화 또는 불완전 경화된 상태에 도달하도록 경화 조건을 제어하는 단계를 포함하는, 터치 패널의 제조 방법.
18. 제14항에 있어서, 상기 개질 단계는 무전해 도금 단계, 전기도금 단계, 또는 이들의 조합을 포함하는, 터치 패널의 제조 방법.
19. 제1항의 터치 패널을 포함하는, 디바이스.
20. 제19항에 있어서, 상기 디바이스는 디스플레이, 휴대용 전화기, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 자동차 디바이스, 노트북, 또는 편광자를 포함하는, 디바이스.

Images