KR102456445B1 - 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법 - Google Patents

높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전사방식의 투명전극 필름을 제조하는 과정에 있어, 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제로 세척하는 과정을 통해 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하여 광투과율을 유지하면서 전기전도성을 높일 수 있도록 하고, 상기 유기 용제에 의해 PET 필름의 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 상기 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없애기 위해서 상기 유기 용제 세척 후 상기 PET 필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하므로써, 전극물질과 PET 필름의 접착력이 낮아져 전사가 더 잘 되도록 하여 전체적으로 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율의 효과를 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 관한 것이다.

Description

높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법{Transparent electrode film manufacturing method}
본 발명은 전사방식의 투명전극 필름을 제조하는 과정에 있어, 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제로 세척하는 과정을 통해 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하여 광투과율을 유지하면서 전기전도성을 높일 수 있도록 하고, 상기 유기 용제에 의해 PET 필름의 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 상기 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없애기 위해서 상기 유기 용제 세척 후 상기 PET 필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하므로써, 전극물질과 PET 필름의 접착력이 낮아져 전사가 더 잘 되도록 하여 전체적으로 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율의 효과를 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 관한 것이다.
나노실버 에멀젼을 활용하여 유연성 기재 필름 위에 코팅을 통해 형성된 투명전극 필름의 경우, 상부에 돌출되어 코팅된 나노실버 전극층의 보호를 위해 추가적으로 보호 코팅을 더 해줘야 하는 문제가 있으며, 이로 인해 투명전극의 저항값이 떨어지는 단점이 있다.
이를 해소하기 위해 별도로 준비된 유연성 기재필름 상에 전사를 위한 고분자 투명 코팅을 실시하고 그 위에 나노실버가 코팅된 다른 기재필름 면을 합지한 후, 전사 코팅액을 경화하여 합지된 두 필름을 박리시키면 기재필름 상에 전사된 신규의 투명전극 필름을 확보할 수 있다.
이렇게 제조된 투명전극 필름의 전극층은 기재필름 상에 돌출되어 있는 요철 형태로 존재하지 않고 전사코팅 층사이에 위치하게 되어 전사 코팅층의 보호를 받게 되므로 추가적인 보호 코팅 없이 외부의 충격에도 문제없고, 낮은 헤이즈 값을 가지며 안정된 표면저항 특성을 갖는 장점이 있다.
이와 같은 내용을 반영하여 본 출원인은 '나노실버 투명전극 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 나노실버 투명전극 필름'에 대해 특허등록(등록특허 10-2136397(등록일자 2020년07월15일))받은 바 있다.
이 출원은 종래 본 출원인의 등록특허 10-2136397에 대해 개선된 기술을 제시하고자 하는 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 등록특허 10-2136397을 통해 제시하고 있는 공정을 개선함으로써, 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제로 세척하는 과정을 통해 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하여 광투과율을 유지하면서 전기전도성을 높이고, 유기 용제에 의해 전극물질과 PET 필름의 접착력이 낮아져 전사가 더 잘 되도록 하여 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율의 효과를 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법을 제시하고자 한다.
등록특허 10-2136397(등록일자 2020년07월15일)
본 발명은 본 출원인의 등록특허(등록번호 10-2136397)의 제조공정을 개선함으로써, 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율의 효과를 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법을 제공하고자 하는 것으로서,
더욱 상세하게는, 본 발명은 전사방식의 투명전극 필름을 제조하는 과정에 있어, 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제로 세척하는 과정을 통해 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하여 광투과율을 유지하면서 전기전도성을 높일 수 있도록 하고, 상기 유기 용제에 의해 PET 필름의 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 상기 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없애기 위해서 상기 유기 용제 세척 후 상기 PET 필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하므로써, 전극물질과 PET 필름의 접착력이 낮아져 전사가 더 잘 되도록 하여 전체적으로 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율의 효과를 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 제1기재필름의 상면에 나노실버 40.0 ~ 59.8 wt%와, 바인더 및 촉매 0.1 ~ 3.0 wt%와, 상기 나노실버의 분산안전성 및 습윤성 증가를 위한 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록 폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종의 첨가제 0.1 ~ 5.0 wt%와, 수 분산액 40.0 ~ 59.8 wt%로 구성된 나노실버 에멀젼을 코팅하되, 경화 후 기준으로 1 ~ 10 ㎛의 코팅두께를 갖도록 코팅한 후 상온 ~ 100 ℃ 조건에서 1 ~ 10 분간의 열 건조하여 용매를 증발시킨 후, 30 ~ 70 %의 경화도를 갖도록 150 ℃ 조건에서 1 ~ 5 분간 열경화 처리하는 단계(S10)와,
상기 단계(S10)를 거쳐 나노실버 에멀젼이 코팅된 제1기재필름을 유기용제에 10~30초 동안 침지시켜 세척하는 단계(S20)와,
상기 단계(S20)의 세척과정을 마친 제1기재필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 제1기재필름 표면의 활성도를 떨어뜨리는 열처리 공정을 거쳐 기재필름 상에 돌출되어 있는 요철형태를 이루는 나노실버 전극층을 형성하는 단계(S30)와,
제2기재필름의 상면에 아크릴레이트 함량의 97.0 ~ 99.9 wt%와, 실란 커플링제 0.1 ~ 3.0 wt%로 구성된광 경화형 아크릴레이트 투명전사 코팅액을 코팅하되, 경화 후 기준으로 5 ~ 20 ㎛의 코팅 두께를 갖도록 코팅하여 고분자 투명 코팅층을 형성하는 단계(S40)와,
상기 제1기재필름과 제2기재필름의 코팅된 면이 서로 마주 보도록 합지하여 상기 요철형태를 이루는 나노실버 전극층이 고분자 투명 코팅층 사이에 위치하도록 형성하는 단계(S50)와,
상기 합지된 상태의 제1기재필름과 제2기재필름을 100 ~ 1,000 mJ/㎠의 세기로 광 경화 처리하는 단계(S60)와,
상기 코팅된 면이 서로 합지되어 경화된 제1기재필름과 제2기재필름을 박리시키는 단계(S70)를 포함하여, 상기 제1기재필름의 나노실버 전극층이 상기 고분자 투명 코팅층과 고분자 투명 코팅층 사이에 전사되어, 상기 나노실버 전극층과 고분자 투명 코팅층이 이루는 면이 평면을 이루도록 투명전극 필름이 제조되는 것을 특징으로 하는 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전사방식 투명전극 필름 제조방법은 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제를 세척하여 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하고, 상기 유기물에 PET 필름 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없애기 위해서 유기 용제 세척 후 적절한 열처리 공정을 수행함으로서, 전체적으로 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 투명전극 필름을 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 전체 공정도.
도 2는 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 세척공정을 적용하지 않은 경우의 전사후 제1기재필름의 실제 도면 및 상기 제1기재필름의 전극물질이 전사후에도 전극물질이 남아 있는 것을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 세척공정을 적용하지 않은 경우의 전사후 제2기재필름의 실제 도면 및 상기 제2기재필름에 전극물질이 충분히 전사되지 않고 흐리게 전사된 것을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 세척공정을 적용한 전사후 제1기재필름의 실제 도면으로서 세척공정을 통해 전사가 효율적으로 이루어져 기재필름에 남아있는 전극물질이 거이 남아있지 않는 것을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 세척공정을 적용한 제2기재필름의 도면 및 상기 제2기재필름에 전극물질이 충분히 전사된 것을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 전사방식 투명전극 필름 제조방법에 따른 구체적인 기술 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전사방식 투명전극 필름 제조방법은,
제1기재필름의 상면에 나노실버 40.0 ~ 59.8 wt%와, 바인더 및 촉매 0.1 ~ 3.0 wt%와, 상기 나노실버의 분산안전성 및 습윤성 증가를 위한 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록 폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종의 첨가제 0.1 ~ 5.0 wt%와, 수 분산액 40.0 ~ 59.8 wt%로 구성된 나노실버 에멀젼을 코팅하되, 경화 후 기준으로 1 ~ 10 ㎛의 코팅두께를 갖도록 코팅한 후 상온 ~ 100 ℃ 조건에서 1 ~ 10 분간의 열 건조하여 용매를 증발시킨 후, 30 ~ 70 %의 경화도를 갖도록 150 ℃ 조건에서 1 ~ 5 분간 열경화 처리하는 단계(S10)와,
상기 단계(S10)를 거쳐 나노실버 에멀젼이 코팅된 제1기재필름을 유기용제에 10~30초 동안 침지시켜 세척하는 단계(S20)와,
상기 단계(S20)의 세척과정을 마친 제1기재필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 제1기재필름 표면의 활성도를 떨어뜨리는 열처리 공정을 거쳐 기재필름 상에 돌출되어 있는 요철형태를 이루는 나노실버 전극층을 형성하는 단계(S30)와,
제2기재필름의 상면에 아크릴레이트 함량의 97.0 ~ 99.9 wt%와, 실란 커플링제 0.1 ~ 3.0 wt%로 구성된광 경화형 아크릴레이트 투명전사 코팅액을 코팅하되, 경화 후 기준으로 5 ~ 20 ㎛의 코팅 두께를 갖도록 코팅하여 고분자 투명 코팅층을 형성하는 단계(S40)와,
상기 제1기재필름과 제2기재필름의 코팅된 면이 서로 마주 보도록 합지하여 상기 요철형태를 이루는 나노실버 전극층이 고분자 투명 코팅층 사이에 위치하도록 형성하는 단계(S50)와,
상기 합지된 상태의 제1기재필름과 제2기재필름을 100 ~ 1,000 mJ/㎠의 세기로 광 경화 처리하는 단계(S60)와,
상기 코팅된 면이 서로 합지되어 경화된 제1기재필름과 제2기재필름을 박리시키는 단계(S70)를 포함하여 이루어지며, 이와 같은 제조공정을 통해 상기 제1기재필름의 나노실버 전극층이 상기 고분자 투명 코팅층과 고분자 투명 코팅층 사이에 전사되어, 상기 나노실버 전극층과 고분자 투명 코팅층이 이루는 면이 평면을 이루도록 투명전극 필름이 제조된다.
상기 나노실버 에멀젼은 입자 크기는 1 ~ 500 nm 범위를 갖는다.
이때 에멀젼의 저장 안정성 확보 및 표면저항 특성 확보를 위해 2종 이상의 크기를 가지는 나노실버를 함께 분산하여 사용할 수 있다.
상기 바인더 및 촉매는 나노실버의 부착성 확보를 위해 필요하며, 바인더와 촉매의 적용 배합비율은 중량비 기준으로 1 : 0.５~ 1.5이다.
나노실버의 함량 대비 바인더 및 촉매 사용량이 0.1 wt% 미만으로 적은 경우에는 유리한 표면 저항을 구현할 수는 있으나 기재필름과의 부착성이 나오지 않는 문제가 발생하게 되며, 3.0 wt%를 초과하는 조건에서는 좋은 부착성을 구현할 수는 있으나 원하는 표면 저항을 구현하지 못하고, 경화 이후 전사 공정에서 원활한 박리 특성을 구현할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
상기 바인더의 구체적인 예로는, 멜라민 가교제(cross-linker)와 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)의 혼합물로서, 상기 멜라민 가교제(cross-linker)는 헥사메톡시메틸멜라민(Hexa methoxymethyl melamine)이고, 상기 아민으로 치환된 톨루엔 설포닉산(Amine blocked toluene sulfonic acid)은 P-톨루엔설포닉산(p-toluenesulfonic acid; PTSA), 도데실벤젠설포닉산(dodecyl benzene sulfonic acid; DDBSA) 또는 디노닐나프탈렌디설포닉산(dinonyl naphthalene disulfonic acid, DNNDSA) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 첨가제는 나노실버의 분산 안전성 및 습윤성 증가를 위한 첨가제로서,
구체적인 예로는, 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록 폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종인 것을 사용한다.
상기 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록 폴리머는 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane) 또는 데카메틸사이클로펜타실록산(decamethylcyclopenta siloxane)이며, 상기 아미노-부탄올(amino-butanol)은 2-아미노-1-부탄올(2-amino-1- butanol), 1-아미노-2-부탄올(1-amino-2-butanol), 4-아미노-1-부탄올(4-amino-1-butanol), 2-아미노-3-메틸-1-부탄올(2-amino-3-methyl-1-butanol) 또는 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올(2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 수분산액의 구체적인 예로는, 폴리에테르 실록산(polyethersiloxane)과 증류수를 혼합하여 조성된 것을 사용한다.
상기 성분 구성 및 배합비를 통해 제조된 나노실버 에멀젼은 원활한 성능 확보 및 전사 특성 구현을 위해 경화 후 기준으로 1 ~ 10 ㎛ 이내의 적절한 코팅 두께를 갖도록 코팅해 주어야 한다.
상기 코팅 두께가 1 ㎛ 미만인 경우는 광학 특성의 구현에는 유리하나 원하는 표면저항의 확보가 어려우며, 전사시켰을 때에도 원하는 표면저항 특성 구현이 되지 않는 문제가 있으며, 10 ㎛를 초과하게 되는 경우에는 표면 저항 확보에는 유리하나 광학 특성의 구현이 원활하지 않으며, 전사 시에도 필요 이상의 전사 코팅 두께를 구현해야 하는 문제가 발생하게 된다.
상기 성분 구성 및 배합비를 통해 제조된 나노실버 에멀젼은 제1기재필름에 코팅 후에 상온 ~ 100 ℃ 조건에서 1 ~ 10 분간의 열 건조를 통해 용매를 건조시키고, 150 ℃ 조건에서 1 ~ 5 분간 열 경화한다.
이때 원활한 전사 및 박리 특성의 구현을 위해서는 열 경화 시간의 조절을 통해 나노실버 에멀젼의 경화도를 30 ~ 70 % 수준으로 맞춰준다.
상기 나노실버 에멀젼의 경화도가 30 % 미만인 경우에는 에멀젼 층의 부착성이 나빠져 취급상 쉽게 묻어나오는 등의 문제가 발생하게 되며, 70 %를 초과하게 되는 경우에는 전사 공정 시에 박리 특성이 나빠지는 문제가 나타날 수 있다.
상기 S10 단계의 나노실버 에멀젼 경화도를 일반적인 열 경화 조건인 95 % 이상에서 30 ~ 70 % 까지 낮추거나,
상기 S10 단계의 경화된 나노실버 전극층(101)에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 나노실버 전극층(101) 표면의 활성도를 떨어뜨리거나,
또는 상기 S10 단계의 나노실버 에멀젼 경화도를 30 ~ 70 % 까지 낮춘 후 경화시켜 형성된 나노실버 전극층(101)에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 나노실버 전극층(101) 표면의 활성도를 떨어뜨린다.
상기 세척공정과 상기 세척공정에 이어 수행되는 열처리공정은 본 발명의 중요 공정에 해당하는 것으로, 상기 세척공정을 통해 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제를 세척하여 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하여 광투과율을 유지하면서 전기전도성을 높일 수 있고,
상기 세척공정에 이어 수행되는 열처리공정을 통해 유기 용제에 의해 PET 필름 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없앨 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 세척공정에 사용되는 유기용제는 아세톤(Acetone) 또는 메틸 에틸 케톤(methylethylketone,MEK) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종을 선택하여 물(water)과 혼합하여 조성된 것으로서, 상기 물(water)의 배합비가 유기용제 전체중량에 대해 5.0~20.0 wt%인 것을 사용한다.
상기 물(water)의 배합비가 5.0 wt% 미만인 경우에는 기저 필름인 PET 필름의 손상이 심하게 발생할 수 있고, 20.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 세척효율이 지나치게 낮아지는 단점이 있으므로, 상기 물(water)의 배합비를 적정 범위로 유지하는 것이 중요하다.
또한 세척 시간은 10초 ~ 30초 범위 내로 한정되며, 이때 세척 시간이 10초 미만인 경우에는 세척 효율이 떨어지고, 30초를 초과하게 되는 경우에는 기저 필름인 PET 필름의 손상 발생 우려가 있으므로, 상기 세척시간은 상기 제시된 범위 내에서 유지하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 유기용매를 이용한 세척은 10 ~ 25 ℃의 온도에서 수행되며, 상기 온도가 10 ℃ 미만인 경우에는 세척 효율이 떨어지고, 25 ℃를 초과하게 되는 경우에는 기저 필름인 PET 필름의 손상 발생 우려가 있으므로, 상기 제시된 온도 범위 내에서 세척이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제시된 바 대로 세척공정을 거친 후에는 추가 열처리 공정이 이어진다.상기 열처리 공정은 제1기재필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 제1기재필름 표면의 활성도를 떨어뜨리는 공정이다.
이때 상기 강도가 15 J/㎠ 미만인 경우에는 제1기재필름과 제2기재필름이 잘 분리되지 않는 문제가 있고, 55 J/㎠ 를 초과하게 되는 경우에는 전극물질이 제1기재필름에 지나치게 강하게 결합하여 제2기재필름으로 전사가 잘 되지 않는 문제가 있으므로, 상기 강도 범위내에서 열처리 공정이 수행되는 것이 바람직하며,
또한, 상기 조사는 15초 내지 20초 범위 내에서 하는 것이 바람직하다. 상기 조사 시간이 15초 미만이면 표면 활성도를 떨어트리기 어려울 수 있고,
20초 범위를 초과하면 오히려 전사가 잘 되지 않는 문제가 생길 수 있어 한정 범위에서 하는 것이 바람직하다.
상기 평균 강도를 높이고, 조사 시간적 범위를 최소화 하면서 분리, 전사 효율을 극대화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 세척공정에 이어 열처리 공정을 수행함으로써, 디라미네이션(delamination) 공정에서 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 효과적으로 없앨 수 있다.
이와 같은 공정에 대한 구체적인 예를 실시예를 통해 살펴보도록 한다.
125 미크론 두께의 PET Film 상에 나노실버 에멀젼을 코팅하여 경화시킨 후 10% 물이 포함된 아세톤에서 20초간 잠기도록 하여 세척한다. 이후 자외선 파장의 광을 55J/㎠로 15초간 조사하여 전극층의 표면 활성도를 떨어뜨려 전사를 위한 나노실버 전극층을 가지는 몰드 필름을 만들고,
별도의 188 미크론 두께의 PET Film 상에 광 경화형 아크릴레이트 전사 코팅액을 도포한 후, 상기 몰드의 나노실버 전극 층 면을 상기 전사 코팅액 층에 합지한 후, 광 경화를 시키고 이후에 박리공정을 통해 나노실버 전극층이 전사된 투명전극 필름을 제조한다.
상기 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 투명 전극 필름을 제조하되, 세척을 위한 유기용매를 MEK로 대체한다.
[비교예 1]
125 미크론 두께의 PET Film 상에 나노실버 에멀젼을 코팅하여 경화시킴으로써 전사를 위한 나노실버 전극층을 가지는 몰드 필름을 만들고, 별도의 188 미크론 두께의 PET Film 상에 광 경화형 아크릴레이트 전사 코팅액을 도포한 후, 상기 몰드의 나노실버 전극 층 면을 상기 전사 코팅액 층에 합지한 후, 광 경화를 시키고 이후에 박리공정을 통해 나노실버 전극층이 전사된 투명전극 필름을 제조하되, 몰드의 나노실버 전극 코팅층 면에 자외선(UV) 파장의 광을 50 J/㎠로 30초간 조사하여 전극층의 표면 활성도를 떨어뜨려 투명전극 필름을 제조한다.
[물성 비교]
실시예1 실시예2 비교예1
TT(%) 87 86 87
표면저항 (Ω/□) 20 18 50
상기 제2기재필름 상에 코팅하여 고분자 투명 코팅층을 형성하는 전사 코팅액의 경우, 전사 공정에서 제2기재필름과의 부착성 및 제1기재필름에서의 전사 및 박리 특성을 고려하여 광 경화형의 아크릴레이트 수지 배합을 적용한다.
제1기재필름 상에 코팅된 나노실버 전극층에 대한 전사특성을 가지기 위해서는 배합되는 아크릴레이트의 경화 수축율 및 나노실버와의 부착특성을 고려하여야 하며, 이를 위해 실란 커플링제를 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제의 사용은 S50 단계의 경화 후 박리 특성을 저해하지 않는 선에서 아크릴레이트 함량의 0.1~ 3.0 wt% 이내의 함량으로 적용하는 것이 바람직하다. 만약 실란 커플링제의 함량이 0.1 wt% 미만이라면 나노실버와의 부착성 확보가 부족하여 원하는 전사 특성을 확보하기 어렵고, 3.0 wt%를 초과하는 경우라면 전사 후, 박리 특성 구현이 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
이렇게 제조된 전사 코팅액은 제1기재필름 상의 나노실버 전극층에 대한 원활한 전사 공정을 위해 경화 후 기준으로 5 ~ 20 ㎛ 이내의 적절한 코팅 두께를 갖도록 코팅해 주어야 한다.
상기 코팅 두께가 5 ㎛ 미만인 경우, 제1기재필름 상의 나노실버 전극층과의 간섭이 발생하여 원활한 전사 및 박리 특성이 구현되지 못하는 문제가 있으며, 20 ㎛를 초과하게 되는 경우에는 코팅층의 수축으로 인한 제2기재필름의 변형이 발생할 수 있으며, 비경제적이라는 문제가 있다.
상기 제2기재필름 상에 코팅된 전사 코팅액은 제1기재필름과의 합지를 통해 광 경화를 시키게 되는데, 이때 광량은 일반적인 광 경화 기준을 따르게 되며 예컨대 100 ~ 1,000 mJ/㎠의 광량일 수 있다.
상기 광량이 100 mJ/㎠ 미만이라면, 제대로된 경화가 발생하지 않아 전사 및 박리 특성이 구현되지 않는 문제가 발생하며, 1,000 mJ/㎠를 초과하는 광량이라면, 과도한 에너지로 인해 코팅층이 노화가 발생할 수 있고, 박리 특성도 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제1기재필름 및 제2기재필름은 투명성과 유연성을 가지는 Polyimide film, Polyethylene terephthalate film, Polycarbonate film을 포함하는 고분자 필름 또는 유리기판 중 선택되는 것을 사용하며, 최종 적용제품에 따라 제1기재필름과 제2기재필름은 같거나 다른 기재필름을 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 전사방식 투명전극 필름 제조방법은 전극 잉크를 코팅한 PET 필름을 유기 용제를 세척하여 전기전도성에 나쁜 영향을 주는 유기물을 제거하고, 상기 유기물에 PET 필름 표면활성이 높아져서 디라미네이션(delamination) 공정에서 PET 필름과 전사필름이 붙어서 잘 떨어지지 않는 현상을 없애기 위해서 유기 용제 세척 후 적절한 열처리 공정을 수행함으로써, 전체적으로 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 투명전극 필름을 제공할 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.

Claims (3)

  1. 제1기재필름의 상면에 나노실버 40.0 ~ 59.8 wt%와, 바인더 및 촉매 0.1 ~ 3.0 wt%와, 상기 나노실버의 분산안전성 및 습윤성 증가를 위한 실리콘 폴리에테르 글라이콜 블록 폴리머 또는 아미노-부탄올(amino-butanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종의 첨가제 0.1 ~ 5.0 wt%와, 수 분산액 40.0 ~ 59.8 wt%로 구성된 나노실버 에멀젼을 코팅하되, 경화 후 기준으로 1 ~ 10 ㎛의 코팅두께를 갖도록 코팅한 후 상온 ~ 100 ℃ 조건에서 1 ~ 10 분간의 열 건조하여 용매를 증발시킨 후, 30 ~ 70 %의 경화도를 갖도록 150 ℃ 조건에서 1 ~ 5 분간 열경화 처리하는 단계(S10)와,

    상기 단계(S10)를 거쳐 나노실버 에멀젼이 코팅된 제1기재필름을 유기용제에 10~30초 동안 침지시켜 세척하는 단계(S20)와,

    상기 단계(S20)의 세척과정을 마친 제1기재필름의 표면에 자외선(UV) 파장의 광 또는 적외선(IR) 파장의 광을 15 ~ 55 J/㎠ 강도로 강하게 조사하여 상기 제1기재필름 표면의 활성도를 떨어뜨리는 열처리 공정을 거쳐 기재필름 상에 돌출되어 있는 요철형태를 이루는 나노실버 전극층을 형성하는 단계(S30)와,

    제2기재필름의 상면에 아크릴레이트 함량의 97.0 ~ 99.9 wt%와, 실란 커플링제 0.1 ~ 3.0 wt%로 구성된광 경화형 아크릴레이트 투명전사 코팅액을 코팅하되, 경화 후 기준으로 5 ~ 20 ㎛의 코팅 두께를 갖도록 코팅하여 고분자 투명 코팅층을 형성하는 단계(S40)와,

    상기 제1기재필름과 제2기재필름의 코팅된 면이 서로 마주 보도록 합지하여 상기 요철형태를 이루는 나노실버 전극층이 고분자 투명 코팅층 사이에 위치하도록 형성하는 단계(S50)와,

    상기 합지된 상태의 제1기재필름과 제2기재필름을 100 ~ 1,000 mJ/㎠의 세기로 광 경화 처리하는 단계(S60)와,

    상기 코팅된 면이 서로 합지되어 경화된 제1기재필름과 제2기재필름을 박리시키는 단계(S70)를 포함하여, 상기 제1기재필름의 나노실버 전극층이 상기 고분자 투명 코팅층과 고분자 투명 코팅층 사이에 전사되어, 상기 나노실버 전극층과 고분자 투명 코팅층이 이루는 면이 평면을 이루도록 투명전극 필름이 제조되는 것을 특징으로 하는 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    유기용제는 아세톤(Acetone) 또는 메틸 에틸 케톤(methylethylketone,MEK) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종을 선택하여 물(water)과 혼합하여 조성된 것으로서, 상기 물(water)의 배합비가 유기용제 전체중량에 대해 5.0~20.0 wt%인 것을 특징으로 하는 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    세척하는 단계(S20)는 유기용제의 온도가 10.0~25.0 ℃인 조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 높은 전사 효율, 전기전도성 및 광투과율을 동시에 갖는 전사방식 투명전극 필름 제조방법.
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