KR20140086516A - 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 전도성 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 고분자로 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트, 금속 나노와이어 졸, 바인더, 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 조성물 및 베이스 부재에 상기 전도성 고분자 조성물을 코팅 및 건조하여 형성된 투명전극을 포함하는 전도성 필름을 제공한다. 본 발명의 조성물은 저저항 투명 전도성 필름을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 에칭이 용이하여 투명전극을 간단하게 패터닝할 수 있다.
Description
본 발명은 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 전도성 필름에 관한 것이다.
디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치 (Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.
하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.
또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch panel)이 개발되었다.
이러한 터치패널은 전자수첩, 액정표시장치 (LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP (Plasma Display Panel), EL (Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT (Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.
터치패널의 종류는 저항막방식 (Resistive Type), 정전용량방식 (Capacitive Type), 전기자기장방식 (Electro-Magnetic Type), 소오방식 (SAW type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식 (Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치패널은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널이다.
저항막방식 터치패널의 경우, 상/하부 투명전극막이 스페이서에 의해 이격되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 형태이다. 상부 투명전극막이 형성되어 있는 상부 전도성 필름이 손가락, 펜 등의 입력수단에 의해 눌릴 때 상/하부 투명전극막이 통전되고, 그 위치의 저항값 변화에 따른 전압변화를 제어부에서 인지하여 접촉좌표를 인식하는 방식으로 디지털 저항막방식과 아날로그 저항막방식이 있다.
정전용량방식 터치패널의 경우, 제1 투명전극이 형성된 상부 전도성 필름과 제2 투명전극이 형성된 하부 전도성 필름이 서로 이격되며, 제1 투명전극과 제2 투명전극이 접촉하지 못하게 절연재가 삽입된다. 또한, 상부전도성 필름과 하부 전도성 필름에는 투명전극과 연결된 전극배선이 형성된다. 전극배선은 입력수단이 터치스크린에 접촉함에 따라 제1 투명전극과 제2 투명전극에서 발생하는 정전용량의 변화를 제어부에 전달한다.
종래에는 ITO (Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)를 이용하여 투명전극을 형성하였으나, 현재 이를 대체하기 위한 물질로서 전도성 고분자에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 전도성 고분자는 ITO에 비해 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해, 전도성 고분자는 터치패널 뿐만 아니라 차세대 기술인 플렉시블 디스플레이 (Flexible display)의 핵심적인 요소로서 기대가 주목되고 있다.
한편, 특허문헌 1에서는 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액, 은 나노와이어 (AGNW) 졸, 알콜계 유기용매, 아마이드계 유기용매, 및 결합제를 포함하는 전도성 코팅 조성물이 경화되어 형성된 막으로서, 표면저항이 300Ω/㎡ 미만이고 헤이즈가 5% 미만인, 전도성 고분자 복합체 막을 개시하고 있다. 그런데, 금속성 물질인 은 나노와이어와 같은 물질은 공기중에 노출되면 자연 산화하는 문제가 있다. 몇몇 제조사들 및 특허문헌 2에서는 현재 상기 은 나노와이어의 산화방지를 위하여 오버코팅하여 사용하고 있다.
특허문헌 1: 한국 공개특허 제2012-0098140호
특허문헌 2: 한국 공개특허 제2010-0017128호
이에 본 발명에서는 상술한 문제점을 예의 검토한 결과, 금속 나노와이어가 자연 산화될 수도 있지만, 주요 전도성 고분자인 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 (PEDOT/PSS)의 pH가 3이하이어서, 금속성 재료와의 하이브리드화시에 산화가 발생하는 현상을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 하나의 관점은 저저항 투명 전도성 필름을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 에칭이 용이하여 투명전극을 간단하게 패터닝할 수 있는 전도성 고분자 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 전도성 고분자 조성물을 이용한 전도성 필름을 제공하는 데 있다.
상기 하나의 관점을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전도성 고분자 조성물 (이하 "제1 발명"이라 함)는 전도성 고분자로 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 (PEDOT/PSS), 금속 나노와이어 졸, 바인더, 및 용매를 포함한다.
제1 발명에 있어서, 상기 전도성 고분자 조성물은 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 0.5 내지 50 중량%, 금속 나노와이어 졸 0.01 내지 30 중량%, 바인더 0.5 내지 30 중량%, 및 용매 1 내지 95 중량%를 포함한다.
제1 발명에 있어서, 상기 금속 나노와이어는 Au, Ag, Zn, Al, 및 Cu로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.
제1 발명에 있어서, 상기 금속 나노와이어는 폭이 50nm 내지 300nm이고, 길이가 10㎛ 내지 300㎛의 범위인 것을 특징으로 한다.
제1 발명에 있어서, 상기 바인더는 탄소수 2 내지 8인 알킬글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, 페닐글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 다관능성 (메타)아크릴레이트, 에폭시계 바인더, 우레탄계 바인더, 아크릴-우레탄 공중합체, 카복실계 바인더, 및 아미드계 바인더로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.
제1 발명에 있어서, 상기 용매는 폴리알콜, 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아마이드, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 메조-에리스리톨, 아닐린, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 에틸알콜, 메틸알콜, 디메틸아세트아마이드, 헥산, 톨루엔, 클로로포름, 사이클로헥사논, 증류수, 피리딘, 메틸나프탈렌, 옥타메실아민, 테트라하이드로푸란, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 니트로메탄, 아크릴로니트릴, 및 H2O로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 관점을 달성하기 위한 전도성 필름 (이하 "제2 발명"이라 함)는 베이스 부재, 및 상기 베이스 부재에 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 전도성 고분자 조성물을 코팅 및 건조하여 형성된 투명전극을 포함한다.
제2 발명에 있어서, 상기 베이스 부재는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 고리형 올레핀 고분자, TAC (Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올 필름, 폴리이미드 필름, 폴리스틸렌, 이축연신 폴리스틸렌, 및 유리 또는 강화유리로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 기판 또는 이들의 조합으로 제조된 복합기판인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전도성 조성물은 1∼50CPS의 저점도로 제조가 가능하여 전극필름 제조시 그라비아인쇄 등이 가능하여 필름 제조에 있어 대량양산에 의한 가격경쟁력 확보 및 한번의 에칭으로 원하는 패턴의 전극필름이 제조가 가능하여 종래의 2번 이상의 에칭제조법에서의 얼라인먼트 어긋남에 의한 균일성 문제 해결과 공정 및 소요자재의 축소로 무엇보다도 가격경쟁력 확보가 가능한 것이 강점이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 필름이 적용될 수 있는 정전용량방식 터치패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전도성 필름이 적용될 수 있는 저항막방식 터치패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전도성 필름이 적용될 수 있는 저항막방식 터치패널의 단면도이다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 필름이 적용될 수 있는 정전용량방식 터치패널의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 정전용량방식 터치패널 (100a)은 최외각에 배치되어 일면으로부터 입력수단의 터치를 입력받는 제1 투명기판 (111), 제1 투명기판 (111)의 타면에 형성된 제2 투명전극 (121), 제2 투명기판 (112)의 일면에 형성된 제2 투명전극 (122) 및 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)이 마주보도록 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122) 사이에 형성된 접착층 (130a)을 포함하여 구성된다.
상기 투명기판 (110)은 제1 투명기판 (111)과 제2 투명기판 (112)의 두 장으로 구성된다. 상기 제1 투명기판(111)은 터치패널(100a)의 최외각에 배치되어 노출면(일면)으로부터 손가락과 같은 신체의 일부, 스타일러스 펜 (stylus pen) 등 입력수단의 터치를 입력받는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 제1 투명기판 (111)은 파손 또는 비산되지 않는 재질이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 또는 이축연신폴리스틸렌 (K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS) 등으로 형성할 수 있다.
한편, 제1 투명기판 (111)의 타면 (입력수단의 터치를 받는 면의 반대면)에는 제1 투명전극 (121)이 형성되므로, 상기 제1 투명기판 (111) 표면 물성의 활성화 (접착력 향상)을 위해서 유기용제를 통해 상기 제1 투명기판 (111)으로부터 먼지 등과 같은 불순물을 제거하거나, 플라즈마, 코로나, 고주파 또는 프라이머 (primer) 처리를 통해 상기 제1 투명기판 (111)의 표면을 개질하는 전처리 공정이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제2 투명기판(112)은 정전용량방식 터치패널 (100a)의 하부기판으로 배치되어 하부에서 지지력을 제공하는 역할을 수행하는 것으로, 지지력을 높여 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
이러한 제2 투명기판 (112)은 내구성이 뛰어난 강화유리와 같이 소정 강도 이상의 지지력을 제공할 수 있는 재질로 이루어지며, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 (PEN), 폴리카보네이트 (PC), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리이미드 (PI), 시클릭 올레핀 공중합체 (COC), 스틸렌 중합체, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 제2 투명기판 (112)의 일면 (제1 투명전극 (121)과 마주보는 면)에는 제2 투명전극 (122)이 형성되므로, 표면 물성의 활성화 (접착력 향상)을 위해서 상기 제1 투명기판 (111)에서 상술한 바와 같은 전처리 공정이 수행될 수 있다.
상기 투명전극 (120)은 상술한 투명기판 (110)과 마찬가지로, 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)의 두 장으로 구성된다.
상기 제1 투명전극 (121)은 입력수단의 터치 시 제2 투명전극 (122)과의 상호 정전용량 (mutual capacitance)의 변화를 이용하여 터치 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 제1 투명기판 (111)의 타면에 형성되어 제2 투명전극(122)에 대향 하도록 배치된다.
상기 제2 투명전극 (122)은 제1 투명전극 (121)과 함께 터치 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 제2 투명기판 (112)의 일면에 형성되어 상기 제1 투명전극(121)에 대향하도록 배치된다. 여기서, 제1 및 제2 투명전극 (121, 122)은 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 전도성 고분자 조성물을 상기 투명기판 (110) 상에 레이저 식각, 습식 공정, 인쇄, 코팅 또는 증착 등의 방식으로 패터닝하여 형성될 수 있다. 패턴 형태는 다이아몬드 타입 또는 바(bar) 타입 등 여러 가지 형태가 사용될 수 있는 것으로, 어느 하나로 한정되는 것은 아니며, IC와의 매칭성을 고려하여 패터닝하도록 한다.
상기 습식 공정으로는, 예를 들면, 침지법 등이 사용될 수 있고, 상기 인쇄 방법으로는 예를 들면 비아그라 인쇄, 잉크젯 프린팅 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 코팅 방법으로는 예를 들면, 스핀 (spin) 코팅, 바 (bar) 코팅, 스프레이 코팅 또는 스프레딩 등이 사용될 수 있다. 여기서, 레이저 식각 및 잉크젯 프린팅의 경우 원하는 패턴을 자유자재로 쉽게 설계 변경 가능하다는 장점이 있으며, 그라비아 인쇄의 경우 롤투롤 (Roll to Roll) 공정으로 제작이 가능하다.
상기 롤투롤 공정은 저비용 생산 구현으로 매우 높은 생산성 확보가 가능하여 모바일 및 대형 디스플레이, 특히 터치패널형 입력장치에의 적용에 매우 적합하다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 전도성 필름이 적용될 수 있는 저항막방식 터치패널의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 저항막방식 터치패널 (100b)은 최외각에 배치되어 일면으로부터 입력수단의 터치를 입력받는 제1 투명기판 (111), 제1 투명기판 (111)의 타면에 형성된 제2 투명전극 (121), 제2 투명기판 (112)의 일면에 형성된 제2 투명전극 (122) 및 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)이 마주보도록 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122) 사이에 형성된 접착층(130b)을 포함하여 구성된다.
상기 저항막방식 터치패널 (100b)은 전술한 실시 예에 따른 정전용량방식 터치패널 (100a)과 비교했을 때 가장 큰 차이점은 접착층 (130b)의 구조와 스페이서가 존재한다는 점이므로, 이러한 차이점을 중심으로 설명하기로 하며, 동일한 구성요소에 대한 상세 설명은 상술한 것으로 대체하기로 한다.
상기 접착층 (130b)은 제1 및 제2 투명전극 (121, 122)이 각각 형성된 제1 및 제2 투명기판 (111, 112) 간 외측에 형성된다. 이러한 접착층 (130a)은 외부 압력에 의해 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)이 접촉될 수 있도록 제1 및 제2 투명기판 (111, 112)의 외측 간에 형성되므로, 내측에는 개구부 (131)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 스페이서 (132)는 제1 및 제2 투명기판 (111, 112) 간 내측에 형성된다. 이러한 스페이서 (132)는 도트 스페이서 (Dot Spacer)의 형태로 구성될 수 있고, 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)이 접촉할 때의 충격을 완화하고, 압력이 해제되면 제1 투명기판 (111)이 원 위치될 수 있도록 반발력을 제공한다. 또한, 외부 압력이 없는데 제1 투명전극 (121)과 제2 투명전극 (122)이 접촉되는 경우가 발생하지 않도록, 평소에는 제1 및 제2 투명전극 (121, 122) 간 절연을 유지시키는 역할을 수행한다.
본 발명에 있어서, 이러한 제1 및 제2 투명기판 (121, 122)을 형성하는 전도성 고분자 조성물은 전도성 고분자로 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트, 금속 나노와이어 졸, 바인더 (binder), 및 용매를 포함하여 조성된다.
상기 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트은 폴리에틸렌디옥시티오펜 (PEDOT)을 도펀트로서 폴리스티렌술포네이트(PSS)로 도핑시켜 물에 잘 녹는 성질을 나타내며, 열적 안전성이 매우 우수하다. 또한, 상기 폴리에틸렌디옥시티오펜 (PEDOT)은 물에 최적 분산성을 유지하기 위하여 PEDOT 및 PSS 고형분 농도가 1.0∼1.5 중량% 범위로 조정되어 있다. 상기 PEDOT/PSS는 추가로 물, 알콜 또는 유전상수가 큰 용매와 잘 혼합되므로 상기 용매와 희석하여 쉽게 코팅할 수 있으며, 코팅막을 형성하였을 때도 기타 전도성 고분자인 폴리아닐린계, 폴리피롤계 등과 비교해 우수한 투명도를 나타낸다.
그러나, 본 발명에서는 PEDOT/PSS가 금속 나노와이어, 예를 들어, AGNW (은 나노와이어)와 하이브리드 필름 제조시, 시간에 따른 저항의 경시변화가 일어나는 것을 확인하였다. 초기 약 250Ω/sq. 정도로 제조된 필름이 시간이 갈 수록 저항이 상승하여 3일차에 500Ω/sq. 이상으로 상승하였다.
전술한 바와 같이, 현재 판매되는 PEDOT/PSS은 PEDOT을 PSS에서 중합후 유기용매와 물의 혼합용매에서 분산시킨 것이다. 본 발명에서는 PEDOT/PSS의 pH가 약 3이하임을 확인하고, 이에 따라, 금속성 재료와의 하이브리드 (hybrid)화시 산화가 발생하는 현상을 확인하였다. 따라서, 본 발명에서는 전도성고분자인 PEDOT/PSS을 당업계에 알려진 통상의 방법 (중화제 첨가 등)으로 중성화시켜 사용한다. 이와 같이 본 발명에서 낮은 전도도를 가진 금속물질과 다소 높은 저항을 가진 중성 PEDOT/PSS을 사용하여 오히려 더낮은 저항을 가진 하이브리드 필름을 제조한다.
본 발명에 따르면, 상기 중성 PEDOT/PSS의 사용량은 0.5∼50중량%가 바람직한데, 0.5중량% 미만이면 투명전극을 형성하더라도 100Ω/m2 이하의 면저항을 구현하기 어렵고, 50중량% 초과인 경우 코팅 가공성이 저하되는 경향이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 금속 나노와이어는 Au, Ag, Zn, Al, Cu 등과 같이 투명 금속성 물질로 제조된 것으로 1단독 또는 2종이상 혼합하여 사용한다. 졸 상태의 금속 나오와이어는 아세톤 또는 에탄올에 혼합하여 사용하며 그 함량은 0.01∼30중량%의 것이 면저항 및 작업성 측면에서 바람직하다. 상기 나노와이어 졸의 고형분 농도는 0.5∼5중량%인 것이 바람직하다. 고형분 농도가 0.5중량% 미만일 경우 전체 코팅액 내의 금속 나노와이어 함량이 너무 낮아서 전기적 특성 향상 효과가 미미해질 수 있으며, 5중량% 초과일 경우 분산안정성이 떨어져서 겔화될 가능성이 있다. 통상적으로, 상기 금속 나노와이어의 폭은 50nm 내지 300nm이고, 길이는 10㎛ 내지 300㎛이며, 상기 범위 내에서 사용 목적에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
상기 바인더로는 탄소수 2 내지 8인 알킬글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, 페닐글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트 및 다관능성 (메타)아크릴레이트, UV경화 내지 열경화 에폭시계 바인더, 우레탄계 바인더, 아크릴-우레탄 공중합체, 카복실계 바인더, 아미드계 바인더 등이 있고, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 바인더의 함량은 전체 조성물 100 중량%에 대하여 0.5 내지 30 중량% 일 수 있다. 상기 함량이 0.5 중량% 미만이면 베이스 기재인 투명 기판과의 접착력이 저하될 우려가 있고, 상기 함량이 30 중량%를 초과하면 전기전도도가 저하될 우려가 있다.
상기 용매는 폴리알콜 (poly-alcohol), 디메틸설폭사이드 (dimethyl sulfoxide: DMSO), N,N-디메틸포름아마이드 (N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜 (ethylene glycol; EG), 폴리에틸렌글리콜, 메조-에리스리톨 (meso-erythritol), 아닐린, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 에틸알콜, 메틸알콜, 디메틸아세트아마이드, 헥산, 톨루엔, 클로로포름, 사이클로헥사논, 증류수, 피리딘, 메틸나프탈렌, 옥타메실아민, 테트라하이드로푸란, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 니트로메탄, 아크릴로니트릴, H2O 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 용매의 함량은 전체 조성물 100 중량%에 대하여 1 내지 95 중량%일 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 필름은 베이스 부재 및 베이스 부재에 전도성 고분자로 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 (PEDOT/PSS), 금속 나노와이어 졸, 바인더, 및 용매를 포함하는 전도성 고분자 조성물을 코팅 및 건조하여 형성된 투명전극을 포함한다. 즉, 상기 전도성 필름은 전술한 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅 및 건조하여 투명전극을 형성한 것이다. 따라서, 앞서 기술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 언급하도록 한다.
상기 베이스 부재는 투명전극이 형성될 영역을 제공하는 것으로, 디스플레이에 채용하기 위해서 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 베이스 부재는 폴리카보네이트 (PC), 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리에테르술폰 (PES), 고리형 올레핀 고분자 (COC), TAC (Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드 (Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌 (Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌 (K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리, 단독 기판 또는 이들의 조합으로 제조된 복합기판일 수 있다. 예를 들어, 복합기판이란, PMMA의 장점인 우수한 경도 (hardness)/투과율, PMMA의 단점인 취약한 강성을 보완하는 방안으로 PC를 사용한 기판을 의미한다. 이때 PC는 경도/투과율을 가진 PMMA의 단점을 상호보완시킨 PMMA/PC/PMMA 등과 같이 조합 제조된 기판일 수 있다.
한편, 베이스 부재와 투명전극 사이의 접착력을 향상시키기 위해서, 베이스 부재에는 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 투명전극은 베이스 부재에 전도성 고분자 조성물을 코팅 및 건조하여 형성되는 것이다. 추가적으로, 상기 전도성 고분자 조성물에는 제2 도펀트나 분산안정제가 첨가될 수 있다. 상기 제2 도펀트는 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 N-디메틸아세트이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 극성용매일 수 이고, 상기 분산안정제는 에틸렌 글리콜 (Ethylene glycol) 또는 솔비톨 (Sorbitol)일 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 전도성 필름은 금속 나노와이어, 예를 들어, AGNW의 부식을 방지할 목적으로 오버코팅 (overcoating)하였다. 이러한 절연성의 오버코팅층으로 인해 전도성 필름의 패터닝시 2중 에칭방법 필요하다. 즉, AGNW의 상부가 오버코팅되어 있어 에칭을 하려면, 상부 오버코팅 부분을 벗겨낸 후, AGNW의 에칭을 해야 한다. 이와 같이, 2중층으로 제조되어 있는 경우, 먼저 오버코팅 에칭액을 사용하여 패턴하고자 하는 부위의 오버코팅 부위를 벗겨낸 후, AGNW의 에칭을 위하여 에칭액을 사용하는 불편함이 있다. 이러한 경우, 제조공정이 복잡하여 원하는 에칭부분의 에칭 어려움과 에칭면이 고르지 못하는 등 많은 제조상의 장애가 존재한다.
본 발명에 사용되는 에칭액으로는 과망간산칼슘, 질산, 중크롬산칼륨, 산화아민, 차아염소산나트륨, 인산, 초산, 과산화수소, 과염소산, 염산, 불산, 옥살산, 물 (순수물 포함) 중 하나 또는 둘이상 혼합, 또는 희석을 통하여 사용한다. 필요한 경우 원하는 도전막을 에칭하기 위해 첨가제 등을 첨가할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일반적으로 해당 도전막의 에칭액으로 알려진 것을 이용하여도 무방하다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 극복하는 방안으로 NW와 전도성 오버코팅액을 함께 혼합한 조성물을 제조하고, 이를 코팅 제조한 투명전극성 필름을 한번의 에칭으로 패턴을 구현할 수 있다.
본 발명의 조성물은 1∼50CPS의 저점도로 제조가 가능하여 많은 필름 코팅 방법중에서 코팅의 균일성 (uniformity)을 양호하게 할 수 있는 하는 스크린 인쇄법 (Screen Printing), 그라비아 인쇄법 (Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법 (Inkjet Printing)으로 상기 베이스 부재에 코팅될 수 있다. 이러한 전도성 고분자 조성물을 베이스 부재에 코팅, 건조하여 형성한 투명전극은 첨가된 이온성 바인더로 인하여 면저항이 낮아진다.
이하, 구체적인 실시예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하지만, 후술할 실시예는 단지 본 발명을 더욱 명확히 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시 예 1
전도성 고분자로서 중성화시킨 PEDOT/PSS (약 pH 7) 29중량%, 폭이 약 50nm이고, 길이가 100㎛인 오버코팅이 없는 은 나노와이어 졸 10중량% (고형분 함량 2중량%), 아크릴계 바인더 5중량%, 및 용매 55중량%를 혼합하고, 교반하면서 첨가제로 DMSO 1중량%를 넣고, 약 1시간 정도 균일하게 혼합하여 전도성 고분자 조성물을 제조하였다. 생성된 조성물을 폴리메틸메타아크릴레이트 필름 위에 도포한 후 약 90℃에서 약 5분간 건조하여 전도성 필름을 제조하였다. 건조 후 고분자 막의 두께는 약 200 nm 수준이었으며 면저항 및 투과율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교 예 1
실시 예 1에서 전도성 고분자로서 PEDOT/PSS (약 pH 3)을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였고, 면저항 및 투과율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 면저항 (Ω/m2) | 투과율 (550㎚) | |
| 제조 즉시 | 제조후 30일 경과 | ||
| 실시 예 1 | 80 | 85 | 89% |
| 비교 예 1 | 80 | 500 | 85% |
| PEDOT | 250 | 89% | |
| AGNW | 100 | 89% | |
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시 예 1 및 비교 예 1에 따른 조성물의 제조후의 면저항은 100Ω/m2이하이며, 투과율은 89% 이상이었으나, 제조 후 30일 경과한 다음의 면저항은 현저히 증가하는 것을 획인할 수 있었다. 즉, 은 나노와이어에 중성 전도성 고분자를 하이브리드화시킨 경우, 지속적으로 면저항 저하가 이루어지나, 통상의 산성 전도성 고분자를 하이브리드화시킨 경우, 시간 경과에 따라 면저항이 증가하는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100a: 정전용량방식 터치패널 100b: 저항막방식 터치패널
110: 투명기판 120: 투명전극
111: 제1 투명기판 121: 제1 투명전극
112: 제2 투명기판 122: 제2 투명전극
130a, 130b: 접착층 140: 배선전극
110: 투명기판 120: 투명전극
111: 제1 투명기판 121: 제1 투명전극
112: 제2 투명기판 122: 제2 투명전극
130a, 130b: 접착층 140: 배선전극
Claims (8)
- 전도성 고분자로 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 (PEDOT/PSS);
금속 나노와이어 졸;
바인더; 및
용매를 포함하는 전도성 고분자 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전도성 고분자 조성물은 중성화된 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트 0.5 내지 50 중량%, 금속 나노와이어 졸 0.01 내지 30 중량%, 바인더 0.5 내지 30 중량%, 및 용매 1 내지 95 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 금속 나노와이어는 Au, Ag, Zn, Al, 및 Cu로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물.
- 청구항 3에 있어서,
상기 금속 나노와이어는 폭이 50nm 내지 300nm이고, 길이가 10㎛ 내지 300㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 바인더는 탄소수 2 내지 8인 알킬글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, 페닐글리시딜에테르 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 다관능성 (메타)아크릴레이트, 에폭시계 바인더, 우레탄계 바인더, 아크릴-우레탄 공중합체, 카복실계 바인더, 및 아미드계 바인더로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용매는 폴리알콜, 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아마이드, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 메조-에리스리톨, 아닐린, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 에틸알콜, 메틸알콜, 디메틸아세트아마이드, 헥산, 톨루엔, 클로로포름, 사이클로헥사논, 증류수, 피리딘, 메틸나프탈렌, 옥타메실아민, 테트라하이드로푸란, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 니트로메탄, 아크릴로니트릴, 및 H2O로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 조성물.
- 베이스 부재; 및
상기 베이스 부재에 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 전도성 고분자 조성물을 코팅 및 건조하여 형성된 투명전극;
을 포함하는 전도성 필름.
- 청구항 7에 있어서,
상기 베이스 부재는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 고리형 올레핀 고분자, TAC (Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올 필름, 폴리이미드 필름, 폴리스틸렌, 이축연신 폴리스틸렌, 및 유리 또는 강화유리로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 기판 또는 이들의 조합으로 제조된 복합기판인 것을 특징으로 하는 전도성 필름.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104183303A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-03 | 欧依有机光电子科技有限公司 | 一种稳定的pedot/pss导电层电极及其制备方法 |
| KR20160049462A (ko) * | 2014-10-27 | 2016-05-09 | 주식회사 엘지화학 | 중성화된 전도성 고분자 투명전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 소자 및 이의 제조방법 |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104183303A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-03 | 欧依有机光电子科技有限公司 | 一种稳定的pedot/pss导电层电极及其制备方法 |
| KR20160049462A (ko) * | 2014-10-27 | 2016-05-09 | 주식회사 엘지화학 | 중성화된 전도성 고분자 투명전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 소자 및 이의 제조방법 |
| WO2016068546A3 (ko) * | 2014-10-27 | 2016-06-23 | 주식회사 엘지화학 | 중성화된 전도성 고분자 투명전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 소자 및 이의 제조방법 |
| CN106796377A (zh) * | 2014-10-27 | 2017-05-31 | 株式会社Lg化学 | 包括经中和的导电聚合物透明电极的聚合物分散液晶元件及其生产方法 |
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| CN108794996A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-13 | 查公祥 | 一种铝溶胶改进聚噻吩导电材料及其制备方法 |
| CN110310763A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-08 | 武汉工程大学 | 一种基于pedot:pss和银纳米线的柔性透明电极的制备方法 |
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