KR20150048944A - 유연성 투명전극 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연성(flexible) 투명전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기한 본 발명의 유연성 투명전극은 유연성 투명전극에 있어서, 상기 전극은 제 1 투명기판 상에 형성된 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성한 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 유연성 투명전극은 투명전극체의 기재인 제 1 투명필름과 투명전극체와의 부착력을 감소시켜 손쉽게 탈착이 가능하여 제 2 투명필름 상에 전사하여 제작할 수가 있다. 특히, 본 발명에서 만들어진 투명전극은 투과율이 우수하고 얇게 만들 수 있으며, 또한 전기적 저항을 높일 수도 있으며, 또한 본 발명의 투명전극을 이용하여 간단하고 극박의 정전용량방식의 터치 센서를 제작 할 수가 있는 등의 효과를 가진다.

Description

유연성 투명전극 및 그 제조방법{Flexible transparent electrode and manufacturing method thereof}
본 발명은 유연성(flexible) 투명전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명전극필름의 제작에 있어서 투명전극을 전사방식에 의하여 기재에 부착시킴으로서 기재의 열적손상을 감소시킴은 물론 박형화가 가능하여 디스플레이용 투명전극에 적용 가능하고, 특히 디스플레이용 정전 용량방식의 터치 센서에 있어서, 양면 투명전극필름을 전사방식에 의하여 제작함으로 공정의 단순화와 터치패널의 전체 두께를 박막화시킬 수 있으며, 광학적으로 유용하게 사용될 수 있는 유연성 투명전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이와 태양전지 장치에 사용되어지는 트랜지스터의 고응답 속도와 태양전지의 변환효율의 향상에 필요한 전극의 낮은 저항화에 부응하기 위해서는 결정화된 저저항의 고품위 투명 전도성 막(TCO)이 필요하다.
이러한 투명전도성막을 형성하는 방법으로는 진공 증착법, 스퍼터링(sputtering) 법, 이온 도금법 등, 각종의 성막 방법이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 성막 방법에 의해 얻어진 투명전도막은 액정 디스플레이나 유기 EL디스플레이 등의 표시장치, 반도체 장치 등의 제조에 폭넓게 이용되고 있다. 투명전도막은 디스플레이의 표시장치나 반도체 장치 등의 보호 필름이나 광학 필터, 반사 방지 필름 등 각종 기능성 필름과 같이 이용할 수 있다.
액정 TV, 휴대 전화, 스마트전화, 휴대용 게임기 등과 같이 상기한 기능성 필름을 이용하는 디바이스 장치의 수요가 급격하게 성장하고 있으며, 수요의 성장에 수반해 기능성 필름을 단기간에 대량으로 생산하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 따라서, 이러한 요구에 부응하기 위해 롤투롤(roll-to-roll) 기술이 개발되었으며, 롤투롤 기술은 롤 단위의 연속 가공을 가능하게 함으로써 작업의 효율화를 도모하는 것이다.
이러한 롤투롤 공정기술에 대하여는 앞서 서술한 진공 증착법, 스퍼터링(sputtering) 법, 이온 도금법 외에 접착제를 이용한 전사 방식에 대한 방법으로, 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제2000-0020243호, 대한민국 공개특허공보 제2001-0007649호에서 제시하고 있다. 상기 특허 문헌에서는 유리기판에 박리층으로써 투명한 폴리이미드층을 형성하고 그 위에 투명전극체로써 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 사용하여 투명전극을 형성 후, 상기 투명전극 위에 보호막과 컬러 필터층 등을 형성한 후, 샌드위치 공법으로 안전하게 폴리이미드층을 포함한 투명 전극층을 전사시켜 형성하는 방법에 대한 발명을 개시하고 있다. 개시된 특허의 공법은 많은 공정을 거치고 특히 투명전극의 전사를 위하여 폴리이미드층과 유리 기판의 분리를 이용하여 공정을 롤투롤로 이루기에는 한계가 있다는 문제점이 있다.
또한, 액정 TV, 휴대 전화, 스마트전화, 휴대용 게임기 등과 같이, 이러한 기능성 필름에 요구되는 층 구성은 그것들 기능성 필름을 적용하는 장치들마다 다른 것이 있고, 또한 기능성 필름에 요구되는 성능 등에 따라서도 다른 것이 있다. 이 때문에, 단순한 장치 구성을 이용하고, 예를 들면, 양면에 진공 성막이 가해진 층 구성을 효율적으로, 염가로 제조할 수 있는 성막 방법의 개발이 요구된다. 이러한 방법으로는, 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제2012-0082382호에서 1성막과 2성막으로 양면으로 투명성 도전층을 형성하는 방법에 대한 기술을 제시하고 있다. 그러나, 상기한 방법으로는 2성막층을 형성하기 위하여 1성막층이 한번 더 열적이력을 받거나, 성막 시 온도를 높이 올릴 수 없는 등의 문제가 존재한다. 또한, 롤 가공 중 1성막층이 손상될 수도 있다는 문제점이 있다. 특히, 낮은 저항을 가지고 결정화가 된 투명 전도막을 제작하기 위해서는 수 백도 이상의 온도에서 결정화하지만 디스플레이와 태양전지에 사용되는 플라스틱 기판의 열적 특성으로 인해, 고온공정이 불가능한 문제점이 있다. 일 예로써, 기판 온도가 상승함에 따라 폴리머 재료와 투명 전도성 막과의 높은 열팽창계수의 차이에 의한 필름의 휨과 박막의 격리가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점으로 인하여 플라스틱 기판 필름의 두께를 줄일 수 있는 한계가 있어 투과율을 높이고 투명전극의 저항을 낮추는데 한계를 가지고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명자 등은 상기한 문제들을 해결하기 위해 예의 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2000-0020243호 특허문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제2001-0007649호 특허문헌 3: 대한민국 공개특허공보 제2012-0082382호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 가시광 영역의 투과특성을 향상시켜 디스플레이에 적용가능하고, 특히 열적처리에 의한 기재의 변화없이 전사방식에 의한 양면 투명전극을 형성함으로 인하여 공정의 단순화와 박막화를 꾀할 수 있는 유연성 투명전극을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 유연성 투명전극을 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적은 양면의 투명전극을 형성함에 있어서, 양면을 순차적으로 행하는 투명전극의 형성방법에 비하여 먼저 처리된 투명전극의 손상과 성막 시 높은 온도에 의한 열 충격을 줄임은 물론 기재 필름 두께 등의 문제점에서 벗어나, 한 장의 기재 위에 투명한 전극을 양면에 형성하므로 공정의 단순화와 필름의 박막화를 구현할 수 있음을 밝혀내어 달성되었다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유연성 투명전극은;
유연성 투명전극에 있어서,
상기 전극은 제 1 투명기판 상에 형성된 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 제 1 투명기판 상에 형성된 투명전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성됨에 있어, 투명기판에 전사되기 전 투명전극은 수접촉각이 74° 이상인 제 1 투명기판상에 형성되어 지는 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 또 다른 구성에 따르면, 상기 투명전극체인 투명전도막은 무기산화물 버퍼층 SiO2, SiO2/Nb2O5 또는 SiO2/Nb2O5/SiO2/Nb2O5 또는 그 이상의 SiO2/Nb2O5 반복구조로 이루어진 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 무기산화물 버퍼층은 전자 빔 증착(Electron Beam Deposition)에 의해 상기 제 1 투명필름의 기판에 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유연성 투명전극의 제조방법은;
내열특성이 우수하고 투명 전극체와의 부착력이 낮은 제 1 투명기판 상에 투명 전극층을 형성하고, 그런 다음 일면 또는 양면에 접착층을 포함한 제 2 투명기판의 일면 또는 양면 상에 상기 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 부착하여 형성하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 제 1 투명기판의 기재는 박막 글라스, 폴리이미드필름, 폴리에스테르필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 금속 포일을 비롯하여 투명 전극체와의 부착력이 낮고 제 2 투명필름에 비하여 내열특성이 우수한 기재를 사용함을 특징으로 한다. 또한, 부가하여 상기 제 1 투명기판의 기재에 대하여 기재 자체만으로 요구하는 특성을 이루지 못할 경우 그 기재 표면에 투명전극체와의 부착력을 낮출 수 있는 처리를 하여 사용할 수도 있으며, 이러한 처리에는 본 발명에서 제시된 기재의 표면 에너지를 조정하여 맞춤으로써 손쉽게 요구하는 특성을 맞출 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 제 2 투명필름은 폴리에스테르필름을 비롯한 투명한 필름 모두가 사용되어 질 수 있으며, 특히 제 1 투명필름의 기재보다 투명도가 우수하며, 극박의 필름이나, 열적 특성이 낮은 필름도 사용되어 질수 있다. 제 2 투명필름에는 제 1 투명필름의 투명전극체를 전사하기 위한 접착제가 부착되어 있어야 하는데, 이 접착제의 접착력은 제 1 투명필름과 투명전극체와의 접착력에 대비하여 높은 수준을 유지하여야 한다. 바람직하기로는, 제 2 투명필름은 폴리이미드필름, 폴리에스테르필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름 중 선택된 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 투명전극체인 전도성 막은 대향 타겟식 스퍼터링으로 형성하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 투명전극체인 투명 전도성 막은 In2O3와 ZnO로 이루어진 IZO(Indium-Zinc-Oxide) 또는 In2O3, ZnO 및 SnO2로 이루어진 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide) 또는 ITO(Indium-Tin-Oxide)로 형성함을 특징으로 한다. ITO를 사용하여 투명전극체를 만들 경우에는 ITO를 높은 온도에서 열처리를 행함으로 인하여 표면 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 IZO(Indium-Zinc-Oxide)는 90wt%의 In2O3와 10wt%의 ZnO로 이루어지고, 상기 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide)는 90wt%의 In2O3와 7wt%의 ZnO와 3wt%의 SnO2로 이루어진 것을 사용함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 투명전극체는 100℃ 이하에서 제작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 제 2 투명필름의 기판에 형성하는 접착층은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴우레탄계 중 어느 하나 또는 혼합물을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 투명전극체는 제 2 투명필름의 양면으로 형성하는 것임을 특징으로 한다.
상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유연성 투명전극을 사용한 터치센서는;
유연성 투명전극으로 제 1 투명기판 상에 형성된 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성한 유연성 투명전극을 사용한 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 유연성 투명전극은 투명전극체의 기재인 제 1 투명필름과 투명전극체와의 부착력을 감소시켜 손쉽게 탈착이 가능하여 제 2 투명필름 상에 전사하여 제작할 수가 있다. 특히, 본 발명에서 만들어진 투명전극은 투과율이 우수하고 얇게 만들 수 있으며, 또한 전기적 저항을 높일 수도 있으며, 또한 본 발명의 투명전극을 이용하여 간단하고 극박의 정전용량방식의 터치 센서를 제작 할 수가 있는 등의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따라 제 1 투명필름 상에 투명전극체를 형상한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 투명전극의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 투명전극을 사용한 터치 센서의 개략 단면도이고,
도 4는 플라즈마 표면처리 전후의 접촉각 변화를 나타내는 사진이고,
도 5는 표면처리 전후의 표면 조도 변화를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명은 디스플레이용 투명전극에 관한 것으로써, 플라스틱 기판(플렉서블 기판)의 열적 특성상 투명전극 제조에 있어서 공정을 저온(상온)에서 실시한 것을 특징으로 하는데, 본 발명에 따른 투명전극은 도 1에 도시된 바와 같이 투명필름인 플렉서블 기판과, 상기 기판 상에 형성된 전처리층으로 무기산화물 버퍼층 또는 굴절률조정을 위한 도포층 등과, 상기 전처리층 상에 형성된 투명 전도성 막인 투명전극층을 포함한다. 물론, 경우에 따라서는 전사 후 특성부여를 위하여 추가적인 처리를 행할 수도 있다.
상술한 바와 같이 디스플레이와 터치 센서 장치로써, 액정 TV, 휴대 전화, 스마트전화, 휴대용 게임기 등과 같이 이러한 기능성 필름에 요구되는 층 구성은 그것들 기능성 필름을 적용하는 장치들마다 다른 것이 있고, 또, 기능성 필름에 요구되는 성능 등에 따라서도 다른 것이 있다. 트랜지스터의 고응답 속도에 필요한 전극의 낮은 저항화에 부응하기 위해서는 결정화된 저저항의 고품위 투명 전도성 막(TCO)이 필요하다. 그러나, 저저항을 가지며 결정화가 된 투명 전도성 막을 제작하기 위해서는 수 백도 이상의 온도에서 결정화하지만 플렉서블 기판에 사용되는 투명한 플라스틱 기판의 경우 열적 특성으로 인해 고온공정이 불가능하고 또한 기판 온도가 상승함에 따라 폴리머 재료와 투명전도성 막인 투명전극체와의 높은 열팽창계수의 차이에 의하여 박막의 격리가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유연성 투명전극은 투명 전도성 막을 증착한 후 투명전극만을 전사시킴으로써 고온공정에서 손상된 기재를 제거하고 간단한 라미네이 전사공정을 사용하여 저온공정에서 양면으로 투명 전도성 막을 형성하였다.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 투명전극의 단면도이다. 본 발명에서 사용된 투명전도성 막은 우수한 전기적 특성을 가지는 In2O3와 ZnO로 이루어진 IZO(Indium-Zinc-Oxide) 또는 In2O3, ZnO 및 SnO2로 이루어진 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide)으로 이루어질 수 있다. 그 외 ATO(Antimony-Tin-Oxide), ITO(Indium-Tin-Oxide)등도 있다. 바람직하게는, 상기 투명 전도성 막은 90wt%의 In2O3와 10wt%의 ZnO로 이루어진 IZO인 것인데, 이는 ZnO보다 넓은 밴드갭 에너지를 가지며, 다성분계이기 때문에 대향성 타겟 스퍼터링 시스템으로 증착하여 높은 이동도를 확보할 수 있으며, 비정질 구조를 가져 전사시 크랙 등에서 좀더 유리하기 때문이다. 또한 바람직하게는 상기 투명 전도성 막은 90wt%의 In2O3와 7wt%의 ZnO와 3wt%의 SnO2로 이루어진 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide)인 것이 바람직하다.
또한, 점점 극박화 하는 디스플레이에 사용되기 위해서는 기재 필름의 두께를 줄일 필요가 있으며, 터치 센서의 구현을 위해서는 투명전극을 X, Y선으로 구현하기 위하여 2층의 회로가 필요하다. 또한 이러한 회로의 구현에 따른 회로 시인성을 줄이기 위한 특성을 부여하기 위한 층을 구성할 필요성도 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 투명전도성 막을 증착하여 전도성을 높이기 위하여는 높은 온도에서의 공정처리가 필요하며, 이를 위한 본 발명에서 사용된 대표적인 도 1의 기재로써는 PEN Film 188um의 두께를 사용하여 공정안정성을 높이고, 열처리 온도를 높일 수 있었다. 도 1의 기재로써 PET 기재만을 국한하는 것은 아니다. 앞서 서술한 바와 같이 박막 글라스, 폴리이미드필름, 폴리에스테르필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 금속 포일을 비롯하여 투명전극체와의 부착력이 낮고 제 2 투명필름에 비하여 내열특성이 우수한 기재가 사용되어 질 수 있다. 이후 도 2의 전사를 위한 기재로써는 PET film 25um의 기재에 양면으로 아크릴계 접착제가 사용되어진 기재를 사용하였다. 여기서 접착제는 아크릴계 외에도 우레탄계, 또는 에폭시계, 아크릴우레탄계 등 모든 종류의 접착제가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 반경화 상태의 접착제와 경화 공정을 도입하여 투명전극과 기재간의 경도를 조정하여 터치감을 조정할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제 1 투명필름 상에 투명전극체를 형상한 단면도로, 본 발명에 따른 상기 투명 전도성 막으로 되는 전극체를 증착할 때 플렉서블 기판 상에 다양한 증착장비를 사용하여 무기산화물 버퍼층(Buffer layer)을 증착하여 투과율 향상과 투습방지 기능을 부여할 수도 있으며, 이러한 무기산화물 버퍼층은 SiO2, Nb2O5, TiO2, TiN, ZrO2, CeO2, MgO 등을 사용할 수도 있다. 이들 중 SiO2는 굴절율이 1.5 정도인 저굴절율 물질이며 Nb2O5를 비롯한 나머지 무기물들은 SiO2보다 높은 굴절율을 가지는 고굴절율 물질로서 저굴절/고굴절/저굴절/고굴절의 구조로 박막을 형성하게 되면 굴절율이 서로 상쇄되어 반사되는 양이 적어지고 투과되는 빛이 많아지게 되어 기판까지 도달하는 빛의 양이 많아지게 되는 효과를 나타내어 회로재를 형성할 때 바람직하게 사용되어 질 수 있다. 따라서, 투명전극체 아래에 위치한 SiO2 자체만으로도 투명전극물질과 굴절율 상쇄로 인해 투과율이 증가하며, 무기산화물 버퍼층을 다층으로 제작하는 경우도 마찬가지 경우로 투명전극과 굴절율을 상쇄시키는 역할을 하게 되므로 투과하는 빛의 양이 많아지게 되어 투과율은 상승하게 된다. 이러한 구조를 이용하여 도 1에 도시된 전사 전 투명전극체에서는 이와 반대되는 구조의 투명전극체를 형성하여 제작할 필요가 있다.
또한, 일반적으로 투명 전도성 막이 저저항을 가지며 결정화가 된 막을 제작하기 위해서는 수 백도 이상의 온도에서 결정화하지만 플렉서블 디스플레이와 터치 센서에 사용되어지는 플라스틱 기판의 열적 특성으로 인해 고온공정이 불가능하고 또한 기판 온도가 상승함에 따라 폴리머 재료와 투명 전도성 막과의 높은 열팽창계수의 차이에 의하여 박막의 격리가 발생하는 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 투명 전도성 막을 증착하는 단계에서는 열처리를 행한 후 손상된 도 1에 도시된 폴리머 재료를 제거하면서, 도 2의 접착제를 포함한 기재에 투명 전도막을 형성하는 방법을 사용하여 상기 투명 전도성 막을 형성한 것에 본 발명의 특징이 있다.
이때, 도 1의 기재상의 표면에너지와 표면조도를 측정하여 투명전극체와 기재의 부착력을 조정하여 도 1의 기재와 투명전극체의 탈착을 용이하게 하는 것에 특징이 또한 있다.
이러한 표면에너지의 감소를 위하여는 도 1의 기재 상에 실리콘계의 이형제를 사용하거나, 표면처리제의 특징에 따라 조정되어 질 수가 있다. 본 발명에서는 이러한 처리를 가한 PET 필름 상의 수접촉각을 통하여 표면에너지를 구체화하였다.
본 발명에서는 앞서 밝힌 바와 같이 도 1과 같은 구조로 PET 필름 상에 대향성 타겟 스퍼터 장치를 사용하여 IZO막을 형성하였다. 이때, PET 필름의 표면에너지를 도 4와 같이 수접촉각으로 측정하였다. 이때 각각의 표면에너지에 따른 도 1의 구조에서 도 2의 구조로의 전사시 투명전극체의 전사도를 측정하여 본 발명에서 사용하기에 적정한 표면에너지 영역을 측정하였다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
본 실시예에서는 본 발명에 적합한 하드코팅이 된 PET 필름으로써 표면의 수접촉각을 측정하였을 때 86.7°를 나타내는 필름에 먼저 IZO 박막을 대향성 타겟 스퍼터장치를 사용하여 증착하여 도 1과 같은 구조의 투명 전극 필름을 형성하였다. 이후, PET 필름 25um 기재에 25um의 접착제가 양면에 부착된 투명한 필름을 사용하여 양면의 접착제층을 이용하여 앞서 만든 도 1 구조의 필름상의 투명전극체 부분을 도 2와 같은 구조로 전사하였다.
이때, 전사하기 위하여 양면 접착제가 부착된 필름을 도 1의 구조의 필름에 붙이는 힘이나, 떼어내는 속도와 각도 등에 따라 먼저 만든 도 1의 필름상의 투명 박막이 깨어지지 않게 할수록 투과율과 저항을 더욱 유지할 수 있다.
이렇게 만들어진 도 2의 투명전극체와 앞서 만든 투명전극체가 제거된 도 1 필름 상의 투명전극체를 측정하여 전사가 완전히 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
실시예 2
본 실시예에서는 본 발명에 적합한 하드코팅이 된 PET 필름으로써 표면의 수접촉각을 측정하였을 때 85.6°를 나타내는 필름에 먼저 IZO 박막을 대향성 타겟 스퍼터장치를 사용하여 증착하여 도 1과 같은 구조의 투명 전극체 필름을 형성하였다. 이후, PET 필름 25um 기재에 25um의 접착제가 양면에 부착된 투명한 필름을 사용하여 양면의 접착제층을 이용하여 앞서 만든 도 1 구조의 필름상의 투명전극체 부분을 도 2와 같은 구조로 전사하여 제작하였다.
이때, 전사하기 위하여 양면 접착제가 부착된 필름을 도 1의 구조의 필름에 붙이는 힘이나, 떼어내는 속도와 각도 등에 따라 먼저 만든 도 1의 필름상의 투명 박막이 깨어지지 않게 할수록 투과율과 저항을 더욱 유지할 수 있다.
이렇게 만들어진 도 2의 투명전극체와 앞서 만든 투명전극체가 제거된 도 1 필름 상의 투명전극체를 측정하여 전사가 완전히 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
비교예 1
본 비교예는 하드코팅이 된 PET 필름으로써 표면의 수접촉각을 측정하였을 때 74°를 나타내는 필름에 먼저 IZO 박막을 대향성 타겟 스퍼터장치를 사용하여 증착하여 도 1과 같은 구조의 투명 전극 필름을 형성하였다. 이후, PET 필름 25um 기재에 25um의 접착제가 양면에 부착된 투명한 필름을 사용하여 양면의 접착제층을 이용하여 앞서 만든 도 1 구조의 필름상의 투명전극체 부분을 도 2와 같은 구조로 전사하여 제작하였다.
이때, 전사하기 위하여 양면 접착제가 부착된 필름을 도 1의 구조의 필름에 붙이는 힘이나, 떼어내는 속도와 각도 등에 따라 먼저 만든 도 1의 필름상의 투명 박막이 깨어지지 않게 할수록 투과율과 저항을 더욱 유지할 수 있다.
이렇게 만들어진 도 2의 투명전극체와 앞서 만든 투명전극체가 제거된 도 1 필름 상의 투명전극체를 측정하여 전사가 완전히 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
비교예 2
본 비교예에서는 하드코팅이 된 PET 필름으로써 표면의 수접촉각을 측정하였을 때 66.2°를 나타내는 필름에 먼저 IZO 박막을 대향성 타겟 스퍼터장치를 사용하여 증착하여 도1과 같은 구조의 투명 전극 필름을 형성하였다. 이후, PET 필름 25um 기재에 25um의 접착제가 양면에 부착된 투명한 필름을 사용하여 양면의 접착제층을 이용하여 앞서 만든 도 1 구조의 필름상의 투명전극부분을 도 2와 같은 구조로 전사하여 제작하였다.
이렇게 만들어진 도 2의 투명전극체와 앞서 만든 투명전극체가 제거된 도 1 필름 상의 투명전극체를 측정하여 전사가 완전히 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
또한, 필름 상에는 투명전극이 전혀 전사되지 않았음을 확인할 수 있었다.
상기 비교예와 실시예에서 도 1 구조에 사용된 PET 필름의 표면 조도를 측정한 결과를 도 5에 나타내었다. 투명전극은 도 5의 OK 수준과 같이 표면조도가 낮고 평탄할수록 좋다는 것은 광학 용도로써는 너무나도 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 효과적으로 박막의 양면 투명전극을 형성할 수 있다. 이러한 양면 투명전극은 도 3에 나타낸 바와 같은 구조로써 액정 TV나, 휴대 전화, 스마트전화, 휴대용 게임기 등에 사용되어 지는 터치센서 장치에 응용할 수가 있다. 이렇게 만들어진 터치 센서장치는 얇은 박막의 필름 사용이 가능하여 더 얇은 박형의 구조로 제작이 가능하다
이러한 장치는 터치센서에는 국한되는 것은 아니며, 태양전지의 투명전극이나 기타 투명전극이 응용되는 부분에는 적용이 가능하다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
a : 기재 필름
b1, b2 : 접착층
ca : 투명전극체 전처리층
cb : 투명전극체 층
c1, c2 : ca, cb를 포함한 투명전극체 층(X 또는 Y 센서)
d1, d2 : OCA(광학 투명 접착층)
e : 윈도우(window)
f : 디스플레이

Claims (12)

  1. 유연성 투명전극에 있어서,
    상기 전극은 제 1 투명기판 상에 형성된 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성한 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 투명기판 상에 형성된 투명전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성됨에 있어, 투명기판에 전사되기 전 투명전극은 수접촉각이 74° 이상인 제 1 투명기판상에 형성되어 지는 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 투명전극체인 투명전도막은 무기산화물 버퍼층 SiO2, SiO2/Nb2O5 또는 SiO2/Nb2O5/SiO2/Nb2O5 또는 그 이상의 SiO2/Nb2O5 반복구조로 이루어진 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 무기산화물 버퍼층은 전자 빔 증착(Electron Beam Deposition)에 의해 상기 제 1 투명필름의 기판에 형성된 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극.
  5. 내열특성이 우수하고 투명 전극체와의 부착력이 낮은 제 1 투명기판 상에 투명 전극층을 형성하고, 그런 다음 일면 또는 양면에 접착층을 포함한 제 2 투명기판의 일면 또는 양면 상에 상기 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 부착하여 형성하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 투명기판의 기재는 박막 글라스, 폴리이미드필름, 폴리에스테르필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 금속 포일을 비롯하여 투명 전극체와의 부착력이 낮고 제 2 투명필름에 비하여 내열특성이 우수한 기재를 사용함을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 투명전극체인 전도성 막은 대향 타겟식 스퍼터링으로 형성하는 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 투명전극체인 투명 전도성 막은 In2O3와 ZnO로 이루어진 IZO(Indium-Zinc-Oxide) 또는 In2O3, ZnO 및 SnO2로 이루어진 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide) 또는 ITO(Indium-Tin-Oxide)로 형성함을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 IZO(Indium-Zinc-Oxide)는 90wt%의 In2O3와 10wt%의 ZnO로 이루어지고, 상기 IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide)는 90wt%의 In2O3와 7wt%의 ZnO와 3wt%의 SnO2로 이루어진 것을 사용함을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 제 2 투명필름의 기판에 형성하는 접착층은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴우레탄계 중 어느 하나 또는 혼합물을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  11. 제 5항에 있어서, 상기 투명전극체는 제 2 투명필름의 양면으로 형성하는 것임을 특징으로 하는 유연성 투명전극의 제조방법.
  12. 유연성 투명전극으로 제 1 투명기판 상에 형성된 투명 전극층을 전사에 의한 방법으로 접착층을 포함한 제 2 투명기판 상에 형성한 유연성 투명전극을 사용한 것임을 특징으로 유연성 투명전극을 사용한 터치센서.
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