KR20150060604A

KR20150060604A - 투명 전도성 필름의 전도성 구조, 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20150060604A
Application number: KR1020147033257A
Authority: KR
Inventors: 유롱 가오; 정 추이; 차오 선
Original assignee: 난창 오-필름 테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-06-03
Also published as: JP2015501502A; TW201417116A; CN102903423B; KR20140071959A; CN102903423A; KR20170102059A; WO2014063417A1; KR101515320B1; TWI541838B; US20140116754A1

Abstract

본 발명은 투명 전도성 필름의 전도성 구조, 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 투명 전도성 필름은 상기 기판의 표면 상의 폴리머층 또는 기판 상에서 엠보싱된 제1 금속 내장층, 및 상기 제1 금속 내장층의 표면 상에 도입된 폴리머 물질 상에서 엠보싱된 제2 금속 내장층을 포함하는 단면형 이중층 전도성 구조를 갖는다. 상기 전도성 구조의 제1 및 제2 층은 모두 전도성 물질로 충전된 리세스를 갖는 격자 리세스 구조를 갖는다. 본 발명에 의해 제공되는 상기 단면형 이중층 그래픽 투명 전도성 필름은 고해상도, 고투과도, 독립적으로 조정 가능한 시트 저항성 및 이외 많은 이점을 제공한다. 상기 투명 전도성 필름은 터치 패널의 무게 및 두께뿐만 아니라 비용을 줄일 수 있다.

Description

투명 전도성 필름의 전도성 구조, 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법{CONDUCTIVE STRUCTURE OF TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM, TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 멀티-터치 디스플레이 분야에 관한 것으로, 특히, 멀티-터치 기술을 지원하는(supporting the multi-touch technology) 투명 전도성 필름(conductive film) 분야 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

투명 전도성 필름은 우수한 전기 전도도(electrical conductivity) 및 고가시광선 투과도(visible light transmittance)를 갖는 필름이다. 상기 투명 전도성 필름은 광대한 시장 영역을 갖는, 플랫패널디스플레이, 광전변환디바이스, 터치패널, 및 전자 차폐 및 다른 기술 분야 등에서 널리 이용되어 왔다.

ITO층은 터치 스크린 모듈에서 핵심 구성이다. 터치 스크린의 제조기술이 빠르게 발전되어 왔지만, 예를 들어, 투영 정전용량 스크린(projected capacitive screen)에 관련된 제조 공정을 기반으로 하는 ITO층은 근래에 뚜렷한 변화가 없다. ITO 코팅, 그래픽(graphic)ITO, 및 투명 전극 실버와이어 제품은 필연적으로 항상 필요하다. 통상적인 제조공정은 복잡하고, 시간이 길고, 이로 인하여, 생산량 제어는 현시점에서 터치 스크린 제조분야에서 피할 수 없는 문제점이다. 추가로, 에칭 공정도 처리 방법에서 필연적으로 이용되어야 하고, 이는 다량의 ITO 및 금속 물질이 버려질 수 있다. 그러므로, 단순하고 환경 보호적 투명 전도성 필름의 제조 공정은 시급하게 해결해야 하는 중요한 기술적 문제이다.

내장된 그래픽 금속 격자 투명 전도성 필름을 개시하는 중국 출원 특허 CN201010533228에서, 격자형 리세스(grid-shaped recess)는 열가소성 기판 물질(thermoplastic substrate material) 상에 엠보싱으로 형성되고, 전도성 금속(conductive metal)으로 충전되고, 격자의 블랭크 영역(blank region)은 광투과를 위해서 사용되고, 격자의 리세스 영역(trecessed region) 내의 금속은 전도성 기능(conductive function)을 획득하는데 이용된다. PET 기판 상의 투명 전도성 필름의 투과도는 87 %이상이고, 반면에, 유리기판 상의 투명 전도성 필름의 투과도는 90 %이상이며; 이들 둘 다는 10 Ω/sq 미만의 시트 저항을 갖고; 특히 금속선의 분해능은 3 ㎛ 미만이다.

다른 중국 특허 CN201110058431는 다른 내장된 그래픽 금속 격자 투명 전도성 필름을 개시하였고, 여기서, 폴리머층은 기판의 표면 상에 제조되고, 격자 그래프(grid graph)는 상기 폴리머층 상에서 엠보싱하여 금속 내장층(embedded layer)을 제조하였다.

상기 두 개의 특허 둘 다 단일층 전도성 구조를 갖는 투명 전도성 필름의 제조를 개시하였다. 그러나, 상기 단일층 투명 전도성 필름은 멀티-터치 기술을 지원하는데 어려움이 있다. 그러므로, 멀티-터치 기술을 실현하기 위해서는, X- 및 Y-축 방향에서 서로 간에 전도성을 획득하는 점프 배선(jump wire)를 위해, 두 개의 단일층 투명 전도성 필름이 종래 기술에서 이용되었으며, 상기 단일층 필름이 멀티-터치 기술을 지원하지 않는 결함을 해결하였다. 그러나, 두 개의 투명 전도성 필름을 이용하는 방식은 다음의 문제점을 가진다: 첫째로, 점프 배선은 황색을 사용하여 대부분 실현되고, 이는 복잡한 공정을 갖는다; 이외, 상기 점프 배선은 터치 스크린 상에 비추어지고, 이는 외양에 영향을 미칠 수 있다. 두번째로, 종래 터치 스크린의 개발 방향은 경량화 및 더 얇게 하는 것이다; 전도성 필름의 층 하나가 추가된다면, 예를 들어, 터치 기능에 사용되는 이중층(double-layer)전도성 필름에서, 무게 및 두께는 확연하게 비용을 증가시키게 할 수 있고, 이는 개발 경향에 맞지 않다.

본 발명의 발명자가 제안한 단면형 이중층 그래픽 투명 전도성 필름은 종래 기술에서 발생하는 기술적 결함을 해결하기 위한 것이다.

이런 면에서, 본 발명의 제1 목적은, 단면형 이중층 그래픽 전도성 구조(single-sided double-layer graphic conductive structure)을 제공하고, 멀티-터치 기능을 지원하는 상기 전도성 구조를 갖는 투명 전도성 필름을 제조하는 것이다. 본 발명의 제2 목적은 상기 전도성 구조를 갖는 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것으로, 이는 상기 멀티-터치 기능을 지원할 뿐만 아니라 전체 멀티-터치 디스플레이 디바이스의 두께를 상당히 줄일 수 있다.

본 발명의 하나의 목적에 의해 제공되는 투명 전도성 필름의 전도성 구조에 따라, 상기 전도성 구조는 격자형 제1 금속 내장층(grid-shaped first metal embedded layer) 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층을 포함하는 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연된 것이다.

본 발명의 다른 목적에 따라 제공되는 투명 전도성 필름은, 투명 기판 및 상기 기판 상에 배열된 전도성 구조를 포함하고, 상기 전도성 구조는 격자형 제1 금속 내장층 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층을 포함하고, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연된 것이다.

본 발명의 다른 목적에 따라 제공되는 멀티-터치 기능을 지원하는 투명 전도성 필름은, 기능성 영역(functional region) 및 상기 기능성 영역의 외주의 적어도 일 측면 상에 배열된 배선 영역(wiring region)을 포함하고; 상기 기능성 영역은 전도성 구조를 포함하고, 이는 격자형 제1 금속 내장층 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층을 포함하고, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연됨; 상기 배선 영역은 제1 금속 내장층에 연결된 복수개의 배선 집합(convergence of a plurality of wires)에 의해 형성된 제1 배선 영역 및 상기 제2 금속 내장층에 연결된 복수개의 배선 집합에 의해 형성된 제2 배선 영역을 포함하고, 상기 제1 배선 영역 및 상기 제2 배선 영역은 서로 간에 절연되는 것이다.

바람직하게는, 상기 투명 전도성 필름은, 투명 기판 및 상기 기판 상에 배열된 투명 폴리머층, 상기 기판 상에 배열된 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역, 폴리머층 내에 배열된 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역을 포함하고, 상기 제2 금속 내장층 및 이들에 연결된 배선의 두께는 폴리머층의 두께 보다 작다.

상기 폴리머층은, 노출된 제1 배선 영역으로, 상기 기판 상에 그래픽적으로 도입된다(graphically applied onto the substrate, with the first wiring region exposed).

접착 촉진층(adhesion-promoting layer)이 상기 기판 및 상기 폴리머층 사이에 더 배열된다.

바람직하게는, 상기 투명 전도성 필름은 투명 기판, 상기 기판 상에 위치한 투명 제1 폴리머층 및 폴리머층 상에 위치한 투명 제2 폴리머층을 포함하고, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역은 상기 제1 폴리머층 내에 배열되고, 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역은 상기 제2 폴리머층 내에 배열되며, 상기 제2 금속 내장층 및 이들에 연결된 배선의 두께는 상기 제2 폴리머층의 두께 보다 작다.

상기 제2 폴리머층은, 노출된 제1 배선 영역을 갖는, 상기 제1 폴리머층 상에 그래픽적으로 도입된다.

바람직하게는, 제1 금속 내장층 및/또는 상기 제2 금속 내장층의 격자는 비정형(irregular shape)을 갖는 랜덤 격자(random grid)이다.

상기 랜덤 격자는 비정형의 다각형으로 이루어지고; 상기 격자의 격자 선은 직선 라인 세그먼트이고, 오른쪽 수평 X축(rightward horizontal X axis)을 갖는 균일하게 분포된 각(θ)를 형성한다.

한편으로, 본 발명은 상기 투명 전도성 필름을 제조하는 바람직한 방법을 제공한다. 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:

(1) 엠보싱 기술(embossing technology)을 기반으로 기판 물질을 그래픽적으로 엠보싱하여, 기능성 영역 내의 격자형 리세스 및 배선 영역(wiring region) 내의 배선 리세스(wiring recess)를 형성하는 단계;

(2) 상기 단계 1에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역을 형성하는 단계;

(3) 상기 단계 (2)를 기반으로 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 노출된 상기 제1 배선 영역을 갖는, 상기 기능성 영역 내에 적어도 상기 제1 금속 내장층을 덮는(covers at least the first metal embedded layer in the functional region, with the first wiring region exposed) 폴리머층을 형성하는 단계;

(4) 상기 엠보싱 기술을 기반으로 하는 상기 단계 (3)에서 도입된 상기 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여, 상기 기능성 영역 내에 격자형 리세스 및 상기 배선 영역 내에 배선 리세스를 형성하는 단계; 및

(5) 상기 단계 (4)에서 엠보싱된 상기 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 배선 영역은 위 및 아래로 상기 제1 배선 영역을 오버랩하지 않는다.

한편, 본 발명은 투명 전도성 필름을 제조하는 바람직한 다른 방법을 제공한다. 상기 방법은 하기의 단계를 포함한다:

(1) 제1 폴리머층으로 기판을 코팅하는 단계;

(2) 상기 엠보싱 기술을 기반으로 상기 제1 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여 기능성 영역 내에 격자형 리세스 및 배선 영역 내에 배선 리세스를 형성하는 단계;

(3) 상기 단계 (2)에서 엠보싱된 상기 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역을 형성하는 단계;

(4) 단계 (3)를 기반으로 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 상기 노출된 제1 배선 영역을 갖는, 상기 기능성 영역 내로 적어도 상기 제1 금속 내장층을 덮는 제2 폴리머층을 형성하는 단계;

(5) 엠보싱 기술을 기반으로 하는 상기 단계 (4)에서 도입된 상기 제2 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여 상기 배선 영역 내에 배선 리세스 및 기능성 영역 내에 격자형 리세스를 형성하는 단계; 및

(6) 상기 단계 (5) 내에 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역을 형성하는 단계; 상기 제2 배선 영역은 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하지 않는다.

도면의 구성은 스케일하게 나타낼 필요가 없고, 강조 대신에 본 발명의 원리를 명확하게 표현하였다. 더욱이, 도면에서, 참조 숫자는 도면 전체에 걸쳐 부분들에 관련해서 지정하였다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예의 투명 전도성 필름의 부분 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 구현예에서 멀티-터치 기능을 이용하는 투명 전도성 필름의 구성도이다.
도 3 내지 6은 본 발명의 제1 구현예의 투명 전도성 필름을 제조하는 방법에서 각 단계를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제1 구현예의 다양한 구조이다.
도 8은 본 발명의 제2 구현예의 투명 전도성 필름의 부분 구성도이다.
도 9 는 본 발명의 제2 구현예에서 멀티-터치 기능을 이용하는 투명 전도성 필름의 구성도이다.
도 10 내지 13은 본 발명의 제2 구현예의 투명 전도성 필름을 제조하는 방법에서 각 단계를 나타낸 것이다.

종래 멀티-터치 기술에서 두 개의 단일층 투명 전도성 필름이 이용되는 것이 필수적이고, 이는 전체 터치 디스플레이 디바이스의 두께를 상당히 증가시키고, 더 가볍고 더 얇아지는 디스플레이 디바이스의 개발 방향에 역행하는 것이다. 그러므로, 본 발명은 서로 간에 절연되는 격자형 제1 금속 내장층 및 격자형 제2 금속 내장층으로 구성된 전도성 구조를 갖는 단면형 이중층 투명 전도성 필름을 제안하고, 멀티-터치 기능을 지원하는 단일(single piece) 투명 전도성 필름을 제조하여, 터치 디스플레이 디바이스의 두께를 상당히 줄일 수 있다.

본 발명의 기술적 해결은 특정 구현예를 참조하여 하기에서 상세하게 기술될 것이다.

실시예 1:

본 발명의 제1 구현예의 투명 전도성 필름 부분의 구성도인, 도 1을 참조한다. 본 구현예에서, 전도성 구조 내의 제1 금속 내장층은, 구성도에서 나타낸 바와 같이, 기판 상에 직접적으로 제조되며, 투명 전도성 필름은 투명 기판(10) 및 상기 기판 상에 배열된 투명 폴리머층(20)을 포함한다. 상기 전도성 구조는 상기 기판(1) 상에 배열된 격자형 제1 금속 내장층(11), 및 투명 폴리머층(20) 내에 배열된 격자형 제2 금속 내장층(21)을 포함하고; 상기 제1 금속 내장층(11) 및 상기 제2 금속 내장층(21)이 서로 간에 절연되게 하기 위해서, 상기 제2 금속 내장층(21)의 두께는 상기 폴리머층(20)의 두께 보다 작게 제조되다. 이로 인하여, 상기 폴리머층(20)의 일부분은 상기 제1 금속 내장층(11) 및 상기 제2 금속 내장층(21) 사이에 배열되고, 그 결과 절연 효과를 얻는다. 상기 투명 기판은 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 및 PC (폴리카모네이트 플라스틱)와 같은 열가소성 물질로 제조되고, 상기 폴리머층(20)은 UV 엠보싱 플라스틱 물질(UV embossed plastic materials) 등으로 제조될 수 있다. 상기 투명 전도성 필름의 광투과도를 얻기 위해서는, 바람직하게는 이러한 2개의 층은 높은 광투과도를 갖는 물질로 제조될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 금속 내장층 (11) 및/또는 상기 제2 금속 내장층 (21)의 격자는 비정형 형태를 갖는 램덤 격자(random grid)로 설정되고, 이는 각각의 각방향(angular direction)으로 균일하게 분산된다. 더욱이, 이러한 랜덤 격자는 비정형 다각형으로 구성된다; 이것은, 상기 격자의 격자선이 직선 라인 세그먼트(straight line segment)이고, 오른쪽 수직 X축(rightward horizontal X axis)을 갖는 균일하게 분포된 각(θ)을 형성하고, 상기 균일한 분산은 상기 각 랜덤한 격자의 통계치(statistical value, θ)를 나타낸다; 다음으로, 5°의 스테퍼 각(stepper angle)에서 각각의 각 간격(angle intervals) 내에 들어가는 상기 격자선의 확률적 pi(probability pi)에 대한 통계를 수집한다. 그러므로, 0~180°범위 내의 각(angle) 36 간격의 p1, p2…p36을 획득한다; 파이(pi)는 표준 편차가 산술평균 20 % 미만인 것을 만족한다. 이와 같은 각 방향(angular direction)에서 균일한 분산은 모아레(Moire stripe)의 발생을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 도 2는 본 발명의 제1 구현예에서 멀티-터치 기능을 사용하는 투명 전도성 필름의 구성도이다. 도 1의 투명 전도성 필름을 기반으로 하는, 상기 투명 전도성 필름은 멀티-터치 기능을 만족하도록 주변에 추가 배선을 가진다. 구성도에서 제시한 바와 같이, 상기 투명 전도성 필름은 기능성 영역(100) 및 배선 영역(200)을 포함하고, 상기 기능성 영역(100), 예를 들어, 격자형 제1 금속 내장층(11) 및 상기 제1 금속 내장층 내에 위치한 격자형 제2 금속 내장층(21)와 같이, 상기 제1 구현예의 전도성 구조를 포함하고, 제어 기능을 실현하기 위해서 사용자에 의해서 터치되는데 이용되는 투명 전도성 필름 영역과 관련된다. 상기 배선 영역(200)은, 상기 기능성 영역(100)의 주변의 적어도 하나의 측면에 분포되고, 상기 제2 금속 내장층(21)에 연결된 복수개의 배선들의 집합에 의해서 형성된 제2 배선 영역(202) 및 제1 금속 내장층 (11)에 연결된 복수개의 배선들의 집합에 의해서 형성된 제1 배선 영역(201)을 포함하고, 상기 제1 배선 영역(201) 및 제2 배선 영역(202)은 서로 간에 절연된다. 도 2에서, 오버룩킹 효과(overlooking effect)때문에, 상기 제1 금속 내장층(11)은 블럭화(blocked)되지만, 이는 제1 배선 영역(201)의 배선들이 상기 제1 금속 내장층에 연결되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 배선들은, 외부 데이터 처리 디바이스(external data processing device, 미도시)를 구비한 기능성 영역 내에서 전도성 구조를 연결하는데 이용되며, 예를 들어, 외부 터치 동작이 기능성 영역 내에서 감지될 때, 감지 신호 데이터가 지시처리를 위한 이러한 데이터 처리 디바이스에 전달되어 터치 기능을 획득한다.

도 3-6을 참조하며, 제1 구현예의 투명 전도성 필름의 제조방법은 하기의 단계를 포함한다:

1. 먼저, 상기 엠보싱 기술을 이용하여 상기 기판(10)을 그래픽적으로 엠보싱하여, 상기 기능성 영역 내에서 배선형 리세스(12)를 형성하는 단계, 이러한 리세스(12)는 비정형의 랜덤 격자인 격자를 구비하고, 예를 들어, 3 ㎛의 깊이 및 예를 들어, 2.2 ㎛의 폭을 갖는다.

2. 다음으로, 상기 기판(10)을 엠보싱하여 형성된 모든 그래픽 리세스를 스크래퍼 코팅 기술에 의해서 전도성 물질(25)로 충전하고, 이들은 소결한다. 상기 전도성 물질은, 예를 들어 35 %의 실버 잉크 고형분을 갖는 나노실버 잉크이고, 150 ℃의 소결온도 이다; 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 기판 물질(10) 내에서 전도성 기능을 갖는 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역이 형성된다.

3. 다음으로, 상기 단계 2를 기반으로 하여 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 폴리머층(20)을 형성한다. 이는 노출된 제1 배선 영역을 갖도록, 상기 기능성 영역 내에서 적어도 상기 제1 금속 내장층을 덮는다. 도입된 폴리머층은 예를 들어, UV 엠보싱 플라스틱이고, 4 ㎛의 두께를 갖는다. 상기 제1 배선 영역이 다른 데이터 처리 디바이스에 추가적으로 연결될 필요가 있으므로, 상기 제1 배선 영역 내에서 위치한 배선들은 노출되어야 한다. 그러므로, 본 발명은, 상기 UV 엠보싱 플라스틱으로 상기 기판(10)을 부분적으로 코팅하여, 상기 노출된 배선 영역 내에 제1 배선 영역을 구비한, 코팅된 상기 기능성 영역 내에 상기 모든 제1 금속 내장층을 형성하는, 그래픽적 코팅 공정을 제안한다.

4. 엠보싱 기술을 기반으로 하여 상기 단계 3에서 도입된 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여, 상기 배선 영역 내에 배선 리세스 및 상기 기능성 영역 내에 격자형 리세스를 형성한다. 이 단계의 목적은, 상기 단계 1에서 엠보싱하는 것과 유사한 전체 그래픽 엠보싱 기술에 의해, 상기 폴리머층(20) 상에 제2 배선 영역 및 제2 금속 내장층을 형성하는 것이다. 그러나, 상기 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역 내에서 상기 리세스를 형성하도록 엠보싱 할 때, 상기 제2 배선 영역에서 배선들의 형성시 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하는 것을 방지하는데 도움이 되는, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제1 배선 영역을 얼라이닝(aligning)하는 공정이 필수적임을 이 단계에서 언급될 필요가 있다.

5. 상기 단계 4에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역을 형성한다; 상기 제2 배선 영역은 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하지 않는다. 이 단계는, 상기 단계 2와 유사하게, 35 %의 고형분을 갖는 나노실버잉크 25 및 소결 온도 150 ℃을 이용하여, UV 엠보싱 플라스틱 표면을 엠보싱하여 형성된 그래픽 격자 리세스를 잉크젯 충전 기술에 의해 나노 실버 잉크 25를 충전하고, 이들을 소결한다; 도 6에 나타낸 바와 같이, UV 엠보싱 플라스틱 내에서 전도성 기능을 갖는 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역이 형성된다. 상기 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역에서 리세스의 깊이(depth)는 UV 엠보싱 플라스틱의 깊이보다 작아야 한다.

도 7에서 나타내 바와 같이, 접착 촉진층(50)은 기판(10)과 상기 폴리머층(20) 사이에 더 도입될 수 있고, 이는 제품의 접착력에 대한 요구 성능을 증가시킨다.

실시예 2:

본 발명의 제2 구현예의 투명 전도성 필름의 부분 구성도인, 도 8을 참조한다. 상기 구현예에서, 상기 전도성 구조 내의 제1 금속 내장층이 기판 상의 제1 폴리머층 내에서 직접적으로 제조된다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 투명 전도성 필름은 투명 기판(10'), 상기 기판 상에 위치한 투명 제1 폴리머층(20'), 및 상기 제1 폴리머층(20') 상에 위치한 투명 제2 폴리머층(30)을 포함한다. 상기 전도성 구조는 상기 제1 폴리머층(20') 내에 배열된 격자형 제1 금속 내장층(11'), 및 상기 제2 투명 폴리머층(30) 내에 배열된 격자형 제2 금속 내장층 (21')을 포함한다. 상기 제1 금속 내장층(11') 및 상기 제2 금속 내장층(21')은 서로 간에 전열 되도록, 상기 제2 금속 내장층 (21')의 두께는 상기 제2 폴리머층(30)의 두께에 비하여 작게 제조되어야 하고, 이로 인하여, 상기 제2 폴리머층(30)의 부분이 상기 제1 금속 내장층(11')과 상기 제2 금속 내장층(21') 사이에 배열되고, 이로써, 절연 효과(insulating effect)를 획득한다. 상기 투명 기판은, 예를 들어, PET(polyethylene terephthalate plastic) 및 PC(polycarbonate plastic)와 같은, 강성 열가소성 물질 및 탄성재(flexible material)로 제조되고, 상기 제1 폴리머층(20') 및 상기 제2 폴리머층(30)은 예를 들어, UV 엠보싱 플라스틱 물질 등으로 제조된다. 투명 전도성 필름의 광투과도를 유지하기 위해서는, 바람직하게는 이러한 3종류의 층이 광투과도를 갖는 물질로 제조되어야 한다.

바람직하게는, 상기 제1 금속 내장층 (11') 및/또는 제2 금속 내장층 (21')의 격자들은 비정형 형태를 갖는 랜덤 격자(random grids)로 설정되고, 이는 각각의 각방향으로 균일하게 분포된다. 더욱이, 이러한 랜덤 격자는 비정형 다각형으로 구성되며, 즉, 상기 격자의 격사선이 직선 라인 세그먼트(straight line segment)이고, 오른쪽 방향의 수직 X축으로 균일하게 분포된 각(θ)을 형성하고, 상기 균일한 분산은 각각의 상기 랜덤 격자의 통계치(statistical value, θ)를 나타낸다; 다음으로, 5°스테퍼 각(stepper angle)에서 각각의 각 간격(angle intervals) 내에 들어가는 상기 격자선의 확률적 pi에 대한 통계를 수집한다. 그러므로, 0~180°범위 내의 36각 간격(angle intervals)의 p1, p2…p36을 획득한다; 파이(pi)는, 표준 편차가 산술평균 20 % 미만인 것을 만족한다. 이와 같은 각 방향에서 균일한 분산은 모아레(Moire stripe)의 발생을 방지할 수 있다.

도 8 및 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 제2 구현예에서 멀티-터치 기능을 이용하는 투명 전도성 필름의 구성도이다. 상기 투명 전도성 필름은, 도 8의 투명 전도성 필름을 기반으로 하며, 멀티-터치 기능을 만족하도록 주변에 추가 배선을 갖는다. 구성도에서 나타낸 바와 같이, 상기 투명 전도성 필름은 기능성 영역(100') 및 배선 영역(200')을 포함하고, 상기 기능성 영역(100')은, 제어 기능을 실현하도록 사용자에 의해 터치되는데 이용되는 투명 전도성 필름의 영역을 나타내고, 상기 제1 구현예의 전도성 구조를 포함하며, 예를 들어, 격자형 제1 금속 내장층 (11') 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층 (21')이다. 상기 배선 영역(200')은, 상기 기능성 영역(100')의 주변의 적어도 하나의 측면 상에 분포되며, 상기 제2 금속 내장층 (21')에 연결되는 복수개의 배선들의 조합에 의해서 형성된 제2 배선 영역(202'), 및 상기 제1 금속 내장층 (11')에 연결되는 복수개의 배선들의 조합에 의해서 형성된 제1 배선 영역(201')을 포함하고, 상기 제1 배선 영역(201') 및 상기 제2 배선 영역(202')은 서로 간에 절연된다. 도 9에서, 오버룩킹 효과 때문에, 상기 제1 금속 내장층 (11')은 블록화되지만, 이는 상기 제1 배선 영역(201')의 배선들이 상기 제1 금속 내장층에 연결되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 배선들은 외부 데이터 처리 디바이스(구성도에서는 미도시)를 구비한 상기 기능성 영역에서 상기 전도성 구조를 연결하는데 이용된다. 즉, 상기 기능성 영역 내에서 외부 터치 작동이 감지될 때, 이러한 감지 신호 데이터가 지시 처리를 위한 이러한 데이터 처리 디바이스로 전달될 수 있어 터치 기능을 획득한다.

도 10 내지 13을 참조하면, 제2 구현예에서, 투명 전도성 필름의 제조방법은 하기의 단계를 포함한다:

1. 첫번째, 제1 폴리머층(20')을 형성하도록 UV 엠보싱 플라스틱으로 기판 (10')을 코팅한다. 상기 기판 (10')은 예를 들어, PET로 제조되고, 예를 들어, 125 ㎛의 폭, 예를 들어, UV 엠보싱 플라스틱은 4 ㎛의 두께를 갖는다.

2. 다음으로, 상기 엠보싱 기술을 기반으로 상기 제1 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여 상기 기능성 영역 내에 배선형 리세스(12')를 형성한다. 상기 리세스 (12')는 3 ㎛의 깊이 및 2.2 ㎛의 폭을 갖고, 비정형을 갖는 랜덤 격자인 격자를 구비한다.

3. 다음으로, 상기 단계 2에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역을 형성하는 단계이다. 이 단계에서, UV 엠보싱 플라스틱 표면을 엠보싱하고 이들을 소결하여 형성된 상기 그래픽 격자 리세스는 소결 온도 150 ℃ 및 35 %의 고형분을 갖는 실버잉크(25')를 이용하여 스크래퍼 코팅 기술에 의한 나노 실버 잉크(25')로 충전된다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 전도성 기능을 갖는 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제1 배선 영역은 제1 폴리머층(20') 내에 형성된다.

4. 다음으로, 상기 단계 3을 기반으로 하여 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 노출된 제1 배선 영역을 갖는, 상기 기능성 영역 내에서 적어도 제1 금속 내장층을 덮는 제2 폴리머층을 형성하는 단계이다. 도 12에서 나타낸 바와 같이, 상기 UV 엠보싱 플라스틱은 처리가 완료된(finished) UV엠보싱 플라스틱의 표면 상에 그래픽적으로 도입되어 제2 폴리머층(30)을 형성하는 단계이다. 예를 들어, 이는 4 ㎛의 두께를 갖는다. 실시예 1과 동일하게, 상기 제1 배선 영역은 다른 데이터 처리 디바이스에 외부적으로 연결될 필요가 있으므로, 상기 제1 배선 영역 내에 위치한 배선들은 노출되어야 한다. 그러므로, 본 발명은, 상기 UV 엠보싱 플라스틱으로 제1 폴리머층(20')을 부분적으로 코팅하는 것을 나타내는 그래픽적 코팅 공정을 제안하여, 상기 노출된 배선 영역 내에 제1 배선 영역과 함께, 코팅된 기능성 영역 내에서 모든 제1 금속 내장층을 제조한다.

5. 다음으로, 상기 엠보싱 기술을 기반으로 하여 상기 단계 4에서 도입된 제2 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여 기능성 영역 내의 격자형 리세스 및 상기 배선 영역 내에 배선 리세스를 형성하는 단계이다. 이 단계의 목적은, 상기 단계 2 내의 엠보싱 기술과 유사하게 전체 그래픽 엠보싱 기술로, 상기 제2 폴리머층(30) 상에 제2 배선 영역 및 제2 금속 내장층을 형성하는 것이다. 그러나, 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역에서 리세스를 형성하도록 엠보싱할 때, 제1 금속 내장층 및 상기 제1 배선 영역을 얼라이닝하기 위한 공정이 필수적이고, 이는 상기 제2 배선 영역에서 배선이 형성될 때, 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하는 것을 방지하는데 도움을 준다는 것을, 이 단계에서 언급될 필요가 있다.

6. 상기 단계 5에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전할 때, 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역을 형성한다; 상기 제2 배선 영역은 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하지 않는다. 이 단계에서, 상기 단계 3과 유사하게, UV 엠보싱 플라스틱 표면을 엠보싱하고, 이들을 소결하여 형성된 상기 그래픽 격자 리세스는 잉크젯 충전 기술(inkjet filling technology)에 의해서 나노 실버 잉크(25)로 충전되며, 여기서, 고형분 함량 35 %인 실버잉크(25') 및 150 ℃의 소결 온도를 이용한다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 전도성 기능을 갖는 상기 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역은 UV 엠보싱 플라스틱 내에 형성된다. 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역의 리세스의 깊이는 상기 UV 엠보싱 플라스틱의 깊이 보다 작다.

바람직하게는, 상기 접착 촉진층은 기판 (10')과 상기 제1 폴리머층(20') 사이, 및 /또는 상기 제1 폴리머층(20')과 상기 제2 폴리머층(30) 사이에 더 배열된다. 상기 접착 촉진층(24)은 구성도에서 제시한 바와 같이, 상기 층들 사이에 접착력을 보다 증가시킨다.

각각의 상기 실시예에서 예시된 사이즈 파라미터가 단지, 본 발명의 실행 상태를 기술하는데 이용되는 것임을 설명될 필요가 있다. 예를 들어, 리세스의 폭(width)을 언급하면, 상기 리세스의 폭은, 디스플레이 디바이스로서 정상적인 시야에 영향을 주지 않는 것과 같이, 인간 눈의 해상 한계보다 작다면 허용될 수 있다. 반면에, 리세스의 깊이에 관련해서, 상기 폴리머층의 깊이보다 작은 것을 기반으로 하여 상기 금속선의 저항을 줄일 수 있도록, 금속 내장층의 단면적 부위를 가능한 크게 형성해야 한다.

상기 실시예의 단면형 이중층 그래픽투명 전도성 필름(single-sided double-layer graphic transparent conductive film) 및 이의 제조방법에서, 상기 기판 물질 및 상기 열가소성 기판 물질은 실시예에서 열거된 물질로 한정되지 않고, 유리, 쿼츠(quartz), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리카모네이트(polycarbonate, PC) 등도 가능한다. 실시예에서 언급된 상기 엠보싱 기술(embossing technology)은 UV 엠보싱 및 열 엠보싱을 포함한다. 실시예에서 언급하고, 적용된 UV 엠보싱 플라스틱(UV embossed plastic)은 이에 제한되지 않고, 유사한 특성을 갖는 다른 폴리머도 가능한다; 실시예에서 언급된 전도성 물질(conductive material)을 충전하는 방법은 스크래퍼 코팅(scrape coating) 및 잉크젯 프린팅을 포함한다. 본 발명에서 언급된 상기 전도성 물질은 실버로 한정되지 않고, 그라파이트(graphite), 거대분자 전도성 물질(macromolecular conductive material) 등도 가능 한다.

본 발명은 구조적 특징 및/또는 방법론적 기능에 특정하여 언어로 기술하였으나, 첨부된 청구항 내에 정의된 발명이 기술된 특정한 특징 및 기능에 반드시 한정되지 않는 것으로 이해될 수 있다. 더욱이, 특정한 특징 및 기능은 청구된 발명을 실시하는 예의 형태로서 개시된다.

Claims

투명 기판 상에 형성된 투명 전도성 필름의 전도성 구조에 있어서,
상기 전도성 구조는 격자형 제1 금속 내장층; 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층; 을 포함하고,
상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연된 것인,
투명 기판 상에 형성된 투명 전도성 필름의 전도성 구조.
투명 기판; 및
상기 기판 상에 배열된 전도성 구조; 를 포함하고,
상기 전도성 구조는,
격자형 제1 금속 내장층; 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층; 을 포함하고, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연된 것인, 투명전도성 필름.
기능성 영역; 및 상기 기능성 영역의 외주의 적어도 하나의 측면 상에 배열된 배선영역; 을 포함하고,
상기 기능성 영역은 전도성 구조를 포함하고, 상기 전도성 구조는 격자형 제1 금속 내장층 및 상기 제1 금속 내장층 상에 위치한 격자형 제2 금속 내장층을 포함하고, 상기 제1 금속 내장층 및 상기 제2 금속 내장층은 서로 간에 절연됨;
상기 배선 영역은, 상기 제1 금속 내장층에 연결된 다수개의 배선의 집합(convergence)에 의해 형성된 제1 배선 영역, 및 상기 제2 금속 내장층에 연결된 다수개의 배선의 집합에 의해서 형성된 제2 배선 영역을 포함하고, 상기 제1 배선 영역 및 상기 제2 배선 영역은 서로 간에 절연되는,
멀티-터치 기능 지원을 위한 투명 전도성 필름.
제3항에 있어서,
투명 기판; 및 상기 기판 상에 배열된 투명 폴리머층; 을 더 포함하고,
상기 제1 금속 내장층 및 상기 제1 배선 영역은 상기 기판 상에 배열되고, 상기 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역은 상기 폴리머층 내에 배열되고, 이들에 연결된 배선 및 상기 제2 금속 내장층의 두께는 상기 폴리머층의 두께보다 작은 것인, 투명 전도성 필름.
제4항에 있어서,
상기 폴리머층은 상기 기판 상에 그래픽적으로(graphically)으로 도입되고, 제1 배선영역은 노출되는 것인, 투명 전도성 필름.
제4항에 있어서,
접착 촉진층이 상기 기판 및 상기 폴리머층 사이에 더 도입되는 것인, 투명 전도성 필름.
제3항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름은, 투명 기판; 상기 기판 상에 위치한 투명 제1 폴리머층; 및 상기 제1 폴리머층 상에 위치한 투명 제2 폴리머층; 을 포함하고,
상기 제1 금속 내장층 및 상기 제1 배선 영역은 상기 제1 폴리머층 내에 배치되고,
상기 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역은 상기 제2 폴리머층 내에 배치되며, 이들에 연결된 배선 및 제2 금속 내장층의 두께는 상기 제2 폴리머층의 두께보다 작은 것인, 투명 전도성 필름.
제7항에 있어서,
상기 제2 폴리머층은 노출된 상기 제1 배선 영역을 갖는 상기 제1 폴리머층 상에 그래픽적으로 도입되는 것인, 투명 전도성 필름.
제3항, 제4항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 금속 내장층 및/또는 상기 제2 금속 내장층의 격자는 불규칙한 형태(irregular shape)를 갖는 랜덤한 격자인 것인, 투명 전도성 필름.
제9항에 있어서,
상기 랜덤한 격자는 불규칙한 형태의 다각형으로 구성되고, 상기 격자의 격자 선은 직선 세그먼트이고, 우측수평X축을 갖는 균일하게 분포된 각(θ)을 형성하는 것인, 투명 전도성 필름.
(1) 엠보싱 기술(embossing technology)을 기반으로 기판 물질을 그래픽적으로 엠보싱하여, 배선 영역 내에 배선 리세스 및 기능성 영역 내에 격자형 리세스를 형성하는 단계;
(2) 상기 제1 단계에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역을 형성하는 단계;
(3) 상기 제2 단계를 기반으로 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 노출된 상기 제1 배선 영역을 갖는, 상기 기능성 영역 내에 적어도 상기 제1 금속 내장층을 덮는 폴리머층을 형성하는 단계;
(4) 상기 엠보싱 기술을 기반으로, 상기 단계 3에 도입된 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여 상기 배선 영역 내에 배선 리세스 및 상기 기능성 영역 내에 격자형 리세스를 형성하는 단계; 및
(5) 상기 제4 단계에서 엠보싱된 리세스 내로 상기 전도성 물질을 충전하여, 제2 금속 내장층 및 제2 배선 영역을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 제2 배선 영역은 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하지 않는,
제4항에 따른 투명 전도성 필름을 제조하는 방법.
(1) 제1 폴리머층으로 기판을 코팅하는 단계;
(2) 엠보싱 기술을 기반으로 상기 제1 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여, 기능성 영역 내에 격자형 리세스 및 배선 영역 내에 배선 리세스를 형성하는 단계;
(3) 상기 단계 (2)에서 엠보싱된 리세스 내로 전도성 물질을 충전하여, 제1 금속 내장층 및 제1 배선 영역을 형성하는 단계;
(4) 상기 단계(3)를 기반으로 상기 기판을 그래픽적으로 코팅하여, 노출된 제1 배선 영역을 갖는, 상기 기능성 영역 내에 적어도 제1 금속 내장층을 덮는 제2 폴리머층을 형성하는 단계;
(5) 엠보싱 기술을 기반으로 하여 단계 (4)에 도입된 상기 제2 폴리머층을 그래픽적으로 엠보싱하여, 배선 영역 내에 배선 리세스 및 기능성 영역 내에 격자형 리세스를 형성하는 단계; 및
(6) 상기 단계 (5)에서 엠보싱된 리세스 내로 상기 전도성 물질을 충전하여, 제2 금속 내장층 및 상기 제2 배선 영역을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 제2 배선 영역은 상기 제1 배선 영역을 위 및 아래로 오버랩하지 않는,
제7항에 따른 투명 전도성 필름을 제조하는 방법.