KR20200020733A - 투명 전도성 필름 - Google Patents

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KR20200020733A
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transparent layer
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일카 바르요스
뵈른 미클라달
테무 알바리
수일레브하인 리암 오'
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카나투 오와이
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Abstract

본원은 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름(1)에 관한 것이며, 여기서 제1 전극의 제1 패턴을 갖는 제1 투명 층(31)이 투명 기재 필름(2)의 제1 측(2a) 상에 제공되며, 예를 들어 침적되고, 제2 전극의 제2 패턴을 갖는 제2 투명 층(32)이 투명 기재 필름(2)의 제2 측(2b) 상에 제공되며, 예를 들어 침적된다. 또한, 본원은 투명 전도성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본원은 터치 감지 장치 및 다양한 용도에 관한 것이다.

Description

투명 전도성 필름
본원은 투명 전도성 필름에 관한 것이다. 본원은 또한 투명 전도성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본원은 또한 터치 감지 장치 및 다양한 용도에 관한 것이다.
다양한 종류의 전기 장치를 위한 사용자 인터페이스(user interface)는 요즘에는 종종, 종래 기계식 버튼 대신에 터치 감지형 필름을 기반으로 하는 다양한 유형의 터치 감지 장치에 의해 실현된다. 예를 들어 휴대폰, 휴대용 컴퓨터 및 유사한 장치의 다양한 종류의 터치 패드 및 터치 스크린은 이들의 널리 공지되어 있는 예이다. 터치 감지형 필름을 기반으로 하는 터치 감지 장치는 또한, 기능적으로 보다 다용도성이며, 보다 작고, 보다 저렴하고, 보다 경량이고, 또한 시각적으로 보다 매력적인 장치를 찾고자 하는 설계자에게 자유를 제공한다.
이러한 터치 감지 장치에서 핵심적인 요소는, 1개 이상의 감지 전극으로서 작용하도록 구성된 1개 이상의 전도성 층을 포함하는 터치 감지형 필름이다. 이러한 종류의 필름의 일반적인 작동 원리는, 예를 들어 손가락 끝 또는 일부 특정한 지시기 장치(pointer device)에 의한 사용자의 터치가 터치 감지형 필름이 연결된 전기 측정 회로의 전기적 특성을 변화시키는 것이다. 실제 측정 원리는, 예를 들어 감압식(resistive) 또는 정전식(capacitive)일 수 있다.
터치 스크린에서, 터치 감지 능력에 더하여, 터치 감지형 필름은, 전자 장치의 디스플레이의 상부 상에서의 필름의 사용을 가능하게 하도록, 즉 장치의 디스플레이가 터치 감지형 필름을 통해 보여지는 것을 가능하게 하도록 광학적으로 투명해야 한다. 또한, 투명도는 터치 감지형 필름 가시성 관점으로부터도 중요하다. 예를 들어, LCD (액체 결정 디스플레이), OLED (유기 발광 다이오드) 디스플레이, 또는 e-종이 (전자 종이) 디스플레이의 사용자에게의 터치 감지형 필름의 가시성은 사용자 경험을 심각하게 악화시킨다. 지금까지, ITO (인듐 주석 옥시드)와 같은 투명 전도성 산화물은 터치 감지형 필름에서의 전도성 층 재료의 가장 통상적인 군을 형성하였다. 그러나, 가시성 관점으로부터, 이들은 전혀 이상적인 해결책이 아니다. 예를 들어, ITO의 높은 굴절률은 패턴화된 감지 전극이 가시적이도록 한다.
터치 감지형 필름에서의 하나의 유망한 새로운 접근법은, 네크워킹된 나노구조로 형성되거나 또는 이를 포함하는 층에서 발견되었다. 적합한 전도도 성능에 더하여, 예를 들어 탄소 나노튜브 (CNT), 또는 관형 탄소 분자의 측에 공유 결합된 풀러렌 또는 풀러렌-유사 분자를 갖는 탄소 나노버드(nanobuds) (NANOBUD®는 Canatu Oy의 등록 상표임)의 네트워크로 이루어지는 층은, 예를 들어 ITO와 비교하여 탁월한 가요성, 기계적 강도 및 안정성을 보유할 수 있다.
그러나, 네크워킹된 나노구조의 사용의 경우에도, 가시적 패턴을 형성하는 전극은 문제점이 될 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 증가된 투명도를 갖는 투명 전도성 필름에 대한 필요성을 인식했다.
본 발명의 목적은 신규한 유형의 투명 전도성 필름을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 투명 전도성 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 터치 감지 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 신규한 용도를 제공하는 것이다.
상기 투명 전도성 필름은 청구범위 제1항에 제시된 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법은 청구범위 제14항에 제시된 것을 특징으로 한다.
상기 터치 감지 장치는 청구범위 제17항에 제시된 것을 특징으로 한다.
상기 용도는 청구범위 제18항 또는 제19항에 제시된 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법, 투명 전도성 필름 및 터치 감지 장치에 대한 추가의 이해를 제공하도록 포함되며, 본 명세서의 부분을 구성하는 첨부 도면은 상기의 원리를 설명하는 것을 돕도록 설명과 함께 구현예를 예시한다. 도면에서:
도 1은 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 정면도를 도식적으로 예시하고;
도 2는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시하고;
도 3a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시하고;
도 3b는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시하고;
도 4a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시하고;
도 4b는 도 4a에 예시된 바와 같은 투명 전도성 필름의 정면도를 도식적으로 예시하고;
도 5a는, 일 구현예에 따른 제1 전극의 제1 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층을 예시하고;
도 5b는, 일 구현예에 따른 제2 전극의 제2 패턴 및 제2 패시브 갭 영역(passive gap area)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층을 예시하고;
도 5c는, 도 5a의 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층 및 도 5b의 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층이 일 구현예에 따라 겹쳐서(one on the other) 배열되는 경우의 상황을 예시하고;
도 6a 내지 6c는, 제1 갭 영역 및 제2 갭 영역의 투명한 전도체 재료의 적용 범위(coverage)의 점진적인 감소를 도식적으로 예시하고;
도 7a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 정면도를 도식적으로 예시하고;
도 7b는 도 7a에 예시된 바와 같은 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시한다.
본원은 관찰 영역을 갖는 투명 전도성 필름에 관한 것이며, 여기서 투명 전도성 필름은,
제1 측 및 제1 측에 대향인 제2 측을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름;
적어도 하나의 투명 기재 필름 상에 제공되는 것으로서, 관찰 영역에서
- 제1 전극의 제1 패턴 및 선택적으로(optionally) 제1 전극의 제1 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층, 및
- 제2 전극의 제2 패턴 및 선택적으로 제2 전극의 제2 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층
을 포함하고;
여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
- 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역, 및
- 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하도록,
수직 방향으로 겹쳐서 배열되고;
제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과된 가시광선의 총 백분율은 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하다.
본원은 관찰 영역을 갖는 투명 전도성 필름에 관한 것이며, 여기서 투명 전도성 필름은,
제1 측 및 제1 측에 대향인 제2 측을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름;
적어도 하나의 투명 기재 필름 상에 제공되는 것으로서, 관찰 영역에서
- 제1 전극의 제1 패턴 및 선택적으로 제1 전극의 제1 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층, 및
- 제2 전극의 제2 패턴 및 선택적으로 제2 전극의 제2 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층
을 포함하고;
여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
- 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역, 및
- 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하도록,
수직 방향으로 겹쳐서 배열되고;
제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과된 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역에서의 제1 투명 층 또는 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위보다 더 낮도록 감소된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과된 가시광선의 총 백분율은 전체 투명 전도성 필름에 걸쳐 실질적으로 동일하게 유지된다.
본원은 또한, 관찰 영역을 갖는 투명 전도성 필름의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
제1 측 및 제1 측에 대향인 제2 측을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름을 제공하는 단계;
적어도 하나의 투명 기재 필름 상에, 관찰 영역에서
- 제1 전극의 제1 패턴 및 선택적으로 제1 전극의 제1 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층, 및
- 제2 전극의 제2 패턴 및 선택적으로 제2 전극의 제2 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층
을 제공하는 단계
를 포함하고;
여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
- 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역, 및
- 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하도록,
수직 방향으로 겹쳐서 배열되고;
제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과된 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 조정된다.
본원은 또한, 관찰 영역을 갖는 투명 전도성 필름의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
제1 측 및 제1 측에 대향인 제2 측을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름을 제공하는 단계;
적어도 하나의 투명 기재 필름 상에, 관찰 영역에서
- 제1 전극의 제1 패턴 및 선택적으로 제1 전극의 제1 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층, 및
- 제2 전극의 제2 패턴 및 선택적으로 제2 전극의 제2 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층
을 제공하는 단계
를 포함하고;
여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
- 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역, 및
- 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하도록,
수직 방향으로 겹쳐서 배열되고;
제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 감소된다.
일 구현예에서, 상기 방법은 투명 전도성 필름의 투명도를 증가시키도록 수행된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 감소된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 적어도 하나의 비중첩 영역에서의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위와 비교하여 감소된다. 즉, 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 적어도 하나의 비중첩 영역에서의 동일한 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위와 비교하여, 적어도 하나의 교차 영역에서 감소될 수 있다.
본원은 또한, 본원에 정의된 바와 같은 투명 전도성 필름 또는 본원에 정의된 바와 같은 터치 감지형 필름을 포함하는 터치 감지 장치에 관한 것이다.
본원은 또한, 광기전력 시스템, 가열 적용, 전류 도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 조명 스위치 또는 광 제어 필름에서의 본원에 정의된 바와 같은 투명 전도성 필름의 용도에 관한 것이다.
본원은 또한, 광기전력 시스템, 가열 적용, 전류 도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 조명 스위치 또는 광 제어 필름에서의 본원에 정의된 바와 같은 터치 감지 장치의 용도에 관한 것이다.
표현 "관찰 영역"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 투명 전도성 필름의 측방 방향에서 관찰되거나 또는 획정된 사전결정된 면적 또는 영역을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 일 구현예에서, 관찰 영역은 투명 전도성 필름의 영역의 적어도 50%, 또는 적어도 60%, 또는 적어도 70%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90%를 차지한다.
투과되는 가시광선의 총 백분율이 "실질적으로 동일하다"는 표현은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 투과되는 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역 전체에 걸쳐 정확하게 동일하지 않을 수 있고, 투과되는 가시광선의 총 백분율에서의 약간의 변화가 관찰 영역에 걸쳐 일어날 수 있다는 것을 의미하는 것으로서 이해되어야 한다. 일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 총 백분율은 최대 5 백분율 단위(percentage unit), 또는 최대 3 백분율 단위, 또는 0.05 내지 5 백분율 단위, 또는 0.05 내지 3 백분율 단위, 또는 0.05 내지 1 백분율 단위 (관찰 영역에 걸쳐 피크-대-피크(peak-to-peak))로 변화한다. 바람직하게는, 비중첩 영역과 비교하여 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율 사이에 오직 작은 편차가 존재할 수 있다. 그러나, 제1 투명 층 및/또는 제2 투명 층의 전극의 패턴 및/또는 적어도 하나의 패시브 갭 영역 내에 작은 슬릿(slit)이 존재할 수 있으며, 여기서 투과되는 가시광선의 총 백분율은 상기 변화 범위 초과로 벗어날 수 있다. 그러나, 이러한 슬릿은, 당해 투명 전도성 필름의 적용의 통상적인 관찰 거리에서 투과율의 편차가 육안으로 가시적이지 않도록 하는 치수를 갖는다. 이러한 관찰 거리는 상이한 적용에서 상이할 수 있다. 일 구현예에서, 관찰 거리는 10 내지 100 cm, 또는 20 내지 100 cm, 또는 30 내지 100 cm, 또는 50 내지 100 cm, 또는 60 내지 300 cm이다. 즉, 이러한 슬릿은 평균 육안 해상도(average human eye resolution) 미만의 치수를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 슬릿의 폭은 2 내지 1000 μm, 또는 2 내지 500 μm, 또는 2 내지 50 μm, 또는 50 내지 500 μm이다. 일 구현예에서, 제1 투명 층 및/또는 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료는 2 내지 1000 μm, 또는 2 내지 500 μm, 또는 2 내지 50 μm, 또는 50 내지 500 μm의 폭을 갖는 1개 이상의 슬릿을 포함한다.
착용가능한 장치, 휴대폰, 태블릿, 휴대용 컴퓨터, 자동차 정보 디스플레이 또는 대시보드(dashboard)와 같은 15" 대각선(diagonal) 미만의 작은 기기용 터치 센서, 디스플레이 전극 또는 조명 스위치와 같은 적용에서, 관찰 거리는, 예를 들어 20 내지 100 cm일 수 있다. 대면적 모니터 또는 텔레비전용 터치 센서, 디스플레이 전극 또는 조명 스위치와 같은 적용에서, 관찰 거리는, 예를 들어 60 내지 300 cm일 수 있다. 예를 들어 창문 또는 윈드실드(windshield) 상의 터치 센서, 디스플레이 전극, 조명 스위치, 전류 도체 또는 가열기 부재와 같은 적용에서, 관찰 거리는, 예를 들어 30 내지 100 cm일 수 있다.
표현 "교차 영역"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 영역을 의미하는 것으로서 이해되어야 한다. 즉, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 경우, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료는 적어도 하나의 교차 영역을 형성할 수 있다.
표현 "비중첩 영역"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 영역을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 비중첩 영역에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때, 투명한 전도체 재료는 제1 투명 층 또는 제2 투명 층에 존재할 수 있지만, 둘 모두에는 존재하지 않는다.
투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층이 투명 기재 필름의 "상에" 제공된다는 표현은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 투명 층이 투명 기재 필름 상에 또는 위에 놓이도록 제공 또는 형성되거나, 또는 그 안에 적어도 부분적으로 내장되는 것을 의미하는 것으로서 이해되어야 한다. 투명 기재 필름은 투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층을 위한 캐리어(carrier) 또는 지지 구조로서 작용할 수 있다. 일 구현예에서, 투명 기재 필름은 제1 투명 층 및/또는 제2 투명 층을 위한 캐리어 또는 지지 구조로서 작용한다.
용어 "포함하는"은 본 명세서에서, 하나 이상의 추가의 특징 또는 작용의 존재를 배재시키지 않으면서 상기 용어 앞에 나오는 특징(들) 또는 작용(들)을 포함하도록 사용된다. "단수"의 항목에 대한 지칭은 하나 이상의 상기 항목을 지칭한다는 것이 또한 이해될 것이다.
표현 "필름"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 이의 두께보다 실질적으로 더 큰 이의 측방 치수를 갖는 구조를 지칭하는 것으로서 이해되어야 한다. 그러한 점에서, 필름은 "얇은" 구조인 것으로서 여겨질 수 있다.
일 구현예에서, 그의 측방 치수에 의해 형성된 투명 기재 필름의 2개의 측은 제1 측 및 제2 측을 형성한다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름의 두께는 0.1 μm 내지 5 mm, 또는 20 내지 500 μm이다.
표현 "전극"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 전압 및/또는 전류를 공급 및/또는 수송할 수 있는 전기 전도체를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
표현 "투명한"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 당해 관련 파장 범위에서의 전도성 필름 및 이의 부분 및 재료의 광학 투명도를 지칭하는 것으로서 이해되어야 한다. 즉, "투명한" 재료 또는 구조는, 이러한 관련 파장에서 광 또는 일반적으로 전자기 복사가 이러한 재료 또는 구조를 통해 전파하도록 하는 재료 또는 구조를 지칭한다. 관련 파장 범위는 투명 전도성 필름이 사용되어야 하는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일 구현예에서, 관련 파장 범위는 약 390 내지 약 700 nm의 가시 파장 범위이다.
또한, 전도성 필름 및 이의 부분의 투명도는 주로, "투명하기" 위해, 전도성 필름 또는 이의 부분 상에 입사하는 광 에너지의 충분한 부분이 두께 방향에서 이를 통해 전파하도록 하는, 전도성 필름의 두께 방향에서의 투명도를 지칭한다. 이러한 충분한 부분은 전도성 필름이 사용되어야 하는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 부분은, 투명한 전도체 재료가 존재하는 위치에서, 투명 전도성 필름 상에 수직으로 입사하는 광의 에너지의 20 내지 99.99%이다. 일 구현예에서, 상기 투과율은 20% 이상, 또는 30% 이상, 또는 40% 이상, 또는 50% 이상, 또는 60% 이상, 또는 70% 이상, 또는 80% 이상, 또는 90% 이상이다. 투과율은 표준 JIS-K7361, ASTM D1003에 따라 측정될 수 있다. 투명 전도성 필름 또는 이의 부분을 통해 전파 또는 투과되는 가시광선의 부분은, 가시광선의 투과를 변화시키는, 투명 전도성 필름 또는 예를 들어 그 안에 사용되는 투명한 전도체 재료의 유형의 능력에 따라 달라질 수 있다. 광 투과율에서의 변화는, 예를 들어 손실 유발된 흡수, 산란 및/또는 반사, 또는 광 투과율에서의 일부 다른 변화, 예컨대 색상 또는 선명도에서의 변화의 결과일 수 있다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 총 백분율이 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 조정된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및/또는 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 사전결정된 양을 감소시킴으로써 조정된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역에서의 제1 투명 층 또는 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위보다 더 낮도록 감소된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 총 두께는 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 균일하다.
본 발명자들은, 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 경우. 투명 전도성 필름의 사용자에 대한 시각적 외관이 개선될 수 있다는 것을 발견하였다. 제1 투명 층 및 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키면서, 실질적으로 균일한 시각적 외관을 갖는 투명 전도성 필름을 제공할 수 있다. 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 부분에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키면서, 투명 전도성 필름을 통한 가시광선의 투과는 증가될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 전극 및 제2 전극이, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 전극 및 제2 전극이 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역을 형성하도록, 수직 방향으로 겹쳐서 배열된다.
일 구현예에서, 상기 교차 영역을 형성하는 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의, 하나 이상의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 교차 영역 외측의 상기 전극의 투명한 전도체 재료의 적용 범위보다 더 낮도록 감소된다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 교차 영역은 적어도 하나의 교차점을 포함하며, 여기서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 전극 및 제2 전극은 서로 교차하는 것으로 보인다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 교차 영역은 적어도 하나의 교차점을 포함하며, 여기서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 전극 및 제2 전극은 서로 교차하는 것으로 보이고, 상기 교차점을 형성하는 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 교차점에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 교차점 외측의 상기 전극의 투명한 전도체 재료의 적용 범위보다 더 낮도록 감소된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함한다. 일 구현예에서, 제2 투명 층은 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함한다.
일 구현예에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 하기 중 적어도 하나를 형성하도록 수직 방향으로 겹쳐서 배열된다:
- 제1 전극 및 제2 전극이 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역;
- 제1 전극 및 제2 패시브 갭 영역이 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역;
- 제1 패시브 갭 영역 및 제2 패시브 갭 영역이 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역;
- 제2 전극 및 제1 패시브 갭 영역이 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역.
종종, 투명 전도성 필름을 제조하는 경우, 예를 들어 투명 층의 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 사전결정된 수의 교차점을 형성하며, 이는, 투명한 전도체 재료, 예컨대 광을 특정 정도로 흡수하거나 또는 굴절시키는 탄소 나노튜브 또는 탄소 나노버드 또는 다른 전도체 재료를 사용하는 경우 육안으로 가시적으로 보여질 수 있다. 또한, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이, 예를 들어 투명 기재 필름(들)과 함께 이들을 결합하기 위한 공정 동안 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 경우, 투명 층의 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 또한 사전결정된 수의 교차 영역을 형성할 수 있다. 결합 또는 적층 공정에서의 공정 변화로 인하여, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴이 서로 교차하는 것으로 보이는 바로 교차점에서보다는 전극 패턴의 다른 부분에서 또한 약간 중첩하는 것으로 보일 수 있다. 놀랍게도, 본 발명자들은, 본원에 기술된 바와 같은 방법을 사용하는 경우, 투명한 전도체 재료의 오직1개의 층으로 제조되는 시각적 외관을 갖는 투명 전도성 필름이 제조될 수 있다는 것을 발견하였다. 투명 전도성 필름은, 예를 들어 전극 또는 다른 부분에 의해 형성된 패턴화가 관찰자의 육안으로 실질적으로 가시적으로 본질적으로 볼 수 없을 수 있다는 추가된 유용성을 갖는다. 본 발명자들은 또한, 상이한 층의 전극이 교차점에서 서로 교차하는 것으로 보이는 사실에 의해 유발된 시각적 결함을 보상하기 위해 통상적으로 필요한 임의의 추가적인 충전재가, 본원에 기술된 바와 같은 방법을 사용하여 제조된 투명 전도성 필름으로부터 제외될 수 있다는 것을 발견하였다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 상이한 층의 투명한 전도체 재료가 교차 영역에서 중첩되는 것으로 보이는 사실에 의해 유발된 시각적 결함을 보상하기 위한 임의의 추가적인 충전재가 결핍된다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 상이한 층의 전극이 교차점에서 서로 교차하는 것으로 보이는 사실에 의해 유발되는 시각적 결함을 보상하기 위한 임의의 추가적인 충전재가 결핍된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 하나 이상의 교차 영역에서 감소된다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 모든 교차 영역에서 감소된다.
"패시브 갭 영역"은 전기적으로 연결되지 않아야 하는 투명 층의 영역을 지칭한다. 패시브 갭은 투명 층을 외부 전기 전력 공급원에 연결시키기 위한 임의의 접촉 배열에 전기적으로 연결되지 않는다. 따라서, 이러한 패시브 갭 영역은 투명 전도성 필름의 전기적 작동에 참여하지 않는 점에서, 전기적 관점에서 "패시브" 구조이다.
패시브 갭 영역은 전극의 패턴으로부터 분리될 수 있다. 전극의 패턴 및 패시브 갭 영역 사이에 존재하는, 예를 들어 수십 마이크로미터의 폭을 갖는 단지 작은 슬롯(slot)이 있을 수 있다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함하나, 제2 투명 층은 제2 패시브 갭 영역을 갖지 않거나, 또는 그 반대이다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함하고, 제2 투명 층은 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함하며, 여기서, 관찰 영역 내에서, 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역 및 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역은 중첩되는 것으로 보이지 않는다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함하고, 제2 투명 층은 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함하며, 여기서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역 및 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역은 적어도 하나의 교차 영역에서 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보인다.
일 구현예에서, 제1 패시브 갭 영역 및/또는 제2 패시브 갭 영역의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 사전결정된 양을 감소시킴으로써 조정된다.
일 구현예에서, 제1 패시브 갭 영역은 제1 에지 및 제1 에지에 대향인 제2 에지를 갖고, 제2 패시브 갭 영역은 제1 에지 및 제1 에지에 대향인 제2 에지를 갖고, 여기서 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 제1 갭 영역의 제1 에지로부터 제1 갭 영역의 제2 에지로 점진적으로 또는 연속으로 감소되며, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 제2 갭 영역의 제2 에지로부터 제2 갭 영역의 제1 에지로 역 방식으로 점진적으로 또는 연속으로 감소되거나, 또는 그 반대이다.
일 구현예에서, 제1 패시브 갭 영역의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율은 제1 에지로부터 제2 에지로 약 100% 내지 약 X% 또는 약 100%로부터 약 X%로 변화되며, 제2 패시브 갭 영역의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율은 제1 에지로부터 제2 에지로 약 X% 내지 약 100% 또는 약 X%로부터 약 100%로 변화되거나, 또는 그 반대이고, 여기서 X는, 교차 영역 외측의 제1 투명 층 또는 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율이다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 교차 영역에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 제1 투명 층으로부터 점진적으로 또는 연속으로 감소되며, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 제2 투명 층으로부터 역 방식으로 점진적으로 또는 연속으로 감소되거나, 또는 그 반대이다.
일 구현예에서, 하나의 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 교차 영역에서 투과되는 가시광선의 백분율이 약 100 내지 약 X% 또는 약 100으로부터 약 X%까지이도록 교차 영역에서 감소되며, 여기서 X%는 교차 영역 외측의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율이다. 일 구현예에서, 하나의 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 교차 영역에서 투과되는 가시광선의 백분율이 교차 영역 외측의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율로부터 약 100%로 점진적으로 증가되도록 교차 영역에서 감소된다.
예를 들어 적층 공정 동안 공정 변화의 결과로서 형성될 수 있는 교차 영역에서 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 점진적으로 감소시킴으로써 (이에 의해, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 교차점에서보다는 전극 패턴의 다른 부분에서 또한 약간 중첩되는 것으로 보일 수 있음), 이러한 중첩을 육안으로 인식할 수 있는 가능성을 감소시키는 추가된 유용성을 갖는다.
일 구현예에서, 교차 영역에서의, 하나의 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 교차 영역에서의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율이 교차 영역 외측의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율보다 0.1 내지 50 백분율 단위, 또는 0.1 내지 20 백분율 단위, 또는 1 내지 20 백분율 단위 더 높도록 감소된다. 일 구현예에서, 교차점에서의, 하나의 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 교차점에서의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율이 교차점 외측의 상기 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 백분율보다 0.1 내지 50 백분율 단위, 또는 0.1 내지 20 백분율 단위, 또는 1 내지 20 백분율 단위 더 높도록 감소된다.
일 구현예에서, 전도성 필름의 적어도 하나의 투명 기재 필름 중 적어도 하나는 유전체 재료로 제조되거나, 또는 전도성 필름의 투명 기재 필름 모두는 유전체 재료로 제조된다. 일 구현예에서, 투명 기재 필름은 투명 유리 또는 가소성 재료로 형성된다. 투명 기재 필름의 형성에 사용되는 재료는 투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층을 위한 기재로서 작용하기에 적합해야 한다.
일 구현예에서, 투명 기재 필름의 재료는 소다석회 유리, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 구현예에서, 투명 기재 필름의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트 (PC), 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 시클릭 올레핀 공중합체 (COP), 트리아세테이트 (TAC), 시클릭 올레핀 공중합체 (COC), 폴리(비닐 클로라이드) (PVC), 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트 (PEN), 폴리이미드 (PI), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 (PE) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그러나, 투명 기재 필름의 재료는 이들 예에 제한되지 않는다.
일 구현예에서, 투명 기재 필름은 1 내지 2000 μm, 또는 10 내지 1000 μm, 또는 30 내지 500 μm, 또는 50 내지 300 μm의 두께를 갖는다. 그러나, 투명 기재 필름은 또한 일부 적용에서 더 두꺼울 수 있다.
일 구현예에서, 제1 전극의 제1 패턴은 제2 전극의 제2 패턴과 유사한 패턴이다. 일 구현예에서, 제1 전극의 제1 패턴은 제2 전극의 제2 패턴과 상이한 패턴이다. 일 구현예에서, 제1 전극의 제1 패턴은 X 전극이고, 제2 전극의 제2 패턴은 Y 전극이거나, 또는 그 반대이다.
제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 경우, 특정 적용에 적합한 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 경우, 다이아몬드 패턴, 눈송이 패턴, 또는 격자무늬 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 경우, 다이아몬드 패턴을 형성할 수 있다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 적어도 하나의 투명 기재 필름을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 하나의 투명 기재 필름을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 제1 투명 기재 필름 및/또는 제2 투명 기재 필름을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 제1 투명 기재 필름을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 제1 투명 기재 필름 및 제2 투명 기재 필름을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 다중 투명 기재 필름을 포함한다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름은 하나의 투명 기재 필름을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름은 제1 투명 기재 필름 및/또는 제2 투명 기재 필름을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름은 제1 투명 기재 필름을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름은 제1 투명 기재 필름 및 제2 투명 기재 필름을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름은 다중 투명 기재 필름을 포함하거나 또는 이로 이루어진다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 투명 기재 필름의 제1 측 상에 제공되고, 제2 투명 층은 투명 기재 필름의 제2 측 상에 제공된다.
일 구현예에서, 제1 투명 층은 제1 투명 기재 필름 상에 제공되고, 제2 투명 층은 제2 투명 기재 필름 상에 제공되며, 여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 기재 필름 또는 제2 투명 기재 필름이 제1 투명 층 및 제2 투명 층 사이에 놓이도록 수직 방향으로 겹쳐서 배열된다. 일 구현예에서, 제1 투명 층은 제1 투명 기재 필름 상에 제공되고, 제2 투명 층은 제2 투명 기재 필름 상에 제공되며, 여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 기재 필름 또는 제2 투명 기재 필름 (그러나, 제1 투명 기재 필름 및 제2 투명 기재 필름 둘 모두는 아님)이 제1 투명 층 및 제2 투명 층 사이에 놓이도록 수직 방향으로 겹쳐서 배열된다.
일 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극이 적어도 하나의 교차 영역에서 중첩되는 것으로 보이지만, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 달리 본질적으로 중첩되지 않도록 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되도록, 제1 투명 층은 투명 기재 필름의 제1 측 상에 제공되고, 제2 투명 층은 투명 기재 필름의 동일한 제1 측 상에 제공된다. 일 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극이 사전결정된 수의 교차점에서 서로 교차하는 것으로 보이지만, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 달리 본질적으로 중첩되지 않도록 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되도록, 제1 투명 층은 투명 기재 필름의 제1 측 상에 제공되고, 제2 투명 층은 투명 기재 필름의 동일한 제1 측 상에 제공된다. 이러한 문맥에서, 용어 "달리 본질적으로 중첩되지 않는"은 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서, 상기 의도(intension)가 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴이 교차점에서보다는 다른 부분에서 서로 분리되도록 유지하는 것 (여기서 이들은 중첩되는 것으로 보임)이도록 하는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 공정 변화로 인하여, 일부 의도하지 않은 중첩이 전극 패턴의 다른 부분에서 또한 일어날 수 있다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 접착 층을 포함한다. 일 구현예에서, 접착제는 아크릴 접착제, 실리콘 접착제, 가교 중합체 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 구현예에서, 접착제는 광학적으로 투명한 접착제 (OCA), 예컨대 압력 민감성인 광학적으로 투명한 접착제이다.
일 구현예에서, 제1 투명 층을 제1 투명 기재 필름 상에 제공할 때 형성된 구조는, 접착제를 사용하여, 제2 투명 층을 제2 투명 기재 필름 상에 제공할 때 형성된 구조와 함께 결합된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은 레이저 공정, 에칭 공정, 직접 프린팅, 기계적 공정, 연소 공정 또는 이들의 임의의 조합을 사용함으로써 수행된다. 일 구현예에서, 에칭 공정은 포토리소그래피 공정이다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은, 적어도 하나의 스폿 또는 적어도 하나의 라인을 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료에 형성함으로써 또는 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 두께를 감소시킴으로써 수행된다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은 적어도 하나의 교차점에서 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의 두께를 감소시킴으로써 수행된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 겹쳐서 배열되기 전 및/또는 후에 감소된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은 투명한 전도체 재료의 사전결정된 양을 제거함으로써 수행된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은 제1 전극 및/또는 제2 전극을 교차 영역에서, 예를 들어 교차점에서 더 얇게 함으로써 수행된다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 것은, 제1 전극 및/또는 제2 전극을 교차 영역에서, 예를 들어 교차점에서 두께를 더 얇게 함으로써, 및/또는 제1 전극 및/또는 제2 전극을 교차 영역에서, 예를 들어 교차점에서 더 얇은 폭을 갖도록 함으로써 수행된다.
일 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의 두께는, 교차 영역(들)에서의 제1 전극 및 제2 전극의 총 두께가 교차 영역(들) 외측의 개별 제1 전극 및 제2 전극 각각의 두께와 본질적으로 유사하도록, 교차 영역(들)에서 더 얇다. 일 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의 두께는, 교차점(들)에서의 제1 전극 및 제2 전극의 총 두께가 교차점(들) 외측의 개별 제1 전극 및 제2 전극 각각의 두께와 본질적으로 유사하도록, 교차점(들)에서 더 얇다.
일 구현예에서, 투명한 터치 감지형 필름은 감압식 터치 감지형 필름이다. 일 구현예에서, 투명한 터치 감지형 필름은 정전식 터치 감지형 필름이다.
투명 층은, 전극의 패턴 및 선택적으로 전극의 패턴과 분리된 적어도 하나의 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된 투명한 전도체 재료를 포함한다. 따라서, 투명한 전도체 재료는 전극의 패턴 및 패시브 갭 영역 둘 모두를 형성하는 데 사용될 수 있다. 투명한 전도체 재료는 임의의 적합한, 충분히 투명한 전도체 재료 또는 이러한 재료의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조 (high aspect ratio molecular structure; HARMS) 네트워크를 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조 (HARMS) 네트워크를 포함한다.
전도성 "HARMS" 또는 "HARM 구조"는 전기 전도성 "나노구조", 즉 나노미터 규모, 즉 약 100 나노미터 이하의 하나 이상의 특징적인 치수를 갖는 구조를 지칭한다. "고종횡비"는 2개의 수직 방향에서의 전도성 구조의 치수가 상당히 상이한 차수의 크기(magnitudes of order)를 갖는 것을 지칭한다. 예를 들어, 나노구조는 이의 두께 및/또는 폭보다 수십배 또는 수백배 더 높은 길이를 가질 수 있다. HARMS 네트워크에서, 다수의 상기 나노구조는 서로 상호연결되어, 전기적으로 상호연결된 분자의 네트워크를 형성한다. 거시적인 규모에서 고려되는 바와 같이, HARMS 네트워크는, 개별 분자 구조가 무질서하거나 또는 비-배향된, 즉 실질적으로 무작위로 배향되거나, 또는 배향된 중실(solid) 모놀리식(monolithic) 재료를 형성한다. 다양한 유형의 HARMS 네트워크는 합당한 저항률을 갖는 얇은 투명 층의 형태로 제조될 수 있다.
일 구현예에서, 전도성 HARM 구조는 금속 나노와이어, 예컨대 은 나노와이어를 포함한다.
일 구현예에서, 전도성 HARM 네트워크는 탄소 나노구조를 포함한다. 일 구현예에서, 탄소 나노구조는 탄소 나노튜브, 탄소 나노버드, 탄소 나노리본 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 탄소 나노구조는 탄소 나노버드, 즉 탄소 나노버드 분자를 포함한다. 탄소 나노버드 또는 탄소 나노버드 분자는 관형 탄소 분자의 측에 공유 결합된 풀러렌 또는 풀러렌-유사 분자를 갖는다. 탄소 나노구조, 특히 탄소 나노버드는 전기적, 광학적 (투명도) 및 기계적 (가요성 및/또는 변형성과 조합된 강인성) 관점 모두로부터 유리할 수 있다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 투명 전도성 산화물을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 인듐 주석 옥시드 (ITO), 아연 옥시드, 알루미늄-도핑된 아연 옥시드 (AZO), 플루오린 도핑된 주석 옥시드 (FTO) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 투명 전도성 산화물을 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 산화물은 인듐 주석 옥시드 (ITO), 아연 옥시드, 알루미늄-도핑된 아연 옥시드 (AZO), 플루오린 도핑된 주석 옥시드 (FTO) 또는 이들의 임의의 조합이다. 일 구현예에서, 투명 전도성 산화물은 도핑제, 예컨대 플루오린으로 도핑된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 그래핀, 은 나노와이어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) PEDOT, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트 PEDOT:PSS, 폴리아닐린, 금속 메쉬 전도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 그래핀, 은 나노와이어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) PEDOT, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트 PEDOT:PSS, 폴리아닐린, 금속 메쉬 전도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
투명 층 각각의 두께는 투명 전도성 재료의 특성, 특히 이의 저항률 또는 전도도에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 탄소 나노구조를 포함하는 투명한 전도체 재료의 경우, 투명 층은, 예를 들어 1 내지 1000 nm의 두께를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 투명 층의 두께는 0.1 내지 1000 nm, 또는 10 내지 800 nm, 또는 50 내지 300 nm이다. 일 구현예에서, 투명 층의 두께는 10 내지 50 nm, 또는 50 내지 100 nm, 또는 150 내지 300 nm, 또는 500 내지 1000 nm이다. 그러나, 본 명세서를 기초로 이해되는 바와 같이, 개별 투명 층의 두께는, 적어도 하나의 교차 영역에서의 투명한 전도체 재료의 적용 범위의 가능한 감소를 고려하여 하나의 부분으로부터 또 다른 부분까지 달라질 수 있다.
일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름을 제공하는 단계는, 이용가능한 완전한 투명 기재 필름이 사전에 형성 및 제조되도록 하는 단계를 포함한다. 이러한 투명 기재 필름이 투명 전도성 필름의 제조 방법에서의 이의 사용을 위해 임의의 적합한 공정에 의해 먼저 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 투명 기재 필름을 제공하는 단계는 투명 전도성 필름의 제조 방법의 부분으로서 투명 기재 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료를 투명 기재 필름 상에 침적함으로써, 투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층이 제공된다.
투명 층의 재료에 따라, 투명 층을 제공하기 위해 당업계에 존재하는 다양한 절차가 사용될 수 있다. 예를 들어, ITO는 진공 조건에서 스퍼터링에 의해 침적될 수 있다. PEDOT 또는 은 나노와이어는, 예를 들어 프린팅에 의해 형성될 수 있다. 금속 메쉬는, 예를 들어 프린팅 또는 전기도금에 의해 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 형성될 수 있다.
탄소 나노구조, 예컨대 탄소 나노버드 분자를 포함하는 투명한 전도체 재료의 경우, 침적은, 예를 들어 기체 상 또는 액체로부터의 여과, 힘의 장(force field)에서의 침적, 또는 분무 코팅 또는 스핀 건조를 사용한 용액으로부터의 침적의 통상적으로 공지되어 있는 방법을 사용함으로써 수행될 수 있다. 탄소 나노버드 분자는, 예를 들어 WO 2007/057501에 개시되어 있는 방법을 사용하여 합성될 수 있고, 예를 들어 전기영동 또는 열영동(thermophoresis)의 보조에 의해 또는 문헌 [Nasibulin et al: "Multifunctional Free-Standing Single-Walled 20 Carbon Nanotube Films", ACS NANO, vol. 5, no. 4, 3214-3221, 2011]에 기재된 방법에 의해, 예를 들어 에어로졸 유동으로부터 직접 투명 기재 필름 상에 침적될 수 있다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 적어도 하나의 투명 기재 필름 상에 침적된다. 일 구현예에서, 투명한 전도체 재료는 적어도 하나의 투명한 필름 상 패턴으로 침적된다.
일 구현예에서, 투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층은, 전극의 패턴 및 선택적으로 전극의 패턴으로부터 분리된 적어도 하나의 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화된다. 전극의 패턴, 뿐만 아니라 선택적인(optional) 적어도 하나의 패시브 갭 영역은, 투명 층이 투명 기재 필름 상에 형성되거나 또는 침적되는 동시에 또는 그 후에 제공될 수 있다. 일 구현예에서, 투명 층은 전극 및 선택적으로 패시브 갭 영역을 형성하는 패턴으로 직접 투명 기재 필름 상에 형성되거나 또는 침적된다.
상기 패턴화에서, 다양한 공정이 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 레이저 공정, 에칭 공정, 직접 프린팅, 기계적 공정, 연소 공정 또는 이들의 임의의 조합이 전극의 패턴 및 선택적으로 적어도 하나의 패시브 갭 영역의 형성에 사용된다. 일 구현예에서, 레이저 공정은 레이저 절제이다. 일 구현예에서, 에칭 공정은 포토리소그래피 공정이다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 적어도 하나의 추가적인 층을 포함하거나 또는 이것이 제공된다. 일 구현예에서, 보호 층이 투명 전도성 필름 상에 제공된다. 추가적인 층은 베이스 또는 커버 플레이트를 포함할 수 있다. 베이스 및 커버 플레이트 중 임의의 것은 투명한 가소성 재료, 예컨대 아크릴레이트 또는 PC 또는 이들의 다층 라미네이트, 또는 유리 재료, 예컨대 플로트 유리(float glass) (이는 SiO2, Na2O, CaO, MgO를 포함함), 소다석회, 또는 알루미노실리케이트 또는 보로실리케이트 유리, 또는 이러한 유리 및/또는 가소성 재료로 이루어지는 라미네이트를 포함할 수 있다. 전형적인 자동차 안전성 유리는, 플라스틱, 예를 들어 폴리비닐 부티랄 (PVB)이 중간에 내장된 2개의 플로트 유리 시트를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은, 적어도 하나의 방향에서 3차원 표면을 따라 바람직하게는 가역적으로 및 반복적으로 이의 굽힘(bending)을 가능하게 하도록 가요성 구조로서 형성된다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 적어도 2개의 방향에서 동시에 굽힘가능하다. 투명 전도성 필름의 제조에 사용된 재료에 따라, 투명 전도성 필름이 구부러질 수 있는 곡률의 가장 작은 반경은, 예를 들어 0.5 mm 내지 3 또는 10 mm의 범위 내일 수 있다. 곡률의 가장 작은 반경은 탄소 나노구조, 예컨대 탄소 나노버드를 포함하는 투명 층에 대해 달성될 수 있는 반면, 다른 재료에 대해서, 곡률의 가장 낮은 가능한 반경은 더 높을 수 있다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 3차원 표면을 따라 투명 전도성 필름의 변형을 가능하게 하도록 변형가능한 구조로서 형성된다. 상기 변형은, 예를 들어 투명 전도성 필름의 연신성(stretchability)을 기초로 할 수 있고, 예를 들어 열성형을 사용함으로써 수행될 수 있다. 가요성 및/또는 변형성은, 만곡된 또는 일반적으로 3차원 형상의 구조, 예컨대 반구형 형상의 구조로서 투명 전도성 필름의 사용을 가능하게 하는 추가된 유용성을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 열성형 및/또는 사출 성형에 가해질 수 있다. 일 구현예에서, 상기 방법은 투명 전도성 필름을 사출 성형 및/또는 열성형에 가하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 투명 전도성 필름은 3차원 형상을 갖도록 형성된다.
본원에 기술된 이익 및 이점은 일 구현예에 관한 것일 수 있거나 또는 여러 구현예에 관한 것일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 구현예는 언급된 문제점 중 임의의 것 또는 모두를 해결하는 구현예, 또는 언급된 이익 및 이점 중 임의의 것 또는 모두를 갖는 구현예에 제한되지 않는다.
상기 기술된 구현예는 서로 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 여러 구현예가 함께 조합되어 추가의 구현예를 형성할 수 있다. 본원이 관련된 투명 전도성 필름, 방법, 터치 감지 장치 또는 용도는 상기 기술된 구현예 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에 정의된 바와 같은 방법에 의해 제조된 투명 전도성 필름은, 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 중첩이 형성하는 교차 영역이 인간의 육안으로 본질적으로 비가시적일 수 있기 때문에, 개선된 시각적 외관을 갖는 추가된 유용성을 갖는다.
투명 전도성 필름의 제조 방법은, 예를 들어 전극에 의해 형성된 가시적 패턴의 효과를 감소시키기 위해 통상적으로 필요한 투명한 전도체 재료의 추가적인 충전재의 사용 없이 투명 전도성 필름의 제조를 가능하게 하는 추가된 유용성을 갖는다.
투명 전도성 필름은, 교차 영역에서 조정 또는 감소된 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 갖지 않는 유사한 투명 전도성 필름과 비교하여 시각적 균일성을 희생시키지 않으면서 필름을 통한 적합한 투명도를 갖는 추가된 유용성을 갖는다.
투명 전도성 필름의 제조 방법은, 투명도를 희생시키지 않으면서 개선된 전도도를 나타내는 그리고 그 반대의 투명 전도성 필름의 제조를 가능하게 하는 추가된 유용성을 갖는다.
실시예
이제, 기술된 구현예에 대한 언급이 상세히 이루어질 것이며, 이의 실시예가 첨부 도면에 예시된다.
하기 설명은, 당업계의 통상의 기술자가 상기 방법을 이용할 수 있는 만큼 상세하게 일부 구현예, 상기 개시를 기초로 하는 투명 전도성 필름 및 터치 감지형 장치를 개시한다. 구현예의 단계 중 다수는 본 명세서를 기초로 당업계의 통상의 기술자에게 분명할 것이기 때문에 구현예의 모든 단계가 상세히 논의된 것은 아니다.
단순성의 이유로, 항목 번호는 반복되는 성분의 경우 하기 예시적인 구현예에서 유지될 것이다.
도 1은 본 명세서에 기술된 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름(1)의 정면도를 도식적으로 예시한다. 도 1로부터, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 서로에 관하여, 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴이 사전결정된 수의 교차 영역 또는 교차점(51,52…5n) (여기서, 적어도 하나의 투명 기재 필름의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 전극(4a) 및 제2 투명 층의 전극(4b)이 서로 교차하는 것으로 보임)을 형성하도록 겹쳐서 배열되는 경우 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴이 형성하는 사전결정된 패턴을 볼 수 있다. 도 1에서 전극이 형성하는 패턴이 구현예를 보다 잘 예시하도록 흑색으로 강조표시된 것이 강조되어야 한다. 그러나, 실제로, 전극은 투명할 수 있으며, 본질적으로 육안으로 비가시적일 수 있다. 제1 전극이 제2 전극을 교차할 때 형성된 교차점 모두가 도 1에서 참조 번호에 대한 표시와 함께 예시되는 것은 아니지만, 표시 51,52…5n이 사전결정된 패턴에 형성된 교차점 모두를 의미하는 것은 분명하다.
도 2는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름(1)의 단면도를 도식적으로 예시하며, 여기서 제1 전극의 제1 패턴을 갖는 제1 투명 층(31)은 투명 기재 필름(2)의 제1 측(2a) 상에 제공되며, 예를 들어 침적되고, 제2 전극의 제2 패턴을 갖는 제2 투명 층(32)은 투명 기재 필름(2)의 제2 측(2b) 상에 제공되며, 예를 들어 침적된다. 도 2는, 적어도 하나의 교차 영역 및 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하는 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료로부터 발생하는 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 두께 변화 또는 차이를 예시하지 않는다.
도 3a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름(1)의 단면도를 도식적으로 예시하며, 여기서 제1 전극의 제1 패턴을 갖는 제1 투명 층(31)은 제1 투명 기재 필름(21), 예를 들어 제1 투명 기재 필름(21)의 제1 측 상에 형성되고, 제2 전극의 제2 패턴을 갖는 제2 투명 층(32)은 제2 투명 기재 필름(22), 예를 들어 제2 투명 기재 필름(22)의 제1 측 상에 형성된다. 투명 층을 투명 기재 필름 상에 제공할 때 형성된 이들 2개의 구조는 이어서 겹쳐서 배열된다. 도 3b는, 투명 층을 포함하는 상술한 구조를 투명 기재 필름 상에 함께 결합시키기 위해 접착제(6)가 사용된다는 상이함을 가지며, 도 3a의 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시한다. 도 3a 및 도 3b는, 적어도 하나의 교차 영역 및 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하는 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료로부터 발생하는 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 두께 변화 또는 차이를 예시하지 않는다.
도 4a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름(1)의 단면도를 도식적으로 예시하며, 여기서 제1 투명 층(31) 및 제2 투명 층(32)은 둘 모두 투명 기재 필름(2)의 제1 측(2a) 상에 제공된다. 도 4a는, 적어도 하나의 교차 영역 및 적어도 하나의 비중첩 영역을 형성하는 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료로부터 발생하는 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 두께 변화 또는 차이를 예시하지 않는다. 도 4b는 도 4a에 예시된 바와 같은 투명 전도성 필름의 정면도를 도식적으로 예시하며, 여기서 제1 투명 층 및 제2 투명 층은 서로에 관하여, 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴이 사전결정되 수의 교차 영역, 예를 들어 교차점(51,52)에서 서로 교차하는 것으로 보이지만, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 달리 본질적으로 중첩되지 않도록 겹쳐서 배열된다.
도 5a는, 일 구현예에 따라 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층이 제1 전극의 제1 패턴, 예를 들어 X-전극을 갖도록 패턴화되는 것을 예시한다. 도 5b는, 일 구현예에 따라 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층이 제2 전극의 제2 패턴, 예를 들어 Y-전극 및 제2 패시브 갭 영역을 갖도록 패턴화되는 것을 예시한다. 도 5c는, 도 5a의 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층 및 도 5b의 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층이 일 구현예에 따라 겹쳐서 배열되는 상황을 예시한다.
도 6a는 투명한 전도체 재료의 적용 범위가 어떻게 조정될 수 있는지를 도식적으로 예시한다. 도 6a 내지 6c에서, 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되는 상황에서 적어도 부분적으로 중첩될 수 있는 제1 패시브 갭 영역(6a) 및 제2 패시브 갭 영역(6b)의 투명한 전도체 재료의 적용 범위가 어떻게 조정될 수 있는지에 대해 일 구현예가 예시된다. 도 6a는, 제1 패시브 갭 영역(6a)의 투명한 전도체 재료의 적용 범위가 제1 패시브 갭 영역의 제1 에지(6a1)로부터 제1 패시브 갭 영역의 제2 에지(6a2)로 어떻게 점진적으로 감소될 수 있는지 도식적으로 예시한다. 도 6b는, 제2 패시브 갭 영역(6b)의 투명한 전도체 재료의 적용 범위가, 제1 패시브 갭 영역(6a)과 비교하여 역 방식으로 제2 패시브 갭 영역(6b)의 제1 에지(6b1)로부터 제2 에지(6b2)로 어떻게 점진적으로 감소될 수 있는지 도식적으로 예시한다. 도 6c는, 이 구현예에서, 제1 패시브 갭 영역 및 제2 패시브 갭 영역이 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이도록 제1 투명 층 및 제2 투명 층이 겹쳐서 배열되는 경우의 상황을 도식적으로 예시한다.
도 7a는 일 구현예에 따른 투명 전도성 필름의 정면도를 도식적으로 예시하고, 도 7b는 도 7a의 투명 전도성 필름의 부분의 단면도, 즉 도 7a 및 도 7b에 표시된 바와 같은 포인트 A로부터 포인트 B로의 투명 전도성 필름의 단면도를 도식적으로 예시한다. 도 7a에서, 투명 전도성 필름의 관찰 영역(7)이 제시되어 있다. 투명 전도성 필름은 제시된 관찰 영역(7)을 넘어 연장될 수 있다. 도 7a에 예시된 구현예는 제1 전극(4a)의 제1 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료의 제1 투명 층 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료의 제2 투명 층을 포함한다. 도 7a의 구현예에서, 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴은, 전극이 서로 교차하는 것으로 보이는 4개의 교차 영역(51,52,53,54)을 형성한다. 또한, 도 7a의 구현예에서, 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴은 또한 비중첩 영역을 형성하며, 이 중 2개는 도 7a에서 참조 번호와 함께, 즉 (81,82)로서 표시되어 있다. 이들 비중첩 영역에서, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴은 본질적으로 중첩되지 않을 수 있다.
도 7b에 예시되어 있는 바와 같이, 제1 투명 층은 제1 전극의 제1 패턴과 분리된 투명한 전도체 재료의 제1 패시브 갭 영역을 추가로 포함하고, 제2 투명 층은 제2 전극의 제2 패턴으로부터 분리된 투명한 전도체 재료의 제2 패시브 갭 영역을 추가로 포함한다. 이들 패시브 갭 영역은 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이며, 따라서 추가의 교차 영역을 형성하고; 이 중 하나는 도 7a에서 참조 번호 (5n)에 의해 표시되어 있다.
도 7b에, 도 7a의 구현예의 포인트 A로부터 포인트 B로의 단면도가 예시되어 있다. 도 7b에서, 관찰 영역 내에, 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 제1 전극의 제1 패턴으로부터 분리된 제1 패시브 갭 영역(6a)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층, 및 제2 전극(4b)의 제2 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴과 분리된 제2 패시브 갭 영역(6b)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층을 갖는 하나의 투명 기재 필름(2)이 제공되는 구현예를 볼 수 있다. 제1 투명 층 및 제2 투명 층은, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료(4a,6a) 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료(4b,6b)가 교차 영역(5n) (여기서, 투명 기재 필름(2)의 제1 측 또는 제2 측에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료(6a) 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료(6b)가 중첩되는 것으로 보임) 및 2개의 비중첩 영역(81,82) (여기서, 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료(4a) 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료(4b)는 중첩되는 것으로 보이지 않음)을 형성하도록, 수직 방향으로 겹쳐서 배열된다. 도 7b는, 비중첩 영역에서의 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위와 비교하여, 교차 영역에서의 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 하나의 방식을 도식적으로 예시한다.
실시예 1 - 투명 전도성 필름의 제조
본 실시예에서, 투명 전도성 필름을 하기 절차에 의해 제조하였다:
먼저, 본 실시예에서, 2개의 별개의 투명 기재 필름, 즉 제1 투명 기재 필름 및 제2 투명 기재 필름이 제공되었다. 상기 투명 기재 필름 둘 모두는 폴리카보네이트 (PC) 필름이었다.
이어서, 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층을 제1 투명 기재 필름 상에 형성하고, 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층을 제2 투명 기재 필름 상에 형성하였다.
본 실시예에서, 투명한 전도체 재료는 탄소 나노버드 분자를 포함하였다. 탄소 나노버드 분자는, 예를 들어 WO 2007/057501 A1에 개시된 합성 공정의 상세사항에 따라 합성될 수 있다. 탄소 나노버드 분자를 2개의 폴리카보네이트 필름 각각 상에 침적하여, 그 위에 투명한 전도체 재료를 포함하는 투명 층을 형성하였다.
2개의 폴리카보네이트 필름 각각 상에 탄소 나노버드 분자를 침적한 후, 패턴화를 수행하여, 제1 투명 층에 제1 전극의 제1 패턴을 형성하고, 제2 투명 층에 제2 전극의 제2 패턴을 형성하였다. 각각 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴의 제조에 레이저 절제 (Delphi LES-G5, IR 파장 나노초 펄스 레이저)를 사용하였다. 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴의 제조에 하기 레이저 파라미터를 사용하였다: 전력: 24, 주파수 250, 마크 속도(mark speed) (mm/s): 2000, 계수: 1.
투명 층에 전극의 사전결정된 패턴을 제공하는 것과 동시에, 또한, 형성된 제1 전극 및 제2 전극이 교차점에서 서로 교차하는 것으로 보여지도록 제1 투명 층 및 제2 투명 층을 겹쳐서 배열할 때 이후의 단계에서 형성된 사전결정된 교차점에서 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴의 제조에 사용된 것과 동일한 레이저 절제 공정을 사용함으로써 이들 교차점에서 제1 전극 및 제2 전극으로부터 감소되었다. 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 교차점 외측에서보다 더 낮아지도록 감소되었다. 교차점에서 제1 전극 및 제2 전극 둘 모두의 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키기 위해 하기 레이저 파라미터를 사용하였다: Delphi LES-G5, IR 파장 나노초 펄스 레이저, 전력: 20, 주파수 250, 마크 속도 (mm/s): 2000, 계수: 1.
결과적으로, 제1 전극의 제1 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층이 제1 투명 기재 필름 상에 제공되었고, 제2 전극의 제2 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층이 제2 투명 기재 필름 상에 제공되었다. 이어서, 이들 2개의 구조를 겹쳐서 배열하였다.
본 실시예에서, 투명한 전도체 재료의 적용 범위는 교차점에서 제1 전극 및 제2 전극 둘 모두로부터 45 면적-%만큼 감소되었다. 결과적으로, 교차점에서 제1 투명 층 및 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료에 의해 흡수된 가시광선의 총 백분율은 10%로부터 7%로 감소되었다. 투명한 전도체 재료의 상이한 층으로 형성될지라도, 형성된 투명 전도성 필름은 투명한 전도체 재료의 오직 1개의 층으로 형성된 시각적 외관을 가졌다. 특히, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴에 의해 형성된 교차점은 육안으로 구별할 수 없었다.
실시예 2 - 투명 전도성 필름의 제조
본 실시예에서, 투명 전도성 필름을 하기 절차에 의해 제조하였다:
먼저, 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층을 제1 투명 기재 필름 상에 제공하고, 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층을 제2 투명 기재 필름 상에 제공하기 위한 절차를 실시예 1에 기술된 바와 같이 반복하였다.
2개의 폴리카보네이트 필름 각각 상에 탄소 나노버드 분자를 침적한 후, 패턴화를 수행하여, 제1 전극의 제1 패턴을 제1 투명 층에 형성하고, 제2 전극의 제2 패턴을 제2 투명 층에 형성하였다. 본 실시예에서, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴이 하기 포토리소그래피 공정에 의해 형성되었다: 먼저 포토레지스트 재료의 층을 탄소 나노버드 분자의 침적된 층 상에 약 1 μm의 두께로 스핀 코팅하였다. 이어서, 사전결정된 패턴을 갖는 포토마스크를 투명 기재 필름과 정렬되도록 하였다. 이어서, 포토레지스트를 포토마스크 내 개구부를 통해 UV 광에 노출시켰다. 포토레지스트의 노출된 영역에서의 중합체 분자를 UV 광자의 흡수에 의해 변경하여, 변경된 포토레지스트가 현상액 중에 보다 가용성이도록 하였다. 이어서, 전체를 현상액 중에 침지함으로써, 노출된 레지스트를 제거하였다. 남아있는 포토레지스트는 투명 층으로 에칭하기 위한 마스킹(masking) 층으로서 작용하였다. 이어서, 산 에칭을 사용하여, 투명한 전도체 재료, 즉 탄소 나노버드 분자를 포함하는 투명 층의 부분을 제거하였고, 따라서 패턴을 투명 층, 따라서 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴으로 전달하였다. 최종적으로, 포토레지스트를 아세톤 용매를 사용하여 세척하였다. 실시예 1에 대해 상술한 바와 같이, 또한 본 실시예에서, 교차점에서의 투명한 전도체 재료의 재료 적용 범위는 상술한 포토리소그래피 절차를 따름으로써 감소되었다.
결과적으로, 제1 전극의 제1 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층이 제1 투명 기재 필름 상에 제공되었고, 제2 전극의 제2 패턴을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층이 제2 투명 기재 필름 상에 제공되었다. 이어서, 이들 2개의 구조를 겹쳐서 배열하였다.
투명한 전도체 재료의 상이한 층으로 형성된다고 할지라도, 형성된 투명 전도성 필름은 투명한 전도체 재료의 오직 1개의 층으로 형성된 시각적 외관을 가졌다. 특히, 제1 전극의 제1 패턴 및 제2 전극의 제2 패턴에 의해 형성된 교차점은 육안으로 구별할 수 없었다.
청구범위의 구현예는 상기 논의된 것에 제한되지 않으며, 추가의 구현예가 청구범위 내에 존재할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.

Claims (19)

  1. 관찰 영역(7)을 갖는 투명 전도성 필름(1)으로서, 상기 투명 전도성 필름은,
    제1 측(2a) 및 제1 측(2a)에 대향되는 제2 측(2b)을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름(2);
    상기 적어도 하나의 투명 기재 필름 상에 제공되는 것으로서, 상기 관찰 영역(7)에서
    - 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 선택적으로(optionally) 상기 제1 전극의 제1 패턴과 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역(passive gap area)(6a)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층(31), 및
    - 제2 전극(4b)의 제2 패턴 및 선택적으로 상기 제2 전극의 제2 패턴과 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역(6b)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층(32)
    을 포함하며;
    상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32)은, 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
    - 상기 적어도 하나의 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 또는 상기 제2 측(2b)에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역(51,52…5n), 및
    - 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역(81,82…8n)을 형성하도록,
    수직 방향으로 겹쳐서(one on the other) 배열되고;
    상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32) 중 적어도 하나의, 상기 적어도 하나의 교차 영역에서의 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위(coverage)는, 상기 제1 투명 층 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과되는 가시광선의 총 백분율이 상기 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록, 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역(81,82…8n)에서의 상기 제1 투명 층 또는 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료의 적용 범위보다 더 낮도록 감소된, 투명 전도성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극(4a) 및 상기 제2 전극(4b)이, 상기 적어도 하나의 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 또는 상기 제2 측(2b)에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역(51,52…5n)을 형성하도록, 상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32)이 수직 방향으로 겹쳐서 배열된, 투명 전도성 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 투명 층(31)이 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역(6a)을 갖도록 패턴화되고, 상기 제2 투명 층(32)은 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역(6b)을 갖도록 패턴화되고, 상기 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역(6a) 및 상기 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역(6b)은, 상기 적어도 하나의 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 또는 상기 제2 측(2b)에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는, 투명 전도성 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 패시브 갭 영역(6a)이 제1 에지(6a1) 및 상기 제1 에지(6a1)에 대향인 제2 에지(6a2)를 갖고, 상기 제2 패시브 갭 영역(6b)이 제1 에지(6b1) 및 상기 제1 에지(6b1)에 대향인 제2 에지(6b2)를 갖고, 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위가 상기 제1 패시브 갭 영역의 상기 제1 에지로부터 상기 제2 에지로 점진적으로 또는 연속으로 감소되며, 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위가 상기 제2 패시브 갭 영역의 상기 제2 에지로부터 상기 제1 에지로 역 방식으로 점진적으로 또는 연속으로 감소되거나, 또는 그 반대인, 투명 전도성 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 투명 층(31)이 상기 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 상에 제공되고, 상기 제2 투명 층(32)이 상기 투명 기재 필름(2)의 상기 제2 측(2b) 상에 제공되는, 투명 전도성 필름.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 투명 층(31)이 제1 투명 기재 필름(21) 상에 제공되고, 상기 제2 투명 층(32)이 제2 투명 기재 필름(22) 상에 제공되며, 상기 제1 투명 층 및 상기 제2 투명 층은, 상기 제1 투명 기재 필름(21) 또는 상기 제2 투명 기재 필름(22)이 상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32) 사이에 놓이도록 수직 방향으로 겹쳐서 배열된, 투명 전도성 필름.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 적어도 하나의 교차 영역(51,52…5n)에서 중첩되는 것으로 보이며, 제1 전극의 상기 제1 패턴 및 제2 전극의 상기 제2 패턴은 달리 중첩되지 않도록 상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32)이 수직 방향으로 겹쳐서 배열되도록, 상기 제1 투명 층(31)이 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 상에 제공되고, 상기 제2 투명 층(32)이 상기 투명 기재 필름(2)의 동일한 제1 측(2a) 상에 제공된, 투명 전도성 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도성 필름의 상기 적어도 하나의 투명 기재 필름 중 적어도 하나가 유전체 재료로 제조되거나, 또는 상기 투명 전도성 필름의 상기 투명 기재 필름 모두가 유전체 재료로 제조된, 투명 전도성 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 전도체 재료가 전도성 고종횡비 분자 구조(high aspect ratio molecular structure; HARMS) 네트워크를 포함하는, 투명 전도성 필름.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 전도체 재료가 투명 전도성 산화물을 포함하는, 투명 전도성 필름.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 전도체 재료가 그래핀, 은 나노와이어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) PEDOT, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트 PEDOT:PSS, 폴리아닐린 또는 금속 메쉬 전도체를 포함하는, 투명 전도성 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도성 필름이 열성형 및/또는 사출 성형에 가해진, 투명 전도성 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도성 필름이 투명한 터치 감지형 필름인 투명 전도성 필름.
  14. 관찰 영역(7)을 갖는 투명 전도성 필름(1)의 제조 방법으로서, 상기 제조 방법은,
    제1 측(2a) 및 상기 제1 측(2a)에 대향인 제2 측(2b)을 갖는 적어도 하나의 투명 기재 필름(2)을 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 투명 기재 필름 상에, 상기 관찰 영역에서
    - 제1 전극(4a)의 제1 패턴 및 선택적으로 상기 제1 전극의 제1 패턴과 분리된 적어도 하나의 제1 패시브 갭 영역(6a)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제1 투명 층(31), 및
    - 제2 전극(4b)의 제2 패턴 및 선택적으로 상기 제2 전극의 제2 패턴과 분리된 적어도 하나의 제2 패시브 갭 영역(6b)을 갖도록 패턴화되는 투명한 전도체 재료를 포함하는 제2 투명 층(32)
    을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 투명 층(31) 및 상기 제2 투명 층(32)은, 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가
    - 상기 적어도 하나의 투명 기재 필름(2)의 상기 제1 측(2a) 또는 상기 제2 측(2b)에 본질적으로 수직인 방향으로부터 봤을 때 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 적어도 부분적으로 중첩되는 것으로 보이는 적어도 하나의 교차 영역(51,52…5n), 및
    - 상기 제1 투명 층의 투명한 전도체 재료 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료가 중첩되는 것으로 보이지 않는 적어도 하나의 비중첩 영역(81,82…8n)을 형성하도록,
    수직 방향으로 겹쳐서 배열되고;
    상기 제1 투명 층 및 상기 제2 투명 층 중 적어도 하나의, 상기 적어도 하나의 교차 영역에서의 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위는, 상기 제1 투명 층 및 상기 제2 투명 층의 투명한 전도체 재료를 통해 투과된 가시광선의 총 백분율이 상기 관찰 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 감소되는, 투명 전도성 필름(1)의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 단계가 레이저 공정, 에칭 공정, 직접 프린팅, 기계적 공정, 연소 공정 또는 이들의 임의의 조합에 의해 수행되는, 제조 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 투명한 전도체 재료의 적용 범위를 감소시키는 단계가, 적어도 하나의 스폿 또는 적어도 하나의 라인을 상기 교차 영역에서 투명한 전도체 재료에 형성함으로써 또는 상기 교차 영역에서의 상기 투명한 전도체 재료의 두께를 감소시킴으로써 수행되는, 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 투명 전도성 필름 또는 제13항의 터치 감지형 필름(1)을 포함하는 터치 감지 장치.
  18. 광기전력 시스템, 가열 적용, 전류 도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 조명 스위치 또는 광 제어 필름에서의 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 투명 전도성 필름의 용도.
  19. 광기전력 시스템, 가열 적용, 전류 도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 조명 스위치 또는 광 제어 필름에서의 제17항의 터치 감지 장치의 용도.
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