KR20200050976A

KR20200050976A - 응집 나노 입자

Info

Publication number: KR20200050976A
Application number: KR1020207007395A
Authority: KR
Inventors: 이안 캐릭; 폴 조나단 라플린
Original assignee: 페라테크 홀드코 리미티드
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-05-12
Also published as: US20210061671A1; JP2021523953A; GB201714279D0; WO2019048809A1; KR102593607B1; EP3679088A1; CN111051393A; GB2566267B; CN111051393B; US11692071B2; GB2566267A

Abstract

더 큰 응집체를 형성하도록 나노 입자를 응집시키는 방법이 개시된다. 나노 입자는 너무 큰 것으로 간주되는 응집체를 포함하는 범위에 걸친 사이즈를 가지며 수지에 부유된 응집체의 제1 혼합물(803)을 형성하도록 수지와 혼합된다. 비드 밀링 실린더(802)는 더 적은 수의 더 큰 응집체를 갖는 제2 혼합물(808)을 생성한다. 필터(1001)는 남아있는 더 큰 응집체를 제거한다. 생성된 밀 베이스는 배치 전에 용매로 절단된다.

Description

응집 나노 입자

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 포함된 2017년 9월 6일 출원된 영국 특허 번호 1714279.5에 대해 우선권을 주장한다.

기술 분야

본 발명은 더 큰 응집체를 형성하도록 나노 입자를 응집시키는 방법에 관한 것이다.

더 큰 응집체를 형성하도록 나노 입자를 응집시키기 위한 절차는 본 출원인에게 양도된 US 9,546,859에 개시된다. 입자는 용매에 의한 희석으로 인한 액체 형태의 수지가 투명한 베이스 시트에 적용될 수 있도록 수지에 유지될 수 있다. 그 후, 용매를 증발시킨 후, 커버 시트를 건조 수지 층 위에 배열하여 서브 어셈블리를 제조할 수 있다. 이는 투명 터친 스크린으로서 배치될 수 있으며, 베이스 시트 및 커버 시트는 사실상 육안으로 볼 수 없도록 10 마이크로 미터 미만의 응집체의 분산에 의해 분리된다. 그러나, 압력이 가해질 때, 베이스 시트와 커버 시트 사이에서 이들 응집체의 압축은 이들 응집체의 전기 저항이 변하게 하며, 이는 결국 XY 평면에서의 접촉 위치 및 Z 차원에서의 인가되는 압력의 정도를 결정하기 위해 측정될 수 있다.

공지된 기술은 가능한 5 마이크로 내지 10 마이크로 미터의 최적 범위 내에 있는 응집체가 생성될 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 최적의 일관성을 갖는 수지의 적용은 증발 후 각 응집체의 비율이 수지에 의해 유지되고 나머지는 수지 위로 연장되며, 이로써 접촉이 가능하다. 이 최적 범위 내에서 특정 사이즈는 정규 (가우시안) 분포를 따를 수 있다.

대부분의 응집체가 원하는 범위에 속하지만, 더 큰 사이즈의 작은 비율의 응집체가 존재할 수 있다는 문제가 확인되었다. 사이즈의 정규 분포 외부에 효과적으로 놓여 있으면서 여기서는 “아웃라이어(outlier)”로 식별된다. 이러한 아웃라이어는 장치에 대한 압력 감도가 수용할 수 없을 정도로 변할 수 있고 잘못된 트리거링을 유발할 수 있다는 점에서 제조 후 문제를 일으킬 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 더 큰 응집체를 형성하도록 나노 입자를 응집시키는 방법으로서, 수지에 부유된(suspended) 응집체의 제1 혼합물을 형성하도록 상기 나노 입자를 수지와 혼합시키는 단계 ― 상기 제1 혼합물은 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대 치수를 갖는 응집체를 포함함 ―; 상기 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대 치수를 갖는 감소된 수의 응집체를 구비하는 제2 혼합물을 생성하기 위해 상기 제1 혼합물을 비드 밀링하는 단계; 및 상기 수지에 부유된 응집체의 제3 혼합물을 생성하도록 상기 제2 혼합물을 여과하는 단계 ― 상기 응집체 중 실질적으로 어느 것도 상기 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대 치수를 갖지 않음 ―;를 포함하며, 상기 제1 혼합물은 3중량%의 나노 입자 대 수지의 중량%를 포함한다.

일 실시예에서, 나노 입자는 100 나노미터 미만의 사이즈를 가지며 구형 또는 침상(acicular)일 수 있다. 나노 입자는 안티몬 도핑된 산화 주석의 입자일 수 있다.

일 실시예에서, 소정의 특정 치수는 너무 큰 것으로 간주되는 응집체의 표시를 제공한다. 일 실시예에서, 10 마이크로 미터보다 큰 사이즈를 갖는 응집체는 너무 큰 것으로 간주되고 소정의 특정 치수는 10 마이크로 미터인 것으로 식별된다. 바람직하게는, 비드 밀링 작업은 응집체의 사이즈를 5 마이크로 미터 미만의 사이즈로 감소시키는 것을 최소화하도록 제어되는 혼합력(mixing power)을 전개시킨다. 바람직하게는, 여과 단계는 10 마이크로 미터의 사이즈를 갖는 개구를 구비하는 필터를 배치한다.

본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다. 상세한 실시예는 발명자에게 알려진 최상의 모드를 나타내고 청구된 본 발명에 대한 지원을 제공한다. 그러나, 이들은 예시일 뿐이며 청구 범위를 해석하거나 제한하는데 사용되어서는 안된다. 이들의 목적은 당업자에게 교시를 제공하는 것이다. "제1" 및 "제2"와 같은 서수 문구로 구별되는 구성요소 및 프로세스는 반드시 임의의 종류의 순서 또는 순위를 정의하지는 않는다.

도 1은 터치 스크린을 구비하는 모바일 핸드폰의 사용을 도시한다.
도 2는 도 1에서 식별된 장치에 재료가 배치될 수 있도록 하는 준비 단계를 도시한다.
도 3은 나노 입자의 주입 및 계량을 도시한다.
도 4는 수지의 첨가를 도시한다.
도 5는 생성된 혼합물의 교반(stirring)을 도시한다.
도 6은 혼합물을 스피드 믹서에 삽입하는 것을 도시한다.
도 7은 비드 밀링 입자를 도시한다.
도 8은 비드 밀링 장비를 도시한다.
도 9는 여과 장치의 조립을 도시한다.
도 10은 도 9에서 식별된 여과 장치의 동작을 도시한다.
도 11은 입자 사이즈의 분포를 도시한다.
도 12는 배치를 위해 밀 베이스를 절단하기 위한 도 2에서 식별된 절차를 상세히 설명한다.
도 13은 수지에 지지된 응집체의 예를 도시한다.
도 14는 터치 스크린의 배치를 도시한다.
도 15는 터치 스크린을 제조하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 16은 위치 감지 장치를 도시한다.

도 1

더 큰 응집체를 형성하도록 나노 입자를 응집시키는 방법은 본 출원인에게 양도된 미국 특허 9,546,859에 기재된다. 나노 입자는 수지와 혼합되어 응집체의 혼합물을 형성한다. 수지에서의 응집체의 혼합물은 베이스 시트 상에 도포된 후, 용매를 증발시키도록 한 후 커버 시트에 의해 덮힌다. 건조 수지 층이 생성되지만, 일부 응집체는 수지의 표면 위로 연장되어 압력이 가해질 때 연장된 응집체가 압축력을 경험하여 그 저항 특성을 변화시킨다. 결과적으로, 인가된 힘의 정도의 결정을 제공하기 위해 이러한 전기 저항의 변화가 측정될 수 있다.

생성된 서브 어셈블리는 실질적으로 투명한 스크린의 일부로서 모바일 장치 내에 통합될 수 있다. 건조 수지는 실질적으로 투명하고 비록 불투명하지만 응집체는 여전히 너무 작아서 육안으로는 보이지 않는다. 따라서, 예를 들어, 실질적으로 투명한 스크린은 모바일 핸드폰(101)에 통합될 수 있다. 모바일 핸드폰의 스크린은 수동 상호작용의 위치를 검출하는 것에 응답한다. 그러나, 본 발명의 양태를 구현하는 서브 어셈블리를 제공함으로써, 스크린은 또한 도 1에 도시된 바와 같이 사용자에 의해 가해지는 압력에 응답한다.

도 2

미국 특허 9,546,859에 개시된 방법에서, 나노 입자는 베이스 시트 상에 직접 배치하기에 적합한 농도로 수지와 혼합된다. 그러나, 이 농도에서, 수지가 상부에 존재하는 상태에서 응집체가 혼합물의 바닥에 침전되는 경향이 있기 때문에, 혼합물은 상당한 시간 동안 저장될 수 없다. 이는 결국 응집체가 배치될 때 심각한 문제를 야기할 수 있는 더 큰 응집체를 생성하도록 할 수 있다. 특히, 더 큰 응집체가 물리적 상호작용의 발생 없이 압력을 경험할 수 있기 때문에, 장치는 잘못된 트리거링을 경험하고 잘못된 결과를 생성할 수 있다. 즉각적인 배치가 발생할 때, 혼합물은 여전히 너무 큰 것으로 간주되는 응집체를 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.

너무 큰 것으로 간주되는 응집체를 제거하는 가능한 접근법은 공격적인 비드 밀링 절차를 수행하는 것이다. 충분한 에너지로, 비드 밀링 공정은 입자의 사이즈를 줄여 입자가 너무 큰 것으로 간주되는 사이즈를 초과하지 않도록 할 수 있다. 그러나, 이 접근법을 사용하여 수행된 실험은 또한 표준 혼합물에서 존재하는 대부분의 입자를 구성하는 정확한 사이즈로 간주되는 입자의 사이즈를 감소시켰다. 결과적으로, 배치될 때, 너무 많은 입자가 최소 사이즈 아래로 떨어지고 따라서 건조 수지 내에 완전히 매립되어 요구되는 가변 저항 특성에 기여할 수 없었다.

비드 밀링의 또 다른 문제점은 혼합물이 배치 농도에서 밀링될 때 공정이 기존 파라미터 내에서 작동하기에는 너무 얇다는 것이다.

대안적인 접근법은 적절한 압력 하에서 미세 필터 메쉬를 통해 혼합물을 여과하는 것이다. 그러나 실험에서, 이 접근법은 너무 큰 입자를 너무 빨리 제거하여 필터 메쉬가 막혀서 지속적인 여과에 필요한 압력의 정도가 너무 커졌다. 따라서, 절차는 시간이 많이 걸리고 잠재적으로 위험하다.

본 발명자는 더 낮은 에너지 레벨에서 수행되는 경우 비드 밀링 작업의 사용이 너무 큰 것으로 간주되는 응집체의 일부의 사이즈를 감소시키면서 정확한 사이즈로 간주되는 응집체의 다수를 파괴하지 않도록 배치될 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 용매 농도에 대해 훨씬 많은 수지의 혼합물을 비드 밀링 함으로써, 비드 밀링 장비를 사용하여 추가 용매의 사용 없이 밀 베이스를 생성할 수 있다. 또한, 이러한 수지의 훨씬 많은 로딩으로, 입자는 용기의 바닥으로 가라앉지 않는 경향이 있으며, 실질적으로 며칠 이상 동안 혼합된 상태를 유지할 것이다. 그러나, 더 낮은 농도이지만 너무 큰 것으로 간주되는 일부 입자가 여전히 존재할 수 있다는 점에서 혼합물에 여전히 문제가 존재한다.

본 발명자는 더 많이 로딩된 혼합물을 비드 밀링 한 후에 여과 공정을 수행하면 밀 베이스를 상당히 개선할 수 있음을 발견하였다. 따라서, 실험은 비드 밀링 작업에서 너무 큰 것으로 간주되는 입자의 상당 부분을 제거함으로써, 필터가 너무 빨리 막히지 않고 여과 작업에 의해 너무 큰 것으로 간주되는 나머지 입자를 제거할 수 있음을 보여주었다.

따라서, 더 큰 응집체를 형성하기 위해 나노 입자를 응집시키는 방법이 제안되는데, 여기서 나노 입자는 수지와 혼합되어(추가 용매 없이), 수지에 부유된 너무 큰 것으로 간주되는 응집체를 포함하는 범위에 걸치는 사이즈를 갖는 응집체의 제1 혼합물을 형성한다. 이어서, 방법은 제1 혼합물을 비드 밀링하여 너무 큰 것으로 간주되는 감소된 수의 응집체를 구비하는 제2 혼합물을 생성함으로써 계속된다. 이어서, 제2 혼합물을 여과하여 수지에 부유된 응집체의 제3 혼합물을 생성하는데, 여기서 실질적으로 응집체 중 어느 것도 너무 큰 것으로 간주되는 사이즈를 가지지 않는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이는 재료가 도 1을 참조하여 설명된 유형의 장치에 배치될 수 있게 한다.

단계 201에서, 도 3 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명되는 바와 같이 밀 베이스가 제조된다. 밀 베이스는 적합한 나노 입자 및 수지의 혼합물을 포함한다. 제조 후, 단계 202에서 밀 베이스는 상당한 분리 및 가능한 추가 응집을 경험하지 않으면서 더 긴 기간(며칠과 비교하여 일반적으로 수개월) 동안 운송 및 저장될 수 있다.

단계 203에서 밀 베이스는 인쇄를 위해 준비되고, 이후 단계 204에서 서브 어셈블리가 형성된다. 마지막으로, 단계 205에서 서브 어셈블리는 가능하면 도 1을 참조하여 설명된 유형의 장치에 배치된다.

도 3

일 실시예에서, 나노 입자(301)는 제1 용기(302)에 배치되고 정확한 계량 장치(303)에 의해 신중하게 계량된다. 일 실시예에서, 나노 입자는 100 나노 미터(100nm) 미만의 사이즈를 갖는다. 나노 입자는 실질적으로 구형일 수 있다. 대안적으로, 나노 입자는 침상일 수 있다. 일 실시예에서, 나노 입자는 안티몬 도핑된 산화 주석의 입자이다. 이 유형의 입자는 상업용 명칭 FS10P로 식별된다.

사이즈로 언급될 때, 예를 들어 100 나노 미터(100 nm) 미만의 치수는 입자의 최대 치수를 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 구형 입자의 경우, 최대 치수는 최대 직경과 동등한 것으로 간주되어, 100 나노 미터(100 nm) 미만의 사이즈를 갖는 구형 나노 입자는 100 나노 미터(100nm) 미만의 최대 직경을 가질 것이다. 유사하게, 침상 나노 입자의 경우, 100 나노 미터(100nm) 미만의 사이즈를 갖는 나노 입자는 100 나노 미터(100nm) 미만의 가장 큰 치수(일반적으로 길이)를 가질 것이다.

도 4

나노 입자의 도포 후에, 수지(401)가 제1 용기(302)에 추가되고 계량 장치(303)에 의해 다시 신중하게 계량된다. 실시예에서, 수지는 용매 기반 비희석 래커이다. 이 유형의 일반적인 래커는 상업용 명칭 VA401로 식별되는 APR 바니시(APR varnish)이다.

도 5

충분한 래커를 첨가한 후, 수동 교반 도구(501)는 제1 용기(302) 내에 보유된 래커 내로 나노 입자를 수동으로 교반하기 위해 사용된다.

도 6

혼합물을 가능하면 2분 동안 수동으로 교반한 후에, 제1 용기(302)는 제1 밀봉 캡(601)으로 밀봉된다. 이어서, 밀봉된 용기는 도 6에 도시된 바와 같이 스피드 믹서(602)에 삽입된다.

이전에, 보다 희석된 제제(formulation)를 혼합할 때, 분당 3500회 회전(3500rpm)으로 2분 동안 스피드 혼합을 수행하였다. 그러나, 이보다 더 많이 로딩된 혼합물로, 혼합은 바람직하게는 일반적으로 분당 1600회 회전(1600rpm)의 저속에서 수행된다.

도 7

상업적으로 이용 가능한 비드 밀링 입자(701)가 도 7에 도시된다. 도 8을 참조하여 설명된 비드 밀링 기계는 응집체의 사이즈를 감소시키기 위해 비드 밀링 입자(701)와 혼합물을 회전시킨다. 비드 밀링 장치는 응집체가 빠져나와 수집될 수 있는 갭을 제공한다. 그러나, 이 갭은 비드 밀링 입자(701)가 탈출하기에 너무 작다.

도 8

비드 밀링 기계(801)가 도 8에 도시된다. 이는 밀링 작업이 수행되는 원통형 챔버(802)를 포함한다. 제1 혼합물(803)은 제1 용기(302)와 연동 펌프(804) 사이의 공급 파이프(805)를 통해 연동 펌프(804)에 의해 제1 용기(302)로부터 제거된다. 연동 펌프(804)는 입구 파이프(806)를 통해 압력 하에서 원통형 챔버(802)에 제1 혼합물을(803)을 공급하고 출구 파이프(807)는 제2 용기(808)에 제2 혼합물을 공급한다(비드 밀링 작업에 이어).

도 9

너무 큰 것으로 간주되는 감소된 수의 응집체를 갖는 제2 혼합물을 생성하도록 제1 혼합물을 비드 밀링한 후, 여과 작업을 수행하여 수지에 부유된 응집체의 제3 혼합물을 생성하고, 너무 큰 것으로 간주되는 사이즈를 갖는 응집체는 실질적으로 없다.

그의 작동이 도 10을 참조하여 설명될 여과 장치가 필터 실린더(902) 내에 구속되는 원통형 필터 메쉬(901)를 포함한다. 원통형 필터 메쉬(901)는 필터 캡(903)에 의해 필터 실린더(902) 내에 제 자리에 유지된다.

도 10

조립된 여과 장치(1001)가 도 10에 도시된다. 제2 연동 펌프(1002)는 제2 공급 파이프(1004)를 통해 제2 용기(808)로부터 제2 혼합물(1003)을 수용한다. 연동 펌프(1002)는 제2 입구 파이프(1005)를 통해 필터 장치(1001)에 제2 혼합물을 공급한다. 여과 장치(1001)는 제2 출구 파이프(1007)를 통해 제3 용기(1006)에 제3 여과된 혼합물을 공급한다. 따라서, 제3 용기(1006)는 이제 단계 202에서 이전에 식별된 바와 같이 이송 및 저장될 수 있는 밀 베이스(1008)를 포함한다.

여과 장치(1001)는 또한 압력 게이지(1009)를 포함하여, 제2 입구 파이프(1005) 내의 재료의 압력이 모니터링되어 작동이 위험하지 않게 되고 원통형 필터 메쉬(901)의 보충이 필요할 때 일어날 수 있도록 보장할 수 있다.

도 11

제3 혼합물의 예에 존재하는 입자 사이즈의 분석은 이들이 도 11에 예시된 유형의 분포를 갖는다는 것을 보여준다. 도 11에서, 빈도(1101)는 입자 사이즈(1102)에 대해 플롯팅되었다. 곡선(1103)에 의해 도시된 바와 같이, 분포는 관심있는 입자 사이즈에 걸쳐 실질적으로 정규 (가우시안)이다. 입자 사이즈는 해당 입자의 최대 치수를 의미하며, 구형 입자의 경우 '사이즈'는 이러한 입자의 최대 직경을 나타내며 침상 입자의 경우 '사이즈'는 가장 긴 치수, 일반적으로 길이를 나타내는 것을 이해할 수 있다.

요구되는 사이즈를 갖는 입자는 목표 범위(1104) 내에 존재한다. 더 작은 입자는 허용 범위(1105)를 차지하는데, 여기서 입자는 목표 범위(1104) 내에 속하는 입자의 농도와 비교하여 너무 크지 않은 농도로 제공되어 요구되는 저항 효과에 기여하지 않지만 동시에 이러한 효과를 손상시키지 않으며 허용된다.

전술한 공정은 배제 범위(1106) 내에 속하는 입자를 제거한다. 이들 입자는 너무 큰 것으로 간주되어 배치되면 유해한 효과를 생성할 것이다. 결과적으로, 공정은 허용 범위(1105) 내에 속하는 입자의 수를 최소화하면서 배제 범위(1106) 내에 속하는 모든 입자를 제거하는 것을 목표로 한다.

일 실시예에서, 10 마이크로 미터(10μm)보다 큰 사이즈를 갖는 응집체는 너무 큰 것으로 간주되어 배제 범위(1106) 내에 속한다. 비드 밀링 공정 동안, 작동력은 허용 범위(1105) 내에 속하는 응집체의 생성을 최소화하도록 제어된다. 바람직하게는, 응집체 사이즈는 5 마이크로 미터(5μm) 미만으로 감소되지 않는다.

일 실시예에서, 원통형 필터 메쉬(901)는 10 마이크로 미터(10μm) 개구를 제공한다. 따라서, 원통형 필터 메쉬(901)는 10 마이크로 미터(10μm)보다 큰 입자가 통과하지 않아야 한다. 그러나, 10 마이크로 미터(10μm)보다 큰 제2 혼합물 내에 존재하는 입자의 비율은 비드 밀링 작업에 의해 실질적으로 감소되었다. 비드 밀링 작업만으로는 실패한다. 여과 시스템만으로는 실패한다. 도 11에 도시된 결과는 먼저 감소된 파워 비드 밀링 작업을 수행한 후 여과 작업을 수행함으로써 달성된다.

예 1

밀 베이스는 28 그램(28g)의 FS10P 입자와 함께 900 그램(900g)의 VA401 수지의 제제로 제조되었다.

제제를 분당 1600 회전(1600rpm)으로 작동하는 고 스피드 믹서에서 스피드 혼합하여 제1 혼합물을 생성했다.

750 와트(750W)의 전력으로 비드 밀링을 수행하여 제2 혼합물을 생성했다.

스피드 혼합은 분당 1600 회전(1600rpm)의 속도로 반복되었다.

제2 혼합물은 10 마이크로 미터(10μm) 스테인레스 스틸 필터를 통해 여과되어 밀 베이스를 생성했다.

따라서, 실시예에서, 제조된 밀 베이스는 3 중량%(3 wt%)의 나노 입자 대 수지의 중량%를 포함한다. 이러한 방식으로, 제조된 밀 베이스는 종래의 방법에 비해 훨씬 많은 수지 로딩을 제공한다.

도 12

인쇄 준비된 배치 혼합물을 생성하기 위해 밀 베이스(1009)를 절단하기 위한 절차(203)가 도 12에 상세히 설명된다. 밀 베이스(1009)는 저장되고 용매(1201)로 절단되어 배치 혼합물을 생성한다. 절단 공정은 밀 베이스를 용매와 혼합하여 적합한 배치 혼합물을 생성하는 것을 포함한다. 바람직한 일관성을 얻기 위해, 이 단계에서 추가의 비희석 VA401 래커가 또한 첨가될 수 있다. 스피드 혼합 작업(1202)은 용매(1201)와 조합하여 밀 베이스(1009)에서 수행된다. 상업용 명칭 VA401에 의해 식별된 수지를 사용한 경우, 적절한 용매는 상업용 명칭 ZV558에 의해 식별되는 것이다.

일 실시예에서, 생성된 잉크의 응답을 수정하기 위해 가능하면 유전체 입자(1204)가 도입된 후에 추가 스피드 혼합 작업(1203)이 수행된다. 그 후, 단계 1205에서 생성된 잉크(1206)는 인쇄를 위해 제거된다.

예 2

배치 혼합물을 생성하기 위해 여과된 밀 베이스를 1분 동안 분당 1600회(1600rpm)로 스피드 혼합했다.

밀 베이스의 25 그램(25g)이 용기에 옮겨 부어졌다(decanted).

추가 11.7 그램(11.7g)의 래커 VA401과 함께 15 그램(15g)의 용매 ZV558가 첨가됐다.

분당 3500 회전(3500rpm)에서 스피드 혼합이 1분(1 min)동안 수행됐다.

상업용 명칭 Aston Chemicals MST-547에 의해 식별된 19 밀리 그램(19mg)의 유전체 입자가 첨가됐다.

분당 3500 회전(3500rpm)에서 추가 스피드 혼합이 1분(1 min) 동안 수행됐다.

배치 연습 후, 인쇄된 센서는 더 이상 전기 단락 오류가 발생하지 않는 것을 발견했다. 결과적으로, 보다 일관된 전기 응답이 달성되었다. 또한, 재료는 더 높은 투명성을 나타내고 더 낮은 헤이즈(haze)를 나타냈다.

도 13

서브 어셈블리의 형성을 위한 절차(204)는 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명될 것이다. 배치를 위해, 일 실시예에서, 배치 혼합물은 베이스 시트 상에 적용된다. 배치 혼합물로부터의 용매는 증발되어, 응집체의 적어도 일부가 건조 수지 층 위로 연장한다. 그 후, 이 건조 수지 층 위에 커버 시트를 배치하여 서브 어셈블리를 제작한다.

액체 형태의 배치 혼합물의 인쇄는 베이스 시트(1301)에서 수행된다. 이어서 배치 혼합물로부터의 용매를 증발시켜 건주 수지 층(1302)을 남긴다. 설명을 위해, 제1 응집체(1303), 제2 응집체(1304), 제3 응집체(1305), 제4 응집체(1306) 및 제5 응집체(1307)는 건조 수지(1302) 내에 구속된 것으로 도시된다. 이 배열은 단지 예시적인 목적으로 도시되어 있으며, 대부분의 배치에서 서브 어셈블리의 투명한 성질을 유지하기 위해 응집체가 실질적을 hej 분산되어 있음을 이해해야 한다.

커버 시트(1308)는 건조 수지 층(1302) 위에 배열되어 있다. 이 예에서, 커버 시트(1308)는 제1 응집체(1303)와 접촉하고 또한 제5 응집체(1307)와 접촉한다. 제2 응집체(1304) 및 제3 응집체(1305)는 건조 수지(1302) 위로 연장하지만 커버 시트(1308)와 접촉하기에 충분하지 않은 정도로 연장한다. 제4 응집체(1306)는 너무 작아서 건조 수지(1302) 내에 완전히 매립된다. 그러나, 적절한 사이즈, 바람직하게는 제1 응집체(1303) 및 제5 응집체(1307)의 사이즈를 갖는 충분한 수의 응집체가 포함되는 경우, 적절한 저항성 반응이 달성될 수 있다.

도 14

터치 스크린 제조가 도 14에 도시된다. 제1 투명 기판(1401)은 실질적으로 투명한 제2 기판(1402)과 함께 제공된다. 제1 기판(1401)은 상부 표면(1403)을 가지며 도전 층(1404)은 상부 표면(1403)에 도포된다. 실시예에서, 도전 층(1404)은 인듐 주석 산화물로 구성될 수 있다. 유사한 도전 층이 제2 기판(1402)의 밑면(1405)에 도포된다.

이들 2 개의 도전 층 사이에, 배치된 재료는 제1 평면 표면(1406) 및 제2 평면 표면(1407)을 갖는 평면 층을 제공한다. 액체 배치 재료는 스크린 프린팅 공정에 의해 도전 층(1404) 상에 증착될 수 있다. 자외선 처리 공정에 의해 용매를 제거하는 것도 가능하다.

도 14에 도시된 구성으로 함께 개재될(sandwitched) 때, 각각의 기판(1401 및 1402) 상에서 상부 표면(1403) 및 하부(1405)에 부착된 도전 층은 X-차원(1408) 및 Y-차원(1409)에서 위치 검출이 이루어질 수 있게 한다. 또한, 잉크는 Z-차원(1410)에서 압력 검출을 용이하게 한다.

도 15

롤-투-롤(roll-to-roll) 공정이 도 15에 도시된다. 제1 도전 층(1501)은 제1 공급 릴(1502, first supply reel)로부터 수용된다. 제2 도전 층(1503)은 제2 공급 릴(1504)로부터 수용되고 롤러(1505)에 의해 지지된다. 배치 재료(1506)는 공급 호퍼(1507, supply hopper) 내에 액체 형태로 유지된다.

제1 도전 재료는 그 공급 릴(1502)로부터 당겨지고 베이스 유닛(1508)에 의해 지지된다. 재료가 화살표(1509)로 표시된 방향으로 베이스 유닛(1508)을 따라 이동함에 따라, 액체 형태의 배치 재료는 전동 밸브(1511)의 제어 하에 수용 위치(1510)에서 수용된다. 롤러(1505)는 실시예에서, 조성물이 제2 도전 층(1503)에 의해 캡슐화되기 전에 용매의 증발을 수행하도록 가열되거나 처리될 배치 재료 위에 제2 도전 재료를 도포한다. 이어서, 생성된 3층 라미네이트는 수용 릴(1512)에 의해 수용된다.

도 16

위치 감지 장치(1601)가 도 16에 도시된다. 위치 감지 장치(1601)는 인듐 주석 산화물(ITO) 도전 층(1603)이 도포된 폴리에탈린테레프탈레이트(PET)로 형성된 하부 전기 절연 시트(1602)를 갖는다. 제1 도전 층(1603)은 실질적으로 직사각형 형상이며 2 개의 대향 측면 각각을 따라 배열된 고 도전 재료 스트립(1604, 1605)을 갖는다.

위기 감지 장치(1601)는 또한 ITO로 유사하게 코팅되어 제2 전기 도전 층(1607) 및 제2 전기 도전 층(1607)의 대향 에지를 따라 배열된 한 쌍의 고 도전 스트립(1608 및 1609)을 형성하는 전기 절연 재료의 제2 시트(1606)(또한 PET로 형성됨)를 포함한다. 제2 도전 스트립의 쌍(1608/1609)은 제1 도전 스트립의 세트(1604/1605)에 실질적으로 직각으로 연장하도록 배열된다. 배치 재료 층(1610)은 2 개의 전기 도전 층(1603 및 1607) 사이에 배열된다.

작업 동안, 화살표(1611)로 표시된 제1 X-방향으로 전위 구배를 생성하기 위해 전위가 제1 도전 스트립(1604/1605)에 걸쳐 인가되며, 전압 측정은 제2 도전 스트립의 쌍(1608/1609) 중 하나 또는 둘 모두에서 나타나는 전위로 이루어진다. 따라서, 상부 시트(1606)의 상부 표면에 힘이 가해지면, 가해진 힘의 위치의 X-좌표가 결정될 수 있다. 유사하게, 화살표(1612)로 도시된 제2 Y-방향으로 제2 전기 도전 층(1607)을 따라 전위 구배를 생성하기 위해 전위가 제2 도전 스트립(1608/1609)에 걸쳐 인가된다. 이어서, 제1 도전 스트립의 쌍(1604/1605) 중 하나 또는 둘 모두에서 나타나는 전위는 상부 시트(1607)에 가해지는 임의의 힘의 Y-좌표를 결정하도록 측정된다.

도 16의 배열은 도 13에 도시된 것과 실질적으로 유사한 구성을 초래한다. 전기 전도는 압력이 가해지는 위치에서 제1 및 제2 도전 층 사이에 제공된다. 또한, 인가된 압력에 응답하여 재료의 저항이 감소한다. 따라서, 층(1610)을 통한 전류 흐름의 측정에 의해, 가해지는 압력의 정도의 표시가 결정될 수 있다.

따라서, 도 13을 참조하여 설명된 구성에서 배치 재료를 사용하여 도 16에 도시된 서브 어셈블리는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 모바일 장치(101)와 같은 모바일 장치의 구성을 허용한다.

Claims

더 큰 응집체를 형성하기 위해 나노 입자를 응집시키는 방법으로서,
수지에 부유된(suspended) 응집체의 제1 혼합물을 형성하도록 상기 나노 입자를 상기 수지와 혼합시키는 단계 ― 상기 제1 혼합물은 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대 치수를 갖는 응집체를 포함함 ―;
상기 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대 치수를 갖는 감소된 수의 응집체를 구비하는 제2 혼합물을 생성하기 위해 상기 제1 혼합물을 비드 밀링하는 단계; 및
상기 수지에 부유된 응집체의 제3 혼합물을 생성하도록 상기 제2 혼합물을 여과하는 단계 ― 상기 응집체 중 실질적으로 어느 것도 상기 소정의 특정 치수보다 더 큰 최대치수를 갖지 않음 ―;를 포함하며,
상기 제1 혼합물은 실질적으로 3중량%의 나노 입자 대 수지의 중량%를 포함하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 나노 입자는 100 나노미터 미만의 최대 치수를 갖는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 나노 입자는 실질적으로 구형인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 나노 입자는 침상(acicular)인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입자는 안티몬 도핑된 산화 주석의 입자인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지는 비희석 래커인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제6항에 있어서,
상기 래커는 용매 기반인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 특정 치수는 10 마이크로 미터인,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합시키는 단계는 분당 1600 회전 이하의 회전속도로 작동하는 스피드 믹서에 의해 수행되는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비드 밀링 작업은 응집체의 최대 치수를 5 마이크로 미터 미만의 최대 치수로 감소시키는 것을 최소화하도록 제어되는 혼합력(mixing power)을 제공하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 여과 단계는 10 마이크로 미터의 최대 치수를 갖는 개구를 구비하는 필터를 이용하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
밀 베이스로서 상기 제3 혼합물을 저장하는 단계;
배치 혼합물을 생성하기 위해 용매로 상기 밀 베이스를 절단시키는 단계;
상기 배치 혼합물을 배치시키는 단계;를 더 포함하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제12항에 있어서,
상기 용매는 추가 수지와 혼합되어 절단 혼합물을 생성하며;
상기 절단시키는 단계는 상기 밀 베이스를 상기 절단 혼합물과 혼합시킴으로써 수행되는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 절단시키는 단계는 유전체 입자를 추가시키는 단계를 또한 포함하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배치시키는 단계는:
베이스 시트 상에 상기 배치 혼합물을 도포하는 단계;
상기 배치 혼합물로부터 용매를 증발시켜 응집체의 적어도 일부를 건조 수지 층 위로 연장시키는 단계; 및
상기 건조 수지 층 위에 커버 시트를 배치하여 서브 어셈블리를 제작하는 단계;를 포함하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제15항에 있어서,
상기 베이스 시트 및 상기 커버 시트는 인듐 주석 산화물로 구성되는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제16항에 있어서,
상기 서브 어셈블리를 실질적으로 투명한 스크린의 일부로서 모바일 장치에 통합시키는 단계를 더 포함하는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제17항에 있어서,
상기 실질적으로 투명한 스크린은 또한 도전 재료의 층 사이에 개재된(sandwitched) 상기 응집체의 존재로 인해 초래된 저항의 가변 표시로 인해 수동으로 인가된 압력에 응답하도록 구성되는,
나노 입자를 응집시키는 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 모바일 장치는 모바일 핸드폰인,
나노 입자를 응집시키는 방법.