KR20210008337A - 코팅층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름 - Google Patents

코팅층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름 Download PDF

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비요른 프리두르 미크라달
데웨이 티안
일카 바르조스
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카나투 오와이
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Abstract

전기 전도성 다층 필름이 개시된다. 전도성 다층 필름은 비-전도성 기저층(non-conductive base layer) 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 포함할 수 있으며, 여기에서 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮이고, 여기에서 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm이다. 방법, 터치 감지 장치(touch sensing device), 및 상이한 용도가 추가로 개시된다.

Description

코팅층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름
본 개시는 전도성 다층 필름에 관한 것이다. 본 개시는 추가로 전도성 다층 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시는 추가로 코팅층으로서의 투명 유전 재료의 용도, 터치 감지 장치(touch sensing device), 및 전기 전도성 다층 필름 및 터치 감지 장치의 용도에 관한 것이다.
전도성 다층 필름은 터치 감지 장치, 광기전 시스템(photovoltaic system), 가열 응용, 및 조명 시스템을 포함하는 다수의 상이한 응용에 사용된다. 이러한 전도성 필름은, 예를 들어 상이한 재료의 사용으로부터 개선된 강도, 안정성, 외관, 또는 다른 특성을 달성하기 위해, 예를 들어 상이한 재료의 다중층을 사용함으로써 제조될 수 있다. 상이한 재료의 층의 전도성 필름을 형성하는 경우, 그의 사용 중에 별개의 층의 탈착을 피하기 위해서는 그들의 접착 및 결합 능력이 중요하다. 또한, 다층 필름의 최종 산물의 제조를 위해 다층 필름의 추가 가공 가능성이 중요하다.
요약
비-전도성 기저층(non-conductive base layer) 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름이 개시된다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮인다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치된다. 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm이다.
비-전도성 기저층 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름이 개시된다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮인다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치된다. 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS: high aspect ratio molecular structure) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 전도성 HARM 네트워크는 탄소 나노구조를 포함하고, 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm이다.
추가로 전기 전도성 다층 필름의 제조 방법이 개시된다. 본 방법은, 비-전도성 기저층을 제공하는 단계; 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하는 단계; 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮어 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 단계로서, 여기에서 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인 단계를 포함한다.
추가로 전기 전도성 다층 필름의 제조 방법이 개시된다. 본 방법은, 비-전도성 기저층을 제공하는 단계; 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하는 단계로서, 여기에서 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 전도성 HARMS 네트워크는 탄소 나노구조를 포함하는 단계; 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮어 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 단계로서, 여기에서 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되며, 여기에서 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인 단계를 포함한다.
추가로, 다층 필름에서 두께가 10 - 600 nm인 코팅층으로서의 투명 유전 재료의 용도가 개시된다.
추가로, 본 출원에 개시된 바와 같은 전기 전도성 다층 필름을 포함하는 터치 감지 장치가 개시된다.
추가로, 본 출원에 개시된 바와 같은 전기 전도성 다층 필름의 용도가 개시된다.
추가로, 본 출원에 개시된 바와 같은 터치 감지 장치의 용도가 개시된다.
실시 형태의 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 다양한 실시 형태를 예시한다. 도면에서:
도 1은 일 실시 형태에 따른 전기 전도성 다층 필름의 단면도를 도식적으로 예시하고;
도 2는 일 실시 형태에 따른 전기 전도성 다층 필름의 단면도를 도식적으로 예시한다.
상세한 설명
본 출원은 비-전도성 기저층 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름에 관한 것이다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮인다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치된다. 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm이다.
본 출원은 비-전도성 기저층 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 포함하는 전기 전도성 다층 필름에 관한 것이다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮인다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치된다. 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 전도성 HARM 네트워크는 탄소 나노구조를 포함한다. 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm이다.
일 실시 형태에서, 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 레이저 에칭(패턴화), 전기 접촉 프린팅(printing of electric contact)(스크린 프린팅), 또는 임의의 다른 유형의 가공을 포함한다. 일 실시 형태에서, 전기 접촉 프린팅은 Ag 접촉 프린팅을 포함한다.
추가로 본 출원은,
- 비-전도성 기저층을 제공하는 단계;
- 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하는 단계;
- 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮어 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 단계로서, 여기에서 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인 단계를 포함하는, 전도성 다층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
추가로 본 출원은,
- 비-전도성 기저층을 제공하는 단계;
- 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하는 단계로서, 여기에서 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 전도성 HARMS 네트워크는 탄소 나노구조를 포함하는 단계;
- 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 코팅층과 비-전도성 기저층 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮어 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층을 형성하는 단계로서, 여기에서 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되며, 여기에서 코팅층을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인 단계를 포함하는, 전도성 다층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
추가로 본 출원은, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 보호, 비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 접착성의 개선, 전도성 다층 필름의 전기적 성능의 개선, 및/또는 전도성 다층 필름의 기계적 안정성 및/또는 환경적 안정성의 강화를 위한, 본 출원에 따른 다층 필름에서 두께가 10 - 600 nm인 코팅층으로서의 투명 유전 재료의 용도에 관한 것이다.
본 발명자들은, 최종 산물을 제조하기 위해 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 패턴화, 전기 접촉 프린팅, 또는 임의의 다른 가공 단계와 같은 추가의 가공을 실행하는 것을 가능하게 함과 동시에, 투명 유전 재료의 코팅층을 그 위에 가진 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하여 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 보호를 제공하는 것이 가능하다는 것을 의외로 발견하였다.
추가로 본 출원은, 본 출원에 따른 전기 전도성 다층 필름을 포함하는 터치 감지 장치에 관한 것이다.
본 출원은 추가로, 터치 감지기, 광기전 시스템, 가열 응용, 전류 전도체(current conductor), 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 광 스위치(light switch), 또는 광 제어 필름(light control film)에서 본 출원에 따른 전기 전도성 다층 필름의 용도에 관한 것이다.
본 출원은 추가로, 광기전 시스템, 가열 응용, 전류 전도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 광 스위치, 또는 광 제어 필름에서 본 출원에 따른 터치 감지 장치의 용도에 관한 것이다.
본 명세서에서 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 다른 층 "상에" 제공된다는 표현은, 달리 언급되지 않는 한, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층이 다른 층 상에 또는 위에 놓이도록 제공 또는 형성되거나 적어도 부분적으로 그 안에 포매됨을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 층, 예를 들어 비-전도성 기저층 또는 투명 프라이머 층(transparent primer layer)은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 위한 담체 또는 지지 구조로서 작용할 수 있다.
본 명세서에서 용어 "포함하는"은 하나 이상의 부가적인 특징 또는 작용의 존재를 배제하지 않으면서 특징(들) 또는 그 후에 이어지는 작용(들)을 포함함을 의미하기 위해 사용된다.
"한" 항목을 지칭하는 것은 그들 항목 중 하나 이상을 지칭한다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에서 표현 "필름"은, 달리 언급되지 않는 한, 그의 측방향 치수가 그의 두께보다 실질적으로 더 큰 구조를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 그러한 의미에서, 필름은 "얇은" 구조인 것으로 간주될 수 있다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름의 두께는 0.5 nm - 6 mm이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름의 두께는 0.5 nm - 1000 nm이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름의 두께는 0.1 ㎛ - 6 mm이다.
본 명세서에서 기저층이 "비-전도성"이라는 표현은, 달리 언급되지 않는 한, 기저층의 시트 저항이 10 메가옴/제곱(Mohms/square) 이상임을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 표현 "투명한"은, 달리 언급되지 않는 한, 논점이 되는 관련 파장 범위에서 필름, 층, 또는 그의 부분 및 재료의 광학적 투명도를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 달리 말해서, "투명한" 재료 또는 구조는 이러한 관련 파장에서 광 또는 일반적으로 전자기 방사가 이러한 재료 또는 구조를 통해 전파되는 것을 허용하는 재료 또는 구조를 지칭한다. 관련 파장 범위는 전기 전도성 다층 필름이 사용될 응용에 따라 달라질 수 있다. 일 실시 형태에서, 관련 파장 범위는 약 390 내지 약 700 nm의 가시 파장 범위이다. 일 실시 형태에서, 관련 파장 범위는 약 700 내지 약 1000 nm의 적외선 방사 파장 범위이다.
추가로, 필름, 층, 또는 그의 부분의 투명도는 주로 필름, 층, 또는 그의 부분의 두께 방향의 투명도를 지칭하며, 따라서 "투명"하기 위해서는, 필름, 층, 또는 그의 부분 상에 입사되는 광 에너지의 충분한 분율이 두께 방향으로 그것을 통해 전파되어야 한다. 이러한 충분한 분율은 필름이 사용될 응용에 따라 달라질 수 있다. 일 실시 형태에서, 필름, 층, 또는 그의 부분의 투과도는 그 위에 직각으로 입사되는 광의 에너지의 20 - 99.99%이다. 일 실시 형태에서, 상기 투과도는 20% 이상, 또는 30% 이상, 또는 40% 이상, 또는 50% 이상, 또는 60% 이상, 또는 70% 이상, 또는 80% 이상, 90% 이상이다. 투과도는 표준 JIS-K7361, ASTM D1003에 따라 측정될 수 있다.
일 실시 형태에서는, 투명 전도체 재료의 적어도 일부가 노출되도록 투명 전도체 재료가 투명 유전 재료 내에 부분적으로 포매된다. 일 실시 형태에서는, 투명 전도체 재료의 적어도 일부가 코팅층 밖으로 연장되도록 투명 전도체 재료가 투명 유전 재료 내에 부분적으로 포매된다.
일 실시 형태에서, 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카르보네이트(PC), 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카르보네이트(PC), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드, 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 중합체는 폴리카르보네이트이다.
일 실시 형태에서, 코팅층은 cm2당 0.005 - 0.06 mg, 또는 0.005 - 0.03 mg의 중합체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 코팅층은 코팅층의 총 중량을 기준으로 90 - 100 중량%, 또는 95 - 99 중량%, 또는 96 - 98 중량%의 투명 유전 재료, 예를 들어 중합체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 투명 유전 재료의 코팅층은 조성물의 총 부피를 기준으로 0.1 - 100 중량%, 또는 0.1 - 30 중량%, 또는 0.1 - 15 중량%, 또는 0.1 - 6 중량%, 또는 0.3 - 5 중량%, 또는 0.5 - 4 중량%의 중합체를 포함하는 조성물을 사용함으로써 형성된다.
일 실시 형태에서, 투명 유전 재료는 용매, 광흡수 첨가제(optical absorbing additive), 도판트(dopant), 접착 촉진제, 경화제, 또는 그의 임의의 조합을 추가로 포함한다. 광흡수 첨가제는 환경 UV 방사에 대한 보호를 제공할 수 있다.
일 실시 형태에서, 코팅층의 두께는 20 - 500 nm, 또는 30 - 400 nm, 또는 50 - 300 nm, 또는 60 - 200 nm, 또는 70 - 150 nm이다. 일 실시 형태에서, 코팅층의 두께는 50 - 150 nm이다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 투명 프라이머 층을 포함하며, 이는 비-전도성 기저층과 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 사이에 위치된다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 투명 프라이머 층을 포함하며, 이는 비-전도성 기저층과 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 사이에 위치되고 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층과 직접 접촉된다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 비-전도성 기저층 및 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층과 직접 접촉된다. 일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 투명 프라이머 층 내로 적어도 부분적으로 포매된다.
일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드, 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 중합체를 포함하거나 이로 구성된 조성물로 형성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드, 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 공중합체의 주성분은 비닐리덴 클로라이드이다. 일 실시 형태에서, 공중합체는 비닐리덴 클로라이드 및 비닐 클로라이드의 공중합체(VDC-VC 공중합체)이다. 일 실시 형태에서, 공중합체는 비닐리덴 클로라이드에 부가하여 비닐 클로라이드, 비닐 아크릴레이트, 비닐 메타크릴레이트, 및 아크릴로니트릴로 구성된 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 단량체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 cm2당 0.02 - 0.2 mg, 또는 0.02 - 0.1 mg의 중합체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 투명 프라이머 층의 총 중량을 기준으로 90 - 100 중량%, 또는 95 - 99 중량%, 또는 96 - 98 중량%의 중합체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층은 조성물의 총 부피를 기준으로 0.1 - 100 중량%, 또는 0.1 - 30 중량%, 또는 0.1 - 15 중량%, 또는 0.5 - 8 중량%, 또는 2 - 6 중량%, 또는 3 - 5 중량%, 또는 약 4 중량%의 중합체를 포함하는 조성물을 사용함으로써 형성된다. 일 실시 형태에서, 조성물은 중합체에 부가하여 용매를 포함한다. 일 실시 형태에서, 조성물은 중합체 및 용매로 구성된다. 일 실시 형태에서, 조성물은 중합체 및 용매, 및 임의로 적어도 하나의 첨가제로 구성된다. 일 실시 형태에서, 조성물은 적어도 하나의 첨가제를 포함한다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 첨가제는 가소제, 왁스, 수지, 충전제, 안료, 염료, 부식 방지제, 안정화제, 및 UV 흡수제로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
본 발명자들은, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드의 공중합체, 또는 그의 조합인 중합체를 포함하는 조성물을 투명 프라이머 층의 재료로서 사용하는 것이 비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 접착성을 개선하며, 따라서 형성된 전도성 다층 필름의 연장된 수명을 가능하게 한다는 것을 의외로 발견하였다. 추가로 본 발명자들은, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드의 공중합체, 또는 그의 조합인 중합체를 포함하는 조성물을 투명 프라이머 층의 재료로서 사용하는 것이 전도성 다층 필름의 전기 전도도의 안정성을 개선하는 부가적 유용성을 가진다는 것에 의외로 주목하였다. 투명 프라이머 층의 용도는 전기 전도성 다층 필름의 시트 저항을 더 안정하게 함으로써 전기 전도성 다층 필름의 전기 전도도를 개선하는 부가적 유용성을 가진다.
일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 폴리카르보네이트를 포함하거나 이로 구성되고, 투명 전도체 재료는 전도성 HARMS 네트워크를 포함하거나 이로 구성되며, 투명 프라이머 층은 중합체를 포함하거나 이로 구성된 조성물로 형성되고, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드, 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 또는 그의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층의 두께는 적어도 50 nm 및 최대 10 ㎛이다. 일 실시 형태에서, 투명 프라이머 층의 두께는 적어도 50 nm, 또는 50 - 2000, 또는 50 - 1000 nm, 또는 150 - 500 nm이다. 투명 프라이머 층의 두께가 50 nm보다 더 얇다면, 두께가 적어도 50 nm인 경우의 상황에 비교하여 시트 저항이 더 빠르게 증가할 수 있다. 투명 프라이머 층의 두께를 최대 2000 nm, 예를 들어 최대 1000 nm의 값으로 유지하는 것은, 두께가 2000 nm 초과인 경우의 상황에서 그러할 수 있듯이 광학적 특성이 저하되지 않는다는 부가적 유용성을 가진다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 예를 들어 비-전도성 기저층이 비-전도성 비-투명 기저층인 상황에서, 투명 프라이머 층의 두께는 더 두꺼울 수 있다.
일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 비-전도성 비-투명 기저층이다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 비-전도성 투명 기저층이다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 반투명 및/또는 불투명하다.
일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 유전 재료로 제조된다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층을 형성하기 위해 사용되는 재료는 투명 프라이머 층을 위한 기재 뿐만 아니라 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 위한 기재로서 작용하기에 적합해야 한다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 중합체 또는 유리를 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 투명 플라스틱 재료로 형성된다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 환형 올레핀 중합체(COP), 트리아세테이트(TAC), 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리(비닐 클로라이드)(PVC), 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층의 재료는 플로트 유리(SiO2, Na2O, CaO, MgO로 이루어짐), 소다 석회, 알루미노실리케이트 유리, 및 보로실리케이트 유리로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 그러나, 비-전도성 기저층의 재료는 이들 예로 제한되지 않는다.
일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층의 두께는 1 - 5000 ㎛, 또는 10 - 2000 ㎛, 또는 30 내지 500 ㎛, 또는 50 - 300 ㎛이다. 그러나, 비-전도성 기저층은 또한 일부 응용에서 더 두꺼울 수 있다.
일 실시 형태에서는, 비-전도성 기저층, 투명 프라이머 층, 및/또는 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 함께 결합시키기 위해 추가의 접착제가 사용되지 않는다.
투명 전도체 재료는 충분히 투명한 임의의 적절한 전도체 재료 또는 이러한 재료의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS) 네트워크를 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 투명 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 가진 구조를 지칭한다. "고종횡비"는 유의적으로 상이한 차수인 2개의 직각 방향의 전도성 구조의 치수를 지칭한다. 예를 들어, 나노구조는 그의 두께 및/또는 너비보다 수십배 또는 수백배 더 큰 길이를 가질 수 있다. HARMS 네트워크에서는, 다수의 상기 나노구조가 서로 상호연결되어 전기적으로 상호연결된 분자의 네트워크를 형성한다. 거시적 규모에서 고찰되는 바와 같이, HARMS 네트워크는 고체인 단일체 재료(monolithic material)를 형성하며, 여기에서 개별적인 분자 구조는 교란되거나(disoriented) 비-배향되거나(non-oriented)(즉, 실질적으로 무작위 배향됨), 배향된다. 합리적인 저항도를 가진 얇은 투명층의 형태로 다양한 유형의 HARMS 네트워크를 제조할 수 있다.
일 실시 형태에서, 전도성 HARM 구조는 금속 나노와이어, 예컨대 은 나노와이어를 포함한다.
일 실시 형태에서, 전도성 HARM 네트워크는 탄소 나노구조를 포함한다. 일 실시 형태에서, 탄소 나노구조는 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 탄소 나노버드(carbon nanobud), 탄소 나노리본(carbon nanoribbon), 또는 그의 임의의 조합을 포함한다. 일 실시 형태에서, 탄소 나노구조는 탄소 나노버드, 즉, 탄소 나노버드 분자를 포함한다. 탄소 나노버드 또는 탄소 나노버드 분자는, 튜브형 탄소 분자의 측면에 공유 결합된 풀러렌 또는 풀러렌-유사 분자를 가진다. 탄소 나노구조, 특히 탄소 나노버드는 전기적, 광학적(투명도), 및 기계적(가요성 및/또는 변형성과 조합된 강건성) 관점 양자 모두에서 이점을 제공할 수 있다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 투명 전도성 산화물을 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 산화물, 알루미늄-도핑된 아연 산화물(AZO), 불소 도핑된 주석 산화물(FTO), 또는 그의 임의의 조합을 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 투명 전도성 산화물을 포함한다. 일 실시 형태에서, 투명 전도성 산화물은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 산화물, 알루미늄-도핑된 아연 산화물(AZO), 불소 도핑된 주석 산화물(FTO), 또는 그의 임의의 조합이다. 일 실시 형태에서, 투명 전도성 산화물은 불소와 같은 도핑제로 도핑된다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 그래핀, 은 나노와이어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) PEDOT, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트 PEDOT:PSS, 폴리아닐린, 금속 메쉬 전도체, 또는 그의 임의의 조합을 포함하거나 이로 구성된다. 일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 그래핀, 은 나노와이어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) PEDOT, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트 PEDOT:PSS, 폴리아닐린, 금속 메쉬 전도체, 또는 그의 임의의 조합을 포함한다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 도핑된다.
투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 두께는 투명 전도체 재료의 특성, 특히 그의 저항도 또는 전도도에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 탄소 나노구조를 포함하는 투명 전도체 재료의 경우에 투명층은, 예를 들어 두께가 1 - 1000 nm일 수 있다. 일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 두께는 0.1 - 1000 nm, 또는 10 - 100 nm, 또는 100 - 500 nm이다.
일 실시 형태에서, 본 방법은 비-전도성 기저층을 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층을 제공하는 단계는 사전에 형성되고 제조된 이용가능하고 완전한 비-전도성 기저층을 제조하는 단계를 포함한다. 이러한 비-전도성 기저층은 임의의 적절한 공정에 의해 먼저 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 압출 공정 및/또는 주조 공정에 의해 제공된다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층을 제공하는 단계는 전도성 다층 필름의 제조 방법의 일부로서 비-전도성 기저층을 제조하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층은 상이한 재료 또는 동일한 재료의 적어도 2개의 층으로 이루어진다. 즉, 비-전도성 기저층은, 예를 들어 층상 배열된 압출되거나 코팅된 층으로 형성될 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 방법은 비-전도성 기저층 상에 투명 프라이머 층을 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서는, 코팅 공정을 사용함으로써 투명 프라이머 층을 비-전도성 기저층 상에 제공한다. 일 실시 형태에서는, 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 롤러 코팅, 로드 코팅, 커튼 코팅, 잉크젯 프린팅, 딥 코팅, 또는 스크린 프린팅을 사용함으로써 투명 프라이머 층을 제공한다.
일 실시 형태에서, 비-전도성 기저층 또는 투명 프라이머 층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하는 단계는 비-전도성 기저층 또는 투명 프라이머 층 상에 투명 전도체 재료를 형성하거나 침착시키는 단계를 포함한다.
투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 재료에 따라, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하기 위해 당업계에 존재하는 다양한 절차를 사용할 수 있다. 예를 들어, 진공 조건 중의 스퍼터링(sputtering)에 의해 ITO를 침착시킬 수 있다. PEDOT 또는 은 나노와이어는, 예를 들어 프린팅에 의해 형성될 수 있다. 금속 메쉬는, 예를 들어 프린팅 또는 전기도금 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
탄소 나노버드 분자와 같은 탄소 나노구조를 포함하는 투명 전도체 재료의 경우, 예를 들어, 기체상 또는 액체로부터의 여과, 역장(force field) 중의 침착, 또는 분무 코팅 또는 스핀 건조를 사용하는 용액으로부터의 침착의 통상적으로 공지된 방법을 사용함으로써 침착을 실행할 수 있다. 탄소 나노버드 분자는, 예를 들어 제WO 2007/057501호에 개시된 방법을 사용하여 합성하고, 예를 들어 전기영동 또는 열영동의, 예를 들어 보조에 의한, 예를 들어 에어로졸 유동으로부터 직접, 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 기재 상에 침착시킬 수 있다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료는 예정된 패턴으로 형성되거나 침착된다. 일 실시 형태에서는, 투명 전도체 재료를 형성하거나 침착시킨 후에 투명층 내에 예정된 패턴이 형성된다. 상기 패턴화에는 다양한 공정이 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서는, 레이저 공정, 에칭 공정, 직접 프린팅, 기계적 공정, 연소 공정, 또는 그의 임의의 조합이 패턴화를 위해 사용된다. 일 실시 형태에서, 레이저 공정은 레이저 절제이다. 일 실시 형태에서, 에칭 공정은 사진석판술 공정이다. 일 실시 형태에서는, 투명층이 형성되거나 침착됨과 동시에, 또는 그 후에 패턴이 형성된다.
일 실시 형태에서, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮는 단계는 하기 공정 중 적어도 하나를 사용함으로써 실행된다: 슬롯 다이 코팅, 메니스커스 코팅(meniscus coatin), 롤러 코팅, 스크린 프린팅, 그라비어 코팅, 플렉소 코팅, 오프셋 코팅, 나이프 코팅, 키스 코팅, 로드 코팅, 블레이드 코팅, 물리적 증착.
일 실시 형태에서는, 적어도 하나의 금속성 접촉 패드가 제공된다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 금속성 접촉 패드는 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 제공된다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 금속성 접촉 패드는 스크린 프린팅 또는 잉크젯 프린팅을 사용함으로써 제공된다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 금속성 접촉 패드는 은, 금, 구리, 또는 그의 임의의 조합을 포함한다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 이에 부착된 적어도 하나의 부가적인 성분을 포함한다. 일 실시 형태에서, 부가적인 성분은 본질적으로 투명하다. 일 실시 형태에서, 부가적인 성분은 본질적으로 비-투명하다. 일 실시 형태에서, 부가적인 성분은 실리콘 칩, 압전 진동기, 힘 감지기, 발광 다이오드(LED), 및 광도체(light guide)로 구성된 그룹 중에서 선택된다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름에는 이에 부착된 적어도 하나의 부가적인 성분이 제공되며, 여기에서 부가적인 성분은 실리콘 칩, 압전 진동기, 힘 감지기, 발광 다이오드(LED), 및 광도체로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
일 실시 형태에서, 본 방법은 적어도 하나의 부가적인 층을 전도성 다층 필름 상에 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름에는 적어도 하나의 부가적인 층이 제공되거나 이를 포함한다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 부가적인 층 중 적어도 하나는 본질적으로 투명하다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 부가적인 층 중 적어도 하나는 본질적으로 비-투명하다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 부가적인 층 중 적어도 하나는 장식층이다. 장식층은, 예를 들어 전기 전도성 다층 필름 상에 패턴을 형성하여, 예를 들어 터치에 대한 위치 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서는, 보호층이 전도성 다층 필름 상에 제공된다. 부가적인 층은 기저 플레이트 또는 커버 플레이트를 포함할 수 있다. 기저 플레이트 또는 커버 플레이트 중 임의의 것은 투명 플라스틱 재료, 예컨대 아크릴레이트 또는 PC 또는 이들의 다층 라미네이트, 또는 유리 재료, 예컨대 플로트 유리(SiO2, Na2O, CaO, MgO로 이루어짐), 소다 석회, 또는 알루미노실리케이트 또는 보로실리케이트 유리, 또는 이러한 유리 및/또는 플라스틱 재료로 구성된 라미네이트를 포함할 수 있다. 전형적인 자동차 안전 유리는 플라스틱, 예를 들어 폴리비닐 부티랄(PVB)이 그 사이에 포매된 2개의 플로트 유리 시트를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 전기 전도성 다층 필름에 열성형 및/또는 사출 성형을 적용한다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 3-차원 형상을 가지도록 형성된다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 성형성(formable), 가요성(flexible), 절첩성(foldable), 및/또는 연신성(stretchable)이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 성형성 및/또는 연신성이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 성형성 및 연신성이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 성형성이다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 적어도 하나의 방향으로 3 차원 표면을 따라 바람직하게는 가역적이고 반복적으로 그의 굴곡을 허용하도록 가요성 구조로서 형성된다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 적어도 하나의 방향으로 굴곡성이다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 적어도 2개의 방향으로 동시에 굴곡성이다. 전도성 다층 필름의 제조에 사용되는 재료에 따라, 전기 전도성 다층 필름이 굴곡될 수 있는 최소 곡률 반경은, 예를 들어, 0.5 mm 내지 3 또는 10 mm의 범위 내에 있을 수 있다. 일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름이 굴곡될 수 있는 곡률 반경은 0.5 mm 내지 3 또는 10 mm의 범위 내에 있다. 탄소 나노버드와 같은 탄소 나노구조를 포함하는 투명층의 경우에 최소 곡률 반경을 달성할 수 있는 반면에, 다른 재료의 경우에는 가능한 최저 곡률 반경이 더 클 수 있다.
일 실시 형태에서, 전기 전도성 다층 필름은 3 차원 표면을 따라 전기 전도성 다층 필름의 변형을 허용하도록 변형성 구조로서 형성된다. 상기 변형은, 예를 들어, 전도성 다층 필름의 연신성에 기초할 수 있으며, 예를 들어 열성형을 사용함으로써 실행될 수 있다. 가요성 및/또는 변형성은 돔 형상의 구조와 같은 곡면의, 또는 일반적으로 3 차원 형상의 구조로서의 전기 전도성 다층 필름의 용도를 가능하게 하는 부가적 유용성을 가질 수 있다.
전술한 실시 형태는 서로 임의로 조합하여 사용할 수 있다. 실시 형태 중 몇몇을 함께 조합하여 추가의 실시 형태를 형성할 수 있다. 본 출원이 관련되는 전도성 다층 필름, 방법, 용도, 또는 터치 감지 장치는 전술한 실시 형태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 이익 및 이점은 일 실시 형태에 관련될 수 있거나 몇몇 실시 형태에 관련될 수 있음이 이해될 것이다. 실시 형태는 언급된 문제 중 임의의 것 또는 전부를 해결하는 것들 또는 언급된 이익 및 이점 중 임의의 것 또는 전부를 가진 것들로 제한되지 않는다.
본 출원에 기재된 바와 같은 전기 전도성 다층 필름은 비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 접착성을 개선하는 부가적 유용성을 가진다. 투명 유전 재료의 얇은 코팅층의 용도는 비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 증가된 접착성 뿐만 아니라 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층에 대한 보호를 제공하면서 동시에, 그의 최종 산물을 제조하기 위해, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 추가로 가공하는 것, 즉, 패턴화 또는 전기 접촉 프린팅을 적용하는 것을 가능하게 하는 부가적 유용성을 가진다. 전기 전도성 다층 필름에서 본 출원에 기재된 바와 같은 투명 유전 재료의 코팅층의 용도는 전기 전도성 다층 필름의 환경적 안정성을 개선할 뿐만 아니라 전도성 다층 필름의 광학적 신뢰성을 개선하는 부가적 유용성을 가진다.
실시예
다양한 실시 형태에 대해 이제 상세하게 언급할 것이며, 그의 예는 첨부 도면에 예시되어 있다.
하기 설명은 당업자가 본 개시에 기초하여 실시 형태를 이용할 수 있을 정도로 상세하게 일부 실시 형태를 개시한다. 본 명세서에 기초하여 다수의 단계 또는 특징이 당업자에게 자명할 것이므로, 실시 형태의 모든 단계 또는 특징을 상세하게 논의하지는 않는다.
단순성의 이유로, 반복되는 성분의 경우에 하기 예시적인 실시 형태에서 항목 번호는 유지될 것이다.
도 1은 본 명세서에 기재된 일 실시 형태에 따른 전기 전도성 다층 필름(1)의 단면도를 도식적으로 예시한다. 도 1로부터 비-전도성 기저층(2) 및 비-전도성 기저층(2) 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)을 포함하는 전기 전도성 다층 필름(1)을 볼 수 있다. 추가로, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)은 코팅층(5)을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮인다. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)은 코팅층(5)과 비-전도성 기저층(2) 사이에 위치된다. 코팅층(5)의 두께는 10 - 600 nm이다.
도 2는 투명 프라이머 층(4)이 비-전도성 기저층(2)과 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3) 사이에 형성된다는 점이 부가된, 도 1의 도면에 기재된 바와 같은 전기 전도성 다층 필름(1)의 단면도를 도식적으로 예시한다.
전기 전도성 다층 필름(1)은 그 위에 또는 이에 부착된 부가적인 성분을 포함할 수 있으며, 이는 이들 부가적인 성분이 첨부 도면에 예시되어 있지 않아도 당업자에게 명확할 것이다.
실시예 1 - 전기 전도성 다층 필름의 제조
본 실시예에서는 하기 재료를 사용함으로써 2개의 상이한 전기 전도성 다층 필름, 즉, 전기 전도성 다층 필름(1) 및 전기 전도성 다층 필름(2)을 제조하였다:
전기 전도성 다층 필름(1)의 제조에 사용된 재료:
Figure pct00001
* PVDC 공중합체는 비닐리덴 클로라이드 및 비닐 클로라이드에 기초하는 공중합체였다.
전기 전도성 다층 필름(2)의 제조에 사용된 재료 :
Figure pct00002
추가로, 하기 재료를 사용함으로써 비교 전기 전도성 다층 필름(C)을 제조하였다:
비교 전기 전도성 다층 필름(C)의 제조에 사용된 재료:
Figure pct00003
먼저, 비-전도성 기저층을 제공하였다. 비-전도성 기저층의 두께는 250 ㎛였다.
이어서, 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 제공하였다. 본 실시예에 투명 전도체 재료로서 사용된 탄소 나노버드 분자는, 예를 들어, 페로센과 같은 촉매 전구체, 또는 열선 발생기(hot wire generator)로부터 생성된 촉매, 예컨대 금속 입자 및 나노버드 분자의 성장을 촉진함에 부가하여 산물의 순도를 증가시키는 부가적인 제제를 사용하여 탄소 공급원, 예를 들어 일산화탄소로부터 합성될 수 있다. 합성 공정의 상세사항은 특허공개 제WO 2007/057501 A1호에서 확인할 수 있다.
특허공개 제WO 2009/000969호에 기재된 바와 같이 탄소 나노버드 분자를 니트로셀룰로스 필터 상에 침착시킨 후, 비-전도성 기저층 상에 압착 전달하여, 그 위에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 형성하였다.
침착 후에 탄소 나노버드 분자를 p-도핑할 수 있는 금 클로라이드 화합물을 함유하는 용매 용액에 투명 전도체 재료를 노출시켰다(공정 단계: p-도핑). p-도핑 후에, 공기 순환 대류 오븐 내에서 건조를 실행하여 탄소 나노버드 분자의 결합을 개선하고 잔류 수분을 제거하였다(공정 단계: 건조).
그 후에, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 덮어 코팅층을 형성하였다. 전기 전도성 다층 필름(1 및 2)에 코팅층을 제공하였다. 슬롯-다이 코팅을 사용하여 선택된 중합체 및 용매(메틸 이소부틸 케톤(MIBK))의 조성물로 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 덮음으로써 코팅층이 형성되었다(공정 단계: 코팅). 건조된 코팅층의 두께는 약 100 nm였다. 슬롯-다이 코팅 후에, 약 10 분 동안 100 ℃의 온도에서 건조를 실행하였다.
투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층이 형성되지 않은 점을 제외하고, 그 밖에는 전기 전도성 다층 필름(1 및 2)과 유사한 방식으로 비교 전기 전도성 다층 필름(C)을 제조하였다.
그 후에, 코팅층 상에 은의 접촉 패드를 실크-스크린 프린팅에 의해 프린팅하였으며, 이후에 그들은 코팅층을 통해, 그리고 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상으로 부분적으로 용해되었다. 이어서, 형성된 전기 전도성 다층 필름을 약 10 분 동안 100 ℃에서 건조되도록 하였다(공정 단계: 은 접촉 프린팅).
상기 기재된 바와 같이 전도성 다층 필름을 제조하고, 필름을 양면 엘라스토머 롤이 있는 TekNek 접촉 세정기에 통과시켜 분진 및 입자를 그로부터 제거하였다(공정 단계: 접촉 세정).
그 후에, 3개의 전기 전도성 다층 필름을 85 ℃의 온도 및 85% 상대 습도에서 72 시간 동안 유지함으로써 그들을 가속 노화시켰다(공정 단계: 가속 노화). 사용된 장치는 모델 Weiss WKL 100의 환경 챔버였다.
시트 저항 측정
상기 기재된 상이한 공정 단계 중에 가속 노화 전에는 4점 탐침(Jandel Engineering Limited)을 사용하고 그 후에는 Agilent 디지털 멀티미터를 사용하는 2개의 은 접촉을 사용하여 상이한 공정 단계에서 시트 저항(옴/제곱)을 측정하였다. 각각의 측정 지점에 대해 30x30 mm CNB 정사각형의 18 조각의 샘플을 사용하였다. 결과는 표 1에서 확인할 수 있다.
전기 전도성 다층 필름의 제조 중의 상이한 공정 단계 중에 시트 저항을 측정한 결과
시트 저항(옴/제곱)
전도성 다층 필름 P-도핑 건조 코팅 은 접촉 프린팅 접촉 세정 가속 노화 노화 후의 시트 저항의 증가(%)
필름(1) 64 60 62 63 64 69 7.6
필름(2) 65 61 67 68 68 83 22.3
필름(C) 64 59 - 65 74 94 26.7
수신된 시험 결과에 기초하여, 비교 전도성 다층 필름(C)에 비교하여 전기 전도성 다층 필름(1 및 2)이 높은 온도 및 습도에서 훨씬 더 안정하다는 것을 확인할 수 있었다.
접착 시험
제조된 3개의 전기 전도성 다층 필름에 그 후에 하기 방식으로 접착 시험을 적용하였다:
비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 접착 강도를 평가하기 위해, 4점 탐침(Jandel Engineering Limited)을 사용하여 시트 저항(옴/제곱)을 먼저 측정하였다. 이어서, 손 압력을 사용하여 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 테잎을 직접 압착함으로써 3M scotch 투명 필름 테잎 600을 그 위에 적용하였다. 10 초의 대기 시간 후에 제어된 동작으로 테잎을 박리해 내고 시트 저항(옴/제곱)을 재측정하여 얼마나 많은 투명 전도체 재료가 제거되었는지를 평가하였다.
결과는 표 2에서 확인할 수 있다.
접착 시험으로부터의 결과
전도성 다층 필름 시트 저항의 증가(%) 표준 편차(%)
필름(1) 0 0
필름(2) -3 1.3
필름(C) 9779 285.1
수신한 시험 결과에 기초하여, 코팅층을 포함하는 전도성 다층 필름(1 및 2)을 이용하여, 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 양호한 결합 강도가 달성될 수 있었음을 확인할 수 있었다.
기술의 진보에 따라 기본 발상을 다양한 방식으로 시행할 수 있다는 것이 당업자에게 자명하다. 따라서 실시 형태는 상기 기재된 실시예로 제한되지 않으며; 대신에 그들은 청구범위의 범위 내에서 변동될 수 있다.

Claims (15)

  1. 비-전도성 기저층(non-conductive base layer)(2) 및 비-전도성 기저층 상에 제공된 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)을 포함하는 전기 전도성 다층 필름(1)으로서, 여기에서 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)이 코팅층(5)과 비-전도성 기저층(2) 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층은 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3) 상에 코팅층(5)을 형성하는 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮이고, 여기에서 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS: high aspect ratio molecular structure) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 전도성 HARM 네트워크는 탄소 나노구조를 포함하고, 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 여기에서 코팅층(5)을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인, 전기 전도성 다층 필름(1).
  2. 제1항에 있어서,
    코팅층의 두께가 20 - 500 nm, 또는 30 - 400 nm, 또는 50 - 300 nm, 또는 60 - 200 nm, 또는 70 - 150 nm인 전기 전도성 다층 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    투명 전도체 재료의 적어도 일부가 노출되도록 투명 전도체 재료가 투명 유전 재료 내에 부분적으로 포매되는 전기 전도성 다층 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    투명 유전 재료가 용매, 광흡수 첨가제(optical absorbing additive), 도판트(dopant), 접착 촉진제, 경화제, 또는 그의 임의의 조합을 추가로 포함하는 전기 전도성 다층 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    비-전도성 기저층(2)이 중합체 또는 유리를 포함하거나 이로 구성되는 전기 전도성 다층 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전도성 다층 필름(1)이 투명 프라이머 층(transparent primer layer)(4)을 포함하며, 이는 비-전도성 기저층(2)과 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3) 사이에 위치되고 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층과 직접 접촉되는 전기 전도성 다층 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    투명 프라이머 층(4)이 중합체를 포함하거나 이로 구성된 조성물로 형성되며, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체, 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 전기 전도성 다층 필름.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    투명 프라이머 층(4)의 두께가 적어도 50 nm, 또는 50 - 2000 nm, 또는 50 - 1000 nm, 또는 150 - 500 nm인 전기 전도성 다층 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    전도성 다층 필름(1)이 성형성(formable), 가요성(flexible), 절첩성(foldable), 및/또는 연신성(stretchable)이거나, 전도성 다층 필름이 성형성 및/또는 연신성이거나, 전도성 다층 필름이 성형성인 전기 전도성 다층 필름.
  10. - 비-전도성 기저층(2)을 제공하는 단계;
    - 비-전도성 기저층 상에 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)을 제공하는 단계로서, 여기에서 투명 전도체 재료는 전도성 고종횡비 분자 구조(HARMS) 네트워크를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 전도성 HARMS 네트워크는 탄소 나노구조를 포함하는 단계;
    - 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)이 코팅층(5)과 비-전도성 기저층(2) 사이에 위치되도록 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮어 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층 상에 코팅층(5)을 형성하는 단계로서, 여기에서 투명 유전 재료는 중합체를 포함하거나 이로 구성되고, 여기에서 중합체는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC); 단량체 중 하나가 비닐리덴 클로라이드인 공중합체; 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 및 그의 임의의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되며, 여기에서 코팅층(5)을 통한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)의 가공을 가능하게 하기 위해 코팅층의 두께는 10 - 600 nm인 단계를 포함하는, 전기 전도성 다층 필름(1)의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)을 투명 유전 재료로 적어도 부분적으로 덮는 단계가 하기 공정 중 적어도 하나를 사용함으로써 실행되는 방법: 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 메니스커스 코팅(meniscus coating), 롤러 코팅, 스크린 프린팅, 그라비어 코팅, 플렉소 코팅, 오프셋 코팅, 나이프 코팅, 키스 코팅, 로드 코팅, 블레이드 코팅, 물리적 증착.
  12. 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층(3)의 보호, 비-전도성 기저층에 대한 투명 전도체 재료를 포함하는 투명층의 접착성의 개선, 전도성 다층 필름의 전기적 성능의 개선, 및/또는 전도성 다층 필름의 기계적 안정성 및/또는 환경적 안정성의 강화를 위한, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전기 전도성 다층 필름(1)에서 두께가 10 - 600 nm인 코팅층(5)으로서의 투명 유전 재료의 용도.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전기 전도성 다층 필름을 포함하는 터치 감지 장치(touch sensing device).
  14. 터치 감지기, 광기전 시스템(photovoltaic system), 가열 응용, 전류 전도체(current conductor), 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 광 스위치(light switch), 또는 광 제어 필름(light control film)에서의, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전기 전도성 다층 필름(1)의 용도.
  15. 광기전 시스템, 가열 응용, 전류 전도체, 디스플레이 시스템, 디스플레이 전극, 조명 시스템, 광 스위치(light switch), 또는 광 제어 필름에서의, 제13항의 터치 감지 장치의 용도.
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