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Kafe 바로가기주관연구기관 | 아모센스 |
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연구책임자 | 이명렬 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-10 |
과제시작연도 | 2016 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201800040315 |
과제고유번호 | 1415148649 |
사업명 | 소재부품기술개발 |
DB 구축일자 | 2018-09-22 |
키워드 | 미세회로.Metal mesh..Micro-coating.Touch screen panel.etching-free. |
핵심기술
1. Roll to roll 공정 적용이 가능한 micro coating 기술 개발 및 이를 적용한 etching-free process metal mesh type TSP panel 공정 개발
2. Roll to roll 공정 적용이 가능한 연속공정 흑화표면처리 공정 기술
3. Metal mesh형 미세패턴에 대한 전자기 해석 solver 개발을 통한 터치패널 전문가 시스템 개발
4. Metal mesh 전극이 적용된 TSP panel에 대한 신뢰성 평가 기술 개발 및 신뢰성 향상방안 도출
핵심기술
1. Roll to roll 공정 적용이 가능한 micro coating 기술 개발 및 이를 적용한 etching-free process metal mesh type TSP panel 공정 개발
2. Roll to roll 공정 적용이 가능한 연속공정 흑화표면처리 공정 기술
3. Metal mesh형 미세패턴에 대한 전자기 해석 solver 개발을 통한 터치패널 전문가 시스템 개발
4. Metal mesh 전극이 적용된 TSP panel에 대한 신뢰성 평가 기술 개발 및 신뢰성 향상방안 도출
최종목표
1. 시인성이 확보된 2um 급 초미세 회로 metal mesh pattern 공정 기술 개발
2. 공정단순화 및 생산성 확보를 위한 roll to roll 공정기술 개발
3. 터치패널 전문가 시스템 개발
4. Roll to Roll 연속 공정을 적용한 20inch 급 베젤/센서 일체형 metal mesh type TSP Module 제작
5. Metal mesh type 터치패널 신뢰성평가 기술 개발
개발내용 및 결과
1. Etching free R2R 연속공정 적용 Metal mesh형 TSP 개발 - PR 형상 제어 기술을 통한 Etching free 패터닝 공정을 적용하여 금속증착을 통한 미세 패턴이 형성될 부분과 Strip 공정을 통해 PR이 제거될 부분을 한번의 PR도포공정-노광공정-현상공정을 통하여 제작한다. 그 이후의 공정은 추가적인 포토공정이 없이 Metal coating을 진행하여 미세한 선폭의 Metal mesh를 형성하는 공정을 연구개발
○ 개발 결과 : 1)PR 형상 제어 기술 개발 2)Etching free 전극 공정최적화 기술 개발 3)이종 금속 전극 특성 연구 4)기판 표면처리 기술 개발
2. Roll to Roll system 적용 Micro-coating process 개발
- 기존 roll to roll type의 TSP 패터닝 기술의 경우 재료의 특성 및 공정적인 한계 때문에 dry film 감광막을 적용한 공정이 시장에서 통상적으로 사용되었다. 하지만 dry film 감광막을 사용할 경우 1~3um 수준의 Metal mesh 미세 패턴 구현을 하기에는 선폭구현 및 가격적인 측면에서 큰 제약이 따른다. 반면 photoresist 감광막을 사용한 경우 선폭 구현 및 가격적인 측면에서는 큰 문제가 없으나 수율 및 roll to roll 적용이 어렵다.
본 과제에서는 종래 spin coating을 통해 형성되는 photoresist 감광막의 단점을 보완하는 micro-coating 공정을 개발하여 roll to roll 이 가능한 photoresist 도포공정을 개발함으로써 etching free 공정에 적용 가능한 감광막 도포공정 기술을 구현하였다.
○ 개발 결과 : 1) Micro-coating 공정 최적화를 통한 2um 수준의 photoresist 감광막 도포기술 개발 2)photoresist 재료 점성 조절 및 건조 조건의 최적화
3. 시뮬레이션 기반 metal mesh 전극 광학 및 정전 특성 평가
- Metal mesh type tsp panel의 기존의 기술적 문제점으로 드러난 스타버스트(starburst) 및 모아레(moire) 현상 등을 개선하기 위해 시뮬레이션 toll을 적용한 연구를 통해 광학특성 및 mesh pattern의 변화를 통해 mesh 전극의 최적화를 연구하였다.
○ 개발 결과 : 1) 3D 광학 시물레이션 toll을 이용한 mesh 전극 광학적 특성 최적화 2) mesh pattern에 따른 시인성 개선
4. 정전방식 터치패널의 해석 시뮬레이션 개발
- 미세패턴을 갖는 metal mesh 전극 설계와 정전용량 특성평가에 적합한터치패널 전극설계 전문가 시스템 개발을 목표로 하여 metal 전극, 유전층의물성 DB를 구축하고 유한요소 해석을 위한 mesh generator 와 정저 터치전극 전기장 해석 solver를 개발
○ 개발 결과 : 1) metal mesh 형상 모델링 사용자 인터페이스 및 자동 생성 기능이 가능한 프로그램 개발 2) 터치패널 전극설계 전문가 시스템 구축 3)해석-실험 데이터 상호 feed back을 통한 모델의 tuning 및 정합성 확보
5. 흑화 표면처리 기술을 통한 Metal mesh type tsp 시인성 개선 연구
- metal mesh 전극의 시인성 부분의 문제점인 starbust를 개선하기 위해 표면 흑화처리를 통한 금속반사율 조절을 통한 광학 특성 개선이 필요하다. 표면 흑화처리의 경우 CuO를 이용하여 진행하였으며, 습식 chemical 공정을 통해 진행하였다.
○ 개발 결과 : 1) Roll-to-Roll 형태의 연속 흑화 표면처리 공정 기술 개발 2) Ni계 무전해 도금에 의한 metal mesh 연속 흑화 표면처리를 위한 실험실용 도금조 설계 및 제작 3) 연속 무전해 도금 공정 조건 확립 4) 20인치 시제품 적용 시 반사율 10% 이하 달성
6. Metal mesh tsp module 신뢰성 평가
- 셀단위의 metal mesh type tsp를 제작하여 ON/OFF 시 정전용량 변화율에 대해 분석하고 터치 패널 모듈화하여 작동 유무를 검사하였다. 또한 터치 패널 모듈의 신뢰성 평가(항온항습, 터치감도)를 바탕으로 metal mesh tsp 모듈의 평가 기준을 확립하였다.
○ 개발 결과 : 1)Metal mesh type 정전식 터치패널의 가속수명시험법 개발 2) Metal mesh type 정전식 터치패널의 신뢰성 수명 평가
기술개발 배경
Metal mesh 투명전극은 기존 ITO 투명전극을 대체하거나, 또는 ITO 투명전극으로는 적용하기 곤란한 대면적, 플렉서블 투명전극 분야에서 유리한 위치를 점하고 있다. 다른 비 ITO계 투명전극들(탄소나노튜브.그래핀,은나노와이어)들에 비해 우수한 물리적 화학적 안정성을 장점으로 터치스크린 시장 시장진입에 유리하며 이를 바탕으로 양산성과 가격경쟁력을 갖춘 roll to roll 적용이 가능한 metal mesh TSP 공정 process 를 개발하였다. 또한 metal mesh type의 TSP panel 의 취약점인 시인성 개선을 위한 표면 흑화처리 기술을 도입함으로 투명전극으로써의 단점을 보완했으며, 완성된 module 에 대한 신뢰성 평가 기준을 자체 수립하여 metal mesh 투명전극 시장에서의 우위를 점할 수 있다.
핵심개발 기술의 의의
기존의 metal mesh type TSP 제품의 경우 본 과제를 통한 미세패턴에 비해 선폭이 두껍기 때문에 투과도가 낮고 헤이즈가 높은 단점이 있으나, 본 과제를 통해 개발한 공정의 경우 1.5~2um의 미세패턴을 통해 투과도를 개선하였으며, 모아레 및 스타버스트와 같은 광학적 특성의 경우 표면 흑화처리를 통하여 개선하였다. 또한 연속 roll to roll 공정 표준을 만족하는 연속 공정을 통한 metal mesh 전극 patterning process를 개발함으로써 양산성 및 적용성의 큰 장점이 있다. 이러한 기술을 바탕으로 투명전극의 장점인 대면적 및 flexible 기판에 적용가능성을 바탕으로한 스마트폰, 테블릿 PC, 대면적 터치센서 등 여러 분야의 터치스크린 분야의 어플리케이션이 가능하다.
적용 분야
본 과제를 통한 연속공정이 가능한 roll to roll type의 metal mesh tsp 제조기술을 바탕으로 기존 상용화 된 ITO 투명전극을 대체하는 분야에 적용이 가능하다. 최근 투명전극 개발에 있어 화두인 폴더블 디바이스용 투명전극에도 적용이 가능하다. 또한 본 공정의 Micro-coating process 의 경우 종래 spin coating 방법이 아닌 roll to roll 공정이 가능한 photoresist 감광막 도포방법으로써 국내 및 국외 기업에 대한 기술 수출도 가능하며, 향 후 투명전극 시장에서의 핵심적인 역할이 기대된다.
( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
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