KR101461341B1

KR101461341B1 - 터치스크린 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101461341B1
Application number: KR1020130148759A
Authority: KR
Inventors: 황지영; 황인석; 이승헌
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-11-13
Also published as: KR20140070490A; TW201443733A; US20150324024A1; JP6040317B2; CN104756050B; WO2014084697A1; EP2772836A1; EP2772836A4; US10019084B2; TWI537782B; JP2015532487A; CN104756050A

Abstract

본 출원은 터치스크린 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 출원에 따른 터치스크린은 화면부 및 비화면부를 포함하고, 상기 비화면부는 라우터부, 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit boards, FPCB)부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부를 포함하며, 상기 화면부는 제1 전도성 패턴을 포함하고, 상기 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부는 각각 제2 전도성 패턴을 포함하며, 상기 데코레이션부는 제3 전도성 패턴, 및 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴 또는 컬러 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치스크린 및 이의 제조방법{TOUCH SCREEN AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 출원은 2012년 11월 30일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2012-0138375호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

본 출원은 터치스크린 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치란 TV나 컴퓨터용 모니터 등을 통틀어 일컫는 말로서, 화상을 형성하는 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자를 지지하는 케이스를 포함한다.

상기 디스플레이 소자로는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 전기영동 디스플레이 (Electrophoretic display) 및 음극선관(Cathode-Ray Tube, CRT)를 예로 들 수 있다. 디스플레이 소자에는 화상 구현을 위한 RGB 화소 패턴 및 추가적인 광학 필터가 구비되어 있을 수 있다.

상기 광학 필터는 외부로부터 입사된 외광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하는 반사방지 필름, 리모콘과 같은 전자기기의 오작동 방지를 위해 디스플레이 소자에서 발생된 근적외선을 차폐하는 근적외선 차폐필름, 색 조절 염료를 포함하여 색조를 조절함으로써 색순도를 높이는 색 보정 필름, 및 디스플레이 장치 구동시 디스플레이 소자에서 발생되는 전자파의 차폐를 위한 전자파 차폐필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 전자파 차폐필름은 투명 기재 및 기재 위에 구비된 금속 메쉬 패턴을 포함한다.

한편, 디스플레이 장치와 관련하여，IPTV의 보급이 가속화됨에 따라 리모컨 등 별도의 입력장치 없이 사람의 손이 직접 입력 장치가 되는 터치 기능에 대한 필요성이 점점 커지고 있다. 또한, 특정 포인트 인식뿐만 아니라 필기가 가능한 다중 인식(multi-touch) 기능도 요구되고 있다.

상기와 같은 기능을 하는 터치스크린은 신호의 검출 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

즉, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값의 변화를 통해 감지하는 저항막 방식(resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로서 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등이 있다.

이중, 가장 보편화된 저항막 및 정전 용량 방식의 터치스크린은 ITO 필름과 같은 투명 도전막을 이용하여 전기적인 접촉이나 정전 용량의 변화에 의하여 터치　여부를 인식한다. 하지만, 상기 투명 도전막은 100 ohm/square 이상의 고저항이어서 대형화시에 감도가 떨어지고, 스크린의 크기가 커질수록 ITO 필름의 가격이 급증한다는 문제로 상용화가 쉽지 않다. 이를 극복하기 위하여 전도도가 높은 금속 패턴을 이용한 방식으로 대형화를 구현하려는 시도가 이루어지고　있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0007605호

본 출원은 터치스크린의 제조공정을 개선하여, 터치스크린의 제조원가를 절감할 수 있고, 터치스크린의 경량화, 박형화 등을 향상시키고자 한다.

본 출원은,

화면부 및 비화면부를 포함하고,

상기 비화면부는 라우터부, 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit boards, FPCB)부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부를 포함하며,

상기 화면부는 제1 전도성 패턴을 포함하고,

상기 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부는 각각 제2 전도성 패턴을 포함하며,

상기 데코레이션부는 제3 전도성 패턴, 및 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴 또는 컬러 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 제공한다.

또한, 본 출원은 상기 터치스크린을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 출원의 일구체예에 따르면, 터치스크린의 제조공정을 개선하여, 터치스크린의 제조원가를 절감할 수 있고, 터치스크린의 경량화, 박형화 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 출원의 일구체예에 따르면, 터치스크린의 화면부, 라우터부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 1회의 인쇄공정에 의하여 동시에 형성할 수 있다.

또한, 본 출원의 일구체예에 따르면, 터치스크린의 데코레이션부를 금속을 포함하는 전도성 패턴을 이용하여 형성할 수 있으므로, 종래의 데코레이션부를 형성하고 라미네이션하는 공정과 같은 추가의 공정을 배제할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 터치스크린을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 종래의 터치스크린의 화면부, 라우터부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5 내지 도 7은 본 출원의 일구체예로서, 터치스크린의 화면부, 라우터부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 8은 본 출원의 일구체예로서, FPCB 연결영역을 포함하는 터치스크린을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 9는 본 출원의 일구체예로서, FPCB 연결영역에 대응하는 부분에 스크린 인쇄층을 포함하는 터치스크린을 개략적으로 나타낸 도이다.

이하 본 출원에 대하여 상세히 설명한다.

기존의 터치스크린 제조공정의 경우에는, 터치 센서를 형성한 후 이를 커버 윈도우에 부착하는 방식으로 제조되는 터치스크린이 주를 이루고 있다. 이를 위해서는, 터치 센서부와 데코레이션이 형성되어 있는 커버 윈도우를 각각 형성한 후, 이를 라미네이션하는 방식이 주를 이루고 있다. 이러한 종래의 터치스크린을 하기 도 1에 개략적으로 나타내었다.

이러한 공정의 문제점을 해결하기 위하여, 커버 윈도우에 해당되는 강화유리에 직접 터치회로를 형성하는 G1 구조, G2 구조 등이 현재 주로 개발이 되고 있으나, 이 경우에 있어서도 커버 윈도우에 터치스크린의 배선부의 은폐 및 LCM(liquid crystal module)의 빛샘 현상을 막기 위한 데코레이션 인쇄는 필수적인 공정으로 도입이 되고 있다. 상기 G1 구조의 터치스크린을 하기 도 2에 개략적으로 나타내었고, 상기 G2 구조의 터치스크린을 하기 도 3에 개략적으로 나타내었다.

즉, 전술한 종래의 G1 구조, G2 구조 등은 커버 글래스 내측면에 블랙 인쇄물질을 코팅하여 주는데, 커버 글래스를 터치 패널 상부에 위치시킬 때 얼라인이 필요하게 되고, 그 정렬 오차에 따라 좌우 일정 마진을 주고 있다. 그러나, 이러한 마진으로 인해 터치 패널의 데드 영역으로 판단되는 블랙 인쇄물질 대응 영역이 늘어나는 문제점이 있다. 또한, 상술한 블랙 인쇄물질의 안측 단과 터치 패널의 라우터부의 최내측 또한, 정렬 오차를 감안하여 이격시키는데 이격된 영역은 데드 영역으로 판단되어 베젤 영역을 늘리는 문제가 있어, 내로우 베젤(narrow bezel)이 불가한 문제가 있다.

또한, 이러한 데코레이션 인쇄의 경우 수율 측면에서 타 공정에 비하여 매우 낮은 수율을 가지고 있으므로 가격상승의 원인이 될 수 있다. 또한, 후속 공정에 있어서 불량을 유발하는 원인으로 작용함으로써 많은 문제점을 야기하고 있다. 또한, 강화유리에 스크린 인쇄 등을 통하여 형성하는 데코레이션부는 주로 무기입자를 포함하는 유무기 복합물로 이루어진 소재를 사용함에 따라, 그로부터 나오는 질감에 있어서도 제품의 고급스러움과 거리가 있는 관계로 디자인적인 측면의 많은 제약을 포함하고 있는 상황이다.

이에 본 출원은, 기존의 터치스크린 제조공정과는 달리 터치스크린의 화면부의 전도성 패턴, 비화면부인 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 1회의 인쇄공정에 의하여 동시에 형성함으로써, 기존 제조공정을 획기적으로 축소할 수 있다. 또한, 필름 및 플라스틱 윈도우와 같은 저온공정을 필요로 하는 기재에 도입이 가능하고, 이를 통해 터치스크린의 제조원가를 절감할 수 있고, 터치스크린의 경량화, 박형화 등을 달성할 수 있다.

본 출원의 일구체예에 따른 터치스크린은, 화면부 및 비화면부를 포함하고, 상기 비화면부는 라우터부, 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit boards, FPCB)부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부를 포함하며, 상기 화면부는 제1 전도성 패턴을 포함하고, 상기 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부는 각각 제2 전도성을 포함하며, 상기 데코레이션부는 제3 전도성 패턴, 및 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴 또는 컬러 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 출원의 일구체예에 따른 터치스크린에 있어서, 상기 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부는 각각 제2 전도성 패턴 및 더미패턴을 포함할 수 있다.

또한, 본 출원의 일구체예에 따른 터치스크린에 있어서, 상기 제2 패드부는 FPCB 본딩시 제2 패드부의 손상을 최소화하기 위한 FPCB 연결영역을 추가로 포함할 수 있다.

종래의 터치스크린의 화면부, 라우터부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 하기 도 4에 개략적으로 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 4는 종래의 일반적인 터치스크린의 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부, 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 상호은폐 하지 않은 상태로 플라스틱 기판 위해 형성한 금속 메쉬 패턴 기판의 터치스크린을 나타낸 것이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부의 전도성 패턴 간의 개구율 차이로 인하여 영역의 구분이 크게 두드러짐을 확인할 수 있고, 이러한 형태의 경우에는 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 등의 빛샘현상의 문제점으로 인하여 터치스크린으로의 적용이 어렵게 된다.

이에 본 출원에서는, 터치스크린의 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부의 전도성 패턴의 빈 공간을 임의로 채운 형태의 디자인을 고안하였고, 즉 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부의 빈 공간에 더미패턴을 도입하였다. 본 출원의 일구체예로서, 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부의 전도성 패턴의 빈 공간에 더미패턴을 도입한 터치스크린을 하기 도 5에 개략적으로 나타내었다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부의 빈 공간에 더미패턴을 도입함으로써, 터치스크린의 전체적인 투과율의 균일성을 확보할 수 있다.

또한, 본 출원에서는, 다른 형태의 국부적 도입으로 인하여, 이러한 부분이 모듈 상태로 장착하는 경우 눈에 보여질 수 있는 현상을 개선하기 위하여, 종래의 라우터부 형성과는 전혀 다른 형태의 배선의 형성방법을 도입하였다.

이를 위하여, 1차적으로 본 출원에서는 전체 터치 윈도우의 외곽선을 화면부 영역까지 미세한 단선폭으로 단선시킨 미세 패턴을 형성하였고, 이후 이러한 미세 패턴의 영역에 라우터부를 도입하였다. 이후, 연성인쇄회로기판부 결합을 위한 패드부의 영역 구분을 위한 부분을 미세한 단선을 도입함으로써 형성하였다. 최종적으로 이러한 방식으로 형성된 터치스크린의 각 위치별 형상을 하기 도 7에 개략적으로 나타내었다.

이 때, 라우터부 및 제1 패드부의 각 선의 전기적 단선은 초기 도입된 미세 패턴을 통하여 형성함으로써 라우터부 및 제1 패드부의 인지성을 최소화하였고, 제2 패드부의 디자인 역시 기존의 미세 패턴을 최대한 유지시킴으로써 은폐성을 극대화할 수 있다. 하기 도 7에 표시된 녹색 선은 각 화면부, 제1 패드부 및 라우터부의 전도성 패턴 간의 전기적 연결을 나타낸다.

본 출원의 일구체예로서, 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부가 미세 패턴을 포함하는 터치스크린을 하기 도 6에 개략적으로 나타내었다.

특히, 본 출원에 따르면, 상기 화면부, 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 1회의 인쇄공정에 의하여 동시에 형성할 수 있으므로, 기존의 제조공정을 획기적으로 축소시킬 수 있는 특징이 있다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 서로 동일한 선고를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴의 적어도 일부는 서로 연결되는 영역을 포함하고, 상기 연결되는 영역은 이음부가 없을 수 있다.

본 출원에 있어서, 이음부가 없다는 것은, 물리적으로 연결된 전도성 패턴에 인위적인 이어진 흔적이 없음을 의미한다. 통상적으로 화면부와 라우터부의 패턴 형태 및 규모가 달라서, 종래에는 상기 화면부와 라우터부를 상이한 방법으로 형성하였기 때문에, 이들의 패턴이 연결되는 부분에는 이음부가 형성될 수 밖에 없었다. 그러나, 본 발명에서는 하나의 공정을 이용하여 화면부, 패드부, 라우터부 등을 형성할 수 있기 때문에 이음부가 없고 이들의 선고가 동일한 특징을 가질 수 있다.

본 출원에 있어서, 선고가 동일하다는 것은 선고의 표준편차가 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만 또는 더욱 바람직하게는 2% 미만인 것을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제2 전도성 패턴과 연결되는 어느 한 변에서부터, 이에 대향하는 타 변까지의 최단 거리 상에서의 선저항값은, 상기 제2 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제1 전도성 패턴과 연결되는 어느 한 변으로부터 상기 제2 전도성 패턴이 연성인쇄회로기판부와 접하는 타 변까지의 선저항값보다 크거나 같을 수 있다. 상기와 같은 선저항값에 따라, 상기 제1 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제2 전도성 패턴부와 연결되는 어느 한 변에서부터, 이에 대향하는 타 변까지의 최단 거리 상에서의 선저항값에 대응되는 제1 전도성 패턴의 선폭은, 상기 제2 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제1 전도성 패턴과 연결되는 어느 한 변으로부터 상기 제2 전도성 패턴이 연성인쇄회로기판부와 접하는 타 변까지의 선저항값에 대응되는 제2 전도성 패턴의 선폭보다 작을 수 있다. 또한, 이에 따라 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴 간의 전기적 흐름 특성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴의 적어도 일부는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 화면부, 제1 패드부, 라우터부 및 제2 패드부를 통하여 내부 또는 외부의 전기적 신호를 감지할 수 있다.

또한, 상기 전기적 단선을 통하여, 상기 데코레이션부를 구성하는 제3 전도성 패턴은 제1 전도성 패턴과 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있고, 상기 제3 전도성 패턴은 제2 전도성 패턴과 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다

또한, 상기 전기적 단선을 통하여, 상기 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴과 더미패턴은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.

즉, 상기 전기적 단선을 통하여, 상기 제1 전도성 패턴, 상기 제2 전도성 패턴, 제3 전도성 패턴 및 더미패턴은 미세 단선부를 포함할 수 있다.

상기 제1 전도성 패턴은 미세 단선부를 포함하고, 상기 미세 단선부의 폭은 15㎛ 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 기재 상에 구비되고, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 모두 상기 기재의 동일한 면에 구비될 수 있다.

상기 기재 상의 적어도 일면에는 고경도 하드 코팅층을 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기재 상의 어느 한 면에는 고경도 하드 코팅층이 구비되고, 상기 기재 상의 다른 한 면에는 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴이 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고경도 하드 코팅층 상에 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴이 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 고경도 하드 코팅층은, 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체를 포함하는 바인더용 단량체; 무기 미립자; 광 개시제; 및 유기 용매를 포함하고, 상기 바인더용 단량체, 상기 무기 미립자 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분에 대하여, 상기 고형분 : 상기 유기 용매의 중량비가 70 : 30 내지 99 : 1 인 하드코팅 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.

또한, 상기 고경도 하드 코팅층은, 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체를 포함하는 바인더용 단량체; 무기 미립자; 및 광 개시제를 포함하는 무용제(solvent-free) 형태의 하드 코팅 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.

상기 하드 코팅 조성물에 대한 구체적인 내용은 아래와 같다.

상기 아크릴레이트계란, 아크릴레이트 뿐만 아니라 메타크릴레이트, 또는 아크릴레이트나 메타크릴레이트에 치환기가 도입된 유도체를 모두 의미한다.

상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있다. 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 단독으로 또는 서로 다른 종류를 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더용 단량체는 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체를 더 포함할 수 있다.

상기 1 내지 2관능성 아크릴레이트계 단량체는, 예를 들어 하이드록시에틸아크릴레이트(HEA), 하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 헥산디올디아크릴레이트(HDDA), 또는 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(EGDA) 등을 들 수 있다. 상기 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체도 단독으로 또는 서로 다른 종류를 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더용 단량체는 상기 바인더용 단량체, 상기 무기 미립자 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여 약 35 ~ 약 85 중량부, 또는 약 45 ~ 약 80 중량부로 포함될 수 있다. 상기 바인더용 단량체가 상기 범위일 때 고경도를 나타내며 우수한 가공성으로 컬 또는 크랙 발생이 적은 하드코팅 필름을 형성할 수 있다.

또한, 상기 바인더용 단량체가 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체를 더 포함할 때, 상기 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체 및 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체의 함량비는 특별히 제한되지는 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체 및 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체가 약 1 : 99 내지 약 50 : 50, 또는 약 10 : 90 내지 약 50 : 50, 또는 약 20 : 80 내지 약 40 : 60의 중량비가 되도록 포함될 수 있다. 상기 중량비로 1 내지 2 관능성 아크릴레이트계 단량체 및 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체를 포함할 때, 컬 특성이나 내광성 등의 다른 물성의 저하 없이 고경도 및 유연성을 부여할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 바인더용 단량체는 광경화성 탄성 중합체를 더 포함할 수 있다.

본 명세서 전체에서 상기 광경화성 탄성 중합체란, 자외선 조사에 의해 가교 중합될 수 있는 관능기를 포함하며 탄성을 나타내는 고분자 물질을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체는 ASTM D638에 의해 측정하였을 때 약 15% 이상, 예를 들어 약 15 ~ 약 200%, 또는 약 20 ~ 약 200%, 또는 약 20 ~ 약 150%의 신율(elongation)을 가질 수 있다.

본 발명의 하드 코팅 조성물이 광경화성 탄성 중합체를 더 포함할 때, 상기 광경화성 탄성 중합체는 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체와 가교 중합되어 경화 후 하드 코팅층을 형성하며 형성되는 하드 코팅층에 유연성 및 내충격성을 부여할 수 있다.

상기 바인더용 단량체가 광경화성 탄성 중합체를 더 포함할 때, 상기 광경화성 탄성 중합체 및 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체의 함량비는 특별히 제한되지는 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체 및 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체가 약 5 : 95 내지 약 20 : 80의 중량비가 되도록 포함될 수 있다. 상기 중량비로 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체 및 광경화성 탄성 중합체를 포함할 때, 컬 특성이나 내광성 등의 다른 물성의 저하 없이 고경도 및 유연성을 부여하며, 특히 외부 충격에 의한 손상을 방지하여 우수한 내충격성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체는 중량 평균 분자량이 약 1,000 ~ 약 600,000 g/mol, 또는 약 10,000 ~ 약 600,000 g/mol 의 범위인 폴리머 또는 올리고머일 수 있다.

상기 광경화성 탄성 중합체는 예를 들어 폴리카프로락톤, 우레탄 아크릴레이트계 폴리머, 및 폴리로타세인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.

상기 광경화성 탄성 중합체로 사용할 수 있는 물질 중 폴리카프로락톤은 카프로락톤의 개환 중합에 의해 형성되며 유연성, 내충격성, 내구성 등의 물성이 우수하다.

상기 우레탄 아크릴레이트계 폴리머는 우레탄 결합을 포함하여 탄성 및 내구성이 우수한 특성을 가진다.

상기 폴리로타세인(polyrotaxane)은 덤벨 모양의 분자(dumbbell shaped molecule)과 고리형 화합물(macrocycle)이 구조적으로 끼워져 있는 화합물을 의미한다. 상기 덤벨 모양의 분자는 일정한 선형 분자 및 이러한 선형 분자의 양 말단에 배치된 봉쇄기를 포함하며, 상기 선형 분자가 상기 고리형 화합물의 내부를 관통하며, 상기 고리형 화합물이 상기 선형 분자를 따라서 이동할 수 있으며 상기 봉쇄기에 의하여 이탈이 방지된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 말단에 (메타)아크릴레이트계 화합물이 도입된 락톤계 화합물이 결합된 고리형 화합물; 상기 고리형 화합물을 관통하는 선형 분자; 및 상기 선형 분자의 양 말단에 배치되어 상기 고리형 화합물의 이탈을 방지하는 봉쇄기를 포함하는 로타세인 화합물을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 고리형 화합물은 상기 선형 분자를 관통 또는 둘러쌀 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 다른 중합체나 화합물과 반응할 수 있는 수산기, 아미노기, 카르복실기, 티올기 또는 알데히드기 등의 작용기를 포함할 수도 있다. 이러한 고리형 화합물의 구체적인 예로 α-사이클로덱스트린 및 β-사이클로덱스트린, ν-사이클로덱스트린 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.

또한, 상기 선형 분자로는 일정 이상의 분자량을 가지면 직쇄 형태를 갖는 화합물은 큰 제한 없이 사용할 수 있으나, 폴리알킬렌계 화합물 또는 폴리락톤계 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 8의 옥시알킬렌 반복단위를 포함하는 폴리옥시알킬렌계 화합물 또는 탄소수 3 내지 10의 락톤계 반복단위를 갖는 폴리락톤계 화합물을 사용할 수 있다.

한편, 상기 봉쇄기는 제조되는 로타세인 화합물의 특성에 따라서 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들어 디니트로페닐기, 시클로덱스트린기, 아마만탄기, 트리릴기, 플루오레세인기 및 피렌기로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

상기와 같은 폴리로타세인 화합물은 우수한 내찰상성을 가져 스크래치 또는 외부 손상이 발생한 경우 자기 치유 능력을 발휘할 수 있다.

본 발명의 하드코팅 조성물은 무기 미립자를 포함한다. 이때, 상기 무기 미립자는 상기 바인더용 단량체에 분산된 형태로 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 미립자로 입경이 나노 스케일인 무기 미립자, 예를 들어 입경이 약 100nm 이하, 또는 약 10 ~ 약 100nm, 또는 약 10 ~ 약 50nm의 나노 미립자를 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 미립자로는 예를 들어 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 또는 징크 옥사이드 입자 등을 사용할 수 있다.

상기 무기 미립자를 포함함으로써 하드코팅 필름의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 미립자는 상기 바인더용 단량체, 상기 무기 미립자 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여 약 10 ~ 약 60 중량부, 또는 약 20 ~ 약 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 무기 미립자를 상기 범위로 포함함으로써 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 무기 미립자 첨가에 따른 하드코팅 필름의 경도 향상 효과를 달성할 수 있다.

본 발명의 하드코팅 조성물은 광 개시제를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광 개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 개시제는 상기 바인더용 단량체, 상기 무기 미립자 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여 약 0.5 ~ 약 10 중량부, 또는 약 1 ~ 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광 개시제가 상기 범위에 있을 때 하드코팅 필름의 물성을 저하시키지 않으면서 충분한 가교 광중합을 달성할 수 있다.

한편, 본 발명의 하드코팅 조성물은 전술한 바인더용 단량체, 무기 미립자 및 광 개시제 외에도, 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 발명의 하드코팅 조성물의 물성을 저하시키기 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 상기 고형분 100중량부에 대하여, 약 0.1 ~ 약 10 중량부로 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 예를 들어 상기 하드 코팅 조성물은 첨가제로 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 이 때, 상기 계면활성제는 상기 가교 공중합체 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다.

또한, 상기 첨가제로 황변 방지제를 포함할 수 있으며, 상기 황변 방지제로는 벤조페논계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물 등을 들 수 있다.

본 발명의 하드코팅 조성물은 유기 용매를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하드코팅 조성물에서, 상기 유기 용매는 상기 바인더용 단량체, 상기 무기 미립자, 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분에 대하여, 고형분 : 유기 용매의 중량비가 약 70 : 30 내지 약 99 : 1 의 범위로 포함될 수 있다. 상기와 같이 본 발명의 하드코팅 조성물이 고형분을 높은 함량으로 포함함으로써, 고점도 조성물이 얻어지며 이에 따라 후막 코팅(thick coating)이 가능하게 하여 높은 두께, 예를 들어 50㎛ 이상의 하드 코팅층을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하드 코팅 조성물의 점도는 적절한 유동성 및 도포성을 갖는 범위이면 특별히 제한되지는 않으나 상대적으로 고형분 함량이 높아 고점도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 하드코팅 조성물은 25℃의 온도에서 약 100 ~ 약 1,200cps의 점도, 또는 약 100 ~ 약 1,200cps, 또는 약 150 ~ 약 1,200cps, 또는 약 300 ~ 약 1,200cps의 점도를 가질 수 있다.

상술한 성분들을 포함하는 본 발명의 용제 타입 또는 무용제 타입의 하드 코팅 조성물은 지지 기재에 도포 후 광경화시킴으로써 하드 코팅층을 형성할 수 있다.

이동통신 단말기나 태블릿 PC 등의 커버로 사용되기 위한 하드 코팅 필름에 있어서는 하드 코팅 필름의 경도를 유리를 대체할 수 있는 수준으로 향상시키는 것이 중요한데, 하드 코팅 필름의 경도를 향상시키기 위해서는 기본적으로 일정 두께 이상, 예를 들어 50㎛, 또는 70㎛, 또는 100㎛ 이상으로 하드 코팅층의 두께를 증가시켜야 한다. 그러나, 하드 코팅층의 두께가 증가함에 따라 경화 수축에 의한 컬 현상도 증가하여 부착력이 감소하고 하드 코팅 필름이 현상이 발생하기 쉽다. 이에, 지지 기재를 평탄화시키는 공정을 추가로 수행할 수 있으나, 이러한 평탄화 과정에서 하드 코팅층에 균열이 일어나므로 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 하드 코팅 조성물은 고경도의 하드 코팅층을 형성하기 위하여 지지 기재 상에 높은 두께로 도포 및 광경화하여도 컬이나 크랙 발생이 적으며, 고투명도 및 고경도를 갖는 하드 코팅층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 두께가 약 50㎛ 이상, 예를 들어 약 50 ~ 약 150㎛, 또는 약 70 ~ 약 100㎛의 두께를 갖는 하드 코팅층을 형성할 수 있다.

본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 하드 코팅층을 형성하는 경우, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 통상의 방법으로 형성할 수 있다.

예를 들어, 먼저 지지 기재의 일면에 본 발명에 따른 하드 코팅 조성물을 도포한다. 이 때, 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 또는 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등을 이용할 수 있다.

상기 하드 코팅 조성물을 도포한 후, 선택적으로 상기 하드 코팅 조성물의 도포면을 안정화하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 안정화 단계는, 예를 들면 상기 하드 코팅 조성물이 도포된 지지 기재를 일정한 온도에서 처리함으로써 수행할 수 있다. 이에 의해 도포면을 평탄화하고 상기 하드 코팅 조성물에 포함된 휘발성 성분을 휘발시킴으로써 도포면을 보다 안정화시킬 수 있다.

다음에, 도포된 하드코팅 조성물에 대해 자외선을 조사하여 광경화함으로써 하드 코팅층을 형성할 수 있다.

본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 지지 기재의 양면에 하드 코팅층을 형성하는 경우, 먼저 지지 기재의 일면에 제1 하드 코팅 조성물을 제1 도포 및 제1 광경화한 후, 지지 기재의 다른 면, 즉 배면에 다시 제2 하드 코팅 조성물을 제2 도포 및 제2 광경화하는 2 단계의 공정에 의해 형성할 수 있다.

상기 제2 광경화 단계에서는 자외선 조사가 제1 하드 코팅 조성물이 도포된 반대쪽에서 이루어지므로, 제1 광경화 단계에서 경화 수축에 의해 발생한 컬을 반대 방향으로 상쇄하여 평탄한 하드 코팅 필름을 수득할 수 있다. 따라서, 추가적인 평탄화 과정이 불필요하다.

본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드 코팅층을 포함하는 필름은, 50℃ 이상의 온도 및 80% 이상의 습도에서 70시간 이상 노출시킨 후 평면에 위치시켰을 때, 상기 필름의 각 모서리 또는 일 변이 평면에서 이격되는 거리의 최대값이 약 1.0mm 이하, 또는 약 0.6mm 이하, 또는 약 0.3mm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로는, 50 ~ 90℃의 온도 및 80 ~ 90%의 습도에서 70 ~ 100시간 노출시킨 후 평면에 위치시켰을 때, 상기 필름의 각 모서리 또는 일 변이 평면에서 이격되는 거리의 최대값이 약 1.0mm 이하, 또는 약 0.6mm 이하, 또는 약 0.3mm 이하일 수 있다.

본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드 코팅층을 포함하는 필름은 우수한 고경도, 내찰상성, 고투명도, 내구성, 내광성, 광투과율 등을 나타내어 다양한 분야에 유용하게 이용될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 하드 코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드 코팅층을 포함하는 필름은, 1kg 하중에서의 연필 경도가 7H 이상, 또는 8H 이상, 또는 9H 이상일 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 고경도 하드 코팅층은 기재의 어느 한 면에만 구비될 수 있고, 기재의 양면에 모두 구비될 수도 있다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴은 각각 독립적으로 전도성 금속선으로 이루어진 패턴을 포함할 수 있다. 상기 전도성 금속선으로 이루어진 패턴은 직선, 곡선, 또는 직선이나 곡선으로 이루어진 폐곡선을 포함할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 전도성 패턴은 규칙적 패턴일 수도 있고, 불규칙적인 패턴일 수도 있다.

상기 규칙적인 패턴으로는 메쉬 패턴 등 당 기술분야의 패턴 형태가 사용될 수 있다. 상기 메쉬 패턴은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 중 하나 이상의 형태를 포함하는 규칙적인 다각형 패턴을 포함할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴은 규칙적 패턴이고, 전도성 패턴을 구성하는 선들 중 임의의 복수의 선이 교차하여 형성되는 교차점을 포함하며, 이 때 이러한 교차점의 수는 3.5cm × 3.5cm 면적에서 3,000 ~ 122,500개 일 수 있고, 13,611 ~ 30,625개 일 수 있으며, 19,600 ~ 30,625개 일 수 있다. 또한, 본 출원에 따르면, 디스플레이에 장착시 4,000 ~ 123,000개인 경우가 디스플레이의 광학특성을 크게 해치지 않는 광특성을 나타냄을 확인하였다.

또한, 본 출원에 따르면, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴은 불규칙적 패턴이고, 전도성 패턴을 구성하는 선들 중 임의의 복수의 선이 교차하여 형성되는 교차점을 포함하며, 이 때 이러한 교차점의 수는 3.5cm × 3.5cm 면적에서 6,000 ~ 245,000개 일 수 있고, 3,000 ~ 122,500개 일 수 있고, 13,611 ~ 30,625개 일 수 있으며, 19,600 ~ 30,625개 일 수 있다. 또한, 본 출원에 따르면, 디스플레이에 장착시 4,000 ~ 123,000개인 경우가 디스플레이의 광학특성을 크게 해치지 않는 광특성을 나타냄을 확인하였다.

상기 제1 내지 제3 전도성 패턴의 피치는 600㎛ 이하일 수 있고, 250㎛ 이하일 수 있으나, 이는 당업자가 원하는 투과도 및 전도도에 따라 조정할 수 있다.

본 출원에서 사용되는 제1 내지 제3 전도성 패턴은 비저항 1 × 10⁶ 옴·cm 내지 30 × 10⁶ 옴·cm의 물질이 적절하며, 7 × 10⁶ 옴·cm 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴은 불규칙적인 패턴일 수 있다.

상기 불규칙적인 패턴은 연속하여 연결된 폐쇄도형들의 테두리 구조를 포함하며, 상기 불규칙적인 임의의 단위면적(1cm × 1cm) 내에서 동일한 형태의 폐쇄도형이 존재하지 않고, 상기 폐쇄도형들의 꼭지점 개수는, 상기 폐쇄도형들과 동일한 개수의 사각형들의 꼭지점 개수와 상이할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폐쇄도형들의 꼭지점 개수는, 상기 폐쇄도형들과 동일한 개수의 사각형들의 꼭지점 개수와 비교하였을 때 더 많을 수 있고, 1.9 ~ 2.1배 더 많을 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 폐쇄도형들은 서로 연속하여 연결된 것으로서, 예컨대 상기 폐쇄도형들이 다각형인 경우에는 서로 이웃하는 폐쇄도형들이 적어도 하나의 변을 공유하는 형태일 수 있다.

상기 불규칙적인 패턴은 연속하여 연결된 폐쇄도형들의 테두리 구조를 포함하며, 상기 불규칙적인 패턴은 임의의 단위면적(1cm × 1cm) 내에서 동일한 형태의 폐쇄도형이 존재하지 않고, 상기 폐쇄도형들의 꼭지점 개수는, 상기 폐쇄도형들 각각의 무게중심들간의 최단거리를 연결하여 형성한 다각형의 꼭지점의 개수와 상이할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폐쇄도형들의 꼭지점 개수는, 상기 폐쇄도형들 각각의 무게중심들간의 최단거리를 연결하여 형성한 다각형의 꼭지점의 개수와 비교하였을 때 더 많을 수 있고, 1.9 ~ 2.1배 더 많을 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 불규칙적인 패턴은 연속하여 연결된 폐쇄도형들의 테두리 구조를 포함하며, 상기 불규칙적인 패턴은 임의의 단위면적(1cm × 1cm) 내에서 동일한 형태의 폐쇄도형이 존재하지 않고, 상기 폐쇄도형들은 하기 수학식 1의 값이 50 이상일 수 있다.

[수학식 1]

(꼭지점간의 거리의 표준편차 / 꼭지점간 거리의 평균) × 100

상기 수학식 1의 값은 전도성 패턴의 단위면적 내에서 계산될 수 있다. 상기 단위면적은 전도성 패턴이 형성되는 면적일 수 있고, 예컨대 3.5cm × 3.5cm 등일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 출원에 있어서, 상기 꼭지점은 전도성 패턴의 폐쇄도형들의 테두리를 구성하는 선들이 서로 교차하는 점을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

상기 불규칙적인 패턴은, 규칙적으로 배열된 단위 유닛셀 내에 각각 임의의 점들을 배치한 후, 각각의 점들이 다른 점들로부터의 거리에 비하여 가장 가까운 점과 연결되어 이루어진 폐쇄도형들의 테두리 구조의 형태일 수 있다.

이 때, 상기 규칙적으로 배열된 단위 유닛셀 내에 임의의 점들을 배치하는 방식에 불규칙도를 도입하는 경우에 상기 불규칙적인 패턴이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 불규칙도를 0으로 부여하는 경우에는 단위 유닛셀이 정사각형이면 전도성 패턴이 정사각형 메쉬 구조가 형성되고, 단위 유닛셀이 정육각형이면 전도성 패턴이 벌집(honeycomb) 구조가 형성되게 된다. 즉, 상기 불규칙적인 패턴은 상기 불규칙도가 0이 아닌 패턴을 의미한다.

본 출원에 따른 불규칙 패턴 형태의 전도성 패턴에 의하여, 패턴을 이루는 선의 쏠림현상 등을 억제할 수 있고, 디스플레이로부터 균일한 투과율을 얻게 해줌과 동시에 단위면적에 대한 선밀도를 동일하게 유지시켜 줄 수 있으며, 균일한 전도도를 확보할 수 있게 된다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴의 재료는 전도도가 우수하고, 식각(etching)이 용이한 재료일수록 바람직하다.

본 출원에서는 전반사율이 70 ~ 80% 이상인 재료를 이용하는 경우에도, 전반사율을 낮추고, 전도성 패턴의 시인성을 낮추며, 콘트라스트 특성을 유지 또는 향상시킬 수 있다.

상기 제1 내지 제3 전도성 패턴의 재료의 구체적인 예로는 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디윰, 몰리브덴, 니켈 또는 이들의 합금을 포함하는 단일막 또는 다층막이 바람직하다. 여기서, 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01 ~ 10㎛인 것이 전도성 패턴의 전도도 및 형성 공정의 경제성 측면에서 바람직하다.

본 출원에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴은 선폭이 10㎛ 이하일 수 있고, 7㎛ 이하일 수 있고, 5㎛ 이하일 수 있으며, 4㎛ 이하일 수 있고, 2㎛ 이하일 수 있으며, 0.1㎛ 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 전도성 패턴은 선폭이 0.1 ~ 1㎛, 1 ~ 2㎛, 2 ~ 4㎛, 4 ~ 5㎛, 5 ~ 7㎛ 등일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 10㎛ 이하 및 두께는 10㎛ 이하일 수 있고, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 7㎛ 이하 및 두께는 1㎛ 이하일 수 있으며, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 5㎛ 이하 및 두께는 0.5㎛ 이하일 수 있다.

보다 구체적으로, 본 출원에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 10㎛ 이하이고, 상기 제1 전도성 패턴은 3.5cm × 3.5cm의 면적 내에서 폐쇄도형들의 꼭지점의 수가 6,000 ~ 245,000개일 수 있다. 또한, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 7㎛ 이하이고, 상기 전도성 패턴은 3.5cm × 3.5cm의 면적 내에서 폐쇄도형들의 꼭지점의 수가 7,000 ~ 62,000개일 수 있다. 또한, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭은 5㎛ 이하이고, 상기 제1 전도성 패턴은 3.5cm × 3.5cm의 면적 내에서 폐쇄도형들의 꼭지점의 수가 15,000 ~ 62,000개일 수 있다.

상기 제1 전도성 패턴의 개구율, 즉 패턴에 의하여 덮여지지 않는 면적 비율은 70% 이상일 수 있고, 85% 이상일 수 있으며, 95% 이상일 수 있다. 또한, 상기 제1 전도성 패턴의 개구율은 90 내지 99.9% 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제1 전도성 패턴의 1mm × 1mm의 임의의 영역에서, 상기 제1 전도성 패턴의 개구율이 서로 상이한 영역을 적어도 1 이상 포함하고, 상기 개구율의 차이는 0.1 ~ 5%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제2 및 제3 전도성 패턴의 선폭은 150㎛ 이하일 수 있고, 100㎛ 이하일 수 있으며, 50㎛ 이하일 수 있고, 30㎛ 이하일 수 있으며, 10㎛ 이하일 수 있고, 0.1㎛ 이상일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 출원에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴 및 더미패턴의 적어도 일부는 상기 제1 전도성 패턴과 선폭이 상이할 수 있다. 이 때, 상기 제2 전도성 패턴 및 더미패턴의 적어도 일부와 상기 제1 전도성 패턴의 선폭의 차이는 5 ~ 100㎛일 수 있고, 5 ~ 30㎛일 수 있으며, 5 ~ 15㎛일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일부는 상기 제1 전도성 패턴과 선폭이 상이할 수 있다. 이 때, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일부와 상기 제1 전도성 패턴의 선폭의 차이는 5 ~ 500㎛일 수 있고, 5 ~ 100㎛일 수 있으며, 5 ~ 15㎛일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 전도성 패턴, 더미패턴 및 제3 전도성 패턴의 개구율, 즉 패턴에 의하여 덮여지지 않는 면적 비율은 각각 독립적으로 30% 이하일 수 있고, 25% 이하일 수 있으며, 5% 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 전도성 패턴, 더미패턴 및 제3 전도성 패턴의 개구율을 각각 독립적으로 0.1 내지 10% 일 수 있으나, 반드시 0을 초과해야 하는 것을 특징으로 한다. 이는 데코레이션부의 제3 전도성 패턴과 라우터부 및 패드부의 제2 전도성 패턴을 하나의 공간 내 일치시킴으로 인한 필수적인 부분으로 기존의 발명과 명확히 차별화 되는 부분이라 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제2 패드부는 FPCB 연결영역을 추가로 포함할 수 있고, 상기 FPCB 연결영역의 개구율은 0일 수 있다. 상기 FPCB 연결영역은 스크린 인쇄법에 의하여 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제2 패드부와 연성인쇄회로기판부 사이에 전도성층을 추가로 포함할 수 있다.

이외에 근래의 단일층을 이용한 1-Layer Sensor 구조에 따르면, 기존의 1-Layer 구조와는 달리 화면부 내에 배선에 해당되는 영역의 도입이 가능하다. 즉, 이 경우를 본 발명과 접목하는 경우에 있어서는 화면부 내에 임의의 1mm × 1mm의 영역에 있어서 개구율을 관찰하였을 때 개구율의 차이가 0.1% 이상 차이를 나타내는 영역이 적어도 1구간 이상 존재하여야 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 현상은 1-Layer 구조를 단일층 내에 형성하기 위해서는 단선영역 및 전기적으로 연결되지 않은 고립된 전도체 영역이 반드시 포함되어야 하며, 이는 화면부에 모든 전기적인 회로를 패턴의 단선을 통하여 구현하기 때문이다. 이러한 패턴의 단선에 있어서, 본 발명에서는 단선의 폭이 15㎛ 이하, 바람직하게는 12㎛ 이하인 경우가 단선을 사람의 눈으로 인지하는데 있어서 가장 유리하다는 점을 발견하였다.

본 발명에서는 1-Layer 구조를 통하여 패턴을 형성하는 경우에 있어서는 화면부 내에 배선 영역(터치가 되지 않으면서 터치 감지 구역과 제2 패드부를 연결하는 영역)이 도입 되는 경우가 존재하며, 이러한 영역은 제1 전도성 패턴 영역을 전기적으로 단선을 통하여 만들어야 하므로, 단선된 영역을 이어서 만들어진 배선 영역의 폭을 D라 할 때 선폭 W를 지니는 선 혹은 그 선의 연장선상으로 둘러 쌓여진 도형의 면적을 A라 하고 특성길이 L을 L = (A)^1/2로 정의하면, (L)^1/2 ≤ D 를 만족함과 동시에, 0.85 ≤ (L-X)²/L² ≤ 0.995 인 경우가 전기적인 패턴 설계에 있어서 가장 유리한 경우임을 확인하였다.

즉, 본 발명에 있어서, 상기 화면부는 배선 영역을 추가로 포함하고, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭과 상기 배선 영역의 폭은 하기 수학식 3의 관계를 만족할 수 있다.

[수학식 3]

0.85 ≤ (D²-X)²/D ≤ 0.995

상기 수학식 3에서,

X는 제1 전도성 패턴의 선폭(㎛) 이고, D는 배선 영역의 폭(㎛) 이다.

또한, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭과 상기 배선 영역의 폭은 하기 수학식 4의 관계를 만족할 수 있다.

[수학식 4]

0.9 ≤ (D²-X)²/D ≤ 0.99

상기 수학식 4에서,

본 출원에서는 제1 내지 제3 전도성 패턴을 형성하기 위하여, 인쇄법을 이용함으로써 투명 기재 상에 선폭이 얇으며 정밀한 제1 내지 제3 전도성 패턴을 형성할 수 있다. 상기 인쇄법은 전도성 패턴 재료를 포함하는 페이스트 혹은 잉크를 목적하는 패턴 형태로 투명 기재 상에 전사한 후 소성하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 인쇄법으로는 특별히 한정되지 않으며, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소　인쇄, 잉크젯　인쇄, 나노 임프린트 등의 인쇄법이 사용될 수 있으며, 이들 중 １종 이상의 복합방법이 사용될 수도 있다. 상기 인쇄법은 롤 대 롤(roll to roll) 방법, 롤 대 평판(roll to plate), 평판 대 롤(plate to roll) 또는 평판 대 평판(plate to plate) 방법을 사용할 수 있다.

본 출원에서는 정밀한 전도성 패턴을 구현하기 위해서 리버스 오프셋 인쇄법을 응용하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 출원에서는 블랭킷이라 부르는 실리콘계 고무 위에 에칭시 레지스트 역할을 수행할 수 있는 잉크를 전면적에 걸쳐 코팅한 후 이를 1차 클리쉐라 부르는 패턴이 새겨져 있는 요판을 통하여 필요 없는 부분을 제거하고 2차로 블랭킷에 남아 있는 인쇄 패턴을 메탈 등이 증착되어 있는 필름 혹은 유리와 같은 기재에 전사한 후 이를 소성 및 에칭공정을 거쳐 원하는 패턴을 형성하는 방법을 수행할 수 있다. 이러한 방법을 이용하는 경우 메탈 증착된 기재를 이용함에 따라 전 영역에서의 선고의 균일성이 확보됨에 따라 두께 방향의 저항을 균일하게 유지할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 이외에도 본 출원에서는 앞서 구술한 리버스 오프셋 프린팅 방법을 이용하여 Ag 잉크와 같은 전도성 잉크를 직접 인쇄한 후 소성함으로써 원하는 패턴을 형성하는 직접 인쇄방식을 포함할 수 있다. 이 때 패턴의 선고는 누르는 인압에 의하여 평탄화 되며, 전도도의 부여는 Ag 나노 입자의 상호 표면융착으로 인한 연결을 목적으로 하는 열소성 공정이나 혹은 마이크로웨이브 소성 공정 / 레이저 부분 소성 공정 등으로 부여할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 더미패턴은 전술한 전도성 패턴과 동일한 재료 및 동일한 제조방법으로 형성할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 화면부는 제1 전도성 패턴을 포함하고, 상기 제1 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제1 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 추가로 포함할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 터치스크린은 상기 제2 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제2 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 추가로 포함할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 터치스크린은 상기 더미패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 더미패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 추가로 포함할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 데코레이션부는 제3 전도성 패턴을 포함하고, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 포함할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 화면부의 암색화 패턴이 가시되는 일면에 점광원으로부터 나온 빛을 조사하여 얻은 반사형 회절 이미지의 반사형 회절 강도가, 상기 전도성 패턴이 Al로 이루어지고 암색화 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 터치스크린에 비하여 60% 이상 감소된 것일 수 있다. 여기서, 상기 반사형 회절 강도가, 상기 전도성 패턴이 Al로 이루어지고 암색화 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 터치스크린에 비하여 60% 이상 감소된 것일 수 있고, 70% 이상 감소된 것일 수 있으며, 80% 이상 감소된 것일 수 있다. 예컨대, 60 ~ 70% 감소된 것일 수 있고, 70 ~ 80% 감소된 것일 수 있으며, 80 ~ 85% 감소된 것일 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 화면부의 암색화 패턴이 가시되는 일면에 주변광(Ambient light)을 가정한 전반사도 측정장비를 이용하여 측정한 전반사율(全反射率, total reflectance)이, 상기 전도성 패턴이 Al로 이루어지고 암색화 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 터치스크린에 비하여 20% 이상 감소된 것일 수 있다. 여기서, 상기 전반사율이, 상기 전도성 패턴이 Al로 이루어지고 암색화 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 터치스크린에 비하여 20% 이상 감소된 것일 수 있고, 25% 이상 감소된 것일 수 있으며, 30% 이상 감소된 것일 수 있다. 예컨대, 25 ~ 50% 감소된 것일 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 화면부의 암색화 패턴은 제1 전도성 패턴의 상면 및 하면에 구비될 수 있고, 제1 전도성 패턴의 상면 및 하면뿐만 아니라 측면의 적어도 일부분에 구비될 수 있으며, 제1 전도성 패턴의 상면, 하면 및 측면 전체에 구비될 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 화면부의 암색화 패턴은 제1 전도성 패턴의 전면(全面)에 구비됨으로서 상기 제1 전도성 패턴의 높은 반사도에 따른 시인성을 감소시킬 수 있다. 이 때, 상기 암색화 패턴은 전도층과 같은 높은 반사도를 지니는 층과 결합시 특정 두께조건하에서 소멸간섭 및 자체적인 흡광성을 가지기 때문에 암색화 패턴에 의하여 반사되는 빛과 암색화 패턴을 거쳐서 제1 전도성 패턴에 의하여 반사되는 빛의 양을 서로 유사하게 맞춰줌과 동시에 아울러 특정 두께조건에서 두 빛간의 상호 소멸간섭을 유도해 줌으로써 제1 전도성 패턴에 의한 반사도를 낮춰 주는 효과를 나타내게 된다.

이 때, 본 출원에 따른 화면부의 암색화 패턴이 보이는 면에서 측정한, 암색화 패턴과 전도성 패턴으로 이루어진 패턴 영역의 색상범위는, CIE LAB 색좌표를 기준으로 L 값이 20 이하, A 값은 -10 ~ 10, B 값은 -70 ~ 70 일 수 있고, L 값이 10 이하, A 값은 -5 ~ 5, B 값은 0 ~ 35 일 수 있으며, L 값이 5 이하, A 값은 -2 ~ 2, B 값은 0 ~ 15 일 수 있다.

또한, 본 출원에 따른 화면부의 암색화 패턴이 보이는 면에서 측정한, 암색화 패턴과 제1 전도성 패턴으로 이루어진 패턴 영역의 전반사율은 외부광 550nm를 기준으로 할 때, 17% 이하일 수 있고, 10% 이하일 수 있으며, 5% 이하일 수 있다.

여기서 전반사율(全反射率, total reflectance)이란, 확산반사율(diffuse reflectance) 및 거울반사율(specular reflectance)을 모두 고려한 반사율을 의미한다. 상기 전반사율은, 반사율을 측정하고자 하는 면의 반대면을 블랙 페이스트(Black paste) 또는 테이프(tape) 등을 이용하여 반사율을 0으로 만든 후 측정하고자 하는 면의 반사도만을 측정하여 관찰한 값으로, 이 때 들어오는 광원은 주변광(ambient light) 조건과 가장 유사한 디퓨즈(diffuse) 광원을 도입하였다. 또한, 이 때 반사율을 측정하는 측정 위치는 적분구 반원의 수직선에서 약 7도 기울어진 위치를 기본으로 하였다.

본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴은 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴과 동시에 또는 별도로 패턴화될 수는 있으나, 각각의 패턴을 형성하기 위한 층은 별도로 형성된다. 그러나, 전도성 패턴과 암색화 패턴이 정확히 대응되는 면에 존재하기 위해서는 전도성 패턴과 암색화 패턴을 동시에 형성하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 패턴을 형성함으로써 암색화 패턴 자체의 효과를 최적화 및 최대화하면서, 터치스크린에 요구되는 미세한 전도성 패턴을 구현할 수 있다. 터치스크린에 있어서, 미세한 전도성 패턴을 구현하지 못하는 경우, 저항 등 터치스크린에 요구되는 물성을 달성할 수 없다.

본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴과 상기 제1 전도성 패턴은 별도의 패턴층이 적층 구조를 이루는 점에서, 흡광 물질의 적어도 일부가 전도성 패턴 내에 함몰 또는 분산되어 있는 구조나 단일층의 도전층이 표면처리에 의하여 표면측 일부가 물리적 또는 화학적 변형이 이루어진 구조와는 차별된다.

또한, 본 출원에 따른 터치스크린에 있어서, 상기 암색화 패턴은 접착층 또는 점착층을 개재하지 않고, 직접 상기 기재 상에 또는 직접 상기 제1 전도성 패턴 상에 구비된다. 접착층 또는 점착층은 내구성이나 광학 물성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 터치스크린에 포함되는 적층체는 접착층 또는 점착층을 이용하는 경우와 비교할 때 제조방법이 전혀 상이하다. 더욱이, 접착층이나 점착층을 이용하는 경우에 비하여, 본 출원에서는 기재 또는 제1 전도성 패턴과 암색화 패턴의 계면 특성이 우수하다.

본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴의 두께는 전술한 물리적 성질인 소멸간섭 특성과 흡수계수 특성을 지닌다면 빛의 파장을 λ라 하고, 암색화 패턴의 굴절률을 n으로 정의할 때, λ / (4 × n) = N (여기서 N은 홀수)의 두께조건을 만족하면 어떠한 두께든 무관하다. 다만 제조공정 중 전도성 패턴과의 식각(etching) 특성을 고려하는 경우 10nm 내지 400nm 사이에서 선택하는 것이 바람직하지만, 사용하는 재료 및 제조 공정에 따라 바람직한 두께는 상이할 수 있으며, 본 출원의 범위가 상기 수치범위에 의하여 한정되는 것은 아니다.

상기 암색화 패턴은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수도 있다.

상기 암색화 패턴은 무채색(無彩色) 계열의 색상에 가까운 것이 바람직하다. 다만, 반드시 무채색일 필요는 없으며, 색상을 지니고 있더라도 낮은 반사도를 지니는 경우라면 도입 가능하다. 이 때, 무채색 계열의 색상이라 함은 물체의 표면에 입사(入射)하는 빛이 선택 흡수되지 않고 각 성분의 파장(波長)에 대해 골고루 반사 흡수될 때에 나타나는 색을 의미한다. 본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴은 가시광 영역(400nm ~ 800nm)에 있어서 전반사율 측정시 각 파장대별 전반사율의 표준편차가 50% 내인 재료를 사용할 수 있다.

상기 암색화 패턴의 재료로는 흡광성 재료로서, 바람직하게는 전면층을 형성했을 때 전술한 물리적 특성을 지니는 금속, 금속산화물, 금속 질화물 또는 금속 산질화물로 이루어진 재료라면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다.

예컨대, 상기 암색화 패턴은 Ni, Mo, Ti, Cr 등을 이용하여 당업자가 설정한 증착 조건 등에 의하여 산화물막, 질화물막, 산화물-질화물막, 탄화물막, 금속막 또는 이들의 조합일 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 암색화 패턴은 Ni 및 Mo를 동시에 포함할 수 있다. 상기 암색화 패턴은 Ni 50 ~ 98 원자% 및 Mo 2 ~ 50 원자%를 포함할 수 있으며, 그 외 금속, 예컨대 Fe, Ta, Ti 등의 원자를 0.01 ~ 10 원자%를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 암색화 패턴은, 필요한 경우, 질소 0.01 ~ 30 원자% 또는 산소 및 탄소 4 원자% 이하를 더 포함할 수도 있다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화 패턴은 SiO, SiO₂, MgF₂ 및 SiNx(x는 1 이상의 정수)에서 선택되는 유전성 물질 및 Fe, Co, Ti, V, Al, Cu, Au 및 Ag 중에서 선택되는 금속을 포함할 수 있으며, Fe, Co, Ti, V, Al, Cu, Au 및 Ag 중에서 선택되는 2원 이상의 금속의 합금을 더 포함할 수 있다. 상기 유전성 물질은 외부광이 입사되는 방향으로부터 멀어질수록 점차적으로 감소되도록 분포되어 있고, 상기 금속 및 합금 성분은 그 반대로 분포되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 유전성 물질의 함량은 20 ~ 50 중량%, 상기 금속의 함량은 50 ~ 80 중량%인 것이 바람직하다. 상기 암색화 패턴이 합금을 더 포함하는 경우, 상기 암색화 패턴은 유전성 물질 10 ~ 30 중량%, 금속 50 ~ 80 중량% 및 합금 5 ~ 40 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화 패턴은 니켈과 바나듐의 합금, 니켈과 바나듐의 산화물, 질화물 또는 산질화물 중 어느 하나 이상을 포함하는 박막으로 이루어질 수 있다. 이 때, 바나듐은 26 ~ 52 원자%로 함유되는 것이 바람직하며, 니켈에 대한 바나듐의 원자비는 26/74 ~ 52/48인 것이 바람직하다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화 패턴은 2 이상의 원소를 갖고, 하나의 원소 조성비율이 외광이 입사하는 방향에 따라 100 옴스트롬당 최대 약 20%씩 증가하는 천이층을 포함할 수 있다. 이 때, 하나의 원소는 크롬, 텅스텐, 탄탈, 티탄, 철, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 금속원소일 수 있으며, 금속원소 이외의 원소는 산소, 질소 또는 탄소일 수 있다.

또 하나의 구체적인 예로서, 상기 암색화 패턴은 제1 산화크롬층, 금속층, 제2 산화크롬층 및 크롬 미러를 포함할 수 있으며, 이 때 크롬을 대신하여 텅스텐, 바나듐, 철, 크롬, 몰리브덴 및 니오븀 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 10 ~ 30nm의 두께, 상기 제1 산화크롬층은 35 ~ 41nm의 두께, 상기 제2 산화크롬층은 37 ~ 42nm의 두께를 가질 수 있다.

또 구체적인 하나의 예로서, 상기 암색화 패턴으로는 알루미나(Al₂O₃)층, 크롬 산화물(Cr₂O₃)층 및 크롬(Cr)층의 적층 구조를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 알루미나층은 반사 특성의 개선 및 광확산 방지특성을 갖고, 상기 크롬 산화물층은 경면 반사율을 감소시켜 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴은 상기 제1 내지 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된다. 여기서 전도성 패턴에 대응되는 영역이라 함은 상기 전도성 패턴과 동일한 형상의 패턴을 가지는 것을 의미한다. 다만, 암색화 패턴의 패턴 규모가 상기 전도성 패턴과 완전히 동일한 필요는 없으며, 암색화 패턴의 선폭이 전도성 패턴의 선폭에 비하여 좁거나 넓은 경우도 본 출원의 범위에 포함된다. 예컨대, 상기 암색화 패턴은 상기 전도성 패턴이 구비된 면적의 80% 내지 120%의 면적을 가지는 것이 바람직하다.

상기 암색화 패턴은 상기 전도성 패턴의 선폭과 동일하거나 큰 선폭을 갖는 패턴 형태를 가지는 것이 바람직하다.

상기 암색화 패턴이 상기 전도성 패턴의 선폭보다 더 큰 선폭을 갖는 패턴 형상을 갖는 경우, 사용자가 바라볼 때 암색화 패턴이 전도성 패턴을 가려주는 효과를 더 크게 부여할 수 있으므로, 전도성 패턴 자체의 광택이나 반사에 의한 효과를 효율적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 암색화 패턴의 선폭이 상기 전도성 패턴의 선폭과 동일하여도 본 출원에 목적하는 효과를 달성할 수 있다. 상기 암색화 패턴의 선폭은 전도성 패턴의 선폭보다 하기 수학식 2에 따른 값만큼 더 큰 폭을 지니는 것이 바람직하다.

[수학식 2]

Tcon × tangent Θ ₃ × 2

상기 수학식 2에 있어서,

Tcon는 전도성 패턴의 두께이고,

Θ ₃ 는 터치스크린의 사용자의 시각이 위치한 곳으로부터 입사한 광이 상기 전도성 패턴 및 상기 암색화 패턴의 모서리를 통과할 때, 광이 기재 표면에 대한 법선과 이루는 각이다.

Θ ₃ 는 터치스크린의 사용자의 시각과 기재가 이루는 각(Θ ₁ )이 기재의 굴절율 및 상기 암색화 패턴과 전도성 패턴이 배치된 영역의 매질, 예컨대 터치스크린의 점착제의 굴절율에 의하여 스넬의 법칙에 따라 변화된 각이다.

한 예로, 바라보는 사람이 Θ ₃ 의 값이 약 80도의 각을 이루도록 상기 적층체를 바라본다고 가정하고, 전도성 패턴의 두께가 약 200nm이라 가정하면, 암색화 패턴이 전도성 패턴 대비 선폭이 측면을 기준으로 할 때 약 2.24㎛(200nm × tan(80) × 2)만큼 큰 것이 바람직하다. 그러나, 앞서 기술한 바와 같이 암색화 패턴이 전도성 패턴과 동일한 선폭을 갖는 경우에도 본 출원에서 목적으로 하는 효과를 달성할 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 더미패턴 또는 제2 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되는 암색화 패턴에 대한 내용은, 전술한 제1 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되는 암색화 패턴에 대한 내용과 동일하다.

또한, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되는 암색화 패턴은, 전술한 제1 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되는 암색화 패턴의 재료를 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 터치스크린의 용도, 심미적인 효과를 나타내기 위하여 적절한 색상을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 출원에 있어서 특징적인 부분은 상기 제1 전도성 패턴과 제2 전도성 패턴이 연결된 영역에 있어서, FPCB 연결영역을 추가로 포함할 수 있고, 상기 FPCB 연결영역의 개구율은 0일 수 있다. 상기 FPCB 연결영역이 0 초과의 개구율을 갖는 경우에는, FPCB 본딩(bonding) 후 사용자가 바라보는 면에 FPCB의 Cu 동박이 비칠수 있기 때문이며, 아울러 이러한 부분을 예방하기 위하여 FPCB 연결영역 및 FPCB의 외곽과 대응되는 부분은 개구율이 0인 것이 바람직하다(하기 도 8 참조).

또한, 현재의 FPCB 본딩(bonding) 기술 중 ACF를 이용하여 본딩(Bonding)을 진행하는 경우에 있어서는 FPCB 연결영역에 대응하는 부분에는 추가의 스크린 인쇄를 진행할 수 있다. 이는 스크린 인쇄를 진행함으로써 FPCB 본딩(bonding)시 압흔에 의한 데코레이션부의 암색화 패턴의 손상을 최소화 할 수 있기 때문이다.

하기 도 9는 이러한 스크린 인쇄를 통한 데코레이션부의 암색화 패턴의 손상 최소화를 도식적으로 나타낸 것이다.

본 출원에 있어서, 상기 비화면부의 반사율은 50% 이하일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 출원에 있어서, 상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 제3 전도성 패턴에 있어 사용자가 바라보는 면에 구비될 수 있다.

또한, 상기 터치스크린은 사용자가 터치하는 윈도우를 추가로 포함하고, 상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 상기 윈도우의 사용자가 터치하는 면의 반대면에 직접 형성될 수 있다.

또한, 상기 터치스크린은 사용자가 터치하는 윈도우를 추가로 포함하고, 상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 상기 윈도우의 사용자가 터치하는 면의 반대면과 접하는 형태로 구비될 수 있다.

또한, 본 출원의 일구체예에 따르면, 터치스크린의 화면부, 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부의 전도성 패턴을 1회의 인쇄공정 혹은 포토 공정에 의하여 동시에 형성할 수 있다.

또한, 본 출원에 있어서, 제1 전도성 패턴 영역과 연결된 제2 전도성 패턴 영역을 제외한 나머지 영역에 있어, 안테나와 같은 추가의 전기적인 기능을 하는 영역을 추가로 구비할 수 있다.

Claims

화면부 및 비화면부를 포함하고,
상기 비화면부는 라우터부, 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit boards, FPCB)부, 상기 화면부와 라우터부를 연결하는 제1 패드부, 상기 라우터부와 연성인쇄회로기판부를 연결하는 제2 패드부, 및 데코레이션부를 포함하며,
상기 화면부는 제1 전도성 패턴을 포함하고,
상기 라우터부, 제1 패드부 및 제2 패드부는 각각 제2 전도성 패턴을 포함하며,
상기 데코레이션부는 제3 전도성 패턴, 및 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제3 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴 또는 컬러 패턴을 포함하고,
상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 각각 독립적으로 전도성 금속선으로 이루어진 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 라우터부, 제1 패드부, 제2 패드부 및 데코레이션부는 각각 독립적으로 더미패턴을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 서로 동일한 선고를 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴의 적어도 일부는 서로 연결되는 영역을 포함하고,
상기 연결되는 영역은 이음부가 없는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제2 전도성 패턴과 연결되는 어느 한 변에서부터, 이에 대향하는 타 변까지의 최단 거리 상에서의 선저항값은,
상기 제2 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 제1 전도성 패턴과 연결되는 어느 한 변으로부터 상기 제2 전도성 패턴이 연성인쇄회로기판부와 접하는 타 변까지의 선저항값보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 중 전기적으로 연결된 어느 하나의 영역에 있어서, 화면부의 어느 한 변과 이에 대향하는 타 변까지의 제1 전도성 패턴의 전기의 흐름 방향과 상기 제1 전도성 패턴의 전도성 라인의 각도가 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 서로 전기적으로 연결되지 않고,
상기 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 서로 전기적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴과 더미패턴은 서로 전기적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 1회의 인쇄공정에 의하여 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 9에 있어서, 상기 인쇄공정은 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing) 공정인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 기재 상에 구비되고,
상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 모두 상기 기재의 동일한 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 11에 있어서, 상기 기재 상의 적어도 일면에 고경도 하드 코팅층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 12에 있어서, 상기 기재 상의 어느 한 면에는 고경도 하드 코팅층이 구비되고, 상기 기재 상의 다른 한 면에는 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴이 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 12에 있어서, 상기 고경도 하드 코팅층 상에 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴이 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 미세 단선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 15에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴의 미세 단선부의 폭은 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴의 1mm × 1mm의 임의의 영역에서,
상기 제1 전도성 패턴의 개구율이 서로 상이한 영역을 적어도 1 이상 포함하고,
상기 개구율의 차이는 0.1 ~ 5%인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴 및 상기 제3 전도성 패턴의 개구율은 0 초과인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 패드부는 FPCB 연결영역을 추가로 포함하고,
상기 FPCB 연결영역의 개구율은 0인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 패드부와 연성인쇄회로기판부 사이에 전도성층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 화면부는 배선 영역을 추가로 포함하고,
상기 제1 전도성 패턴의 선폭과 상기 배선 영역의 폭은 하기 수학식 3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 터치스크린:
[수학식 3]
0.85 ≤ (D²-X)²/D ≤ 0.995
상기 수학식 3에서,
X는 제1 전도성 패턴의 선폭(㎛) 이고, D는 배선 영역의 폭(㎛) 이다.
청구항 21에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴의 선폭과 상기 배선 영역의 폭은 하기 수학식 4의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 터치스크린:
[수학식 4]
0.9 ≤ (D²-X)²/D ≤ 0.99
상기 수학식 4에서,
X는 제1 전도성 패턴의 선폭(㎛) 이고, D는 배선 영역의 폭(㎛) 이다.
청구항 2에 있어서, 상기 더미패턴은 전도성 금속선으로 이루어진 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 금속선으로 이루어진 패턴은 직선, 곡선, 또는 직선이나 곡선으로 이루어진 폐곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 금속선은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴, 제2 전도성 패턴 및 제3 전도성 패턴은 각각 독립적으로 규칙 또는 불규칙적인 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴의 적어도 일부는 상기 제1 전도성 패턴과 선폭이 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 27에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴의 적어도 일부와 상기 제1 전도성 패턴의 선폭의 차이는 5 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일부는 상기 제1 전도성 패턴과 선폭이 상이한 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 29에 있어서, 상기 제3 전도성 패턴의 적어도 일부와 상기 제1 전도성 패턴의 선폭의 차이는 5 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제1 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 전도성 패턴의 적어도 일면에 구비되고 상기 제2 전도성 패턴에 대응되는 영역에 구비된 암색화 패턴을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 비화면부의 반사율은 50% 이하인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 제3 전도성 패턴에 있어 사용자가 바라보는 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 터치스크린은 사용자가 터치하는 윈도우를 추가로 포함하고,
상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 상기 윈도우의 사용자가 터치하는 면의 반대면에 직접 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서, 상기 터치스크린은 사용자가 터치하는 윈도우를 추가로 포함하고,
상기 암색화 패턴 또는 컬러 패턴은 상기 윈도우의 사용자가 터치하는 면의 반대면과 접하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1 내지 36 중 어느 한 항의 터치스크린을 포함하는 디스플레이 장치.