KR101491080B1 - 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 프로텍터는 본 발명의 프로텍터를 지문인식 패드위에 부착하고 지문인식 패드(12)에 지문을 접촉시킨 상태를 예시한 요부 단면도로서, 패치는 프로텍터(20)의 표면과 나란하므로 지문이 고르게 패치 표면에 접촉될 수 있다.

Description

스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 및 그 제조방법{(TOUCH SCREEN PROTECTOR FOR SMART PHONE AND THE PROCESS THEREFOR}

본 발명은 스마트 폰의 터치스크린 패널 표면에 부착되어 충격으로부터 터치스크린 패널의 망실을 보호하고, 터치스크린에 구비된 지문스캐너 표면에 지문을 스캐닝할 때 지문 독출 오류를 방지하며, 지문 스캐닝시 스캐닝 정보의 비산을 방지할 수 있는 지문 인식기능을 갖춘 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

터치스크린은 사용자가 화면의 특정한 명령어 부분에 손이나 특수 장치를 갖다 대면 그 명령이 실행되도록 되어 있는 접촉식 디스플레이 장치로서, 채용사례는 스마트 폰으로 불리는 핸드폰에 적용된 사례에서 보다 쉽게 이해될 수 있다.

터치스크린은 스퍼터링 방식을 이용하여 제조되므로 고가의 모니터나 이와 유사한 디스플레이장치에서 주로 채용되고 있으나 최근에는 원가 비중이 높은 투명전극(ITO)을 사용하지 않은 일체형 터치스크린 패널이 사용되고 있다.

일체형 터치스크린 패널은 제품의 슬림화가 가능하며 가시광선 투과율을 높일 수 있는 장점이 있으나, 충격에 취약하여 파손시 많은 교체 비용이 소요되는 단점이 있다.

이와 같은 문제를 보완하기 위하여 일체형 터치스크린 패널을 강화유리 소재를 채택하고, 터치시 터치스크린 패널의 전기적 반응도의 신뢰성을 개선을 위해 터치스크린 패널 표면에 비산 방지용 필름(이하 '프로텍터'라 함)이 부착된다.

비산 방지용 필름(보호 필름이라 함)은 두께가 0.02 내지 0.06㎜로, 강화유리재 터치스크린 표면에 부착되어 손가락 터치 혹은 스크롤시 전기적 특성과 광학적 반응도를 유지하면서 터치스크린의 표면이 신체적 유분이나 미세먼지 또는 각종 오염요소나 스크래치로부터 터치스크린 패널표면을 보호할 수 있는 장점이 있으나, 보호필름은 유연함으로 인해 벗겨지기 쉽고, 특히 외부 충격으로부터 터치스크린 패널을 보호하기 어려운 단점이 있으며, 특히 보호필름의 점착층은 들뜸 현상 심하고, 시간이 경과하면 황변 현상이 발생되는 단점이 있다.

본 발명의 제1 목적은 지문 인식기능을 갖춘 스마트폰 터치스크린 패널 표면에 부착되어 터치스크린을 보호할 수 있는 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 스마트 폰의 지문 인식기에 지문을 스캐닝할 때 지문의 접지면이 지문인식기 패드에 균일하게 접촉되도록 함으로써 지문인식 오류를 방지할 수 있는 지문인식 기능을 갖춘 스마트 폰 터치스크린 패널 보호용 프로텍터를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 목적을 구현하기 위한 해결수단은,

터치스크린 표적에 상응하는 면적으로 제조된 글래스 비산 방지용 프로텍터과;

프로텍터의 하부면에 도포되는 점착층;

점착층을 보호하는 이형 필름;을 포함하고, 점착층은 무산(acid-free) 타입의 히드록실(hydroxyl) 함유 점착제로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 무산 타입의 히드록실 함유 점착제는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 광개시제 및 첨가제로 이루어질 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 비산 방지용 프로텍터 제조 방법은,

글래스 비산 방지용 프로텍터을 마련하는 단계;

상부면에 무산 타입 히드록실 함유 점착제로부터 점착층이 형성된 이형 필름을 마련하는 단계 및

상기 프로텍터의 하부면에 상기 이형 필름을 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 비산 방지용 프로텍터는 투명하고, 소정의 두께를 지니며, 표면 평활도가 매우 우수하고, 투명하며, 딱딱한 경질이다.

본 발명의 프로텍터는 터치스크린 패널에 배치되는 각종 입출력 장치(마이크, 카메라, 스피커, 기타)가 외부에 노출되도록 절취공이 마련될 수 있고, 절취공내에 프로텍터와 동일 재질이고 동일 두께로 제조된 패치(patct)를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 지문 인식기능을 갖춘 터치스크린 프로텍터는 무산 타입 히드록실 함유 점착제를 이용함으로써, 터치스크린 패널의 ITO면의 저항변화를 최소화할 수 있으며, 아울러 보호필름과 같은 들뜸 현상, 황변 현상을 예방할 수 있어, 우수한 전기적 특성 및 광학적 특성을 갖는 프로텍터를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 비산 방지용 프로텍터는 두께가 1mm 내지 3mm로 비교적 두꺼워 터치스크린을 충격으로부터 더욱 안전하게 보호할 수 있고, 특히 사용자 인증을 위해 지문인식기 표면에 지문을 접촉시킬 때 지문이 접지면이 들뜨지 않고 전체가 고르게 밀착되게 함으로 지문 인식센서가 지문 정보를 에러없이 정확히 독출할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 터치스크린와 프로텍터 표면사이가 들뜸 현상 없이 부착됨으로 스크린 터치 혹은 스크롤시 정확한 전기적 반응에 의해 오동작이 발생되지 않는 효과가 있다.

도 1은 터치스크린 패널에 지문인식기능을 갖춘 스마트 폰 사시도,
도 2는도 1에 도시된 스마트 폰의 지문스케닝을 예시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터를 스마트 폰에 부착한 상태를 예시한 분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 터치스크린 프로텍터가 부착된 스마트 폰에 지문을 접촉한 상태를 예시한 스마트 폰의 요부 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 지문 인식기능을 갖춘 터치스크린 프로텍터 및 그 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명에 따른 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터 사시도로서 비산 방지용 프로텍터(20)은 저면에 점착층(23) 이 도포되고 점착층(23)에 이형 필름(30)이 부착되어 이물질이 오염되는 것을 방지하고 점착력이 유지되도록 보호한다.

프로텍터(20)는 터치스크린 패널(Touch Screen Panel 도 1 및 도 2 도면부호 11 참조)의 강화유리와 같은 글래스의 비산을 방지할 수 있도록 강도가 우수하고, 아울러 광학적 특성을 저해하지 않도록 가시광선 투과율이 85~91% 이상으로 투명성이 우수한 소재가 채용된다.

프로텍터(20)의 소재로서는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyethersulfone), PC(Poly carbonate), PP(poly propylene) 등이 1종 또는 2종 이상 포함된 필름을 제시할 수 있으며, 보다 바람직하게는 광학용 PET 필름을 제시할 수 있다.

점착층(23)은 피착면인 터치스크린 패널의 Indium Tin Oxide(이하 'ITO'라 함)면 등에 부착을 위하여 형성되며, 프로텍터(20)의 저면에 형성되어 있다.

이러한 점착층(23)은 프로텍터(20)의 하부면에 직접 코팅되어 형성될 수 있다. 또한 점착층(23)은 이형 필름(30)의 상부면에 미리 코팅된 후 프로텍터(20)의 하부면에 이형 필름(30)을 합지함으로써 형성될 수 있다.

본 발명에서는 점착층(23)의 형성을 위하여, 무산(acid-free) 타입의 히드록실(hydroxyl) 함유 점착제를 이용한다.

일반적인 비산 방지용 보호필름의 경우, 점착력의 향상을 위하여, 산(acid) 성분을 가미하여 비산 방지 기능을 높였으나, 이 경우 산 성분이 터치스크린 패널의 ITO 전극 등에 영향을 미쳐 전기적 특성을 열화시키고, 들뜸현상 등이 발생하여 광학적 특성을 저해하였다.

그러나, 본 발명에서는 무산 타입의 히드록실 함유 점착제를 이용하여 점착층( 120)을 형성한 결과, 상기와 같은 광학적, 전기적 특성 저하를 방지할 수 있었다.

이러한, 무산 타입의 히드록실 함유 점착제는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA) 및 광개시제를 포함할 수 있다. 이때, 점착제는 2-EHA와 HEA 100 중량부에 대하여, 광개시제가 0.1~10 중량부, 그리고 첨가제가 10~20 중량부로 첨가되어 있는 것이 바람직하다.

2-EHA와 HEA는 아크릴레이트계 관능기를 가지며, 무산 타입의 점착제를 구성하는 주요 성분이다. 이 중 2-EHA는 접착력 부여가 주요 기능이고, HEA는 점착제의 고온/고습 하에서 응집력 부여가 주요 기능이다. 이들 2-EHA와 HEA는 접착 강도와 응집력 등을 고려할 때 대략 0.2:9.8 ~ 9.8:0.2 정도의 중량비로 혼합 사용할 수 있다.

광개시제는 벤조페논 등 공지의 광개시제를 제한없이 이용할 수 있다. 광개시제는 2-EHA와 HEA 합산 100 중량부에 대하여 0.1~5중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 광개시제 함량이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 경화 반응이 지연될 수 있다. 광개시제가 5 중량부를 초과하면 미반응 광개시제가 불순물로 잔류할 수 있다.

첨가제는 점착제 물성 향상을 위하여 포함된다. 이러한 첨가제는 그 목적에 따라서 경화 촉진제, 가소제, 분산제, 계면활성제, 대전 방지제, 소포제, 레벨링제 등이 이용될 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2종 이상 혼용할 수 있다. 첨가제는 2-EHA와 HEA 합산 100 중량부에 대하여, 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 충분한 물성 향상을 위하여, 첨가제의 함량은 2-EHA와 HEA 합산 100 중량부 대비 10 중량부 이상 첨가하는 것이 좋다. 다만, 첨가제의 함량이 2-EHA와 HEA 합산 100 중량부 대비 20 중량부를 초과할 경우 점착제의 접착력을 저하시킬 수 있다.

이형 필름(30)은 점착층(23)의 하부면에 위치하여, 점착층(23)을 보호한다.

이형 필름으로는 PET 필름 등 다양한 필름이 채용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 이형을 쉽게 할 수 있도록 이형력이 10g/in 정도인 이형용 PET 필름을 제시할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 비산 방지용 프로텍터 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.

도시된 비산 방지용 프로텍터 제조 방법에 관하여 설명한다.

먼저 가시광선 투과율이 92% 이상인 글래스 비산 방지용 프로텍터을 마련한 다음 점착층이 형성된 이형 필름을 마련한다.

점착층은 이형력이 10g/in 정도인 이형 PET 필름 등과 같은 이형 필름의 상부면에 무산 타입 히드록실 함유 점착제를 도포, 건조, 경화시켜 형성할 수 있다.

프로텍터와 이형 필름이 마련된 후에는, 프로텍터의 하부면에 점착층이 위치하도록, 이형 필름을 프로텍터에 합지한다.

비산 방지용 프로텍터 제조 방법은 점착층을 프로텍터 상에 직접 코팅하는 것으로, 제조 방법은 다음과 같다.

광학용 PET 필름 등과 같은 글래스 비산 방지용 프로텍터을 마련한 뒤 프로텍터의 저면에 무산 타입 히드록실 함유 점착제를 도포, 건조, 경화하여 점착층을 형성하고, 점착층 보호를 위하여, 점착층 하부면에 이형 필름을 합지하여 제조한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

실시예로, 위로부터 올레핀계 프로텍터, 연필경도 2H이며 4㎛ 두께의 하드코팅층, 투과율이 93%인 광학용 PET, 점착층 및 이형력이 10g/in인 이형 PET 필름을 갖는 비산 방지용 프로텍터을 마련하였다. 이후, 이형 필름을 제거하고 터치스크린 패널의 ITO 면에 부착하였다. 이때, 점착층은 6.2:3.8 중량비로 포함된 2-EHA와 HEA 합산 100 중량부에 대하여, 광경화제 2.2 중량부 및 첨가제 18 중량부로 이루어졌으며, 첨가제는 1:1의 중량비의 분산제와 계면활성제를 이용하였다.

비교예로는 시판 중에 있는 비산 방지용 프로텍터인 P100(린텍코리아 제조)을 이용하였다.

상기 실시예 및 비교예에 따른 비산 방지용 프로텍터에 대하여 Q-UV 96시간 조사 결과, 실시예의 경우, 비교예에 비하여 색상 변화율이 2.8배 정도 낮게 나타났다.

또한, 실시예와 비교예에 따른 비산 방지 프로텍터의 부착 전 후의 전기저항 상승치를 측정한 결과, 실시예에 따른 비산 방지 프로텍터을 부착한 경우, 비교예에 따른 비산 방지 프로텍터을 부착한 경우보다 전기저항 상승치가 훨씬 낮게 측정되었다. 즉, 비교예에 따른 비산 방지용 프로텍터의 경우 온도 58℃, 상대습도 87% 조건에서 14일 경과 후 100% 이상의 전기저항 상승치를 나타내었으나, 실시예에 따른 비산 방지용 프로텍터를 부착한 경우 전기저항 상승치가 9.2% 이내로 나타났다.

전술한 바와 같이 제조된 비산 방지 프로텍터(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 스마트 폰(10)의 터치스크린 패널(11) 표면에 이형 필름(23)을 제거한 뒤 부착한다.

이때 프로텍터(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 터치스크린 패널(11)에 배치되는 센서(13) 혹은 스피커(14) 혹은 마이크(15)가 정상적으로 사용할 수 있도록 해당 구성요소가 노출되도록 절취공(21)이 마련될 수 있다.

절취공의 일 예로서 도 3과 도 4에 도시된 프로텍터(20)는 지문인식 패드(12)가 노출되도록 절취공(21)을 마련한 것이 예시되어 있다.

또한 상기한 절취공(21)에는 절취공에 상응하는 형상으로 이루어진 패치(21)가 결합된다.

패치(22)는 프로텍터(20)와 동일 재질 및 동일 두께로 제조되는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면 도 5는 본 발명의 프로텍터(20)를 지문인식 패드(12, 도 1 및 조 2 참조)위에 부착하고 지문인식 패드(12)에 지문을 접촉시킨 상태를 예시한 요부 단면도로서, 패치(22)는 프로텍터(20)의 표면과 나란하므로 지문이 고르게 패치 표면에 접촉될 수 있다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이 종래 지문인식 패드(12)는 터치스크린 패널(11) 패드는 함몰형태로 이루어져 있어 지문 접지 표면이 불균일한 단점이 있으나 본 발명은 프로텍터와 패치가 나란하게 연결되므로 지문 밀착력이 더 양호해지는 효과를 제공한다.

따라서 스마트 폰의 사용자 인증을 지문인식에 의해 인증여부를 수행할 때 지문 전체가 패치(22) 표면에 들뜸 없이 고르게 접해지므로 지문인식센서(15)에 의해 지문인식시 지문 정보를 오류없이 정확히 돌출할 수 있는 효과가 있으며, 또한 본 발명의 프로텍터는 표면에 걸림요소가 없이 평탄하므로 스마트 폰의 컨텐츠(contents)를 손가락으로 스크롤(scroll)하기 용이하고, 휴대가 보다 편안한 효과가 있다.

10: 스마트 폰 11: 터치스크린 패널
20 : 프로텍터 21: 절취공
22: 패치 23: 점착층
30 : 이형 필름

Claims (2)

1. 삭제
2. 지문인식 기능을 갖춘 터치스크린 패널 표면을 보호하기 위해 터치스크린 표면에 부착되는 프로텍터에 있어서,
   터치스크린 패널(11) 표면 중 지문인식 패드(12)의 상면를 커버하는 광학용 투명 PET 필름으로 이루어진 프로텍터(20) 표면에 절취공(21)을 마련하고, 상기 절취공(21)의 내부에 상기 프로텍터(20)와 같은 두께가 되도록 상기 프로텍터(20)의 저면에 2-EHA와 HEA 100 중량부에 대하여, 광개시제 0.1~5 중량부, 경화 촉진제, 가소제, 분산제, 계면활성제, 대전 방지제, 소포제 및 레벨링제 중 1종 이상 선택된 첨가제 10~20 중량부로 이루어진 무산 타입의 히드록실 함유 점착층을 포함하는 패치(22)가 부착된 것을 특징으로 하는 스마트폰의 터치스크린 보호용 프로텍터.
   
   

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