KR102071023B1 - 터치 센서 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 필름형 터치센서는 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재; 상기 기재와 대향하여 구비된 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층; 및 상기 기재와 상기 터치센서층 사이에 구비된 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 380 내지 450nm의 흡수파장을 가지는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물의 경화물을 포함하며, 밀착력이 5N/25mm 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름형 터치센서는 투과율이 상대적으로 낮은 기재를 사용하는 경우에도 밀착력이 우수하고, 폴딩 특성이 우수한 이점이 있다.

Description

터치 센서 및 이의 제조방법{TOUCH SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 터치센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
터치입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치인식이 가능한 터치 센서에 대한 연구 개발도 활발히 이루어지고 있다.
예컨대, 터치 방식의 디스플레이를 갖는 전자기기의 경우 초경량, 저전력을 달성하고 휴대성이 향상된 초박막의 유연성 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목받으면서 이러한 디스플레이에 적용 가능한 터치 센서의 개발이 요구되어 왔다.
종래의 터치센서층과 다른 기재의 접합은, 터치 센서를 투명-감압성 점착제 등을 이용하여 기재와 라미네이션을 통하여 이루어졌으나, 감압성 점착제의 경우에는 접합 이물과 기포, 밀착성 측면에서 초박막 대응이 불가하여 초박막의 유연성 디스플레이에는 적합하지 않다.
투명-감압성 점착제의 단점으로 인하여, 최근에는 화상 표시 장치에서 COP(cyclo olefin polymer) 필름 또는 Zero TAC(triacetylcellulose) 필름과 같은 UV 투과성 기재를 UV 접착제를 이용하여 터치 센서와 결합시키는 기술이 개발되고 있는데, UV cutting 기능을 가진 코팅층을 포함한 기재 또는 편광판과 같은 복합기재는 UV 투과율이 낮으므로 소위 UV 난투과성 기재로 칭하고, 이러한 난투과성 기재를 터치센서층과 접합하기 위하여 종래 사용되던 접착제를 사용하는 경우 밀착력이 다소 떨어져 내구성이 우수한 화상 표시 장치를 얻을 수 없는 문제점이 발생하고 있다.
대한민국 공개특허 제2015-0099459호는 편광판, 이를 포함하는 터치 패널, 및 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 편광자 및 고경도 플라스틱 필름이 일체화된 편광판으로서, 상기 고경도 플라스틱 필름은 무기재의 단일층(monolayer) 필름인 편광판에 관한 내용을 개시하고 있다.
그러나, 상기 문헌의 디스플레이 역시 점착제를 사용하지 않고 UV 경화형 접착제를 사용할때 편광판과 터치센서층 사이의 밀착력이 우수하지 못한 문제점이 있다. 또한 점착제 사용시에는 디스플레이 전체의 두께가 증가하며 낮은 모듈러스(Modulus)로 인하여 폴딩(Folding)시 크랙(crack)성이 취약해지는 단점이 있다.
그러므로, UV 난투과성 기재와 터치 센서 간의 밀착력이 우수한 터치센서, 특히 투과율이 낮은 편광판과 터치 센서 간의 밀착력이 우수하고 폴딩(folding) 특성이 향상된 터치센서의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2015-0099459호 (2015.08.31.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, UV 난투과성 기재를 포함하더라도 터치센서층과 기재간 밀착력이 우수한 터치센서를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 두께가 얇고 폴딩 특성이 향상된 터치센서를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 밀착력이 우수한 터치센서의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재; 상기 기재와 대향하여 구비된 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층; 및 상기 기재와 상기 터치센서층 사이에 구비된 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물의 경화물을 포함하며, 밀착력이 5N/25mm 이상인, 터치센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재 상에 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물을 도포하는 단계; 상기 기재 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층을 구비하는 단계; 및 상기 접착제 조성물과 접하지 않은 기재 면에 390 내지 460 nm 파장의 UV를 조사하는 단계를 포함하는 터치센서의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 터치센서는 터치센서 내의 우수한 밀착력을 가진 접착층으로 인하여 터치 센서와 기재간의 밀착력이 우수하여 내구성이 우수한 이점이 있으며, UV 난투과성의 디스플레이 부재 또는 필름에 직접 접합 함으로서 터치 센서를 고정하기 위한 기재가 필요 없으므로, 박형으로 제작에 용이하며 폴딩 특성이 우수한 이점이 있다.
본 발명에 따른 터치센서의 제조방법은 밀착력이 우수하고, 폴딩 특성이 우수한 터치센서의 제조가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치센서를 예시한 도이다.
도 2는 실시예 및 비교예에 따른 편광판의 투과도를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
< 터치센서 >
본 발명의 한 양태는, 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재(10); 상기 기재(10)와 대향하여 구비된 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층(20); 및 상기 기재(10)와 상기 터치센서층(20) 사이에 구비된 접착층(30);을 포함하고, 상기 접착층(30)은 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물의 경화물을 포함하며, 밀착력이 5N/25mm 이상인, 터치센서(100)에 관한 것이다.
요컨대, 본 발명에 따른 터치센서(100)는 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물의 경화물을 포함하는 접착층(30)을 포함한다.
상기 개시제는 후술할 (메타)아크릴계 화합물의 중합성을 촉진하여 경화 속도를 향상시키기 위하여 포함되는 것일 수 있다.
상기 개시제는 구체적으로 광개시제일 수 있으며, 예컨대 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시 티옥산톤 등과 같은 티옥산톤류, 2-메틸-1-(4-(메틸 티오) 페닐)-2-모르포리노프로파논 1,2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 옥사이드 등을 들 수 있으나 상기 흡수파장을 만족하는 것이라면 이에 한정되지 않는다.
상기 개시제는 상기 접착제 조성물 전체 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위를 만족하는 경우 경화 후 경화도가 우수하면서도 밀착력이 우수한 접착제 조성물의 제조가 가능한 이점이 있으므로 바람직하다.
상기 증감제는 접착제 조성물의 경화성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
상기 증감제는 예컨대 벤조페논계 화합물 또는 축합환(fused ring) 화합물일 수 있으며, 보다 구체적으로 아크리돈계, 아크리딘계, 쿠마린계 및 티옥산톤계로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 포함할 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않으며 상기 흡수파장을 만족하는 증감제를 포함할 수 있다.
상기 접착제 조성물이 상기 범위를 만족하는 개시제 및 증감제를 포함할 경우 UV 난투과성 기재를 사용하는 경우에도, 상기 기재(10)를 통과한 395 내지 450nm 파장의 근자외선(Near UV:NUV)으로 인하여 피착제와의 밀착력이 우수해지는 이점이 있으므로 바람직하다.
상기 증감제는 상기 접착제 조성물 전체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 증감제가 상기 범위를 만족하는 경우 피착제와의 밀착력이 증대되므로 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 접착제 조성물은 촉진제, 광중합성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 촉진제는 접착제 조성물의 경화 속도를 조정하기 위하여 추가로 포함될 수 있다. 상기 촉진제는 당업계에서 통상적으로 사용하고 있는 것을 사용할 수 있으며, 예컨대 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3 급 아민류 ; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸류 ; 트리부틸포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀 등의 유기 포스핀류 ; 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐붕소염 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 촉진제는 상기 접착제 조성물 전체 100 중량부에 대하여 0.05 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 촉진제가 상기 범위 내로 포함될 경우 고온도 고습도하에 노출되더라도 우수한 접착 특성 및 신뢰성을 가지는 접착층(30)을 얻을 수 있으므로 바람직하다.
상기 접착제 조성물은 상기 광중합성 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 광경화성 올리고머 및 광경화성 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있으며, 상기 광중합성 화합물은 경화 후 상기 접착제 조성물로 형성되는 접착층(30)의 바인더 역할을 수행할 수 있는 것 이라면 이에 한정되지 않는다.
상기 광경화성 올리고머는 (메타)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 우레탄 (메타)아크릴레이트와 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용하거나, 2종의 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 당업계에 공지된 방법에 따라 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트는 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 예를 들면, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 폴리에스테르 폴리올과 아크릴 산을 당업계에 공지된 방법에 따라 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 디아크릴레이트, 폴리에스테르 테트라아크릴레이트, 폴리에스테르 헥사아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 및 폴리에스테르 펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 광경화성 모노머는 예를 들면, 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화기를 분자내에 갖는 모노머를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 광경화성 모노머로서 단관능 또는 다관능 아크릴레이트계 모노머, (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머 등을 사용할 수 있다.
예컨대, 아크릴레이트계 모노머는 메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 2-도데실티오에틸메타크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트, 아이소보로닐(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퓨릴아크릴레이트 및 아크릴로일모르폴린 등이 사용될 수 있다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 예를 들어, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로 퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보네올(메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 상기 접착제 조성물 전체 100 중량부에 대하여 80 내지 98 중량부, 바람직하게는 80 내지 95 중량부, 더욱 바람직하게는 90 내지 95 중량부로 포함될 수 있다.
상기 광중합성 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 경화도가 우수하여 접착력 및 밀착력이 우수해지는 이점이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 "기재"는 단일층으로 구성될 수도 있고, 2층 이상이 적층된 구성일 수도 있다. 예컨대, 상기 기재(10)는 편광판, 필름 및 액정이 일체화된 복합막, 디스플레이 패널, 차폐층, 배리어층, 안테나 필름 등과 같은 각종 광학, 전자 및/또는 전파 기능성 필름을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 기재(10)는 디지타이저, 포스 터치(Force Touch), IoT 센서, 지문 센서 등과 같은 각종 입력 장치 및/또는 센서 부재 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 기재(10)는 편광판 또는 디스플레이 패널일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재(10)는 UV 난투과성 기재일 수 있으며, 상기 UV 난투과성이란, 380nm 파장에서 5% 이하의 투과율을 가지는 것을 일컬을 수 있다.
상기 기재(10)가 2층 이상이 적층된 구성일 경우 상기 투과율은 상기 기재(10) 전체의 투과율을 일컫는다.
본 발명에서는, 상기 기재(10)의 구성을 한정하지는 않는다.
예컨대, 상기 기재(10)가 편광판일 경우 상기 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 보호필름으로 구성될 수 있으며, 하드코팅층, 반사방지층, 점착방지층, 위상차 필름, 액정이 배향된 액정층 등의 광학층을 더 포함할 수 있다.
요컨대, 상기 편광판은 당업계에서 통상적으로 사용되는 구성, 조성으로 이루어질 수 있으며 본 발명에서 상기 편광판 및 상기 편광판에 포함되는 편광자 등의 제조 방법을 한정하지는 않는다.
예컨대, 상기 편광자는 연신된 고분자 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것으로서, 편광자를 구성하는 고분자 필름은 이색성 물질, 예컨대 요오드에 의해 염색 가능한 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 셀룰로오스 필름, 이들의 부분적으로 검화된 필름 등과 같은 친수성 고분자 필름; 또는 탈수 처리된 폴리비닐알코올계 필름, 탈염산 처리된 폴리비닐알코올계 필름 등과 같은 폴리엔 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서 면내에서 편광도의 균일성을 강화하는 효과가 우수할 뿐만 아니라 이색성 물질에 대한 염색 친화성이 우수하다는 점에서 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하다.
상기 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름이라면 특별히 제한되지 않는다.
구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌 프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르케톤계 수지: 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 특히 알칼리 등에 의해 비누화(검화)된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름, 예컨대 TAC(Triacetyl cellulose; 트리아세틸셀룰로오스) 필름이 편광특성 또는 내구성을 고려하면 바람직하다. 또한, 보호필름은 광학보상층의 기능을 겸비한 것일 수도 있다.
상기 디스플레이 패널은 예컨대 유기발광디스플레이(organic light emitting diode display) 패널, 액정디스플레이(liquid crystal display) 패널, 및 전기 영동디스플레이(electrophoretic display, EPD) 패널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 디스플레이 패널의 구성을 본 발명에서 한정하지는 않는다.
본 발명에 따른 터치센서(100)는 상기 기재(10)와 대향하여 구비된 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층(20)을 포함한다. 상기 터치센서층(20)의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 상기 터치센서(100)의 폴딩 특성이 향상되는 이점이 있으므로 바람직하다.
상기 터치센서층(20)은 예컨대 대한민국 등록특허공보 제10-1401050호에 개시된 바와 같이, 디스플레이 상에서 x좌표의 위치를 감지하는 제1 감지 패턴과 y좌표의 위치를 감지하는 제2 감지 패턴을 포함하도록 구성되어, 사람 등에 의한 터치(touch)가 있는 경우 x좌표와 y좌표를 제어부(마이크로 프로세서) 등에 전송함으로써 디스플레이 상에 터치된 위치를 검출할 수 있도록 한다. 상기 터치 센서는 상기 예시한 방식 외에도 공지된 다양한 방식이 사용될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 터치센서층(20)의 구성을 한정하지는 않는다. 예컨대 상기 터치센서층(20)은 ITO층, 감지 전극층, 절연층, 보호층 등 당업계에서 통상적으로 사용되는 층들로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 접착층(30)과 접하지 않은 기재(10) 상에 보호필름을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 접착층(30)과 접하지 않은 터치센서층(20) 상에 보호필름을 더 포함할 수 있다.
상기 보호필름은 전술한 내용을 적용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 터치센서층(20)과 상기 접착층(30) 사이에 분리층 및 보호층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 분리층은 고분자 유기막으로, 예컨대 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol), 폴리아믹산(polyamic acid), 폴리아미드(polyamide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스타일렌(polystylene), 폴리노보넨(polynorbornene), 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(polyester), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리아릴레이트(polyarylate), 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자 및 방향족 아세틸렌계 고분자 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 분리층은 후술할 분리기재 상에 도포 후 그 상부에 전극 패턴층 등을 형성한 후에 최종적으로 분리기재로부터 분리할 수 있으며, 본 발명에서 상기 분리층의 박리력, 두께 등을 한정하지는 않는다.
상기 보호층은 유기절연막 또는 무기절연막 중 적어도 하나를 포함하며, 코팅 및 경화의 방법 또는 증착을 통하여 형성될 수 있다.
상기 보호층은 회로 접속을 위하여 패드 전극이 형성될 부분은 제거되거나 패드 전극이 형성될 부분은 제외하고 형성될 수 있다. 또한 패드 전극 하부에 패드 패턴층이 형성될 수도 있는데, 보호층은 패드 패턴층 형성을 위하여 분리층 상부를 전부 덮도록 도포하고 패터닝하거나, 패드 패턴층이 형성될 부분은 제외하고 도포하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 터치센서(100)는 밀착력이 5N/25mm 이상인 접착층(30)을 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 터치센서(100)는 380 내지 450nm의 흡수파장을 가지는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물을 이용하여 제조되기 때문에 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재(10)가 포함되더라도 기재(10)를 통과한 근자외선 파장에 의하여 밀착력이 5N/25mm 이상인 이점이 있다.
< 터치센서의 제조방법>
본 발명의 다른 양태는, 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재(10) 상에 380 내지 450nm의 흡수파장을 가지는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물을 도포하는 단계; 상기 기재(10) 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층(20)을 구비하는 단계; 및 상기 접착제 조성물과 접하지 않은 기재(10) 면에 390 내지 460 nm 파장의 UV를 조사하는 단계를 포함하는 터치센서(100)의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 터치센서(100)의 제조방법은 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재(10) 상에 380 내지 450nm의 흡수파장을 가지는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물을 도포하는 단계를 포함한다.
상기 기재(10), 접착제 조성물, 접착층(30), 터치센서층(20)은 전술한 내용을 적용할 수 있다.
구체적으로, 상기 기재(10)는 편광판 또는 디스플레이 패널일 수 있다.
상기 도포는 당업계에서 통상적으로 수행하는 방법에 의하여 수행될 수 있으며, 이를 한정하지는 않는다.
예컨대, 상기 도포는 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용할 수 있다.
상기 접착제 조성물이 도포된 후, 상기 기재(10) 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 두께 0.5㎛ 내지 10㎛인 터치센서층(20)을 구비하는 단계를 포함한다.
그 후, 상기 접착제 조성물과 접하지 않은 기재(10) 면에 390 내지 460 nm 파장의 UV를 조사하는 단계를 포함한다.
상기 파장 범위의 UV를 조사하는 경우 기재(10)를 통과한 395 내지 450nm 파장의 근자외선에 의하여 상기 접착제 조성물의 경화가 용이하여 5N/25mm 이상의 밀착력을 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 기재(10) 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 터치센서층(20)을 구비하는 단계 이전에, 분리기재 상에 상기 터치센서층(20)을 전사(transferring)하는 단계; 및 상기 터치센서층(20)을 상기 분리기재에서 디라미네이팅(delaminating)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분리기재는 특별히 한정되지는 않으나, 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공하며 열이나 화학 처리에 영향이 거의 없는 재료라면 특별히 제한이 없이 사용될 수 있다. 예컨대, 유리, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스(SUS) 등이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 기재(10) 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 구비되는 터치센서층(20)은, 상기 분리기재 상에 형성된 터치센서층(20)을 점착 필름을 이용하여 터치센서층(20) 상에 접합한뒤 디라미네이팅함으로써 분리기재와 박리하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 점착필름은 예를 들면, PSA 계열의 점착제를 로 형성될 수 있다. 또한, 상기 점착 필름은 열경화성 또는 광경화성(예를 들면, UV 경화성) 점착제를 사용하여 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 점착필름은 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴계 등의 열경화 또는 광경화성 점착제를 사용하여 형성될 수 있다.
일반적으로 편광판 일체형 터치센서를 제조하는 경우 터치센서층을 광학 필름, 플라스틱 또는 글라스에 접합된 상태로 터치센서층의 분리기재가 존재한 상태에서 편광판의 점착제층과 라미네이트하여 제조하지만, 본 발명에 따른 터치 센서는 편광판 자체 또는 기존에 사용되는 디스플레이 부재의 일부에 근자외선 경화형 접착제를 이용하여 접합하기 때문에 기재가 필수적으로 포함되지 않아도 무방하다. 요컨대 분리기재가 필수적으로 포함되지 않아도 제조 가능하며 필름, 플라스틱 또는 글라스와 같은 분리기재가 차지하는 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다.
또한, 접착제의 두께가 0.5㎛ 내지 10㎛ 내외로 시중에 통상 사용되는 25마이크로 정도 두께의 OCA(optical clear adhesive) 또는 점착제보다 두께가 얇게 코팅이 가능하며, 광경화를 통화여 액체에서 상변화를 일으켜서 접착되므로, 두께가 박막이더라도 충분한 밀착력 확보가 가능하다. 또한 통상의 점착제군보다 탄성율이 좋기 때문에 터치센서층(20)의 폴딩시 발생한 스트레스를 접착된 기재(10)에 효과적으로 전달하여 폴딩 특성이 우수한 이점이 있다.
일반적인 UV 접착제는 UVA파장(320~395nm) 또는 UVB파장(280~320)의 파장을 흡수하여 경화하나 편광판 등의 부재는 380nm에서 5% 이하로 UV를 투과하므로 편광판 측에서 UV 조사시 충분한 경화를 위한 광량을 확보하기 힘들다. 터치센서층 측 UV 조사시에는 터치센서층의 금속성 배선부에 의하여 그림자영역이 생기므로 금속 배선부에서의 충분한 경화를 얻기 힘들다. 본 발명에 따른 터치센서(100)는, NUV(395~450nm)의 파장을 흡광하는 조성의 접착제 조성물을 사용하기 때문에, 편광판 등의 UV 난투과성 기재(10)측으로 광조사 하는 경우 미경화 되는 부분이 없이 충분한 경화되어 박리력 5N/25mm 이상 고밀착된 구성이 가능하다.
또한, 상기 터치센서(100)의 제조방법으로 제조된 터치센서(100)는 투과율이 낮은, 구체적으로 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재(10)를 사용하더라도 밀착력이 5N/25mm 이상을 만족하는 우수한 밀착력을 가지는 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2: 접착제 조성물, 터치센서의 제조 및 평가
하기 표 1의 조성으로 각 성분을 혼합하여(단위: 중량부), 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
광중합성 화합물1 ) NUV에서의 흡광피크 100 100 100 100 100 100
광개시제 TPO2 ) 395~420 3 - 1 - - -
BAPO3 ) 395~440 - 3 - - - -
I-9074) ~380 미만(UVA) - - 3 - 3 -
I-3695) 395~400 - - - 3 - -
OXE-016) ~380 미만(UVA) - - - - - 3
증감제 DETX-S7) 395~425 0.5 - - - - -
ITX8 ) 395~425 - - 0.5 - - -
EAB-F9) 395~430 - - - 0.5 - -
촉진제 Thiol10 ) - - - 0.1 - - -
밀착력 N/25mm - 6.55 5.95 7.56 5.16 0.01 0.01
폴딩성(내크랙성) ○/ X - ○ ○ ○ ○ X X
1) 광중합성 화합물: 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 30 중량부, 메타아크릴레이트(MA) 30 중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 10 중량부 및 아이소보로닐아크릴레이트 30 중량부의 혼합물
2) TPO: 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, BASF사 Darocur TPO
3) BAPO: Bis-acylphosphine oxide BASF사 Irgacure 819
4) I-907:2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone, BASF사 Irgacure 907
5) I-369: 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4- (4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone BASF사 Irgacure 369
6) OXE-01: 1,2-Octanedione, 1-[4-(phenylthio) phenyl]-, 2-(o-benzoyloxime) BASF사 Irgacure OXE01
7) DETX-S: Diethyl thioxanthone,일본화약사, KAYACUREDETX-S
8) ITX: Isopropyl thioxanthone, Lambson사 Speedcure 2-ITX
9) EAB-F: Diethylamino benzophenone, Hodogaya 사 EAB-F
10) Thiol: Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutylate),Showa denko사 KarenzMT™ PE1
실시예 및 비교예에서 제조된 접착제 조성물을 두께 8㎛의 터치 센서의 일면에 도포후 두께가 2.1㎛가 되도록 하여 접착층을 형성한 후, 상기 접착층 상에 UV 불투과성 편광판(폴리비닐알코올계 편광자의 양면에 셀룰로오스계 보호필름이 적층된 박형 편광판)을 적층한 다음 고압 수은램프를 사용하여 1200mJ/㎠의 광량으로 경화하여 터치센서를 제조하였다. 이때, 상기 편광판의 투과도를 시마즈사 UV-2450장비를 이용하여 측정하였으며, 이 결과를 도 2에 나타내었다.
제조된 터치센서의 물성을 후술하는 방법으로 측정하고, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
(1) 밀착력
실시예 및 비교예에서 제조된 조성물을 상부 편광판과 하부 터치센서층 사이에 두께가 2.1㎛가 되도록 하여 접착층을 형성한 후, 상부 편광판 상면에서 고압 수은램프를 사용하여 1200mJ/㎠의 광량을 조사하여 접착제를 경화하였다. 경화가 완료된 시편의 터치센서층 상부면에 3M사 610 TAPE를 2Kgf Roll로 접합한뒤 길이가 120mm이고 폭이 25mm로 시편을 재단하여 밀착력 확인 시편을 제조하였다. 접합된 3M사 610 Tape를 90도 박리방향으로 300mm/min의 속도로 박리하여 밀착력(N/25mm)을 측정하였다.
이때, Tape/터치센서층 상면의 박리력이 터치센서층/편광판 박리력보다 작거나 같은 경우 Tape/터치센서층 면이 박리되며 터치센서층/편광판 박리력이 측정된 값보다는 크거나 같은 것으로 판단하였으며, Tape/터치센서층 상면의 박리력이 터치센서층/편광판 박리력보다 큰 경우 터치센서층/편광판간의 계면이 박리되며, 이때 측정한 값을 박리력으로 판단하였다.이때, 상기 편광판은 폴리비닐알코올계 편광자의 양면에 셀룰로오스계 보호필름이 적층된 박형 편광판을 사용하였으며, 그 제조는 한국공개특허 제2010-0114388호 및 제2016-0142546호를 참고로 하였다.
(2) 폴딩성 ( 내크랙성 ) 평가
실시예 및 비교예에 따른 터치센서를 1cm × 10cm의 크기로 절단하여 시료를 준비하고, 곡률반경 3mm로, 10만회 굴곡시험을 수행하였다. 이후, 상기 투명 적층체에 크랙 발생여부를 육안으로 관찰 평가하였다. 평가 기준은 아래와 같다.
○: 시료 전체적으로 크랙 미관찰, 크랙 미발생
×: 크랙이 시료 전영역으로 전파됨, 크랙 발생
10: 기재
20: 터치센서층
30: 접착층
100: 터치센서

Claims (10)

  1. 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재;
    상기 기재와 대향하여 구비된 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층; 및
    상기 기재와 상기 터치센서층 사이에 구비된 접착층;을 포함하고,
    상기 접착층은 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물의 경화물을 포함하며, 밀착력이 5N/25mm 이상인, 터치센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착제 조성물은 촉진제 및 광중합성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함하는 것인 터치센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접착층과 접하지 않은 기재 상에 보호필름을 더 포함하는 것인 터치센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착층과 접하지 않은 터치센서층 상에 보호필름을 더 포함하는 것인 터치센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 편광판 또는 디스플레이 패널인 것인 터치센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치센서층과 상기 접착층 사이에 분리층 및 보호층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함하는 것인 터치센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증감제는 벤조페논계 및 티옥산톤계로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 터치센서.
  8. 380nm 파장에서의 투과율이 5% 이하인 기재 상에 λmax가 380 내지 450nm 범위 내에 있는 개시제 및 증감제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 접착제 조성물을 도포하는 단계;
    상기 기재 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 두께 2㎛ 내지 10㎛인 터치센서층을 구비하는 단계; 및
    상기 접착제 조성물과 접하지 않은 기재 면에 390 내지 460 nm 파장의 UV를 조사하는 단계를 포함하는 터치센서의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기재 상에 도포된 상기 접착제 조성물과 접하도록 터치센서층을 구비하는 단계 이전에,
    분리기재 상에 상기 터치센서층을 전사(transferring)하는 단계; 및
    상기 터치센서층을 상기 분리기재에서 디라미네이팅(delaminating)하는 단계를 더 포함하는 것인 터치센서의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 증감제는 벤조페논계 및 티옥산톤계로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 터치센서의 제조방법.
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