KR102184024B1 - 터치 센서 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

터치 센서 모듈 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR102184024B1
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Abstract

본 발명은 터치 센서 모듈 및 상기 터치 센서 모듈 의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캐리어 기판 점착용 분리층; 상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 배치된 제1 보호층; 상기 제1 보호층 상에 배치된 터치 센서층; 상기 터치센서층 상에 배치된 제2 보호층; 및 상기 제2 보호층 상에 배치된 필름용 점접착층을 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 Pa 내지 9×109 Pa로써, 외부 충격에 대한 내성이 우수하여 크랙의 발생을 최소화 할 수 있는 터치 센서 모듈에 관한 것이다.

Description

터치 센서 모듈 및 이의 제조 방법{TOUCH SENSOR MODULE AND MANUFATURING METHOD THE SAME}
본 발명은 터치 센서 모듈 및 이의 제조 방법에 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 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.
한편, 터치 센서는 사람의 손가락 등에 의한 압입을 감지하는 바, 터치 시에 가해지는 응력에 의해 일시적으로 미소 변형이 생기고 터치 패널의 반복 사용에 의해 상기 미소 변형이 반복해서 생기며 터치 센서층에도 응력이 반복하여 가해지기도 한다.
또한, 입체 면으로 이루어진 버튼의 외면에 터치 센서를 부착하는 경우 압력이나 열에 의해 터치 센서층에 변형이 생기거나 터치 센서층 및 보호층에 크랙이 발생하기도 하는 문제점이 있는 바, 상기와 같은 문제점들을 해결할 것이 요구된다.
한국공개특허 제2012-0111607호는 압전 물질막의 상, 하부에 그래핀 패턴을 형성하고, 압력을 인가하는 경우에 발생하는 압전 효과를 이용하여 그래핀의 전기 전도도를 변화시킴으로써 압력 인가 지점의 인식이 가능하고 인가되는 압력 세기에 따른 압전 효과를 통해 분극량을 조절할 수 있는 터치 센서에 대해 개시하고 있으나 전술한 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.
한국공개특허 제2012-0111607호
본 발명은 크랙을 최소화 할 수 있는 터치 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 터치 센서 모듈을 제조할 수 있는 터치 센서 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 캐리어 기판 점착용 분리층;
상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 배치된 제1 보호층;
상기 제1 보호층 상에 배치된 터치 센서층;
상기 터치센서층 상에 배치된 제2 보호층; 및
상기 제2 보호층 상에 배치된 필름용 점접착층을 포함하며,
상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 내지 9×109 Pa인, 터치 센서 모듈.
2. 위 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 밀착력은 1 내지 20 N/25mm인, 터치 센서 모듈.
3. 위 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 탄성률이 1×107 내지 1×109 Pa인, 터치 센서 모듈.
4. 위 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층은 아크릴계 공중합체 및 중합성 단량체 중 적어도 하나인 반응성 화합물; 및 가교제;를 포함하는 점착제 조성물로 형성되는, 터치 센서 모듈.
5. 위 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층 상에 점착된 기재 필름을 더 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 추가 열경화 공정을 거친 것인, 터치 센서 모듈.
6. 위 5에 있어서, 상기 열경화는 50 내지 100℃로 수행되는, 터치 센서 모듈.
7. 위 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층 상에 점착된 기재 필름을 더 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 추가 광경화 공정을 거친 것인, 터치 센서 모듈.
8. 캐리어 기판 상에 캐리어 기판 점착용 분리층, 제1 보호층, 터치 센서층, 제2 보호층 및 필름용 점접착층을 순차로 배치하며,
상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 내지 9×109 Pa인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
9. 위 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 밀착력은 1N/25mm 내지 20 N/25mm인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
10. 위 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 탄성률이 1×107 Pa 내지 1×109Pa인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
11. 위 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 추가 열경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함하는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
12. 위 11에 있어서, 상기 추가 열경화는 50 내지 100℃로 수행되는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
13. 위 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 추가 광경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함하는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
본 발명의 터치 센서 모듈은 외부 충격에 대한 내성이 우수하여 크랙의 발생을 최소화할 수 있다.
본 발명의 터치 센서 모듈의 제조 방법에 의하면 캐리어 기판으로부터 분리 시 크랙 발생을 최소화할 수 있는 터치 센서 모듈을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 캐리어 기판 점착용 분리층; 상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 배치된 제1 보호층; 상기 제1 보호층 상에 배치된 터치 센서층; 상기 터치센서층 상에 배치된 제2 보호층; 및 상기 제2 보호층 상에 배치된 필름용 점접착층을 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 Pa 내지 9×109Pa로써, 외부 충격에 대한 내성이 우수하여 크랙의 발생을 최소화 할 수 있는 터치 센서 모듈에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<터치 센서 모듈>
본 발명은 필름용 점접착층; 제1 보호층; 터치 센서층; 제2 보호층; 및 캐리어 기판 점착용 분리층;을 포함하고, 상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 Pa 내지 9×109Pa인 터치 센서 모듈을 제공한다.
도 1에는 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서 모듈을 간략히 나타내었다.
본 발명의 터치 센서 모듈은 캐리어 기판 상에서 제조 공정이 진행되고, 제조된 터치 센서 모듈을 캐리어 기판으로부터 분리하여 제조되는 것으로서, 캐리어 기판 점착용 분리층은 공정 진행을 위한 캐리어 기판과의 점착 및 분리를 위해 형성되는 층이다.
또한, 제조 공정, 운송 또는 사용 중에 터치 센서 모듈에 가해질 수 있는 외부 충격에 대한 스트레스를 완화하여 후술할 제1 보호층과 터치 센서층의 크랙을 억제하는 역할을 한다.
상기 캐리어 기판 점착용 분리층으로는 당 분야에 공지된 열경화 또는 광경화성 점착제를 제한 없이 사용할 수 있고, 구체적으로는 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴계 등의 열경화성 또는 광경화성 점착제를 예로 들 수 있다.
캐리어 기판 점착용 분리층의 밀착력은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 0.01 내지 1.00 N/25mm 일 수 있다. 밀착력이 상기 범위 내인 경우 캐리어 기판에 효과적으로 점착될 수 있으며, 캐리어 기판으로부터의 박리시에 터치 센서 모듈에 가해지는 손상을 방지할 수 있다.
제1 보호층은 상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 배치된다.
제1 보호층은 터치 센서층을 피복하여 터치 센서층을 보호하며, 터치 센서층에 대한 기판으로서 역할을 한다.
제1 보호층은 고분자막일 수 있으며, 예를 들면 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리오르가노실록산(POS) 등의 실리콘계 고분자; 폴리이미드계 고분자; 폴리우레탄계 고분자 등으로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 외 당분야에 공지된 유기 또는 무기 절연막 소재를 사용할 수도 있다.
터치 센서층은 제1 보호층 상에 배치되는 것으로서, 터치 감지를 위한 감지 전극을 포함한다.
감지 전극으로는 전도성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물류; 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC로 이루어진 군에서 선택된 금속류; 금, 은, 구리 및 납으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 나노 와이어; 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 (graphene)으로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 물질류; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 폴리아닐린(PANI)으로 이루어진 군에서 선택된 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성될 수 있다. 이들은 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
필요에 따라, 감지 전극은 2개 이상의 층으로 형성되고, 각 층 사이에 절연막을 포함할 수 있다.
절연막은 복수층의 감지 전극을 서로 전기적으로 절연시키는 역할을 하는 것으로서, 당 분야에 공지된 유기 또는 무기 절연막 소재가 제한 없이 사용될 수 있다.
제2 보호층은 상기 터치 센서층 상에 배치된다.
제2 보호층은 마찬가지로 터치 센서층을 피복하여 터치 센서층을 보호하고, 정전기 등으로 인한 오작동을 방지할 수 있다.
제2 보호층은 전술한 제1 보호층과 동일한 소재로 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필름용 점접착층은 상기 제2 보호층 상에 배치된다.
필름용 점접착층은 본 발명의 터치 센서 모듈이 기재 필름을 더 포함하는 경우 기재 필름과의 점착을 위해 형성되는 층이다. 뿐만 아니라, 제조 공정, 운송 또는 사용 중에 터치 센서 모듈에 가해질 수 있는 외부 충격에 대한 스트레스를 완화하여 제1 및 제2 보호층과 터치 센서층의 크랙을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에 있어서, 점접착층이란 점착층, 접착층 또는 이 둘 모두를 지칭한다.
필름용 점접착층은 캐리어 기판 점착용 분리층보다 큰 밀착력을 갖는다.
본 발명의 터치 센서 모듈은 상기 구성들을 구비하면서, 캐리어 기판으로부터 상기 구성들을 갖는 적층체를 분리함으로써 얻어질 수 있다. 이때, 필름용 점접착층의 밀착력이 캐리어 기판 점착용 분리층의 밀착력보다 낮은 경우에는, 캐리어 기판으로부터의 박리 시에 필름용 점접착층 또는 후술할 기재 필름이 박리되거나, 제1, 제2 보호층 및 터치 센서층이 손상될 수 있고, 캐리어 기판으로부터의 분리 자체가 불가능할 수도 있다.
필름용 점접착층의 밀착력은 상기 캐리어 기판 점착용 분리층의 밀착력보다 큰 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 상기 필름용 점접착층의 밀착력은 바람직하게는 1 내지 20 N/25mm 일 수 있다. 상기 필름용 점접착층의 밀착력이 상기 범위 내인경우 박리시 크랙 발생 방지 효과가 극대화될 수 있다.
또한, 상기 필름용 점착제는 1×107 Pa 내지 9×109 Pa, 바람직하게는1×107 내지 1×109 Pa 의 탄성률을 갖는다. 본 명세서 상에서 탄성률이란 저장 탄성률(storage modulus)을 의미한다.
탄성률이 1×107 Pa 미만인 경우 필름용 점접착층의 응집력이 강해져 밀착력이 저하되고, 탄성률이 9×109 Pa를 초과하는 경우 밀착력이 발현되지 않아 점접착층으로 사용이 불가한 문제가 있다.
필름용 점접착층으로는 상기 밀착력 및 탄성률 범위를 만족시키는 것이라면 당 분야에 공지된 열경화성 또는 광경화성 점착제가 제한 없이 사용될 수 있다.
구체적인 예로는 아크릴계 공중합체 및 중합성 단량체 중 적어도 하나인 반응성 화합물 및 가교제를 포함하는 점착제 조성물을 들 수 있다.
본 발명에 따른 아크릴계 공중합체는 당 분야에 통상적으로 사용되는 아크릴계 공중합체가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 이와 공중합 가능한 가교성 단량체가 공중합된 것일 수 있다. 여기서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 모두를 의미한다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체로는 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 메틸에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이 중에서 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.
탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 단량체 총 중량 중 80 내지 99중량%, 바람직하게 90 내지 95중량% 포함되어 중합될 수 있다. 상기 범위 내에서 충분한 점착력이 발휘될 수 있고 응집력 저하를 방지할 수 있다.
가교성 단량체는 화학 결합에 의해 점착제 조성물의 응집력 또는 점착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하기 위한 성분으로서, 예컨대 히드록시기를 갖는 단량체, 카르복시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체, 3차 아미노기를 갖는 단량체 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타), 아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2 내지 4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 4-히드록시부틸비닐에테르가 바람직하다.
카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
아미드기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차부틸아크릴아미드, 3-히드록시프로필(메타)아크릴아미드, 4-히드록시부틸(메타)아크릴아미드, 6-히드록시헥실(메타)아크릴아미드, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
3차 아미노기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
가교성 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 단량체 총 중량 중 0.05 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1 내지 8중량%인 것이 좋다. 상기 범위 내에서 점착제의 응집력이 높아 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 단량체들 이외에 다른 중합성 단량체가 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 10중량% 이하로 더 포함될 수 있다.
공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다.
또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 5만 내지 200만인 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 40만 내지 200만인 것이 좋다. 상기 범위 내에서 점착 내구성 및 도공 시 공정성이 우수하다.
한편, 중합성 단량체는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 당 분야에서 통상적으로 사용되는 단량체라면 특별한 제한은 없고, 구체적으로는 다관능 아크릴계 단량체, 스티렌계 단량체, 에폭시계 단량체 등을 예로 들 수 있다.
다관능 아크릴계 단량체는 접착제 조성물의 응집력을 개선하여, 내열 조건에서 기포 발생을 억제하므로 내열성을 개선한다.
상기 다관능 아크릴계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴옥시에틸이소시아누레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능성 단량체; 디글리세린테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능성 단량체; 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능성 단량체; 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 이소시아네이트 변성 우레탄헥사(메타)아크릴레이트 등의 6관능성 단량체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, 디메틸스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, t-부틸스티렌, 메톡시스티렌, 시아노스티렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 방향족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등일 수 있다.
상기 방향족 에폭시 화합물은 구체적으로는 비스페놀A의 디글리시딜에테르, 비스페놀F의 디클리시딜에테르, 페녹시 글리시딜에테르 등일 수 있고, 지환족 에폭시 화합물은 구체적으로는 디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트로 에폭시화시클로헥실기를 가지는 화합물 등일 수 있으며, 상기 지방족 에폭시 화합물은 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
가교제는 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 응집력을 강화하기 위한 성분이다.
본 발명에 따른 가교제의 종류는 특별히 한정되지 않고 당 분야에 공지된 가교제가 사용될 수 있으며, 예를 들면 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1당량에 디이소시아네이트 화합물 3당량을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3당량을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3당량 중 2당량으로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1당량의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물; 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
에폭시계 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서, 상기 이소시아네이트계 화합물 또는 에폭시계 화합물과 함께 멜라민계 화합물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 추가로 사용할 수 있다. 멜리민계 화합물로는 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등을 들 수 있다.
본 발명의 터치 센서 모듈은 상기 필름용 점접착층 상에 점착된 기재 필름을 더 포함할 수 있다.
기재 필름으로는 당 분야에 널리 사용되는 소재로 제조된 기재 필름이 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌(예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 제조된 필름일 수 있다.
필름용 점접착층 상에 기재 필름이 점착되는 경우, 상기 필름용 점접착층은 추가 열경화 공정을 거친 것일 수 있다.
본 명세서에서 추가 열경화 공정은 점착제 조성물의 도포 및 경화에 의해 필름용 점접착층을 형성한 이후에 별도로 더 수행되는 열경화 공정을 의미한다.
추가 열경화는 예를 들면 50 내지 100℃의 온도로 수행될 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 열경화가 진행되는 경우 필름용 점접착층이 충분히 밀착될 수 있고, 필름의 컬발생 또는 변형을 방지할 수 있다.
또한, 필름용 점접착층 상에 기재 필름이 점착되는 경우, 상기 필름용 점접착층은 추가 광경화 공정을 거친 것일 수 있다.
본 명세서에서 추가 광경화 공정은 점착제 조성물의 도포 및 경화에 의해 필름용 점접착층을 형성한 이후에 별도로 더 수행되는 광경화 공정을 의미한다. 추가 광경화 공정을 거친 필름용 점접착층은 완전 경화 또는 불완전 경화된 것일 수 있다. 불완전 경화는 광경화에 의해 탄성률의 최대값이 되기 전의 상태를 의미한다
<터치 센서 모듈의 제조 방법>
또한, 본 발명은 상기 터치 센서 모듈의 제조 방법을 제공한다.
이하 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서 모듈의 제조 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 터치 센서 모듈의 제조 방법의 일 구현예에 따르면, 캐리어 기판 상에 캐리어 기판 점착용 분리층, 제2 보호층, 터치 센서층, 제1 보호층 및 필름용 점접착층을 순차로 배치한다.
캐리어 기판으로는 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공하며 열이나 화학 처리에 영향이 거의 없는 재료라면 특별한 제한이 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 글라스, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 글라스가 사용될 수 있다.
캐리어 기판 점착용 분리층은 전술한 점착제로 형성될 수 있다.
상기 캐리어 기판 점착용 분리층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 슬릿 코팅법, 나이프 코팅법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 노즐 코팅법, 모세관 코팅법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.
전술한 방법에 의해 캐리어 기판 점착용 분리층을 형성한 이후에, 추가적인 경화 공정을 더 거칠 수 있다.
캐리어 기판 점착용 분리층의 경화 방법은 특별히 한정되지 않고 광경화 또는 열경화에 의하거나, 상기 2가지 방법을 모두 사용 가능하다. 광경화 및 열경화를 모두 수행시 그 순서는 특별히 한정되지 않는다.
이후에, 상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 제1 보호층을 형성한다.
제1 보호층은 전술한 소재로 형성될 수 있으며, 그 형성 방법도 당 분야에 일반적으로 사용되는 것으로서 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 범위 내라면 그 방법에 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
이후에, 제2 보호층 상에 터치 센서층을 형성한다.
터치 센서층은 터치 감지를 위한 감지 전극을 포함한다.
감지 전극은 전술한 금속산화물류, 금속류, 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 소재로 형성될 수 있다.
감지 전극의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.
이후, 상기 터치 센서층 상에 제2 보호층을 형성한다.
제2 보호층은 제1 보호층과 동일한 소재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 상기 제2 보호층 상에 필름용 점접착층을 형성한다.
필름용 점접착층은 캐리어 기판 점착용 분리층과 동일한 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필름용 점접착층은 상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크다. 구체적으로, 밀착력이 5 N/25mm 내지 30 N/25mm일 수 있다.
또한, 필름용 점접착층은 탄성률이 1×107 Pa 내지 9×109 Pa이고, 바람직하게는 1×107 Pa 내지 1×109 일 수 있다.
필름용 점접착층으로는 상기 범위를 만족하는 것이라면 당 분야에 공지된 점착제 조성물이 제한 없이 사용될 수 있고, 예를 들면 전술한 점착제 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 필름용 점접착층의 추가 열경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가 열경화 단계의 순서는 특별히 한정되지 않으며, 기재 필름의 점착 전, 점착 중, 또는 점착 이후에 수행될 수 있다.
추가 열경화는 예를 들면 50 내지 100℃로 수행될 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 열경화가 진행되는 경우 필름용 점접착층이 충분히 밀착될 수 있고, 필름의 컬발생 또는 변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 필름용 점접착층의 추가 열경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가 광경화 단계의 순서는 특별히 한정되지 않으며, 기재 필름의 점착 전, 점착 중, 또는 점착 이후에 수행될 수 있다.
추가 광경화 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 강도 10 내지 100mw/cm2의 자외선을 1 내지 15초간 조사함으로써 수행될 수 있다.
상기 추가 광경화는 필름용 점접착층이 완전 경화 또는 불완전 경화되도록 수행될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.
실시예 1
두께 700㎛의 소다 라임 글래스(Soda lime Glass)를 캐리어 기판으로 사용하고, 상기 캐리어 기판 상에 멜라민 50중량부, 신나믹산 50중량부를 10%의 농도로 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA)에 희석한 분리층 조성물을 두께 300nm로 스핀코팅법으로 도포하고 150℃에서 30분간 건조 처리하여 캐리어 기판상에 분리층을 형성하였다.
후에, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르(Diethylene Glycol Methyl Ethyl Ether, MEDG), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 및 3-메톡시부탄올(3-MethoxyButanol)을 각각 30중량부, 40중량부, 30중량부로 혼합된 용매에 다관능 아크릴 단량체 40중량부, 에폭시 바인더 60중량부를 섞어 제1 보호층 조성물을 만든다. 이 때, 고형분이 조성물 총 중량 중 20중량부의 비율을 가지도록 한다.
제조된 제1 보호층 조성물을 두께 2㎛로 스핀코팅법으로 도포하고 UV를 200mJ/cm2로 조사하여 광경화를 실시하고 이후 230℃에서 30분간 건조경화하여 상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 제1 보호층을 형성하였다.
후에, 상기 제1 보호층 상에 ITO를 135nm 두께로 증착하여 터치 센서층을 형성하였다.
후에, 상기 터치 센서층 상에 제1 보호층과 같은 조성으로 제조된 제2 보호층 조성물을 두께 2㎛로 스핀코팅법으로 도포하고 UV를 200mJ/cm2로 조사하여 광경화를 실시하고 이후 230℃에서 30분간 건조경화하여 제2 보호층을 형성하였다.
후에, 상기 제2 보호층 상에 중합성 단량체로 CEL2021P(3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트) 50중량부, 1,6-헥산디올디아크릴레이트 10중량부, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 5중량부, 가교제로 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르 20중량부, 중합개시제 SP500 4.5 중량부, 레벨링제 KRM230 0.25 중량부, 밀착부여제 KRM0273 10중량부, 용매 4-하이드록시부틸비닐에테르 7중량부를 포함하는 점착제 조성물을 60㎛ TAC 필름과 터치 센서 사이에 스포이드로 도포하고 롤 라미네이션법으로 압착하여 점접착층의 두께가 2㎛가 되도록 하였다.
이후에, 상기 필름용 점접착층을 50℃로 60초간 가열하여 추가 열경화한 후25℃로 냉각시키고 10mW/cm2 세기의 자외선을 100초간 조사하여 추가 광경화하였다.
실시예 2
추가 열경화 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 3
추가 광경화 시 자외선을 50초간 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 4
추가 열경화 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 5
10mW/cm2 세기의 자외선을 80초간 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 1
2-에틸헥실아크릴레이트 100중량부, 8-히드록시옥틸아크릴레이트 0.9중량부, 아크릴산 0.5중량부, 폴리에틸렌글리콜모노아크릴레이트 3중량부, N-비닐피롤리돈 5중량부 및 에틸아세테이트을 60중량부를 혼합하고, 중합 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴 0.1중량부를 2시간에 걸쳐 적하 반응시켜 제조된 점착제 조성물을 사용하고, 추가 광경화 공정은 수행하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 2
추가 열경화 공정도 수행하지 않은 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 샘플을 제작하였다.
비교예 3
실시예 1에 따라 제2 보호층까지 제조한 후, 제2 보호층 상에 점접착층이 없는 폴리에틸렌 필름을 압력을 가하여 눌러 정전기적 밀착력을 이용하여 부착하여 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에 따라 제2 보호층까지 제조한 후, 제2 보호층 상에 3M사의 8146-1 점착제 25㎛가 도포된 폴리에틸렌 필름을 압력을 가하여 부착하여 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실험예 1: 밀착력 평가
Autograph 장비에서 25mm폭으로 샘플을 부착하고 4mm/min의 속도로 Test하여 결과를 확보하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
실험예 2 : 탄성률 평가
Anton Paar사의 MCR301 RHEOMETER를 이용하여 사용된 점착제의 탄성률을 평가하였으며, Strain 1%, Frequency 1Hz영역에서 평가를 실시하였다.그 결과는 하기 표 1과 같다.
실험예 3 : 크랙 발생 여부 평가
실시예 및 비교예에서 얻어진 터치 센서 모듈에서 90° 박리기를 이용하여 필름용 점접착층 및 캐리어 기판 점착용 분리층을 박리하여 크랙 발생여부를 육안으로 관찰하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다.
평가기준
○: 80% 이상 크랙 발생
△: 50% 이상 80% 미만 크랙 발생
△△: 20% 이상 50% 미만 크랙 발생
X: 20% 미만 크랙 발생
구분 점접착층 밀착력
(N/25mm)		 분리층 밀착력
(N/25mm)		 점접착층의
탄성률(Pa)		 크랙 발생
여부
실시예 1 18.7 0.12 4.98×108 X
실시예 2 16.1 0.17 4.61×108 X
실시예 3 13.3 0.08 7.1×107 X
실시예 4 12.8 0.10 7.5×107 X
실시예 5 1.5 0.09 2.1×108 △△
비교예 1 2.2 0.11 1.6×105 ○
비교예 2 1.7 0.10 1.92×105 ○
비교예 3 - 0.12 - 박리불가
비교예 4 12.5 0.10 9.28×104 ○
상기 표 1을 참고하면, 점착용 분리층의 밀착력보다 필름용 점접착층의 밀착력이 높을 경우 박리는 쉽게 이루어지나, 점접착층의 탄성률에 따라 크랙 발생 여부는 다르게 나타남을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1,2 및 4와 같이 필름용 점접착층의 탄성률이1×107 Pa 미만일 경우 모두 크랙이 발생하였다.
한편, 필름용 점접착층을 구비하지 않은 비교예 3의 경우, 박리가 불가하였고, 필름용 점접착층의 밀착력이 캐리어 기판 점착용 분리층보다 작으면서 점접착층의 탄성률이 9×109 를 초과하는 경우는 점접착층으로의 사용이 불가함을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 캐리어 기판 점착용 분리층;
    상기 캐리어 기판 점착용 분리층 상에 배치된 제1 보호층;
    상기 제1 보호층 상에 배치된 터치 센서층;
    상기 터치센서층 상에 배치된 제2 보호층; 및
    상기 제2 보호층 상에 배치된 필름용 점접착층을 포함하며,
    상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 내지 9×109 Pa이고,
    상기 캐리어 기판 점착용 분리층으로부터 상기 제1 보호층, 상기 터치 센서층, 상기 제2 보호층 및 상기 필름용 점접착층은 순차적으로 적층되고,
    상기 캐리어 기판 점착용 분리층은 캐리어 기판과 분리되고 상기 제1 보호층에 부착되는, 터치 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 밀착력은 1 내지 20 N/25mm인, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 탄성률이 1×107 내지 1×109 Pa인, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층은 아크릴계 공중합체 및 중합성 단량체 중 적어도 하나인 반응성 화합물; 및 가교제;를 포함하는 점착제 조성물로 형성되는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층 상에 점착된 기재 필름을 더 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 추가 열경화 공정을 거친 것인, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 열경화는 50 내지 100℃로 수행되는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 필름용 점접착층 상에 점착된 기재 필름을 더 포함하며, 상기 필름용 점접착층은 추가 광경화 공정을 거친 것인, 터치 센서 모듈.
  8. 캐리어 기판 상에 캐리어 기판 점착용 분리층, 제1 보호층, 터치 센서층, 제2 보호층 및 필름용 점접착층을 순차로 배치하며,
    상기 캐리어 기판 점착용 분리층은 캐리어 기판과 분리되고 상기 제1 보호층에 부착되며,
    상기 필름용 점접착층은 밀착력이 상기 캐리어 기판 점착용 분리층보다 크고, 탄성률이 1×107 내지 9×109 Pa인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 밀착력은 1N/25mm 내지 20 N/25mm인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 탄성률이 1×107 Pa 내지 1×109Pa인, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 추가 열경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함하는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 추가 열경화는 50 내지 100℃로 수행되는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 필름용 점접착층의 추가 광경화 단계 및 상기 필름용 점접착층 상에 기재 필름을 점착하는 단계를 더 포함하는, 터치 센서 모듈의 제조 방법.
KR1020140182405A 2014-12-17 2014-12-17 터치 센서 모듈 및 이의 제조 방법 KR102184024B1 (ko)

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