KR102463586B1 - 터치 센서 및 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 센서 및 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치 센서는 센서부, 기재필름 및 상기 센서부와 상기 기재필름 사이에 형성된 접착제층을 포함하고, 상기 접착제층의 측면에는 내측으로 만곡된 만곡 영역(curvature region)이 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 레이저를 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단함으로써 우수한 절단면 형상을 획득하고, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있고, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지함으로써, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있고, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지할 수 있다.

Description

터치 센서 및 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법{TOUCH SENSOR AND TOUCH SENSOR CUTTING METHOD USING LASER}

본 발명은 터치 센서 및 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 레이저를 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단함으로써 우수한 절단면 형상을 획득하고, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 터치 센서 및 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법에 관한 것이다.

일반적으로 터치 센서는 사용자가 화면에 디스플레이되는 영상을 손가락이나 터치 펜 등으로 접촉하는 경우 이 접촉에 반응하여 터치 지점을 파악하는 장치이다. 이러한 터치 센서는, 예를 들어, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 EL(Organic light-Emitting Diode, OLED) 등과 같은 디스플레이 장치에 부착되어 사용된다.

이러한 터치 센서는 대량 생산을 위하여 넓은 기재에 단위 제품의 규격에 부합하는 많은 수의 터치 센서들을 형성한 후 이들을 절단하는 공정을 거쳐 제조된다.

터치 센서를 단위 제품별로 절단하기 위하여, 종래에는 나이프(knife) 절단 방식이 이용되었다.

종래의 나이프 절단 방식에 따르면, 먼저, 나이프가 터치 센서들이 형성되어 있는 기재를 누르도록 배치한 상태에서, 나이프를 절단선을 따라 이동시켜 기재의 표면에 소정 깊이의 홈인 스크라이브 라인(scribe line)을 형성한다. 이어, 기재에 물리적인 충격을 가하여, 스크라이브 라인을 따라 크랙(crack)을 전파시켜 터치 센서들을 단위 제품 별로 분리한다.

도 1은 종래의 나이프 절단 방식에 따라 절단된 터치 센서를 나타낸다.

도 1을 참조하여 종래의 나이프 절단 방식의 문제점을 설명하면 다음과 같다.

첫째, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면, 특히, 센서부(100)와 기재필름(200) 사이에 위치하는 접착제층(300)의 측면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되어 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 돌출 패턴들은 구조적으로 취약하여 미세하게 부서지기 쉽고, 이 돌출 패턴들이 부서지는 과정에서 물리적으로 연결된 센서부(100)의 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.

둘째, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들이 기재필름(200)의 측면에 쌓이기 때문에 후속 공정에서의 공정 불량을 유발한다는 문제점이 있다.

셋째, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들을 제거하기 위한 추가 공정과 장비가 요구되기 때문에, 전체적인 터치 센서 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0036785호(공개일자: 2010년 04월 08일, 명칭: 절단 장치 및 그 방법) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0046786호(공개일자: 2010년 05월 07일, 명칭: 기판 절단 장치 및 방법)

본 발명은 레이저를 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단함으로써 우수한 절단면 형상을 획득하고, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지함으로써, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서는 센서부, 기재필름 및 상기 센서부와 상기 기재필름 사이에 형성된 접착제층을 포함하고, 상기 접착제층의 측면에는 내측으로 만곡된 만곡 영역(curvature region)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 만곡 영역의 최대 깊이는 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 센서부의 측면과 상기 기재필름의 측면 및 상기 접착제층의 측면은 레이저에 의해 절단된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 만곡 영역은 레이저 조사에 따라 용융되어 절단된 후 경화되어 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름보다 높은 레이저 흡수율을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법은 센서부와 기재필름 및 상기 센서부와 상기 기재필름 사이에 형성된 접착제층을 포함하는 터치 센서를 레이저를 이용하여 절단하는 방법으로서, 상기 터치 센서의 절단면에 레이저를 조사하여 상기 터치 센서의 절단면을 용융시켜 절단하는 레이저 조사단계 및 상기 터치 센서의 절단면을 구성하는 상기 센서부의 측면과 상기 기재필름의 측면 및 상기 접착제층의 측면을 경화시키는 절단면 경화단계를 포함하고, 상기 절단면 경화단계에서는, 상기 접착제층의 측면에 내측으로 만곡된 만곡 영역이 형성되도록 상기 절단면을 경화시킨다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법에 있어서, 상기 절단면 경화단계에서는, 상기 만곡부의 최대 깊이가 10㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 상기 절단면을 경화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법에 있어서, 상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름보다 높은 레이저 흡수율을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 레이저를 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단함으로써 우수한 절단면 형상을 획득하고, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지함으로써, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 터치 센서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서에 포함된 센서부의 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법이 수행되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기재필름으로 COP(Cyclic Olefin Polymers)를 적용한 터치 센서의 단면 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기재필름으로 TAC(Triacetylcellulose)를 적용한 터치 센서의 단면 사진이다.
도 8은 종래 기술에 따라, 터치 센서를 나이프를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 터치 센서를 CO₂ 펄스 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 터치 센서를 UV 파장계의 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 터치 센서를 IR 파장계의 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서에 포함된 센서부의 구성의 예를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 센서부(10), 기재필름(20) 및 접착제층(30)을 포함한다.

센서부(10)는 사용자로부터의 터치 입력을 감지하는 수단이다.

예를 들어, 도 3에 개시된 바와 같이, 센서부(10)는 제1 보호층(110), 전극 패턴층(120) 및 제2 보호층(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 보호층(110)은 전극 패턴층(120)을 피복하여 보호한다.

제1 보호층(110)의 소재로는 당 기술분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로, 제1 보호층(110)은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.

유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

전극 패턴층(120)은 제1 보호층(110) 상에 형성되어 있으며, 사용자가 입력하는 터치 신호를 감지하기 위한 구성요소이다.

예를 들어, 전극 패턴층(120)을 구성하는 감지 패턴들은 적용되는 전자 기기의 요구에 따라 적절한 모양으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 터치 스크린 패널에 적용되는 경우, x 좌표를 감지하는 패턴과 y 좌표를 감지하는 패턴의 2종류 패턴들로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 전극 패턴층(120)은 제1 감지 패턴들(121), 제2 감지 패턴들(122), 절연층(125) 및 연결 패턴들(127)을 포함할 수 있다.

제1 감지 패턴들(121)은 서로 전기적으로 연결된 상태로 제1 방향을 따라 형성되어 있고, 제2 감지 패턴들(122)은 서로 전기적으로 분리된 상태로 제2 방향을 따라 형성되어 있으며, 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향이다. 예를 들어, 제1 방향이 X 방향인 경우, 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.

절연층(125)은 제1 감지 패턴들(121)과 제2 감지 패턴들(122) 사이에 형성되어 있으며, 제1 감지 패턴들(121)과 제2 감지 패턴들(122)을 전기적으로 절연시킨다.

연결 패턴들(127)은 인접하는 제2 감지 패턴들(122)을 전기적으로 연결시킨다.

제1 감지 패턴들(121), 제2 감지 패턴들(122), 연결 패턴들(127)로는 투명 도전성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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 나노와이어; 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 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 인듐틴옥사이드가 사용될 수 있다. 결정성 또는 비결정성 인듐틴옥사이드가 모두 사용 가능하다.

전극 패턴층(120)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 터치 센서의 유연성을 고려할 때 가급적 박막인 것이 바람직하다. 예를 들면, 전극 패턴층(120)의 두께는 0.01 내지 5㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.5㎛일 수 있다.

예를 들어, 전극 패턴층(120)을 구성하는 제1 감지 패턴들(121)과 제2 감지 패턴들(122)은 서로 독립적으로 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 또는 7각형 이상의 다각형 패턴일 수 있다.

또한, 예를 들어, 전극 패턴층(120)은 규칙 패턴을 포함할 수 있다. 규칙 패턴이란, 패턴의 형태가 규칙성을 갖는 것을 의미한다. 예들 들어, 감지 패턴들은 서로 독립적으로 직사각형 또는 정사각형과 같은 메쉬 형태나, 육각형과 같은 형태의 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 예를 들어, 전극 패턴층(120)은 불규칙 패턴을 포함할 수 있다. 불규칙 패턴이란 패턴의 형태가 규칙성을 갖지 아니한 것을 의미한다.

또한, 예를 들어, 전극 패턴층(120)을 구성하는 감지 패턴들이 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 재료로 형성된 경우, 감지 패턴들은 망상 구조를 가질 수 있다. 감지 패턴들이 망상 구조를 갖는 경우, 서로 접촉하여 인접하는 패턴들에 순차적으로 신호가 전달되므로, 높은 감도를 갖는 패턴을 실현할 수 있다.

예를 들어, 전극 패턴층(120)을 구성하는 감지 패턴들은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.

제1 감지 패턴들(121)과 제2 감지 패턴들(122)을 절연시키는 절연층(125)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또한, 절연층(125)은 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.

제2 보호층(130)은 절연성 소재로 형성되며, 전극 패턴층(120)을 구성하는 제1 감지 패턴들(121), 제2 감지 패턴들(122), 절연층(125), 연결 패턴들(127)을 덮도록 형성되어, 전극 패턴층(120)을 외부와 절연시키고, 보호하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 제2 보호층(130)의 양면중에서, 전극 패턴층(120)과 접하는 면의 반대면이 평탄화되도록 형성될 수 있다.

또한, 예를 들어, 제2 보호층(130)은 단층 또는 2층 이상의 복수의 층으로 형성될 수 있다.

제2 보호층(130)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다.

기재필름(20)은 접착제층(30)을 매개로 센서부(10)에 접착되어 있으며, 예를 들어, 투명 광학 필름 또는 편광판일 수 있다.

투명 광학 필름은 투명성, 기계적 강도, 열 안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 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, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 ∼ 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 1 ∼ 300㎛가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛가 보다 바람직하다.

이러한 투명 광학 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 투명 광학 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.

또한, 필요에 따라 투명 광학 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.

또한, 투명 광학 필름은 등방성 필름, 위상차 필름 또는 보호 필름(Protective Film) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

등방성 필름의 경우 면내 위상차(Ro, Ro=[(nx-ny)ⅹd], nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, d는 필름 두께이다.)가 40nm 이하이고, 15nm 이하가 바람직하며, 두께방향 위상차(Rth, Rth=[(nx+ny)/2-nz]ⅹd, nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, nz는 필름 두께 방향의 굴절률, d는 필름 두께이다.)가 -90nm ∼ +75nm 이며, 바람직하게는 -80nm ∼ +60nm, 특히 -70nm ∼ +45nm 가 바람직하다.

위상차 필름은 고분자 필름의 일축 연신, 이축 연신, 고분자 코팅, 액정 코팅의 방법으로 제조된 필름이며, 일반적으로 디스플레이의 시야각 보상, 색감 개선, 빛샘 개선, 색미 조절 등의 광학 특성 향상 및 조절을 위하여 사용된다. 위상차 필름의 종류에는 1/2 이나 1/4 등의 파장판, 양의 C플레이트, 음의 C플레이트, 양의 A플레이트, 음의 A플레이트, 이축성 파장판을 포함한다.

보호 필름은 고분자 수지로 이루어진 필름의 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나 폴리프로필렌 등의 자가 점착성을 가진 필름일 수 있으며, 터치 센서 표면의 보호, 공정성 개선을 위하여 사용될 수 있다.

편광판은 표시 패널에 사용되는 공지의 것이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올 필름을 연신하여 요오드나 이색성 색소를 염색한 편광자의 적어도 일면에 보호층을 설치하여 이루어진 것, 액정을 배향하여 편광자의 성능을 갖도록 하여 만든 것, 투명필름에 폴리비닐알코올 등의 배향성 수지를 코팅하고 이것을 연신 및 염색하여 만든 것을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

접착제층(30)은 센서부(10)와 기재필름(20)을 접착하기 위한 수단이다.

예를 들어, 접착제층(30)의 소재로는 광 경화형 접착제, 수계 접착제, 유기계 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

광 경화형 접착제는 UV 등의 광이 조사되는 경우 경화되는 접착제이다. 광 경화형 접착제는 광 경화 후 별도의 건조 공정이 필요 없으므로 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다. 예를 들어, 광 경화형 접착제로는 아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르 등을 주성분으로 하는 라디칼 중합형과 에폭시, 옥세탄, 비닐 에테르 등을 주성분으로 하는 양이온 중합형이 사용될 수 있다.

접착제층(30)의 측면은 센서부(10)의 측면과 기재필름(20)의 측면과 비교하여 상대적으로 내측으로 만곡되어 있다. 즉, 접착제층(30)의 측면에는 내측으로 만곡된 만곡 영역(curvature region, 32)이 형성되어 있다.

예를 들어, 센서부(10)의 측면과 기재필름(20)의 측면 및 접착제층(30)의 측면은 레이저에 의해 절단된 것일 수 있다. 또한, 예를 들어, 접착제층(30)의 만곡 영역(32)은 레이저 조사에 따라 용융되어 절단된 후 경화되어 형성된 것일 수 있다.

접착제층(30)의 측면에 만곡 영역(32)이 형성되는 원리와 그에 따른 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 개시된 바와 같이, 종래의 나이프 절단 방식을 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단하면, 절단 과정에서 절단면, 특히, 센서부(100)와 기재필름(200) 사이에 위치하는 접착제층(300)의 측면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되어 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 돌출 패턴들은 구조적으로 취약하여 미세하게 부서지기 쉽고, 이 돌출 패턴들이 부서지는 과정에서 물리적으로 연결된 센서부(10)의 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들이 기재필름(20)의 측면에 쌓이기 때문에 후속 공정에서의 공정 불량을 유발한다는 문제점이 있다. 또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들을 제거하기 위한 추가 공정과 장비가 요구되기 때문에, 전체적인 터치 센서 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다.

그러나 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 터치 센서를 레이저를 이용하여 절단하면, 절단면, 즉, 센서부(10)의 측면, 접착제층(30)의 측면 및 기재필름(20)의 측면이 미세하게 용용된 이후 부드러운 표면 형상을 갖도록 경화되기 때문에, 우수한 절단면 형상을 획득할 수 있으며, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지할 수 있기 때문에, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지할 수 있다.

예를 들어, 접착제층(30)의 측면에 형성되어 있는 만곡 영역(32)의 최대 깊이(D)는 10㎛ 이상 30㎛ 이하일 수 있으며, 접착제층(30)은 센서부(10) 및 기재필름(20)보다 높은 레이저 흡수율을 갖도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 센서부(10) 및 기재필름(20)과 비교하여 접착제층(30)에 상대적으로 높은 에너지가 흡수되어 용융의 정도가 높아지게 되고, 이에 따라 접착제층(30)의 측면은 센서의 측면 및 기재필름(20)의 측면과 비교하여 상대적으로 내측으로 부드럽게 만곡된 형상을 갖게 된다. 여기서, 만곡 영역(32)의 최대 깊이(D)는 센서부(10)의 측면 중에서 최대 돌출지점과 기재필름(20)의 측면 중에서 최대 돌출지점을 이은 선으로부터의 거리이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법이 수행되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법은 센서부(10)와 기재필름(20) 및 접착제층(30)을 포함하는 터치 센서를 레이저를 이용하여 절단하는 방법으로서, 레이저 조사단계(S10) 및 절단면 경화단계(S20)를 포함한다.

레이저 조사단계(S10)에서는, 터치 센서의 절단면에 레이저를 조사하여 터치 센서의 절단면을 용융시켜 절단하는 과정이 수행된다.

도 5를 추가적으로 참조하면, 레이저 절단을 위한 구성으로써, 레이저 발진부(410), 보조 광학부(420), 포커스 렌즈부(430), 고정판(440) 및 포커스 측정부(450)를 포함하는 레이저 절단 장치가 이용될 수 있다.

레이저 발진부(410)는 터치 센서의 절단에 필요한 레이저 빔을 발진시킨다. 레이저 발진부(410)에 의해 발진된 레이저는 보조 광학부(420)로 조사된다.

예를 들어, 레이저 발진부(410)에 의해 발진되는 레이저는 CO₂ 펄스 레이저, 자외선(UV) 파장계의 레이저, 적외선(IR) 파장계의 레이저, 가시광 파장계의 레이저일 수 있으며, 펨토(femto) 또는 피코(pico) 레벨의 정밀 출사가 가능한 레이저가 적합하다.

보조 광학부(420)는 적어도 하나의 반사 거울과 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다. 보조 광학부(420)는 레이저 발진부(410)로부터 조사되는 레이저 빔의 경로 또는 스폿 사이즈(spot size)를 조절하여 포커스 렌즈부(430)로 전달한다.

포커스 렌즈부(430)는 레이저 발진부(410)에서 발진된 레이저 빔을 집광하여 절단 대상인 터치 센서에 조사한다.

고정판(440)에는 절단 대상인 터치 센서가 배치된다.

포커스 측정부(450)는 터치 센서와과 포커스 렌즈부(430) 사이의 거리를 측정하여 포커스 렌즈부(430)의 초점 영역이 터치 센서의 절단면에 위치하도록 한다.

도면에 도시하지는 않았으나, 레이저 절단 장치에는 절단과정에서 생성될 수 있는 이물질을 흡입하는 추가적인 구성요소가 구비될 수도 있다.

절단면 경화단계(S20)에서는, 터치 센서의 절단면을 구성하는 센서부(10)의 측면과 기재필름(20)의 측면 및 접착제층(30)의 측면을 경화시키는 과정이 수행되며, 이러한 절단면 경화단계(S20)에서는, 접착제층(30)의 측면에 내측으로 만곡된 만곡 영역(32)이 형성되도록 절단면을 경화시킨다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 터치 센서를 절단하는 과정에서, 접착제층(30)의 측면에 만곡 영역(32)이 형성되는 원리와 그에 따른 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 개시된 바와 같이, 종래의 나이프 절단 방식을 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단하면, 절단 과정에서 절단면, 특히, 센서부(100)와 기재필름(200) 사이에 위치하는 접착제층(300)의 측면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되어 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 돌출 패턴들은 구조적으로 취약하여 미세하게 부서지기 쉽고, 이 돌출 패턴들이 부서지는 과정에서 물리적으로 연결된 센서부(10)의 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들이 기재필름의 측면에 쌓이기 때문에 후속 공정에서의 공정 불량을 유발한다는 문제점이 있다. 또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들을 제거하기 위한 추가 공정과 장비가 요구되기 때문에, 전체적인 터치 센서 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다.

그러나 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 터치 센서를 레이저를 이용하여 절단하면, 절단면, 즉, 센서부(10)의 측면, 접착제층(30)의 측면 및 기재필름(20)의 측면이 미세하게 용용된 이후 부드러운 표면 형상을 갖도록 경화되기 때문에, 우수한 절단면 형상을 획득할 수 있으며, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지할 수 있기 때문에, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지할 수 있다.

예를 들어, 접착제층(30)의 측면에 형성되어 있는 만곡 영역(32)의 최대 깊이(D)는 10㎛ 이상 30㎛ 이하일 수 있으며, 접착제층(30)은 센서부(10) 및 기재필름(20)보다 높은 레이저 흡수율을 갖도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 센서부(10) 및 기재필름(20)과 비교하여 접착제층(30)에 상대적으로 높은 에너지가 흡수되어 용융의 정도가 높아지게 되고, 이에 따라 접착제층(30)의 측면은 센서의 측면 및 기재필름(20)의 측면과 비교하여 상대적으로 내측으로 부드럽게 만곡된 형상을 갖게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기재필름(20)으로 COP(Cyclic Olefin Polymers)를 적용한 터치 센서의 단면 사진이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기재필름(20)으로 TAC(Triacetylcellulose)를 적용한 터치 센서의 단면 사진이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, COP와 TAC 간의 레이저 흡수율 차이에 따라 절단면 형상에 다소의 차이는 있으나, 두 경우에 공통적으로 센서부(10)와 기재필름(20) 사이에 개재되는 접착제층(30)의 측면이 내측으로 만곡되어 있는 것을 확인할 수 있다.

<비교예>

비교예의 경우, 터치 센서를 절단하는 수단으로서 종래의 나이프가 이용되었으며, 절단 폭은 23.22㎛이다.

도 8은 비교예의 결과물에 대한 사진으로서, 종래 기술에 따라, 터치 센서를 나이프를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다. 도 8에 개시된 바와 같이, 비교예에 따르면, 절단면 인근에 상당한 수준의 크랙이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 1>

실험예 1의 경우, 레이저 소스는 CO₂ 펄스이고, 파워는 1.5W이고, 주파수는 5kHz이고, 절단방향 이송 속도는 100mm/s이고, 절단 폭은 174.1㎛이다.

도 9는 실험예 1의 결과물에 대한 사진으로서, 터치 센서를 CO₂ 펄스 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다. 도 9에 개시된 바와 같이, 실험예 1에 따르면, 절단면 인근에 유의미한 수준의 크랙이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 2>

실험예 2의 경우, 레이저 소스는 UV 파장계이고, 파워는 5W이고, 주파수는 100kHz이고, 절단방향 이송 속도는 500mm/s이고, 절단 폭은 50.8㎛이다.

도 10은 실험예 2의 결과물에 대한 사진으로서, 터치 센서를 UV 파장계의 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다. 도 10에 개시된 바와 같이, 실험예 2에 따르면, 절단면 인근에 유의미한 수준의 크랙이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 3>

실험예 3의 경우, 레이저 소스는 IR 파장계이고, 파워는 13W이고, 주파수는 300kHz이고, 절단방향 이송 속도는 1500mm/s이고, 절단 폭은 34.8㎛이다.

도 11은 실험예 3의 결과물에 대한 사진으로서, 터치 센서를 IR 파장계의 레이저를 이용하여 절단한 경우의 절단면 사진이다. 도 11에 개시된 바와 같이, 실험예 3에 따르면, 절단면 인근에 유의미한 수준의 크랙이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

이상에 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 레이저를 이용하여 터치 센서를 단위 제품으로 절단함으로써 우수한 절단면 형상을 획득하고, 제품화된 터치 센서의 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 터치 센서를 단위 제품으로 절단하는 과정에서 절단면에 날카롭고 거친 돌출 패턴들이 생성되는 현상을 방지함으로써, 이 돌출 패턴들이 부서지면서 터치 센서의 주요 구성요소들에 크랙이 발생하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 터치 센서의 절단면으로부터 부서져 나온 파편들로부터 유발되는 공정 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

10: 센서부
20: 기재필름
30: 접착제층
32: 만곡 영역
110: 제1 보호층
120: 전극 패턴층
121: 제1 감지 패턴들
122: 제2 감지 패턴들
125: 절연층
127: 연결 패턴들
130: 제2 보호층
D: 만곡 영역의 최대 깊이
S10: 레이저 조사단계
S20: 절단면 경화단계

Claims (8)

1. 센서부;
   기재필름; 및
   상기 센서부의 저면 및 상기 기재필름의 상면 사이에 형성된 접착제층을 포함하고,
   상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름과 함께 절단되어 형성된 외측면을 가지며,
   상기 접착제층의 측부에 만곡 영역(curvature region)이 형성되며, 상기 접착제층의 상기 외측면은 내측으로 만곡된 곡선 형상을 갖는, 터치 센서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 만곡 영역의 최대 깊이는 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센서부의 측면과 상기 기재필름의 측면 및 상기 접착제층의 측면은 레이저에 의해 절단된 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
4. 제1항에 있어서,
   상기 만곡 영역은 레이저 조사에 따라 용융되어 절단된 후 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름보다 높은 레이저 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
6. 센서부와 기재필름, 및 상기 센서부의 저면 및 상기 기재필름의 상면 사이에 형성된 접착제층을 포함하는 터치 센서를 레이저를 이용하여 절단하는 방법으로서,
   상기 터치 센서의 절단면에 레이저를 조사하여 상기 터치 센서의 절단면을 용융시켜 절단하는 레이저 조사단계; 및
   상기 터치 센서의 절단면을 구성하는 상기 센서부의 측면과 상기 기재필름의 측면 및 상기 접착제층의 측면을 경화시키는 절단면 경화단계를 포함하고,
   상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름과 함께 절단되어 형성된 외측면을 가지며,
   상기 절단면 경화단계에서는, 상기 접착제층의 측부에 만곡 영역이 형성되도록 상기 절단면을 경화시키며, 상기 접착제층의 상기 외측면은 내측으로 만곡된 곡선 형상을 갖는, 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 절단면 경화단계에서는,
   상기 만곡 영역의 최대 깊이가 10㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 상기 절단면을 경화시키는 것을 특징으로 하는, 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 접착제층은 상기 센서부 및 상기 기재필름보다 높은 레이저 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는, 레이저를 이용한 터치 센서 절단 방법.
   

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