KR20090003993A - Method of manufacturing translucent film with reflection function for touch pannel and translucent film with reflection function manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명에 따른 가시광 반사기능과 전극기능을 동시에 갖는 금속과 금속산화물이 혼합된 코팅막을 직접 연속으로 형성함으로써 접착제층과 가시광 반사기능을 갖는 별도의 필름층을 사용하지 않고 필름층 수를 줄인 4층 구조를 갖는 터치 패널이나 LCD 패널의 전면에 위치한 터치 패널을 보인 개략도이다.FIG. 1 shows the number of film layers without using an adhesive layer and a separate film layer having a visible light reflection function by directly forming a coating film mixed with a metal and a metal oxide simultaneously having a visible light reflection function and an electrode function according to the present invention. It is a schematic diagram showing a touch panel having a reduced 4-layer structure or a touch panel located in front of the LCD panel.
도2는 유리 또는 플라스틱 시트의 지지판과 가시광 반사기능성 필름층을 갖는 8층 구조의 종래 터치 패널을 보인 개략도이다.2 is a schematic view showing a conventional touch panel having an eight-layer structure having a support plate of glass or plastic sheet and a visible light reflecting functional film layer.
도3은 투과도와 표면 전기저항을 제어하기 위해 투명고분자필름에 금속층과 금속산화물층이 다층으로 코팅된 필름구조를 보인 것이다.Figure 3 shows a film structure coated with a metal layer and a metal oxide layer in a transparent polymer film in order to control the transmittance and surface electrical resistance.
도4a 및 도4b는 금속층과 금속산화물층의 다층막(multi layer)으로 구성된 가시광 반사기능을 갖는 필름의 표면과 단면을 주사전자현미경(SEM)에 의해 10만 배율로 확대 촬영한 사진이다.4A and 4B are enlarged photographs of a surface and a cross section of a film having a visible light reflecting function composed of a multilayer of a metal layer and a metal oxide layer at a magnification of 100,000 with a scanning electron microscope (SEM).
도5는 PET 위에 금속층에 의한 가시광 반사기능과 금속산화물층에 의한 투명전도성 두 가지 기능을 동시에 갖는 막이 증착된 필름을 사용하여 만들어진 4층 구 조의 터치 패널 키패드 셀 제품을 촬영한 사진이다.FIG. 5 is a photograph of a four-layer touch panel keypad cell product made using a film on which PET has a film having both a visible light reflection function by a metal layer and a transparent conductivity by a metal oxide layer.
도6a 및 도6b는 터치 패널 키패드에 사용된 가시광 반사기능과 전극기능을 동시에 갖는 필름으로 제작된 터치 패널 키패드의 투과도와 색도 좌표를 나타낸 그래프로서 색도 좌표의 변화로 다양한 외관 컬러를 조절할 수 있다.6A and 6B are graphs illustrating the transmittance and chromaticity coordinates of a touch panel keypad made of a film having both a visible light reflection function and an electrode function used in a touch panel keypad, and various appearance colors may be adjusted by changing chromaticity coordinates.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 표면보호필름 2 : 기능성 필름1: Surface protection film 2: Functional film
3 : 리어 패널 4 : 돗트 스페이서 3: rear panel 4: dot spacer
5 : 은 전극 31 : 편광필름 5
32 : 금속 33 : 투명 금속산화물32: metal 33: transparent metal oxide
본 발명은 LCD 모니터, PDA(Personal Data Assistance), 자동차 네비게이션(navigation), 휴대폰(Celluler Phone) 등과 같은 디스플레이 영상기기에 채용할 수 있는 반사기능을 갖는 터치 패널용 반투명의 이중 기능성 필름 제조방법 및 이에 의해 제조된 반사기능을 갖는 터치 패널용 반투명의 이중 기능성 필름에 관한 것이다.The present invention provides a method of manufacturing a semi-transparent dual functional film for a touch panel having a reflective function that can be employed in display imaging devices such as LCD monitors, PDAs (Personal Data Assistance), automobile navigation, cell phones, and the like. It relates to a semi-transparent bi-functional film for a touch panel having a reflection function produced by the.
기술의 발달과 소비자의 요구가 높아짐에 따라 각종 전자제품의 경량화와 저렴한 가격으로 제품을 공급하기 위해 실리콘 기판이나 유리 기판을 대체한 플라스틱 필름이나 시트에 다양한 기능성을 갖는 물질을 코팅한 제품시장이 급격히 확대 되는 추세에 있다.In line with the development of technology and increasing consumer demand, the market for products coated with various functional materials on plastic films or sheets replacing silicon substrates or glass substrates in order to supply products with light weight and low price of various electronic products is rapidly increasing. There is a growing trend.
이러한 제품을 이용한 대표적 예로 터치스크린을 들 수 있다. 상기 터치스크린의 중요부분을 구성하고 있는 터치 패널 셀은 유리기판과 유리기판 전극, 플렉서블 필름전극과 유리기판 전극, 플렉서블 필름전극과 플라스틱기판 전극, 플렉서블 필름전극과 플렉서블 필름전극으로 구성된 것으로서 점진적으로 경량화되어 가는 추세에 있다. 특히, 터치 패널 셀은 디스플레이어에 표시되어 있는 표시기능을 접촉함에 따라 정보의 입력이나 출력 조작이 가능하여 다양한 생활환경에 확대 적용되면서 단순한 터치 기능뿐만 아니라 선택적 부가기능이 추가로 요구되고 있다.A representative example using such a product is a touch screen. The touch panel cell, which constitutes an important part of the touch screen, is composed of a glass substrate, a glass substrate electrode, a flexible film electrode, a glass substrate electrode, a flexible film electrode, a plastic substrate electrode, a flexible film electrode, and a flexible film electrode. There is a tendency to become. In particular, the touch panel cell is capable of inputting or outputting information by touching a display function displayed on the display, and being widely applied to various living environments, as well as a simple touch function and an optional additional function.
특히, 이동식 모바일기기 및 LCD 시장의 급격히 변화는 수요자의 요구에 적합한 모델선정과 새로운 기능성을 부가하여 타제품과 차별성을 지님으로써 시장을 선점할 수 있기 때문에 터치기능을 포함한 외형디자인과 슬림(slim)화와 선택적 부가기능을 추가하려는 등의 다양한 시도가 이루어지고 있다. 이중 대표적인 예로 이동식 모바일기기를 들 수 있는데 기존제품의 경우 버튼 방식에서 터치방식으로 전환하면서 슬림화와 경량화가 가능하고 이에 반투명 기능과 필요에 따라 터치패드가 나타나게 하는 선택적 부가기능이 추가될 수 있다.In particular, the rapid change in the mobile mobile device and LCD market can lead the market by differentiating it with other products by selecting a model suitable for the demand of the consumer and adding new functionality. Various attempts have been made to add additional optional features. A typical example of this is a mobile mobile device. Existing products can be slimmed and lightened by switching from a button method to a touch method, and a semi-transparent function and an optional additional function for displaying a touchpad as needed can be added.
터치 기능을 갖는 이동식 모발일기기에 차별화된 선택적 부가기능을 추가하기 위해서는 단순히 투명 터치 기능에서 벗어나 소프트웨어적인 영상표시뿐만 아니라 하드웨어적인 터치 패널 내의 기능성 필름들의 재구성이 요구된다. 그러나 이러한 기능성을 부가하기 위해서는 추가의 필름층이 필요하거나 별도의 터치 셀을 구성해야 한다. In order to add a differentiated selective additional function to a mobile hairstyling device having a touch function, it is necessary to reconfigure functional films in a hardware touch panel as well as a software image display as well as a transparent touch function. However, to add such functionality, an additional film layer is required or a separate touch cell must be configured.
물론 컴퓨터 모니터와 노트북, 네비게이션등과 같이 LCD로 구성된 표면에 자료의 입출력을 위한 터치 기능을 포함시킬 때 별도의 터치셀을 추가로 배치하지 않고도 모니터 전면의 편광필름 층에 편광자의 변형 없이 투명금속산화물과 금속층을 적층하여 터치셀 기능을 추가함으로써 슬림화된 터치기능을 갖는 화면구성이 가능하다.Of course, when including touch function for input / output of data on the surface of LCD such as computer monitor, notebook, navigation, etc., transparent metal oxide without deformation of polarizer in polarizing film layer on the front of monitor without additional arrangement of touch cell. By adding a touch cell function by stacking a metal layer with a thin film, a screen configuration having a slim touch function is possible.
파장이 400 nm∼700 nm 영역인 가시광 투과율은 입사광에 대한 매개체에서 반사와 물질의 고유흡수 계수, 다층막의 경우 층간 계면반사와 각 층을 구성하고 있는 물질의 특성에 의해 영향을 받으며, 특히 광 투과율에 영향을 주는 가장 큰 변수는 기판(필름)을 구성하고 있는 원재료의 특성과 코팅막의 두께이다.The visible light transmittance in the wavelength range of 400 nm to 700 nm is affected by reflection and intrinsic absorption coefficient of the material in the medium for incident light, interfacial reflection between layers and properties of the material constituting each layer. The biggest variables affecting are the characteristics of the raw materials and the thickness of the coating film constituting the substrate (film).
여기서 광학용 필름 또는 광학용 시트(sheet)의 재질로는 PMMA(Poly methyl methacrylate), PC(Poly carbonate), COP(Cyclo-olefin polymer), PES(Polyethersulfone), PS(Polysulfone)와 TAC/PVA/TAC재질로 구성된 모든 편광필름 등의 다양한 광학재료가 사용되고 있으며, 탁도(Haze)는 1%이하이고, 뛰어난 기계적 강도를 갖고 필름두께는 50㎛~188㎛이다. 시트의 경우 0.2m 이상 두께를 갖는 재료가 사용되고 있으며, 제품의 용도와 필요에 따라 반사광을 줄여주는 AR층이 코팅되거나 B~HB, 1H~4H의 경도를 갖는 하드코팅(Harding coating)된 필름을 사용한다.The optical film or optical sheet may include poly methyl methacrylate (PMMA), poly carbonate (PC), cyclo-olefin polymer (COP), polyethersulfone (PES), polysulfone (PS) and TAC / PVA / Various optical materials such as all polarizing films composed of TAC materials are used, and haze is 1% or less, has excellent mechanical strength, and film thickness is 50 μm to 188 μm. In the case of sheet, a material having a thickness of 0.2m or more is used, and an AR layer that reduces reflection light is coated or a hard coated film having a hardness of B to HB and 1H to 4H according to the use and need of the product. use.
고분자 플라스틱 필름에 반사(거울)기능을 갖도록 반사물질들을 코팅하는 방식으로는 Ag, Cu, Al, Sn, Cr, Ti 등의 금속을 스퍼터 방식이나 이-빔(e-beam)방식과 같은 물리 증착방식으로 형성하는 건식방법과 무전해/전해 도금방식인 습식방식 및 금속 나노입자를 경화제와 용매에 분산시켜 그라뷰어 프린팅(Gravure Printing)과 로터리 스크린 프린팅(Rotary Screen Printing) 방식 등이 있다.As a method of coating the reflective materials on the polymer plastic film to have a reflection (mirror) function, physical deposition of metals such as Ag, Cu, Al, Sn, Cr, Ti, etc., by sputtering or e-beam The dry method, the wet method, and the electroless / electrolytic plating method, the wet method, and the metal nanoparticles are dispersed in a hardener and a solvent, such as gravure printing and rotary screen printing.
그러나 이러한 방식들은 단순히 막의 두께를 조절하여 투과율을 조절 가능하고, 도금방식과 프린팅기법은 접착력이 약한 문제점이 있으므로 보호필름으로 표면을 코팅해야 하며, 분산용매 내의 금속입자와 접착제의 함유량에 따라 표면저항이 바뀌는 등 필름표면저항과 가시광 투과율을 동시에 제어하기가 불가능하다. However, these methods can control the transmittance by simply adjusting the thickness of the film, and the plating method and the printing method have a weak adhesive strength, so the surface should be coated with a protective film, and the surface resistance depends on the content of the metal particles and the adhesive in the dispersion solvent. It is impossible to control the film surface resistance and the visible light transmittance at the same time.
또한 종래에는 투명 유리나 플라스틱기판에 은이나 크롬, 알루미늄 금속 등의 금속물질만을 이용하여 막 두께를 조절하여 터치 패널용으로 반사기능을 갖으면서 반투명 전극으로 사용하기 위한 연구가 진행되었으나 이 방법으로는 터치 셀 제작시 가시광 투과도 40 %∼50 %로 유지하면서 표면저항 500 Ω/□를 갖는 막의 코팅은 불가능하다.In addition, in the related art, research has been conducted to use a translucent electrode while having a reflective function for a touch panel by adjusting a film thickness using only metal materials such as silver, chromium, and aluminum metal on a transparent glass or plastic substrate. In cell fabrication, coating of a film having a surface resistance of 500 Ω / □ while maintaining the visible light transmittance of 40% to 50% is impossible.
따라서 필름의 표면저항과 가시광 투과율을 동시에 제어하기 위해서는 유기금속소스를 사용하여 고분자 필름 공정이 가능한 저온조건에서 고분자 필름 주변에 수 KV의 양·음 DC 바이어스를 인가한 플라즈마 화학 증착방법으로 고분자 필름표면에 투명 전도성 금속산화물인 주석산화물, 티타늄산화물, 인듐산화물과 이들 금속이 서로 적절히 혼합되거나 이들 금속 산화물에 Ag, Cu, Al, Cr, Ti 등과 같은 금속이 혼합되거나 다층막(multi layer)을 갖는 막을 구성함으로써 가능하다. Therefore, in order to simultaneously control the surface resistance and the visible light transmittance of the film, the surface of the polymer film is applied by plasma chemical vapor deposition method applying a positive and negative DC bias of several KV around the polymer film at low temperature conditions where the polymer film process is possible using an organometallic source. Tin oxide, titanium oxide, and indium oxide, which are transparent conductive metal oxides, and these metals are properly mixed with each other, or metals such as Ag, Cu, Al, Cr, Ti, etc. are mixed with these metal oxides, or constitute a film having a multi layer. It is possible by doing.
편광필름에 사용되는 PVA(poly vinyl alcohol)은 일반 광학용 필름의 내열도 보다 낮아 증착과정에서 외부에서 열을 함유한 중성분자나 이온들에 의해서도 변형이 일어날 수 있다. 특히 투명전도막과 반투명 금속막을 증착하기 위해 스퍼터 방 식을 이용할 경우 에칭된 중성분자들이 열에너지를 함유한 상태로 고분자필름표면에 도달하여 전달되는 에너지와 표면에서 이온 충격(ion bombardment)에 의해 필름 내부로 전달되는 에너지가 높아 PVA층의 변형으로 편광자의 격자가 손상되어 편광기능을 상실하기 쉽다. PVA (poly vinyl alcohol) used in the polarizing film is lower than the heat resistance of the general optical film may be deformed by the heavy molecules or ions containing heat from the outside during the deposition process. In particular, when sputtering is used to deposit a transparent conductive film and a semi-transparent metal film, the etched heavy molecules reach the surface of the polymer film in a state of containing thermal energy and are delivered by ion bombardment on the surface. Due to the high energy delivered to the PVA layer, the lattice of the polarizer is damaged by the deformation of the PVA layer, and thus the polarization function is easily lost.
본 발명은 외부 가시광에 대한 반사기능과 표면 전기전도성 기능을 갖는 필름을 증착하기 위해 펄스 또는 연속 ECR(Electron Cyclotron Resonance)를 이용하여 다층막 증착으로 동시에 갖는 필름으로 터치패널을 구성하여 공정상의 문제점을 없애고, 모니터 전면에 사용되는 등방성 또는 이방성 편광필름 층에 편광자의 변형 없이 투명 금속산화물과 금속층을 적층하여 터치 셀을 구성함으로써 투과도와 표면저항을 동시에 제어하여 한 개 층의 필름으로 2개의 기능을 가질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.The present invention eliminates process problems by constructing a touch panel with a film having multilayer film deposition using pulse or continuous ECR (Electron Cyclotron Resonance) in order to deposit a film having a reflection function and surface electroconductivity function against external visible light. By forming a touch cell by laminating a transparent metal oxide and a metal layer without deformation of the polarizer on the isotropic or anisotropic polarizing film layer used on the front side of the monitor, the transmittance and surface resistance can be simultaneously controlled to have two functions as one film. The purpose is to make it.
또한 본 발명은 버튼방식으로 되어 있는 기존의 이동식 모바일기기를 터치방식으로 전환하면서 동시에 반투명 반사필름을 사용한 기능을 추가함으로써 LCD 화면에 전원이 꺼지면 반사기능으로 사용하고, LCD 화면에 전원이 켜지면 터치스크린 기능이 나타나는 차별화된 선택적 부가기능을 부여하는데 기능성 필름층을 접착하기 위해 접착제 층이 필요하게 되어 접착제 층을 포함하여 총 6층 또는 8개 층으로 늘어나는 공정과 접착제 두께의 불균일로 나타나는 제품상 뉴턴링 현상과 두꺼워진 필름 층으로 인해 떨어지는 터치감 등을 한 개 층의 필름을 사용하는 터치 패널로 구조를 개선함으로써 이를 해결하고, 모니터 전면의 편광필름 층에 편광자의 변형 없이 투명금속산화물과 금속층을 적층하여 터치셀 기능을 추가함으로써 슬림화된 터치기능을 갖는 모니터를 구성할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention converts the existing mobile mobile device that is a button method to the touch method while adding a function using a semi-transparent reflective film at the same time using the reflective function when the power is turned off the LCD screen, the touch when the power is turned on the LCD screen In order to give the differentiated selective additional function of the screen function, the adhesive layer is needed to adhere the functional film layer, and the newton in the product which is represented by the uneven thickness of the adhesive and the process of stretching to 6 or 8 layers including the adhesive layer in total. This is solved by improving the structure with a touch panel that uses a single layer of film to reduce the touch feeling caused by the ring phenomenon and the thickened film layer.The transparent metal oxide and the metal layer are applied to the polarizing film layer on the front of the monitor without deformation of the polarizer. Add touch cell function by stacking to have slim touch function The purpose is to allow you to configure the monitor.
또한 본 발명은 불투명한 금속과 금속산화물이 혼합되거나 2중 층으로 구성된 다층 전도성 막을 한 장의 필름에 코팅함으로써 얇은 터치키 패드를 사용할 수 있어 공정 줄이고 불량률을 낮출 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to allow a thin touch key pad to be used by mixing a opaque metal and a metal oxide or coating a multilayer conductive film composed of a double layer on a single film, thereby reducing the process rate and reducing the defective rate.
또한 본 발명은 가시광 반사기능을 갖는 필름 층의 증가와 이로 인해 추가되는 접착제 층의 형성으로 필름층이 두꺼워지면서 터치에 의한 정보입력 시에 터치감이 떨어지거나 터치 면적의 확대로 터치 기능이 떨어지지 않도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to increase the film layer having a visible light reflecting function and thereby forming an adhesive layer so that the film layer is thickened so that the touch feeling is not degraded or the touch function is reduced due to the enlargement of the touch area when inputting information by touch. Its purpose is to.
또한 본 발명은 부가 기능성 필름 층의 증가와 접착제 층의 형성으로 두꺼워지는 터치 패널의 두께를 줄이기 위해 제품표면에 사용되는 하드 코팅 보호필름 층을 얇은 막으로 대체함으로써 발생하는 공정정상 어려움과 셀을 제작할 때 가해지는 텐션(tension)이 균일하지 않아 발생하는 일그러짐 현상을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a process normal difficulty and cells produced by replacing the hard coating protective film layer used on the product surface with a thin film in order to reduce the thickness of the touch panel thickened by the increase of the additional functional film layer and the formation of the adhesive layer. The purpose of the present invention is to prevent distortion caused by a non-uniform tension.
또한 본 발명은 투명 또는 반투명 전도성층을 이방성 또는 등방성 편광 필름에 편광자의 손상이나 뒤틀림 현상 없이 저온 코팅하여 노트북과 모니터 등 LCD가 사용되는 모든 편광필름에 직접 전기전도성 기능을 추가함으로써 별도의 터치 셀을 사용하지 않고 직접 터치기능을 부여할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is a low-temperature coating of the transparent or semi-transparent conductive layer on the anisotropic or isotropic polarizing film without damage or distortion of the polarizer to add an electroconductive function directly to all polarizing films used LCD, such as notebooks and monitors to separate touch cells The purpose is to be able to give a touch directly without using.
또한 본 발명은 편광필름에서 PVA(poly vinyl alcohol)로 만들어진 편광격자 층의 내열성이 낮아 스퍼터 방식에 의해 투명전도성막을 증착할 경우 타겟으로부터 에칭된 열을 함유한 중성분자나 이온들에 의해 고분자필름표면으로 전달되는 에너지와 표면에서 이온 충격에 의해 필름 내부로 전달되는 에너지가 높아 PVA층의 변형으로 편광자의 격자가 손상되어 편광기능 상실로 증착이 불가능하였으나, ECR 플라즈마 화학 증착방식으로 투명 전도성 필름을 제조함으로써 편광자의 열 손상 없이 LCD 전면에 터치 셀을 구성할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention has a low heat resistance of the polarization grating layer made of PVA (poly vinyl alcohol) in the polarizing film when the transparent conductive film is deposited by the sputter method, the polymer film surface by the heavy molecules or ions containing heat etched from the target The energy transmitted to the inside of the film by the impact of ions and the energy transmitted from the surface is high, and the lattice of the polarizer is damaged due to the deformation of the PVA layer. By doing so, the object of the present invention is to allow a touch cell to be formed on the front of the LCD without damaging the polarizer.
그리고 본 발명은 가시광 반사기능을 갖는 필름을 별도로 사용하지 않고 상층 플렉서블 투명전도 필름층에 가시광을 반사할 수 있는 금속 막을 코팅함으로써 접촉 전극과 반투명 반사기능을 추가하여 이중기능을 부가하고 별도의 반사기능을 갖는 필름의 사용시 이를 고정시키기 위해 접착시켜야 하므로 이 과정에 층간 공기층형성과 접착제 층의 두께 편차로 발생되는 반사 빛에 의해 나타나는 뉴턴링(Newton's ring)현상을 해결할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. In addition, the present invention adds a dual function by adding a contact electrode and a semi-transparent reflection function by coating a metal film capable of reflecting visible light on the upper flexible transparent conductive film layer without separately using a film having a visible light reflection function, and a separate reflection function. In order to solve the Newton's ring phenomenon caused by the reflected light generated by the thickness difference of the interlayer air layer formation and the adhesive layer in the process because it must be bonded in order to fix the use of the film having the purpose.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반사기능을 갖는 터치 패널용 반투명의 이중 기능성 필름 제조방법은, DC 바이어스(bias)를 갖는 펄스 또는 연속 ECR 플라즈마를 이용하여 광학용 필름이나 범용필름, 편광필름, 유리, 플라스틱 시트(sheet) 중 하나인 가시광 투과도를 갖는 필름에 반투명 전도성 금속 층을 얇게 화학 증착하는 단계; 및 인가되는 DC 바이어스와 공급가스의 조성비를 조절하여, 상기 필름에 투명전도성 금속산화물을 연속해서 화학 증착시켜 다층막(multi layer)으로 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Translucent dual functional film manufacturing method for a touch panel having a reflective function according to the present invention for achieving the above object is an optical film or a general-purpose film using a pulse or continuous ECR plasma having a DC bias (bias) Thin chemically depositing a semi-transparent conductive metal layer on a film having visible light transmission, one of polarizing film, glass, and plastic sheet; And adjusting the composition ratio of the applied DC bias and the supply gas to continuously chemically deposit a transparent conductive metal oxide on the film and to coat it with a multi layer.
상기 필름의 상부에 표면 보호필름을 적층시켜 반사기능성 필름을 사용하지 않고 터치 셀의 상층 전극 층을 구성하는 필름의 두께를 최소화한 터치 패널을 구성할 수 있다.By stacking a surface protective film on top of the film, the touch panel may be configured to minimize the thickness of the film constituting the upper electrode layer of the touch cell without using a reflective functional film.
상기 DC 바이어스와 상기 공급가스의 조성비에 의해 반투명 전도성 금속과 투명 전도성 금속산화물의 성분을 조절하여 상기 필름에 다층 막을 동시에 형성시켜 다양한 가시광 투과도를 가질 수 있다.By controlling the components of the translucent conductive metal and the transparent conductive metal oxide by the composition ratio of the DC bias and the feed gas to form a multilayer film on the film at the same time can have a variety of visible light transmittance.
상기 필름은 등방성 또는 이방성을 가지는 편광필름으로서 상기 필름에 ECR 상온 화학증착방식에 의해 편광자의 변형 없이 반투명 전도성 금속 또는 투명전도성 금속산화물을 증착시켜 편광기능과 동시에 터치 셀 전극으로 사용하는 전기 전도성 기능을 부여할 수 있다.The film is an isotropic or anisotropic polarizing film which is deposited on the film by the ECR room temperature chemical vapor deposition method without the change of the polarizer, thereby depositing a semi-transparent conductive metal or transparent conductive metal oxide, which is used as a touch cell electrode simultaneously with the polarization function. It can be given.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
종래에는 1 mm의 두께를 갖는 유리기판에 ITO(Indium Tin Oxide)를 코팅한 투명 전도성 전극판 또는 가벼운 플라스틱 시트 위에 접착제를 사용하여 얇은 투명전도성을 갖는 필름을 기판에 접착시키는 밑판 전극층, 작동되지 않을 때 전극과 전극이 떨어지도록 고투과 고분자 돗트 스페이서(dot spacer)와 은 전극층, 투명전극필름, 접착제층, 가시광 반사기능성 필름층, 접착제층, 하드 코팅 보호필름층과 같이 여러 층으로 구성되어 있어 복잡한 제조공정을 거쳐 터치 셀이 제작되고 있으나, 본 발명은 한 개의 필름에 반사기능을 갖는 금속과 투명금속산화물층을 동시에 적층하여 터치 셀을 제작한다.Conventionally, a base plate electrode layer which adheres a thin transparent conductive film to a substrate using an adhesive on a transparent conductive electrode plate coated with ITO (Indium Tin Oxide) on a glass substrate having a thickness of 1 mm or a light plastic sheet, does not work It is composed of several layers such as high permeable polymer dot spacer, silver electrode layer, transparent electrode film, adhesive layer, visible light reflecting film layer, adhesive layer, hard coating protective film layer so that electrode and electrode are separated from each other. Although a touch cell is manufactured through a process, the present invention manufactures a touch cell by simultaneously stacking a metal having a reflective function and a transparent metal oxide layer on one film.
본 발명은 플라스틱 시트나 유리기판에 투명전도성 금속산화물을 코팅하여 가시광영역의 파장에서 기판과 코팅층을 포함해서 투과도가 86%이상인 1 mm두께를 갖는 플라스틱판으로 사용할 수 있는 재질로는 PET를 포함한 PMMA(Poly methyl methacrylate), PC(Poly carbonate), COP(Cyclo-olefin polymer), PES(Polyether sulfone), PS(Polysulfone) 중 어느 하나 또는 이들의 화합물뿐만 아니라 본 발명은 이러한 물질들로만 한정되지 않는다.The present invention is coated with a transparent conductive metal oxide on a plastic sheet or a glass substrate, including a substrate and a coating layer in the wavelength of visible light can be used as a plastic plate having a thickness of 1 mm with a transmittance of 86% or more PMMA containing PET (Poly methyl methacrylate), polycarbonate (PC), cyclo-olefin polymer (COP), polyether sulfone (PES), polysulfone (PS) or compounds thereof, as well as the compounds thereof, are not limited to these materials.
본 발명은 투명 전도성과 반투명 반사기능을 갖는 투명 금속산화물과 금속을 화학증착 방식으로 코팅하는데 투명전도성 금속산화물로는 인듐을 대체한 불소(F)가 도핑된 주석산화물(SnO2), 아연산화물(ZnO), 갈륨산화물(Ga2O3), 티타늄산화물(TiO2) 또는 이중 2 이상의 혼합산화물을, 반투명 반사기능을 갖는 금속으로는 다양한 색을 구현할 수 있는 Ag, Cu, Al, Sn, Cr, Ti와 같은 단일 또는 복합물을 예로 들 수 있다.The present invention is a transparent metal oxide having a transparent conductivity and a semi-transparent reflection function and a metal coating by chemical vapor deposition method, the transparent conductive metal oxide is a tin oxide (SnO 2 ) doped with fluorine (F) substituted indium (SnO 2 ), zinc oxide ( ZnO), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ) or a mixture of two or more of these, a metal having a semi-transparent reflection function Ag, Cu, Al, Sn, Cr, For example, single or complex such as Ti.
본 발명은 LCD가 사용되는 모든 모니터 전면의 이방성 또는 등방성 편광필름층에 편광자의 변형 없이 투명 금속산화물과 금속층을 적층하여 터치 셀을 직접 추가함으로써 터치 셀을 구성하는 필름층의 수를 줄여 터치 셀의 제조공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 터치기능을 갖는 슬림화된 터치셀의 제작이 가능하다.The present invention reduces the number of film layers constituting the touch cell by directly adding a touch cell by laminating a transparent metal oxide and a metal layer on the anisotropic or isotropic polarizing film layer on the front of all the monitors in which LCD is used, without the polarizer deformation. In addition to simplifying the manufacturing process, it is possible to manufacture a slimmed touch cell having a touch function.
본 발명에 의한 터치 셀은 투명전극과 반투명 반사기능을 동시에 가지는 1개 층의 필름이 코팅된 이중 기능성 필름을 사용함으로써 접착제층을 포함하여 4개의 층으로 구성되어 있어, 터치 셀을 구성하고 있는 터치 필름층의 전체적인 두께가 얇아지므로 외부 접촉이 많은 외측 상부필름을 두꺼운 필름으로 대체할 수 있다.The touch cell according to the present invention is composed of four layers including an adhesive layer by using a bi-functional film coated with a film of one layer having a transparent electrode and a semi-transparent reflection function at the same time, thereby forming a touch cell. Since the overall thickness of the film layer becomes thinner, it is possible to replace the outer top film with a lot of external contact with a thick film.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도1은 본 발명에 따른 가시광 반사기능과 전극기능을 동시에 갖는 금속과 금속산화물이 혼합된 코팅막을 직접 연속으로 형성함으로써 접착제층과 가시광 반사기능을 갖는 별도의 필름층을 사용하지 않고 필름층의 수를 줄인 4층 구조를 갖는 터치 패널이나 LCD 패널의 전면에 위치한 터치 패널을 보인 개략도이다.1 shows the number of film layers without using an adhesive layer and a separate film layer having a visible light reflection function by directly forming a coating film mixed with a metal and a metal oxide simultaneously having a visible light reflection function and an electrode function according to the present invention. Figure 4 is a schematic view showing a touch panel having a 4-layer structure with a reduced front panel or a touch panel located in front of the LCD panel.
PET나 PC, PMMA 등과 같이 투과도 90 %이상으로 가시광에 투명한 1mm 두께를 갖는 시트에 직접 금속산화물을 코팅하여 코팅층을 포함해서 가시광 투과도 87 %이상, 탁도 1 %이하, 색 좌표 a*=±2이하, b*=±2 이하이고 표면전기저항이 500Ω/□±5%의 균일도를 갖는 하부층 전극인 리어 패널(3) 표면의 상층 외곽에 은 전극(5)을 페이스트하고 터치기능이 부여되는 은 전극(5) 내부에 상층전극을 분리하기 위해 5 mm 간격의 돗트 스페이서(4)를 도포한 층의 가장자리를 아크릴(Acrylic) 접착제로 상부 측에 이중 기능성 전극필름 또는 이방성과 등방성 편광필름의 투명 전도성기능을 갖는 기능성 필름(2)을 접착하고 표면에 3H의 높은 경도를 갖는 보호필름(1)을 올려 터치 셀을 제조한다.Metal oxide is directly coated on a sheet having a thickness of 1%, transparent to visible light, such as PET, PC, and PMMA, which is transparent to visible light, and has a visible light transmittance of 87%, turbidity of 1% or less, including a coating layer, and color coordinates a * = ± 2 , a silver electrode having a touch function and pasting the
상부 이중 기능성 전극필름 또는 등방성이나 이방성 편광필름의 기능성 필름(2)은 PET의 경우 가시광 투과도 90%이상, 탁도 1%이하, 색도 좌표 a*=±0.5, b*=±0.5인 투명한 188 ㎛ 두께를 갖는 PET필름상에 금속층을 수 nm 증착한 후 투명금속 산화물층을 100 nm∼300 nm 증착한 필름이고, 이방성 또는 등방성 편광필름의 경우 가시광 투과도 44.0%, 색도 좌표 a*=±0.5, b*=3.8인 투∼명한 188 ㎛ 두께를 갖는 편광필름상에 표면전기저항이 500Ω/□±5%이하의 균일도를 갖는 다단층 증착 또는 복합 금속 산화물 증착층으로 가시광 투과도 30 %∼60 %를 갖고 상대적 으로 불투명 금속층에 의해 반사율을 갖는 한 장의 필름으로 구성된다.The upper bifunctional electrode film or the functional film (2) of the isotropic or anisotropic polarizing film has a transparent 188 μm thickness having a visible light transmittance of 90% or more, turbidity of 1% or less, and chromaticity coordinates a * = ± 0.5 and b * = ± 0.5 in PET. After the deposition of several nm of the metal layer on the PET film having a transparent metal oxide layer of 100 nm to 300 nm, in the case of anisotropic or isotropic polarizing film, visible light transmittance of 44.0%, chromaticity coordinates a * = ± 0.5, b * A multi-layered deposition or composite metal oxide deposition layer having a uniform surface electric resistance of 500 Ω / □ ± 5% or less on a transparent to transparent 188 μm thick film having a thickness of 3.8 and having a visible light transmittance of 30% to 60% It consists of one film which has a reflectance by an opaque metal layer.
특히 금속에 의한 반투명 반사기능과 투명 금속산화물이 코팅된 이중기능의 기능성 필름(2)은 외관에 다양한 색을 구현하기 위해 Ag, Cu, Al, Sn, Cr, Ti 등의 단일금속 또는 복합 금속막의 성막이 가능하다.In particular, the bi-functional functional film coated with a semi-transparent reflection function by a metal and a transparent metal oxide is applied to a single metal or a composite metal film such as Ag, Cu, Al, Sn, Cr, Ti, etc. to realize various colors in appearance. Film formation is possible.
터치스크린 패널의 외곽인 표면에 사용되는 표면 보호필름(1)층은 100 ㎛이상의 두께를 갖는 PET필름 표면에 2H이상 표면경도를 갖는 하드 코팅된 필름으로서 투과도 90%이상, 탁도 1%이하, 색도 좌표 a*=±0.5, b*=±0.5이하를 갖는 필름을 사용할 수 있다. The surface protection film (1) layer used on the outer surface of the touch screen panel is a hard-coated film having a surface hardness of 2H or more on the surface of PET film having a thickness of 100 μm or more, having a transmittance of 90% or more, turbidity of 1% or less, and chromaticity. Films having coordinates a * = ± 0.5, b * = ± 0.5 or less can be used.
뿐만 아니라 기존의 터치 셀은 반투명 반사기능성 필름이 별도로 추가됨에 따라 이에 따른 터치 셀을 구성하는데 필요한 필름들이 다층구조로 구성되기 때문에 표면 보호필름으로 두꺼운 필름을 사용할 수 없어 제조공정이 까다롭고, 접착공정에서 터치 셀 표면의 일그러짐 현상이 발생할 수 있었으나, 1개 층의 이중기능을 갖는 기능성 필름(2)을 사용함으로써 터치 셀의 총 두께가 얇아지므로 표면 보호필름(1)으로 100 ㎛이상의 두꺼운 보호필름을 사용할 수 있다.In addition, the conventional touch cell is a difficult manufacturing process because a thick film can not be used as a surface protection film because the semi-transparent reflective film is added separately as the film required to configure the touch cell is composed of a multilayer structure The distortion of the surface of the touch cell could occur, but since the total thickness of the touch cell is thinned by using the
도2는 유리 또는 플라스틱 시트의 지지판과 가시광 반사기능성 필름층을 갖는 8층 구조를 가지는 종래의 터치 패널을 보인 개략도이다.2 is a schematic view showing a conventional touch panel having an eight-layer structure having a support plate of a glass or plastic sheet and a visible light reflecting functional film layer.
가시광 고투과도를 갖는 PC 또는 PMMA 플라스틱 지지판에 아크릴(Acrylic) 접착제(21)로 투명 전도성 금속 산화막을 갖는 필름(20)층을 접착하고, 이 필름(20)의 전도성을 갖는 표면층에 외부압력에 대한 완충작용과 두 전극을 분리하기 위한 돗트 스페이서(4)와 가장자리의 테두리에 은 전극(5)이 도포되고 투명한 윗면 전극(10)과 반사(거울)기능을 갖는 필름(2)층과의 접착을 위한 아크릴(Acrylic)접착제(11)층 그리고 최상단에 경도를 갖는 보호 필름(1)층으로 구성되어 터치에 의해 하단전극인 필름(20)층과의 원만한 터치감을 유지하기 위해서는 보호 필름(1)이나 필름(2), 접착제(11) 및 전극(10)에 해당하는 필름층과 접착제층을 모두 더한 두께가 얇아야 한다.A
도3은 도2에 개시된 필름(2)층과 전극(10), 접착제(11)층에 해당되는 필름층과 접착제층을 대체하기 위해 투명한 PET 필름 또는 편광필름(31)에 반사기능을 갖는 반투명 금속(32)층을 접착력 향상을 위해 화학 증착방식으로 코팅하고 다시 투명 금속 산화물(33)층을 코팅하거나 금속과 금속산화물을 동시에 성막하여 금속(32)층과 투명 금속산화물(33)층 기능을 부여한 한 장의 필름이다.FIG. 3 is a semi-transparent reflecting function on the transparent PET film or the
- 실시예 1Example 1
도4는 가시광 투과도가 89.7%, 탁도가 0.7, 색도 좌표가 a*=±0.5, b*=±0.6인 투명한 188 ㎛ 두께를 갖는 PET필름 상에 주석금속층을 짧은 시간 화학증착한 후 주석산화물 층을 증착한 필름의 표면과 단면을 나타낸 사진으로서 표면은 30 nm의 미세한 그레인(grain)들로 이루어지고 단면은 30 nm두께의 주석 금속층과 240 nm두께의 투명 금속산화물 층으로 이루어진 막의 표면저항이 520 Ω/□±5%이고 가시광 투과도가 60%, 색도좌표가 a=-3, b=2.5인 반투명 반사기능을 갖는 증착층들이 한 제조공정에서 형성되었다.4 is a tin oxide layer after a short time chemical vapor deposition of a tin metal layer on a PET film having a transparent 188 μm thickness having a visible light transmittance of 89.7%, a haze of 0.7, a chromaticity coordinate of a * = ± 0.5, and b * = ± 0.6. The surface and the cross-section of the film on which the film was deposited are composed of fine grains of 30 nm and the surface resistivity of the film consisting of a 30 nm thick tin metal layer and a 240 nm thick transparent metal oxide layer. Deposition layers having semi-transparent reflecting functions of? /? ± 5%, visible light transmittance of 60%, chromaticity coordinates of a = -3 and b = 2.5 were formed in one manufacturing process.
- 비교예 1Comparative Example 1
가시광 투과도가 89.7%, 탁도가 0.7, 색도 좌표가 a*=±0.5, b*=±0.6인 투명한 188 ㎛ 두께를 갖는 반사(glare)와 난반사(non-glare) 2종류의 PET필름 상에 알루미늄(Al)과 주석(Sn)을 사용하여 반투명 금속층을 코팅하고 표면에 주석산화물을 코팅하여 터치키 패드용으로 사용하기 위해 물성을 비교하였다. 표1의 시료 #1은 난반사 PET필름상에 주석금속층을 다소 두껍게 증착한 후 주석산화물을 증착한 막으로 가시광 투과도가 36.6 %이고 색도 좌표가 b*=5.7로 노란 금색을 갖는 거울기능성 막을 코팅하였다. 표1의 시료(sample number) #4는 #1과 동일한 난반사 기판형(type)의 필름에 금속층을 얇게 증착하여 비교한 자료로 기판 필름자체가 난반사이므로 반사기능이 다소 떨어지는 것으로 나타났다. Aluminum on two kinds of glare and non-glare PET films with transparent 188 μm thickness with 89.7% visible light transmittance, 0.7 haze, and chromaticity coordinates a * = ± 0.5, b * = ± 0.6 (Al) and tin (Sn) were used to coat the translucent metal layer and tin oxide on the surface to compare the physical properties for use in the touch keypad.
표1의 시료 #2, #3, #5는 반사형 PET필름에 주석 금속층의 두께 조절로 다양한 투과도 범위를 갖는 막을 증착한 후 주석산화물을 증착한 필름의 색도 좌표와 투과도를 비교하였다. 가시광 투과도와 색도 좌표는 주석 금속층의 두께에 영향을 받은 것으로 나타났다.
도1의 시료#6은 반사형 PET필름에 알루미늄 금속층을 시료#5와 동일한 두께로 증착한 후 투명금속산화물을 증착한 기능성 필름으로 서로 다른 금속층의 영향으로 서로 다른 색도 좌표를 갖는 것을 확인할 수 있다. 알루미늄 금속을 반사기능성막으로 사용할 경우 파란색 색도 값이 크고 노란색이 나타나지 않고 파란 회색계의 색도 좌표를 나타내었다.
- 실시예 2Example 2
도5는 실시예1에서 얻어진 이중 기능성 필름을 이용하여 도1에 나타낸 구조로 터치 패널을 구성하여 만든 터치키 패드용 터칠 셀을 보인 사진이다. 도1과 같이 표면 전극층의 두께가 얇아서 상층표면에 사용한 3H 경도를 갖는 보호필름 두께가 125 ㎛인 필름을 사용할 수 있었으며, 터치 셀 제작과정과 제작 후 표면 보호필름 층에서 일그러지는 현상이나 뉴턴링 현상이 전혀 나타나지 않았다.FIG. 5 is a photograph showing a touch cell for a touch key pad made by constructing a touch panel with the structure shown in FIG. 1 using the dual functional film obtained in Example 1. FIG. As shown in FIG. 1, a film having a thickness of 3H and a protective film having a thickness of 125 μm used for the upper surface layer may be used, and a film having a thickness of 125 μm may be used. This did not appear at all.
- 비교예 2 Comparative Example 2
비교예2는 실시예2에서 설명된 터치키 패드용 터치 셀을 반사 금속층으로 주석과 알루미늄을 사용하여 증착한 이중 기능성 필름을 제작하여 터치 셀의 총괄 투과도와 색도 좌표를 비교하여 도6에 나타내었다. 반투명 금속층의 두께를 동일하게 증착하여 투과도는 50 %로 일정하였으나, 서로 다름 금속층에 의한 색도 좌표변화를 나타내고 있다. 반투명 반사기능으로 주석금속을 사용한 경우 색도좌표는 a=-4.2, b=6.7로 노란색도 좌표가 높았고, 알루미늄 금속을 사용한 경우 색도좌표가 a=-3.8, b=0.5인 터치 셀이 만들어질 수 있다.In Comparative Example 2, a dual-functional film in which the touch cell for the touch key pad described in Example 2 was deposited using tin and aluminum as the reflective metal layer was fabricated, and the overall transmittance and chromaticity coordinates of the touch cell were compared. . Although the transmittance was constant at 50% by depositing the same thickness of the semi-transparent metal layer, the change in chromaticity coordinates due to the different metal layers was shown. When tin metal is used as the semi-transparent reflection function, the chromaticity coordinates are a = -4.2 and b = 6.7, and the yellow chromaticity coordinates are high. When aluminum metal is used, touch cells with chromaticity coordinates a = -3.8 and b = 0.5 can be created. have.
- 실시예 3Example 3
표2는 두께가 180 ㎛인 TAC/PVA/TAC재질로 구성된 등방성 편광필름과 이 편광필름에 투명금속산화물을 상온 화학증착방법에 의해 내부 편광자의 손상 없이 적층한 후 직접 터치셀에 적용할 수 있는 기능성 편광필름의 투과도와 색도 좌표를 나타내었다. 시편 #1~#3은 44%의 투과도를 갖는 로(raw) 편광필름에 투과도를 조절하기 위해 투명 금속 산화물층만을 증착하면서 처리시간을 변화시켜 41%, 40%, 38%의 투과도를 갖는 기능성 필름이 얻어졌으며, 편광자의 손상 없이 투명필름층의 적층으로 인한 투과도가 원소재인 편광필름의 투과도보다 조금씩 낮아진 것을 확인할 수 있다. Table 2 shows an isotropic polarizing film composed of TAC / PVA / TAC material with a thickness of 180 µm and a transparent metal oxide deposited on the polarizing film without damaging the internal polarizer by chemical vapor deposition at room temperature. The transmittance and chromaticity coordinates of the functional polarizing film are shown.
편광자가 열에 의해 뒤틀리거나 변형이 진행되면 투과도와 색도 좌표에 큰 차이를 보이나, 이러한 현상은 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 시편 #4는 편광필름 위에 먼저 주석 금속층을 증착하고 다시 투명주석금속 산화물층을 적층하여 2층 구조를 갖는 기능성 필름으로 표면저항은 530Ω/□이고 투과도와 색도좌표가 각각 35%, a*=-2.6, b*=5.8로 나타났다.When the polarizer is warped or deformed by heat, the transmittance and chromaticity coordinates show a big difference, but this phenomenon hardly occurs.
위의 표2는 편광필름에 반사기능을 갖는 반투명 및 투명막이 증착된 필름의 투과도와 표면저항을 보인 것이다. Table 2 above shows the transmissivity and surface resistance of the film on which the translucent and transparent film having the reflective function is deposited on the polarizing film.
따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 광학용 PET필름 또는 광학용 편광필름상에 투명 전도성 금속산화물을 증착하여 터치 패널용 전극으로 사용함에 있어 한 장의 필름에 반사기능을 갖는 반투명 전도성 금속층을 펄스 또는 연속 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마로 증착하고 그 위층에 투명금속산화물층을 증착하여 거울기능과 500Ω/□의 전도성을 갖는 필름으로 터치 패널을 구성하여 얇고 터치감이 뛰어나고 공정 전·후에 제품에 나타날 수 있는 일그러짐과 뉴턴링 현상을 줄일 수 있으며, 상대적으로 터치 셀을 구성하고 있는 상층 필름 층의 두께가 얇아서 보호필름으로 두꺼운 필름사용이 가능하여 내구성이 뛰어난 제품을 제작할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, in the present invention, a transparent conductive metal oxide is deposited on an optical PET film or an optical polarizing film to be used as an electrode for a touch panel, and a semi-transparent conductive metal layer having a reflective function on one film is pulsed or continuous. It is deposited by ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma and the transparent metal oxide layer is deposited on the upper layer to make the touch panel with the mirror function and the conductivity of 500Ω / □. It is possible to reduce the distortion and Newton ring phenomena, and the relatively thin thickness of the upper film layer constituting the touch cell allows the use of a thick film as a protective film has the effect of producing a durable product.
뿐만 아니라 본 발명은 LCD가 사용되는 전면의 이방성 또는 등방성 편광필름에 편광자의 변형 없이 직접 전도성 금속산화물을 적층하여 터치 셀을 구성함으로써 터치 셀을 추가로 부착할 필요 없이 직접 LCD 모니터의 편광필름에 전도성기능을 부여하여 내부에 터치 셀을 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention is directly conductive to the polarizing film of the LCD monitor without the need to attach additional touch cells by forming a touch cell by directly laminating a conductive metal oxide on the anisotropic or isotropic polarizing film of the front LCD is used without a polarizer deformation. By providing a function, an effect of configuring a touch cell inside can be obtained.
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