KR20110041821A - 터치패널용 면상 부재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 투명기판상에 순차로 적층된 중간 투명층 및 도전성 투명층을 포함하되, 상기 중간 투명층 및/또는 도전성 투명층은 과산화 조성물인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상부재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이에 의해, 패턴무늬 사이에 얼룩이 방지되고, 중간 투명층의 내구성이 향상되며, 터치패널의 전기적 특성 및 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
ITO, 헤이즈, 면저항, 투과율

Description

터치패널용 면상 부재 및 이의 제조 방법{PLANER MEMBER FOR TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 터치패널용 면상 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
개인 휴대 정보 단말기 (PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들 디스플레이에 입력수단 (포인팅 디바이스 (pointing device))을 함께 구비하기 위한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널엔는 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등 외에도 정전용량 방식 (capacitive type) (용량 결합방식이라고도 함) 이 알려져 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 ITO 패터닝된 터치패널의 상면도이다.
도 1을 참조하면, 터치패널의 멀티 저항막 방식과 정전용량 방식의 경우, 도전성 투명층인 ITO (Iidium-Tin Oxide)를 패터닝하여 제작을 하게 된다.
그러나, ITO 패터닝시 도면과 같이 도전성 패턴 (110) 사이에 얼룩 또는 헤이즈가 (Haze) (120)가 발생되는 경우가 있다. 그 이유는, ITO 를 패턴닝시 사용되는 ITO 에칭액은 염산에 클리콜산 또는 아세트산등이 혼합된 강산이 사용되기 때문 이다. 따라서, 이러한 강산 성분인 애칭액은 ITO 를 에칭할 뿐만 아니라, ITO 층 아래에 있는 투명 산화물 (예를 들어, SiO2) 층까지 손상을 입힌다.
그 결과, 투명 터치창에 헤이즈 또는 얼룩 현상이 발생하며, 손상을 입은 중간층 (SiO2층) 에서 시작된 크랙이 ITO 까지 전파되어 내구성을 감소시킨다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 투명 터치창에 얼룩을 방지하고 내구성을 향상시킴과 함께, 전기적 특성 및 광학특성을 향상시키는 터치패널용 면상 부재 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 터치패널용 면상 부재는, 투명기판상에 순차로 적층된 중간 투명층 및 도전성 투명층을 포함하되, 상기 중간 투명층 및/또는 도전성 투명층은 과산화 조성물인 것을 특징으로 하여, 얼룩을 방지하고 내구성을 향상시킨다.
특히, 상기 중간 투명층은 SiO2 에 O2 가 더 결합된 SiO3 또는 SiO4 과산화 조성물일 수 있다.
또한, 상기 도전성 투명층은 ITO (Iidium-Tin Oxide) 에 O2 가 더 결합된 과산화 조성물일 수 있다.
또한, 상기 투명기판은 플라스틱 시트 또는 플라스틱 필름일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치패널용 면상 부재 제조 방법은, (a) 산화물 기체에 O2 가스를 주입하여 과산화 조성물을 생성하는 단계; (b) 상기 과산화 조성물을 투명기판에 증착하여 중간 투명층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 중간 투명층상에 도전성 투명층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 (a) 단계는, SiO2 기체에 O2 가스를 주입하여 SiO3 또는 SiO4 과 산화 조성물을 생성하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, (c1) ITO 기체에 O2 가스를 주입하여 O2 가 더 결합된 ITO 과산화 조성물을 생성하는 단계; (c2) 상기 중간 투명층상에 상기 ITO 과산화 조성물을 증착하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계의 투명기판은 플라스틱 시트 또는 플라스틱 필름일 수도 있다.
본 발명에 의하면, 패턴무늬 사이에 얼룩이 방지되고, 중간 투명층의 내구성이 향상되며, 터치패널의 전기적 특성 및 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재 및 이의 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
실시형태의 설명에 있어서, "상 (on)"과 "아래(under)"는 직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재는 투명기판 (210), 중간 투명층 (220), 및 도전성 투명층 (230)을 포함한다.
더욱 상세하게는, 투명기판 (210)은 플라스틱 시트 또는 플라스픽 필름인 것이 바람직하다. 또한, 여기서 플라스틱은, 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyrthylene napthalate) 수지, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 수지, 폴리 프로필렌 (Poly Propylene) 수지, 폴리 아릴(Poly aryl) 수지, 폴리에테르설폰 (PES; Polyether sulfone) 수지, 폴리메틸펜텐 (PolyMethly Pentene) 수지, 폴리에테르 에테르 케톤 (Poly Ether Ether Ketone) 수지, 폴리설폰 (PSF; Polysulfone) 수지, 초산셀로스 수지, 비정질 폴리올레핀 (amorphous polyolefin) 수지,폴리 에틸렌(Polyethylene)수지, 폴리에스테르(Polyester)수지, 에폭시 (Epoxy) 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드이미드(PAI)수지, 폴리페닐렌 셀파이드 (PPS) 수지, 포리에이테르이미드 (PEI) 수지, 올레핀 (Olefin) 수지, 비닐계 수지, 및 불소계 수지를 이용할 수 있다.
그리고, 투명기판 (110) 위에 형성된 중간 투명층 (220)은 투명한 산화물 계열, 예를 들어, SiO2, Al2O3, SiO, InO3, HfO2, Pb5O11, TiO2, Ta2O5 등과 같은 산화물에 O2 가 더 결합된 조성물이다. 이하 본 명세서 전반에 걸쳐, 이러한 투명 산화물 계열의 조성물에 O2 가 더 결합된 조성물을 과산화 조성물이라 지칭한다. 여기서, 결합은 산소가 결합될 수 있는 가능성이 있는 다양한 화학 결합, 예를 들어, 이온겨합, 공유결합, 금소 결합, 배위결합 등을 모두 포함한다.
예를 들어, 과산화 조성물로 형성된 중간 투명층 (220)은 SiO3 또는 SiO4 층 (220)인 것이 바람직하다. 이러한 중간 투명층 (220)은 기존의 SiO2 층에 비해 내화학성 및 내구성이 향상된 구조이다.
더욱 상세하게는, SiO2 와 같은 산화물 계열의 투명 유전체의 경우, 일정량의 O2 함량이 높아지면 원자와 산화물 원자간의 결합각이 높아져 결정 구조가 수축되어 치밀화된다. 또한, O2 원자와의 결합이 증가함으로써 투명성이 높아진다. 즉, 기존의 SiO2 에 비해 내구성이 및 투명성이 증가한다.
또한, 투명 중간층 (220) 상에는 도전성 투명층 (230)이 형성되며, 도전성 투명층 (230)은 ITO 가 바람직하다. 여기서 ITO 층에도 O2 가 추가적으로 결합될 수 있다. 이와 같이 ITO 층에 일정량의 O2 를 함유시킴으로써, 전기 전도도를 향상시킬 수 있다.
특히, SiO2 ,에 O2 를 함유시킴으로써 나타나는 내화학성 및 광학성 특성 변화를 아래의 표 1에 나타낸다.
샘플 O2 함량
 광학특성 표면 손상 여부
넘버 박막층 헤이즈 투과율
비교예 SiO2 없음
 1.33 91.42 손상됨
실시예 1 SiO2 + O2 2~3%
 0.38 90.63 손상 안됨
실시예 2 SiO2 + O2 7%
 0.44 91.56 손상 안됨
실시예 3 SiO2 + O2 15%
 0.71 92.97 손상 안됨
표 1은 내화학성 및 광학성 특성을 실험한 표이다. 여기서 내화학성 실험의 조건은 45℃ 에서 1분동안 에칭용액에 담근 것이다. 표 1을 참조하면, 기존의 SiO2 층만으로 구성된 박막을 에칭액에 노출시킨 경우, 헤이즈(얼룩)가 1.33 으로서 매우 높게 나타나며, 표면 또한 손상된다. 이러한 표면 손상 사진을 도 4에 도시한다.
도 4의 좌측 사진은 SMT6 로 200배 촬영한 것이며, 우측사진은 동일한 장비로 600배로 촬영한 것이다. 이와 같이, 기존의 산화물을 에칭하는 경우, 표면이 손상되는 것을 알 수 있으며, 이는 ITO 층의 크랙을 유발할 수 있어 내구성을 크게 열화시킨다.
그러나, O2 를 함유시킴으로써 헤이즈가 현저히 낮아졌으며, 투과율도 90 이상 높게 유지됨을 알 수 있다. 특히, 표면 손상이 나타나지 않아 내구성이 크게 개선되었음을 보여준다.
또한, ITO 층에 O2 를 함유시킴으로써 나타나는 광학성 특성 변화 및 면저항 특성 변화를 아래의 표 2에 나타낸다.
샘플 공정조건 주요 관리치
넘버 박막층 O2(Sccm) 압력
(Torr)		 투과율(%) 균일도(%) 헤이즈 예로우시 면저항
(Ω)
실시예1 ITO + O2 3(2.9) 5m 84.72 1.07 0.36 2.9925 410.27
실시예2 ITO + O2 4(3.9) 5m 85.99 0.58 0.23 2.680625 293.46
실시예3 ITO + O2 5(4.9) 5m 86.52 0.62 0.30 2.49875 307.65
실시예4 ITO + O2 6(5.9) 5m 86.53 0.31 0.18 2.679375 310.80
실시예5 ITO + O2 7(6.9) 5m 86.30 0.32 0.15 2.88 400.28
표 2를 참조하면, ITO 층에 O2 를 함유시키는 경우, 면저항은 실시예 2가 가장 적어 전기적 특성이 우수하다. 그러나 광학적 특성을 고려하면, 투과율이 86.52 를 나타내는 실시예 3이 더욱 바람직하다.
또한, 표1 및 표 2를 참조하면, 각각 표 1에서는 헤이즈가 가장 낮은 실시예 1이 바람직하며, 표 2에서는 광학적 특성과 전기적 특성을 고려할때 실시예 3이 바람직하다. 두 경우 모두에 적합한 양의 O2 함유량은 약 3% 이다.
그러나, 제조자는 SiO2 또는 ITO 층에 함유되는 O2 의 양을 각각 조절함으로써, 투과성과 전기전도성 중 어느 하나에 우선순위를 두어 제조 할 수 있다.
특히, 본 발명은 어느 경우에도 애칭액에 의한 표면 손상이 종래의 기술보다 현저히 줄어든다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상부재를 제조하는 방법 순서도이다.
도 3을 참조하면, 산화물 기체에 O2 가스를 주입하여 과산화 조성물을 생성한다 (S1). 여기서, 산화물 기체를 SiO2 기체로 하여 O2 가스를 주입하여 SiO3 또는 SiO4 과산화 조성물을 생성하는 것이 바람직하다.
그 후, 과산화 조성물을 투명기판에 증착하여 중간 투명층을 형성한다 (S2). 그 다음, 중간 투명층상에 도전성 투명층을 형성한다 (S3). 여기서, 도전성 투명층은 ITO 층인 것이 바람직하다. 또한, ITO 층은 O2 에는 더 결합하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 O2 를 더 함유시키는 방법은, ITO 기체에 O2 가스를 주입하여 O2 가 더 결합된 ITO 과산화 조성물을 생성한 후, 상기 증착된 투명 중간층상에 ITO 과산화 조성물을 증착하는 단계로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 ITO 패터닝된 터치패널의 상면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상부재를 제조하는 방법 순서도.
도 4는 기존의 터치패널용 면상부재를 에칭용액에 담근 후의 손상 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
110: 도전성 투명패턴 (ITO 패턴) 120: 헤이즈 (얼룩)
210: 투명 기판 220: 중간 투명층
230: 도전성 투명층 (ITO 층)

Claims (8)

  1. 투명기판상에 순차로 적층된 중간 투명층 및 도전성 투명층을 포함하되,
    상기 중간 투명층 및/또는 도전성 투명층은 과산화 조성물인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 투명층은 SiO2 에 O2 가 더 결합된 SiO3 또는 SiO4 과산화 조성물인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 도전성 투명층은 ITO (Iidium-Tin Oxide) 에 O2 가 더 결합된 과산화 조성물인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 투명기판은 플라스틱 시트 또는 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재.
  5. (a) 산화물 기체에 O2 가스를 주입하여 과산화 조성물을 생성하는 단계;
    (b) 상기 과산화 조성물을 투명기판에 증착하여 중간 투명층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 중간 투명층상에 도전성 투명층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    SiO2 기체에 O2 가스를 주입하여 SiO3 또는 SiO4 과산화 조성물을 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) ITO 기체에 O2 가스를 주입하여 O2 가 더 결합된 ITO 과산화 조성물을 생성하는 단계;
    (c2) 상기 중간 투명층상에 상기 ITO 과산화 조성물을 증착하는 단계인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 투명기판은 플라스틱 시트 또는 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
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