KR20120067962A - 표시 품질이 향상된 터치 패널 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 터치 패널 - Google Patents

Abstract

정전용량방식 터치 패널 필름이 제공된다. 터치 패널 필름은 기판, 기판의 적어도 일면에 형성된 TCO층 및 기판과 TCO층 사이에 형성되고, TCO층의 반사율과 TCO층이 패터닝되어 제거된 영역의 반사율의 차이가 1.5 이하가 되도록 하는 광학층을 포함한다.

Description

표시 품질이 향상된 터치 패널 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 터치 패널{TOUCH PANEL FILM FOR HIGH DISPLAY QUALITY, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND TOUCH PANEL INCLUDING THE SAME}

본 발명은 터치 패널 필름, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 터치 패널 에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 정전용량 방식의 디스플레이에 적용되며 표시 품질이 향상된 터치 패널 필름, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 터치 패널에 관한 것이다.

최근 들어 각광을 받고 있는 스마트폰은 정전용량방식의 터치 패널을 이용한 것으로 정전용량방식은 기존의 터치 패널 방식인 저항막 방식에 비해 내구성이 우수 하다는 장점이 있다.

이러한 정전용량방식은 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 것으로 사람이 터치 패널을 터치할 경우 사람의 몸에서 발생 되는 정전기에 기초하여 터치 패널의 전극영역에서 터치 위치를 검출하는 방식이다.

그 구조적인 원리를 간단히 살펴보면 유리나 폴리머(polymer), 실리콘 재질의 기판에 금속 전도성 물질인 인듐 주석 화합물(Indium-Tin Oxide, ITO) 등으로 이루어진 투명전도막(Transparent Conducting Oxide, TCO)을 증착하여 전류가 흐르는 투명전극(전기회로)을 기판에 형성되도록 한 것으로, 사용자가 터치 패널의 표면을 터치하게 되면 사람의 정전기에 의해 투명 전극에 흐르는 전류의 량이 변화하게 되고 이렇게 변화된 전류의 량을 인식하여 동작을 하는 것이다.

도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 종래의 정전용량방식의 터치 패널 필름(1)은 터치 패널에 적용되기 전에 기판(10)의 전면에 증착된 TCO 층이 정전용량 인식을 위한 전극 패턴으로 패터닝된다. 그런데, 종래의 터치 필름(1)에서는 TCO층 패턴(20)의 반사율(r1)과 TCO층 패턴(20)에 의해 노출된 기판(10)의 반사율(r2)의 차이가 커서 이를 터치 패널에 적용할 경우 TCO층 패턴(20)이 사용자의 육안으로 보일 수 있다.

도 2는 윈도우 글래스를 부착한 후에 TCO층 패턴이 육안으로 보이는 터치 패널의 정면 사진이다.

TCO층 패턴이 육안으로 보이지 않는 터치 패널 필름을 제공하고자 한다.

TCO층 패턴이 육안으로 보이지 않는 터치 패널 필름의 제조 방법을 제공하고자 한다.

TCO층 패턴이 육안으로 보이지 않는 터치 패널을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판, 상기 기판의 적어도 일면에 형성된 TCO층, 및 상기 기판과 상기 TCO층 사이에 형성되고, 상기 TCO층의 반사율과 상기 TCO층이 패터닝되어 제거된 영역의 반사율의 차이가 1.5 이하가 되도록 하는 광학층을 포함하는 정전용량방식의 터치 패널 필름이 제공된다.

상기 광학층은 유무기 하이브리드 산화물층일 수 있다.

상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함할 수 있다.

상기 유무기 하이브리드 산화물층은 SiOC층, 메틸실세스퀴옥산층, 또는 메틸실세스퀴옥산-디메틸실록산층일 수 있다.

상기 광학층의 두께는 1 내지 5㎛일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 제공하고, 상기 기판의 적어도 일면에 광학층을 형성하고, 상기 광학층 상에 TCO층을 형성하여 정전용량방식의 터치 패널 필름을 제조하되, 상기 광학층은 상기 TCO층의 반사율과 상기 TCO층이 패터닝되어 제거된 영역의 반사율의 차이가 1.5 이하가 되도록 하는 물질로 형성하는 정전용량방식의 터치 패널 필름의 제조 방법이 제공된다.

상기 광학층은 유무기 하이브리드 산화물층으로 형성할 수 있다.

상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함할 수 있다.

상기 유무기 하이브리드 산화물층은 SiOC, 메틸실세스퀴옥산, 또는 메틸실세스퀴옥산-디메틸실록산층으로 이루어질 수 있다.

상기 광학층은 1 내지 5㎛의 두께로 형성할 수 있다.

상기 TCO층을 형성하는 것은 비정질 TCO층을 형성하고, 상기 비정질 TCO층을 120 ~ 170℃의 조건에서 15 ~ 120분 동안 열처리하여 결정질 TCO층으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 터치 패널 필름을 포함하는 정전용량방식의 터치 패널이 제공된다.

TCO층 패턴이 육안으로 보이지 않아 표시 품질이 향상된 터치 패널을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 정전용량방식의 터치 필름의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 정전용량방식의 터치 패널의 정면사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 필름의 개략적인 단면도이다.
도 4는 터치 패널로 조립되기 전에 TCO층을 패터닝한 후의 터치 패널 필름의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 기판의 두께가 180㎛인 터치패널필름의 ITO 층의 반사율(R1)과 ITO층을 패터닝한 후 하부 광학층의 반사율(R2)을 측정한 그래프이다.
도 7은 기판의 두께가 188㎛인 터치패널필름의 ITO 층의 반사율(R1)과 ITO층을 패터닝한 후 하부 광학층의 반사율(R2)을 측정한 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 즉, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 필름의 단면도이고, 도 4는 터치 패널 필름을 터치 패널로 조립하기 위하여 TCO층(20)을 패터닝한 후의 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 필름(100)은 기판(10)과 TCO층(20) 사이에 광학층(15)을 포함한다. 광학층(15)은 TCO층(20)을 패터닝한 후 TCO층(20)의 반사율(R1)과 TCO 패턴(20a)에 의해 노출된 영역의 반사율(R2)의 차이가 1.5 이하가 되도록 광학특성을 조절하는 층이다. 바람직하기로는 반사율의 차이가 1 이하가 되도록 할 수 있다. 더욱 바람직하기로는 반사율의 차이가 0.6 이하가 되도록 할 수 있다. 광학층(15)에 의해 반사율의 차이가 1.5 이하가 되기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 필름(100)으로 이루어진 터치 패널에서 TCO 패턴(20a)이 육안으로 관찰되는 표시 품질 저하가 방지될 수 있다.

광학층(15)은 유무기 하이브리드 산화물층으로 이루어질 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함할 수 있다. 유무기 하이브리드 산화물층의 비제한적인 예로는 Si, O, C를 주성분으로 하는 SiOC층, 메틸실세스퀴옥산층(methylsilsesquioxane, MSSQ), MSSQ-디메틸실록산(dimethylsiloxane)층 등을 들 수 있다. SiOC층, MSSQ층, MSSQ-디메틸실록산층등은 SiO2층의 특성을 그대로 가지고 있으면서도 저유전상수(1.5~2.0)를 가지며 반사율 제어에 유리한 물성을 가진다.

광학층(15)은 반사율의 차이를 1.5 이하로 하기에 적합한 두께로 형성될 수 있다. 광학층(15)의 두께는 1 내지 5㎛, 바람직하기로는 1.5 내지 3㎛인 것이 반사율의 차이를 1.5 이하로 조절하는데 적합할 수 있다.

TCO층(20)은 투명성을 갖는 도전물질로 이루어질 수 있다. 투명성을 갖는 도전물질의 비제한적인 예로는 인듐, 주석, 아연, 갈륨, 안티몬, 티탄, 규소, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄, 금, 은, 구리, 팔라듐, 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속의 금속 산화물을 들 수 있다. 바람직한 금속 산화물로는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 세륨 산화물(InCeO) 등을 예로 들 수 있다.

TCO층(20)의 두께는 100 ~ 500Å일 수 있다. 100Å이상이어야 양호한 도전성의 연속 박막으로 형성될 수 있다. 한편, 500Å이하이어야 터치 패널의 투명성을 원하는 범위로 유지할 수 있다.

기판(10)은 투명하고, 플렉서블하며, 상면에 스퍼터링 또는 진공 증착에 의해 도전막을 형성하기 위한 고온 공정에 내열성이 있는 열가소성 플라스틱 필름으로 이루어질 수 있다. 기판(10)의 비제한적인 예로는 폴리에스테르계 수지, 예를 들어, 그 재료로서 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지 등으로 이루어진 플라스틱 필름을 들 수 있다.

기판(10)의 두께는 2 ? 200㎛의 범위 내인 것이 기계적 강도를 유지하면서 우수한 터치 패널 적용성을 나타낼 수 있다.

도 3 및 도 4는 기판(10)의 일면에 광학층(15) 및 TCO층(20)이 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나 기판(10)의 양면에 각각 광학층(15) 및 TCO층(20)이 형성될 수도 있다.

이하 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 필름의 제조 과정(S1) 및 이를 이용한 터치 패널 조립 과정(S2)에 대해 설명한다.

먼저, 기판(10)을 제공한다(S11). 기판(10)은 투명하고, 플렉서블한 각종 플라스틱 필름으로 2 ? 200㎛ 두께일 수 있다.

기판(10)의 제공 단계(S11)은 기판(10)의 표면을 세정 처리하거나 표면 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 표면 세정 처리는 용액 세정, 초음파 세정 등의 다양한 방법으로 수행할 수 있다. 또한 기판(10)위에 형성될 광학층(15)의 접착력을 향상시키기 위한 표면 처리를 더 수행할 수도 있다.

이어서 기판(10)의 상면에 광학층(15)을 형성한다(S12). 광학층(15)은 유무기 하이브리드 산화물층으로 형성할 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함할 수 있다. 유무기 하이브리드 산화물층의 비제한적인 예로는 Si, O, C를 주성분으로 하는 SiOC층, MSSQ층, MSSQ-디메틸실록산층을 들 수 있다. SiOC층, MSSQ층, MSSQ-디메틸실록산층등은 SiO2층의 특성을 그대로 가지고 있으면서도 저유전상수(1.5~2.0)를 가지며 반사율 제어에 유리한 물성을 가진다.

광학층(15)은 반사율의 차이를 1.5 이하로 하기에 적합한 두께로 형성될 수 있다. 광학층(15)의 두께는 1 내지 5㎛, 바람직하기로는 1.5 내지 3㎛로 형성하는게 반사율의 차이를 1.5 이하로 조절하는데 적합할 수 있다.

광학층(15)의 형성은 롤투롤 PECVD법, 졸-겔법 등에 의해 형성될 수 있다.

이어서, 광학층(15)의 상면에 비정질 TCO층을 형성한다(S13). 비정질 TCO층은 투명성을 갖는 도전물질로, 예컨대 ITO 등으로 100 ~ 500Å으로 형성할 수 있다. 비정질 TCO층의 형성은 롤투롤 스퍼터링 등의 방법으로 형성할 수 있다.

계속해서, 비정질 TCO층을 열처리하여 비정질 TCO층을 결정질 TCO층으로 변환시켜 TCO층(20)의 형성을 완료한다(S14). 열처리는 120 ~ 170℃의 조건에서 15 ~ 120분 동안 실시할 수 있다. 비정질 TCO층을 결정질 TCO층으로 변환시키면 TCO층(20)의 면저항(Ω/square)을 낮추고 안정화시킬 수 있다.

S11 내지 S14를 거쳐 완성된 터치 패널 필름은 이후 터치 패널 조립 단계(S2)를 거쳐 도 5 및 도 6에 예시되어 있는 바와 같이 터치 패널로 조립된다.

먼저 TCO층(20)을 정전용량방식의 전극 패턴 구조로 패터닝한다(S21).

이어서, 터치 패널 조립을 위한 후속 공정을 실시하여 다양한 형태의 터치 패널을 제조할 수 있다(S22).

이하 실험예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실험예 1

180㎛ 두께의 PET 기판에 롤투롤 PECVD 방법으로 2.1㎛ 두께의 SiOC 광학층을 형성하고, 상기 광학층 상에 롤투롤 스퍼터링법으로 200Å 두께의 비정질 ITO층을 형성한 후, 150℃에서 90분간 열처리를 하여 결정질 ITO층으로 전환한 후, 반사율(R1)을 측정하였다. 그 결과가 도 6의 ①번 그래프로 도시되어 있다. 이어서 ITO층을 정전용량방식의 전극 패턴으로 패터닝한 후, ITO 패턴에 의해 노출된 영역의 반사율(R2)을 측정하였다. 그 결과가 도 6의 ②번 그래프로 도시되어 있다. 파장 550nm에서의 반사율의 차이(|R1-R2|)가 0.6으로 측정되었다. 이렇게 형성된 ITO 패턴은 외부에서 육안으로 관찰되지 않았다.

실험예 2

188㎛ 두께의 PET 기판에 롤투롤 PECVD 방법으로 2.1㎛ 두께의 SiOC 광학층을 형성하고, 상기 광학층 상에 롤투롤 스퍼터링법으로 200Å 두께의 비정질 ITO층을 형성한 후, 150℃에서 90분간 열처리를 하여 결정질 ITO층으로 전환한 후, 반사율(R1)을 측정하였다. 그 결과가 도 7의 ①번 그래프로 도시되어 있다. 이어서 ITO층을 정전용량방식의 전극 패턴으로 패터닝한 후, ITO 패턴에 의해 노출된 영역의 반사율(R2)을 측정하였다. 그 결과가 도 7의 ②번 그래프로 도시되어 있다. 파장 550nm에서의 반사율의 차이(|R1-R2|)가 0.6으로 측정되었다. 이렇게 형성된 ITO 패턴은 외부에서 육안으로 관찰되지 않았다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

10:기판 20:TCO층
20a:TCO 패턴 15:광학층

Claims (12)

1. 기판;
   상기 기판의 적어도 일면에 형성된 TCO층; 및
   상기 기판과 상기 TCO층 사이에 형성되고, 상기 TCO층의 반사율과 상기 TCO층이 패터닝되어 제거된 영역의 반사율의 차이가 1.5 이하가 되도록 하는 광학층을 포함하는 정전용량방식의 터치 패널 필름.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광학층은 유무기 하이브리드 산화물층인 터치 패널 필름.
3. 제 2항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함하는 터치 패널 필름.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 SiOC층, 메틸실세스퀴옥산층, 또는 메틸실세스퀴옥산-디메틸실록산층인 터치 패널 필름.
5. 제 1항에 있어서, 상기 광학층의 두께는 1 내지 5㎛ 인 터치 패널 필름.
6. 기판을 제공하고,
   상기 기판의 적어도 일면에 광학층을 형성하고,
   상기 광학층 상에 TCO층을 형성하여 정전용량방식의 터치 패널 필름을 제조하되,
   상기 광학층은 상기 TCO층의 반사율과 상기 TCO층이 패터닝되어 제거된 영역의 반사율의 차이가 1.5 이하가 되도록 하는 물질로 형성하는 정전용량방식의 터치 패널 필름의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 광학층은 유무기 하이브리드 산화물층으로 형성하는 터치 패널 필름의 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 Si, Nb 및 Zr으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 무기물을 포함하는 터치 패널 필름의 제조 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 산화물층은 SiOC, 메틸실세스퀴옥산, 또는 메틸실세스퀴옥산-디메틸실록산층으로 이루어진 터치 패널 필름의 제조 방법.
10. 제 6항에 있어서, 상기 광학층은 1 내지 5㎛의 두께로 형성하는 터치 패널 필름의 제조 방법.
11. 제 6항에 있어서, TCO층을 형성하는 것은
    비정질 TCO층을 형성하고,
    상기 비정질 TCO층을 120 ~ 170℃의 조건에서 15 ~ 120분 동안 열처리하여 결정질 TCO층으로 전환하는 것을 포함하는 터치 패널 필름의 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 터치 패널 필름을 포함하는 정전용량방식의 터치 패널.

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