KR20140049310A

KR20140049310A - 도전성 필름체 및 이를 포함하는 터치패널

Info

Publication number: KR20140049310A
Application number: KR1020120115420A
Authority: KR
Inventors: 이종영; 신승주
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-25

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 투명 필름 기재 상에 투명 전도성 박막을 결합시키도록 투명 필름 기재와 투명 전도성 박막 사이에 형성되는 올리고머 차단 프라이머층을 포함하며, 이러한 올리고머 차단 프라이머층은, 투명 필름 기재로부터 투명 전도성 박막으로 올리고머의 영향을 차단시킬 수 있는 첨가물을 포함한다. 이러한 본 발명은 터치패널의 고온고습환경에서 발생되는 올리고머의 영향을 차단하여, 저항 및 투과율 변화 및 헤이즈(haze) 상승을 감소시킬 수 있다.

Description

도전성 필름체 및 이를 포함하는 터치패널{Conductive Film Body and Touch Panel comprising the same}

본 발명은 도전성 필름체 및 이를 포함하는 터치패널에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.

하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.

또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch panel)이 개발되었다.

이러한 터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.

터치패널의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-Magnetic Type), 소오방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치패널은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 광범위한 분야에서 가장 각광받고 있는 방식은 정전용량방식 터치패널이다.

이 방식들 중 저항막방식(Resistive Type)과 정전용량방식(Capacitive Type)의 터치패널에는, 전기를 흘려보낼 수 있는 투명한 기재의 전극으로서 투명 전도성 필름이 사용된다.

이러한 투명 전도성 필름은, 고온고습 환경에서 저항 및 투과율 변화, 헤이즈(haze) 상승이 발생하는데, 이는 기재에서 유출되는 올리고머의 영향으로 알려져 있다.

종래에는 이러한 투명 전도성 필름에 대한 올리고머의 영향을 차단하기 위해 하드 투명 전도성 필름을 구성하는 투명 전도성 박막 상에 하드 코팅층을 형성하였으나, 이는 투명 전도성 필름의 두께를 전반적으로 증가시키고, 필름의 유연성을 떨어뜨리며, 표면 상태 불량의 원인이 되어 수율 하락을 이끌었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 터치패널의 고온고습환경에서 발생되는 올리고머의 영향을 차단하여, 저항 및 투과율 변화 및 헤이즈(haze) 상승을 감소시킬 수 있는 투명 전도성 필름, 그 제조방법 및 터치패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 필름체는, 투명 필름 기재, 상기 기재 상에 형성되는 올리고머 차단 프라이머층; 및 상기 올리고머 차단 프라이머층 상에 형성되는 투명 도전성 박막을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 도전성 필름체로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 규소화합물, 유기고분자 또는 그들의 혼합물 0.1-5중량%, 우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 혼합물로 이루어진 바인더 10-50중량%, 및 알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매 10-50중량% 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 도전성 필름체로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 0.5μm~200μm 두께를 갖는 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 도전성 필름체로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 1μm~30μm 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 터채패널은, 투명기판, 상기 투명기판상에 형성되는 올리고모 차단 프라이머층 및 상기 올리고머 차단 프라이머층 상에 형성되는 전극패턴을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치패널로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 규소화합물, 유기고분자 또는 그들의 혼합물 0.1-5중량%, 우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 혼합물로 이루어진 바인더 10-50중량%, 및 알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매 10-50중량% 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치패널로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 0.5μm~200μm 두께를 갖는 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치패널로서, 상기 올리고머 차단 프라이머층은, 1μm~30μm 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 투명 필름 기재 상에 올리고머를 차단할 수 있는 첨가물을 포함하는 올리고머 차단 프라이머층을 형성하고 투명 전도성 박막을 결합시킴으로써 터치패널의 고온고습환경에서 발생되는 올리고머의 영향을 차단하여, 저항 및 투과율 변화 및 헤이즈(haze) 상승을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 터치패널의 투명 필름 기재 상의 올리고머를 차단함으로써, 투과율 변화 및 헤이즈 상승을 억제하여 터치패널 시인성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 투명 필름 기재 상의 투명 도전성 박막의 변형을 억제하여 터치패널 구동의 신뢰성 및 작동 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도 및
도 2는 도 1의 투명 전도성 필름이 사용된 터치패널의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름은, 터치패널에 사용되는 것으로서, 투명 전도성 박막(30)과, 투명 필름 기재(10)와, 투명 필름 기재(10) 상에 투명 전도성 박막(30)을 결합시키되 올리고머의 영향을 차단시킬 수 있는 올리고머 차단 프라이머층(20)을 포함한다.

투명 필름 기재(10)는 소정강도 이상을 보유한 재질로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose)필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성될 수 있다.

또한, 투명 전도성 박막(30)은, 전도성 고분자로 형성될 수 있으며, 구체적으로 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌 등으로 형성될 수 있다. 그 밖에도 ITO(indium-tin oxide), 유기투명전극재료인 탄소나노튜브, 그래핀, ZnO(zinc oxide), SnO₂(tin oxide), 그래핀, 등의 물질이 사용될 수 있으며, 그 외에도 투명전극으로 가능한 다양한 물질이 선택될 수 있다.

이러한 투명 전도성 박막(30)은 스퍼터링(spattering)법, 진공증착법, 이온도금(ion plating)법 등의 물리적 방법이나, 스프레이(spray)법, 딥(dip)법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등의 화학적 방법으로 형성될 수 있으며, 이러한 방법에 제한되는 것은 아니다.

본 실시 예에 따른 올리고머 차단 프라이머층(20)은, 투명 필름 기재(10)와 투명 전도성 박막(30) 사이에 형성되는데, 투명 필름 기재(10)로부터 투명 전도성 박막(30)으로 올리고머의 영향을 차단시킬 수 있는 첨가물을 포함한다.

첨가물은, 고온고습환경에서 발생되는 올리고머의 영향을 차단하여 저항 및 투과율 변화 및 헤이즈(haze) 상승을 감소시킬 수 있도록 규소화합물계 또는 유기고분자계 섬유(fiber)를 포함할 수 있다.

이러한 첨가물을 사용하는 올리고머 차단 프라이머층(20)은, 규소화합물, 유기고분자 또는 그들의 혼합물 0.1-5중량%, 우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 혼합물로 이루어진 바인더 10-50중량%, 및 알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매 10-50중량%의 비율을 포함하여 형성될 수 있다.

즉, 올리고머 차단 프라이머층(20)은 규소화합물 또는 유기고분자 또는 이들의 조합으로 이루어진 것으로 0.1~5중량%를 차지할 수 있으며, 우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 조합에 의한 바인더가 10~50중량%를 차지할 수 있고, 또한 알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매가 10~50중량%를 차지할 수 있다. 예를 들어, 규소화합물계 5중량%, 우레탄계 50중량%, 및 알코올 45중량%를 합성한 재질로 올리고머 차단 프라이머층(20)을 형성할 수 있는 것이다.

투명 필름 기재(10) 상에 형성되는 올리고머 차단 프라이머층(20)은, 0.5μm~200μm 두께를 가질 수 있다. 이러한 올리고머 차단 프라이머층(20)은 상당히 얇은 두께로 형성될 수 있는데, 증착에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 마이크로미터 정도의 두께를 투명 필름 기재(10) 상에 형성할 수 있는 방식이면 가능하다.

본 실시 예에 따르면, 올리고머 차단 프라이머층(20)은 0.5μm~200μm 두께의 범위 중 1μm~30μm의 두께로 형성될 수 있는데, 그 두께가 0.5μm이하이면 올리고머 차단효과가 떨어지고, 200μm 이상이면 유연성에 영향을 주므로, 가급적 1μm~30μm의 두께를 갖는 것이 박형화 및 신뢰성을 유지시키는데 적절하다.

또한 본 실시 예에 따른 투명 전도성 필름은, 투명 필름 기재(10) 하부에 배치되는 하드 코팅층(50)과, 투명 필름 기재(10)와 하드 코팅층(50)에 사이에 제공되어 하드 코팅층(50)을 투명 필름 기재(10)에 접착시키는 하드코팅접착 프라이머층(40)을 더 포함할 수 있다. 이러한 하드 코팅층(50)은, 투명 필름 기재(10)의 하부에 대한 투명 필름 기재(10)로부터 발생되는 올리고머의 영향을 차단할 수 있다. 다만, 이 경우에도 투명 필름 기재 상에 투명 전도성 박막을 형성하는 경우에는 상기의 실시예와 같이 올리고머 차단 프라이머층(20)을 형성함으로써, 전체 필름의 박형화 및 투명 전도성 박막의 전기적 신뢰성을 확보할 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법은, 투명 필름 기재(10) 상에 올리고머의 영향을 차단시킬 수 있는 올리고머 차단 프라이머층(20)을 형성하는 단계와, 올리고머 차단 프라이머층(20)을 매개로 투명 필름 기재(10) 상에 투명 전도성 박막(30)전도성 박막(30)계와, 투명 필름 기재(10)의 저면에 하드코팅접착 프라이머층(40)을 형성하는 단계와, 하드코팅접착 프라이머층(40)을 매개로 하드 코팅층(50)을 투명 필름 기재(10)의 저면에 접착시키는 단계를 포함할 수 있다.

이때도, 올리고머 차단 프라이머층(20)의 조성성분의 함량은 상기에서 설명한 것과 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예인 도전성 필름체를 포함하는 터치패널의 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 도전성 필름체를 포함하는 터치패널은, 투명기판(10), 상기 투명기판(10)상에 형성되는 올리고모 차단 프라이머층(20) 및 상기 올리고머 차단 프라이머층(20) 상에 형성되는 전극패턴(30)을 포함할 수 있다.

여기서, 투명기판(10)은 상기에서 설명한 투명 필름 기재에 갈음할 수 있는 것으로, 그 특징 및 재질의 설명은 중복되므로 자세한 설명은 생략한다.

올리고모 차단 프라이머층(20)은 상기의 투명기판(10)으로부터 발생될 수 있는 올리고모를 차단하기 위한 것으로 후술하는 전극패턴(30)의 전기적 신뢰성 등을 확보하기 위해 형성될 수 있다. 특히, 올리고모 차단 프라이머층(20)의 단일층에의해 투명기판(10)의 재질적은 특성에 의해 발생되는 올리고모를 효과적으로 차단시킴으로써, 터치패널의 박형화를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 터치패널의 작동 신뢰성도 함께 확보할 수 있는 것이다. 올리고모 차단 프라이머층(20)의 재질 및 그 설명은 상기에서 설명한 내용과 중복되므로 여기서는 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.

전극패턴(30)은 투명 전도성 박막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 전극패턴(30)을 형성하는 투명 전도성 박막(30)은 상기에서 이미 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도전성 필름체를 포함하는 터치패널의 일 구조는 투명기판(10)의 양면에 전극패턴(31, 32)이 형성되는 구조이다. 투명기판(10) 일면에 일방향으로 나란히 이격되어 제1 전극패턴(31)이 형성되고, 투명기판(10) 타면에 제1 전극패턴(31)에 수직하는 방향으로 제2 전극패턴(32)이 형성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 제1 전극패턴(31)과 제2 전극패턴(32)에 의해 X축과 Y축의 좌표계를 설정하여 터치좌표값을 산출하여, 제어부(미도시)를 통해 터치점에서의 관련 구동이 수행될 수 있다.

또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 투명기판(11)상에 제1 전극패턴(31a)이 형성되고, 제1 전극패턴(31a)에 마주보며, 제1 전극패턴(31a)의 방향에 수직한 방향으로 나란히 제2 전극패턴(32a)을 제2 투명기판(12)에 형성하고, 투명접착층(60)을 이용하여 제1 투명기판(11)과 제2 투명기판(12)을 마주보도록 결합할 수 있다. 그렇게 함으로써, 또 다른 구조의 도전성 필름체를 포함한 터치패널을 구현할 수 있다. 여기서, 투명접착층(60)은 광학접착제(Opticla clear adhesive; OCA) 또는 UV레진을 사용할 수 있다. 특히, UV레진은 UV경화성수지라고 하며, 액체상태의 UV경화수지 원료가 자외선을 받음으로써 고체 상태의 고분자가 되는 수지를 일컫는다. 구체적으로는 UV램프가 방출하는 자외선이 조사될 때 모노머 혹은 올리고머가 광개시제의 반응개시로 폴리머가 되는 수지, 감광성을 지닌 UV접착제, UV코팅용 수지, UV잉크 등에 광중합 반응(photopolymerization)을 일으켜 순간적으로 경화시키는 화학변화를 말한다. UV레진을 사용하는 경우에는 경화시간이 수초로 경화시간이 짧아 생산성이 좋고, 설비가 컴팩트 하여 좁은 공간에서도 작업이 가능한 이점이 있으며, 또한, 고강도와 고강화성능, 고감도 내용제성, 내약품성, 내오염성, 내마찰성 등의 성질을 제공할 수 있다.

이 밖에도 도전성 필름체를 포함하는 다양한 터치패널의 구조적인 변경 및 구현이 가능하며, 이에 대한 자세한 설명은 주지의 공지기술에 해당되므로 여기서는 생략하기로 한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 도전성 필름체 및 이를 포함한 터치패널은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 투명 필름 기재, 투명기판 11: 제1 투명기판
12: 제2 투명기판 20: 올리고모 차단 프라이머층
30: 투명 도전성 박막 31, 31a: 제1 전극패턴
32, 32a: 제2 전극패턴 40: 하드코팅접착 프라이머층
50: 하드코팅층 60: 투명접착층

Claims

투명 필름 기재;
상기 기재 상에 형성되는 올리고머 차단 프라이머층; 및
상기 올리고머 차단 프라이머층 상에 형성되는 투명 도전성 박막을 포함하는 도전성 필름체.
청구항 1에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은,
규소화합물, 유기고분자 또는 그들의 혼합물 0.1-5중량%,
우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 혼합물로 이루어진 바인더 10-50중량%, 및
알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매 10-50중량% 인것을 특징으로 하는 도전성 필름체.
청구항 1에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은, 0.5μm~200μm 두께를 갖는 특징으로 하는 도전성 필름체.
청구항 3에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은, 1μm~30μm 두께를 갖는 것을 특징으로 도전성 필름체.
투명기판;
상기 투명기판상에 형성되는 올리고모 차단 프라이머층 및
상기 올리고머 차단 프라이머층 상에 형성되는 전극패턴을 포함하는 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은,
규소화합물, 유기고분자 또는 그들의 혼합물 0.1-5중량%,
우레탄계, 아크릴계 또는 이들의 혼합물로 이루어진 바인더 10-50중량%, 및
알코올, 물, 또는 알코올과 물의 혼합으로 이루어진 용매 10-50중량% 인것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은, 0.5μm~200μm 두께를 갖는 특징으로 하는 터치패널.
청구항 7에 있어서,
상기 올리고머 차단 프라이머층은, 1μm~30μm 두께를 갖는 것을 특징으로 터치패널.