KR20160023447A - 터치 센서의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 산화물층위에 보호 필름을 접합하고 글라스 접합 및 패터닝 공정을 진행하여 표면 불균일을 억제할 수 있도록 한 터치 센서의 제조 방법에 관한 것으로, 도전체를 포함하는 필름 기재를 제조하는 단계;도전체를 포함하는 필름기재를 열처리하여 도전체의 도전성을 향상시키는 단계;필름 기재상에 보호 필름을 접합하고, 보호 필름이 접합된 필름 기재를 캐리어 기판에 접합하는 단계;보호필름을 박리하는 단계;를 포함하는 것이다.

Description

터치 센서의 제조 방법{Method for Fabricating Touch Sensor}

본 발명은 터치 센서에 관한 것으로, 구체적으로 금속 산화물층위에 보호 필름을 접합하고 글라스 접합 및 패터닝 공정을 진행하여 표면 불균일을 억제할 수 있도록 한 터치 센서의 제조 방법에 관한 것이다.

터치입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치인식이 가능한 터치센서에 대한 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.

예를 들어, 터치 방식의 디스플레이를 갖는 전자기기의 경우 초경량, 저전력을 달성하고 휴대성이 향상된 초박막의 유연성 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목받으면서 이러한 디스플레이에 적용 가능한 터치센서의 개발이 요구되어 왔다.

유연성 디스플레이란 특성의 손실 없이 휘거나 구부리거나 말 수 있는 유연한 기판상에 제작된 디스플레이를 의미하며, 유연성 LCD, 유연성 OLED, 및 전자종이와 같은 형태로 기술개발이 진행중에 있다.

이러한 유연성 디스플레이에 터치입력방식을 적용하기 위해서는 휘어짐 및 복원력이 우수하고 유연성 및 신축성이 뛰어난 터치센서가 요구된다.

이와 같은 터치센서에 사용되는 플렉서블 기판의 제조를 위하여, 종래 기술의 하나로 나노 다이아몬드 파우더를 폴리에틸렌나프탈레이트 수지에 혼입시킴으로써 치수안정성이 뛰어나고 수분 투과율이 낮은 플렉서블 기판에 관한 기술이 개시되고 있다.(대한민국 등록특허 제10-1078059호)

플렉서블 기판의 제조를 위한 또 다른 방법으로는 폴리아릴레이트수지에 규소 함유측사슬을 도입시켜 개선된 새로운 구조의 폴리아릴레이트수지에 관한 기술이 개시되고 있다.(대한민국 공개특허 제10-1992-0012125호)

그러나 이와 같은 종래 기술의 플렉서블 기판의 제조 공정은 기판 제조 공정에서 고온에서의 형태변화를 억제하기 위하여 고내열성 수지를 사용하는데, 이는 위상차 조절을 어렵게 하는 문제가 있어 실제 터치센서의 제조에 적용하는 것에 한계가 있다.

이와 같은 위상차 조절의 어려움을 해결하기 위하여 고내열성 수지가 아닌 다른 물질 필름을 사용하는 경우에는 열처리 후 발생하는 주름에 의해 캐리어 기판에 접합한 뒤에도 필름 표면의 불균일 현상이 발생한다.

이와 같은 필름 표면의 불균일 현상은 이후에 진행되는 공정의 정밀도를 저하시키는 원인이 되어 소자의 특성 저하, 수율 저하 등의 문제를 발생시킨다.

대한민국 등록특허 제10-1078059호 대한민국 공개특허 제10-1992-0012125호

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 터치센서의 제조 공정의 문제를 해결하기 위한 것으로, 금속 산화물층위에 보호 필름을 접합하고 글라스 접합 및 패터닝 공정을 진행하여 표면 불균일을 억제할 수 있도록 한 터치 센서의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 플렉서블 기판의 제조를 위하여 위상차 조절의 어려움이 없는 물질을 사용하고 열처리 후 발생하는 주름을 보호기재 및 점착제로 이루어진 보호필름을 접합하여 표면 불균일 현상을 개선한 터치 센서의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 고내열성 수지를 사용하지 않고도 필름 표면의 불균일 현상을 억제하여 이후에 진행되는 공정의 정밀도를 유지할 수 있도록 한 터치 센서의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 방법은 도전체를 포함하는 필름 기재를 제조하는 단계; 도전체를 포함하는 필름기재를 열처리하여 도전체의 도전성을 향상시키는 단계; 필름 기재상에 보호 필름을 접합하고, 보호 필름이 접합된 필름 기재를 캐리어 기판에 접합하는 단계; 보호필름을 박리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 필름 기재상에 보호 필름을 접합하는 것에 의해 필름 기재의 표면 주름이 제거되어 캐리어 기판과 접합되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 필름 기재는 열가소성 수지에 금속 산화물 도전체가 적층된 것을 특징으로 한다.

그리고 보호 필름이 박리된 이후에 도전체의 패터닝을 포함한 적층구조의 제작 단계를 진행하고, 기재 필름과 캐리어 기판을 박리하는 것을 특징으로 한다.

그리고 도전체는 금속산화물 도전체이고, 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 이루어지는 금속산화물류에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

그리고 필름 기재를 구성하는 물질은 열가소성수지인 것을 특징으로 한다.

그리고 필름 기재를 구성하는 물질은 고리형 올레핀계 고분자(Cyclo-olefin polymer;COP)인 것을 특징으로 한다.

그리고 보호 필름이 접합된 필름 기재를 캐리어 기판에 접합하는 단계에서,측쇄 결정성 폴리머를 함유하고 상기 측쇄 결정성 폴리머의 융점 이상의 온도에서 점착력을 발현하는 감온성 점착제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 측쇄 결정성 폴리머는 상기 측쇄 결정성 폴리머에 금속 킬레이트 화합물을 첨가하고 가교 반응을 행하여 얻어지는 가교 중합체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 측쇄 결정성 폴리머는 융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타내는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 측쇄 결정성 폴리머는 탄소수 16 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 극성 모노머를 중합시켜서 얻어지는 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 금속 킬레이트 화합물은 알루미늄트리스아세틸아세토네이트인 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 금속 산화물층위에 보호 필름을 접합하고 글라스 접합 및 패터닝 공정을 진행하여 표면 불균일을 억제할 수 있다.

둘째, 고내열성 수지를 사용하지 않고도 필름 표면의 불균일 현상을 억제하여 이후에 진행되는 공정의 정밀도를 유지할 수 있다.

셋째, 표면 불균일 현상을 개선하고 이후에 보호필름을 다시 제거하므로 기존 공정에 용이하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정을 나타낸 플로우 차트
도 2a내지 도 2d는 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도

이하, 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 터치 센서의 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정을 나타낸 플로우 차트이다.

그리고 도 2a내지 도 2d는 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도이다.

본 발명은 플렉서블 기판의 제조를 위하여 위상차 조절의 어려움이 없는 물질을 사용하고 열처리 후 발생하는 주름을 보호기재 및 점착제로 이루어진 보호필름을 접합하여 표면 불균일 현상을 개선하여 이후에 진행되는 공정의 정밀도를 유지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정은 금속산화물 도전체를 포함하는 열가소성수지의 제조 단계와, 열처리에 의한 전도성 향상 단계와, 점착제를 매개로 하여 캐리어 기판이 되는 글라스에 접합하는 단계와, 도전체의 패터닝을 포함한 적층구조의 제작 단계와, 열가소성수지 위에 제작된 적층구조물을 글라스로부터 박리하는 단계를 포함하여, 유연기판 위에 패턴화된 전극층을 포함하는 적층구조물을 제조하는 것이다.

여기서, 열처리에 의한 전도성 향상 단계를 진행하여 얻어진 금속산화물과 열가소성수지로 구성된 적층체의 금속산화물층 위에, 보호기재 및 점착제로 이루어진 보호필름을 접합하고 점착제를 매개로 하여 캐리어 기판이 되는 글라스에 접합하는 단계를 진행한다.

이와 같이 보호 필름을 접합한 상태에서 캐리어 기판이 되는 글라스에 접합하는 것에 의해 전도성 향상을 위한 열처리 공정에서 발생하는 필름 표면의 불균일 주름은 제거되어 필름 표면이 균일한 상태로 접합 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 금속산화물 도전체(22)를 포함하는 필름 기재(21)를 제조하고(S101), 전도성 향상을 위한 열처리 공정을 진행한다.(S102)

여기서, 금속산화물은 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 이루어지는 금속산화물류에서 선택될 수 있고, 이 물질들로 제한되지 않는다.

그리고 필름 기재(21)를 구성하는 물질은 열가소성수지이고, COP(Cyclo-olefin polymer)를 사용하는 것이 바람직하다.

고리형 올레핀계 고분자(Cyclo-olefin polymer;COP)는 일 예로 노보넨(norbornene)과 같은 고리형 단량체로부터 얻어진 중합체로서 기존 올레핀계 중합체에 비해 투명성, 내열성, 내약품성이 우수하고 복굴절율과 수분흡수율이 매우 낮아 플렉서블 기판의 제조에 적합하다.

여기서, 필름 기재(21)를 구성하는 물질은 고리형 올레핀계 고분자(Cyclo-olefin polymer;COP)로 제한되는 것이 아니고, 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer), 스티렌계 물질(styrenic materials), 올레핀계 물질(olefenic materials), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 탄성 중합체(polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 합성고무(synthetic rubbers), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)[poly(styrene-butadiene-styrene)], 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리메타아크릴(polymethacrylate), 폴리아크릴(polyacryl), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아릴레이트(polyaryte), 폴리술폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 실리콘 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있음은 당연하다.

상기 필름 기재는 터치센서의 패턴시인을 저감시키는 목적 또는 디스플레이의 광학성능향상을 위해 위상차필름의 기능을 가질 수 있다.

전도성 향상을 위한 열처리 공정을 진행한 상태에서의 단면 구성은 도 2a에서와 같다.

필름 기재(21)가 전도성 향상을 위한 열처리 공정에 의해 주름(curl)을 갖는 것을 알 수 있다.

이와 같은 필름 기재(21)상에 도 2b에서와 같이 보호기재 및 점착제로 이루어진 보호필름(23)을 접합한다.(S103) 필름 기재상에 보호 필름을 접합하는 것에 의해 필름 기재의 표면 주름이 제거되어 균일한 상태로 캐리어 기판과 접합되는 것을 알 수 있다.

여기서, 보호 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)인 것이 바람직하나 이로 제한되지 않는다.

구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 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; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.

그리고 보호필름(23)을 구성하는 점착제는 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴계의 점착제를 사용하고, 이와 같은 점착제는 열경화 또는 UV 경화의 경화성 점착제이다.

그리고 도 2c에서와 같이 점착제를 매개로 하여 캐리어 기판(25)이 되는 글라스에 접합하는 단계를 진행한다.(S104)

여기서 사용되는 점착제는 감온성 점착제이다.

감온성 점착제는 온도 변화에 대응해서 점착력이 변화되는 점착제를 의미한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 감온성 점착제는 측쇄 결정성 폴리머를 함유하고 상기 측쇄 결정성 폴리머의 융점 이상의 온도에서 점착력을 발현하는 감온성 점착제이다.

상기 측쇄 결정성 폴리머는 상기 측쇄 결정성 폴리머에 금속 킬레이트 화합물을 첨가하고 가교 반응을 행하여 얻어지는 가교 중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 측쇄 결정성 폴리머는 융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타내는 특성을 갖는다.

상기 측쇄 결정성 폴리머는 탄소수 16 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 극성 모노머를 중합시켜서 얻어지는 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 금속 킬레이트 화합물은 다가 금속의 아세틸아세톤 배위화합물 및 다가 금속의 아세토아세트산 에스테르 배위화합물로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바림직하고, 상기 금속 킬레이트 화합물은 알루미늄트리스아세틸아세토네이트인 것이 바람직하다.

이어, 도 2d에서와 같이 캐리어 기판(25)이 되는 글라스에 접합된 필름 기재(21)상의 보호 필름(23)을 박리하고(S105), 도전체의 패터닝을 포함한 적층구조의 제작 단계를 진행한다.(S106)

이와 같이 필름 기재(21)상에 적층 구조의 제작이 이루어지면 캐리어 기판(25)이 되는 글라스와 적층 구조물을 박리시킨다.(S107)

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서의 제조 방법은 플렉서블 기판의 제조를 위하여 위상차 조절의 어려움이 없는 물질을 사용하고 열처리 후 발생하는 주름을 보호기재 및 점착제로 이루어진 보호필름을 접합하여 표면 불균일 현상을 개선하여 이후에 진행되는 공정의 정밀도를 유지할 수 있도록 한 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

21. 필름 기재 22. 도전체
23. 보호 필름 24. 점착제
25. 캐리어 기판

Claims (12)

1. 도전체를 포함하는 필름 기재를 제조하는 단계;
   도전체를 포함하는 필름기재를 열처리하여 도전체의 도전성을 향상시키는 단계;
   필름 기재상에 보호 필름을 접합하고, 보호 필름이 접합된 필름 기재를 캐리어 기판에 접합하는 단계;
   보호필름을 박리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 필름 기재상에 보호 필름을 접합하는 것에 의해 필름 기재의 표면 주름이 제거되어 캐리어 기판과 접합되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 필름 기재는 열가소성 수지에 금속 산화물 도전체가 적층된 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 보호 필름이 박리된 이후에 도전체의 패터닝을 포함한 적층구조의 제작 단계를 진행하고, 기재 필름과 캐리어 기판을 박리하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 도전체는 금속산화물 도전체이고,
   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 이루어지는 금속산화물류에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 필름 기재를 구성하는 물질은 열가소성수지인 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 필름 기재를 구성하는 물질은 고리형 올레핀계 고분자(Cyclo-olefin polymer;COP)인 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 보호 필름이 접합된 필름 기재를 캐리어 기판에 접합하는 단계에서,
   측쇄 결정성 폴리머를 함유하고 상기 측쇄 결정성 폴리머의 융점 이상의 온도에서 점착력을 발현하는 감온성 점착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 측쇄 결정성 폴리머는 상기 측쇄 결정성 폴리머에 금속 킬레이트 화합물을 첨가하고 가교 반응을 행하여 얻어지는 가교 중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 측쇄 결정성 폴리머는 융점 미만의 온도에서 결정화되고, 또한 융점 이상의 온도에서 유동성을 나타내는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 측쇄 결정성 폴리머는 탄소수 16 이상의 직쇄상 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트와, 극성 모노머를 중합시켜서 얻어지는 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 금속 킬레이트 화합물은 알루미늄트리스아세틸아세토네이트인 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제조 방법.

Images