KR20160071796A - 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재 - Google Patents

플렉서블 터치 스크린 패널용 기재 Download PDF

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KR20160071796A
KR20160071796A KR1020140179387A KR20140179387A KR20160071796A KR 20160071796 A KR20160071796 A KR 20160071796A KR 1020140179387 A KR1020140179387 A KR 1020140179387A KR 20140179387 A KR20140179387 A KR 20140179387A KR 20160071796 A KR20160071796 A KR 20160071796A
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임민호
성준희
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수학식 1을 만족함으로써, 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 피로 파괴되지 않으므로 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로서 바람직하게 사용될 수 있는 기재에 관한 것이다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널용 기재 {SUBSTRATE FOR FLEXIBLE TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이중 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 센싱패턴이 주변의 다른 센싱패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 평판표시장치의 외면에 부착되어 제품화되는 경우가 많다. 따라서, 상기 터치스크린 패널은 높은 투명도 및 얇은 두께의 특성이 요구된다.
또한, 최근 들어 플렉서블한 평판표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 평판표시장치 상에 부착되는 터치스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.
이러한 플렉서블 터치 스크린 패널의 경우 지속적으로 휘거나 구부리는 등의 굴곡이 가해지는바, 이에 사용되는 기재는 수만번, 수십만번 이상의 굴곡 피로를 가해도 파괴되지 않는 특성을 지닐 필요가 있다.
그러나, 이와 같은 충분한 피로 파괴 내성을 갖는 기재에 대해서는 아직 확립되지 않은 실정이다.
한국등록특허 제647701호에는 플렉서블 기판, 플렉서블 박막 트랜지스터 기판 및 이를구비한 평판 디스플레이 장치가 개시되어 있다.
한국등록특허 제647701호
본 발명은 굴곡 피로에 의한 파괴를 최소화 할 수 있는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 특정의 기재가 플렉서블 터치 스크린 패널에 사용될 수 있는지를 짧은 시간 내에 용이하게 평가할 수 있는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 하기 수학식 1을 만족하는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재:
[수학식 1]
20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
(식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
[수학식 2]
Figure pat00001
(식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
2. 위 1에 있어서, 상기 기재는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 니트로셀룰로오스, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
3. 위 1에 있어서, 상기 기재는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에테르술폰으로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
4. 위 1에 있어서, 상기 기재는 중량평균분자량 5,000 내지 200,000인 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
5. 위 1에 있어서, 상기 기재는 다분산지수 1.1 내지 2.4인 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
6. 위 1 내지 5 중 어느 한 항의 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재를 구비한 플렉서블 터치 스크린 패널.
7. 위 6의 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 화상표시장치.
8. 하기 수학식 1을 만족하면 양품으로 판정하는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법:
[수학식 1]
20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
(식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
[수학식 2]
Figure pat00002
(식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
9. 위 8에 있어서, 상기 기재는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 니트로셀룰로오스, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법.
10. 위 8에 있어서, 상기 기재는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에테르술폰으로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법.
본 발명의 수학식 1을 만족하는 기재는 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 피로 파괴되지 않는다. 이에 따라 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로서 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명은 특정의 기재가 어느 정도의 굴곡 피로를 가했을 때 피로 파괴될지 짧은 시간 내에 용이하게 예측할 수 있다. 이에 따라 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로서 적합한지 용이하게 평가할 수 있다.
도 1은 굴곡 피로 파괴 실험 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명은 수학식 1을 만족함으로써, 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 피로 파괴되지 않으므로 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로서 바람직하게 사용될 수 있는 기재에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
(식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
[수학식 2]
Figure pat00003
(식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
고체 재료에 반복 응력을 연속하여 가하면 인장 강도보다 훨씬 낮은 응력에서 재료가 파괴된다. 이처럼 재료에 반복 응력이 연속적으로 가해지는 것이 재료의 피로이며, 피로에 의한 파괴를 피로 파괴라 한다.
플렉서블 터치 스크린 패널의 경우 휘거나 구부리거나 말 수 있는 터치 스크린 패널인 바, 플렉서블 터치 스크린 패널에 사용되는 기재에는 지속적으로 피로가 가해진다.
따라서, 플렉서블 터치 스크린 패널에 사용되는 기재는 수만회, 수십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 피로 파괴되지 않아야 한다.
본 발명의 발명자들은 상기 수학식 1의 특정 범위를 만족하면 피로 파괴에 대한 내성이 우수하여 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로서 우수하게 사용될 수 있다는 것을 발견하여, 이를 만족하는 본 발명의 기재를 완성하였다.
구체적으로, 수학식 1로 표시되는 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress)가 20 미만이면 기재의 굴곡 피로에 대한 내성이 현저히 낮다. 그러나 20 이상이면 굴곡 피로에 대한 내성이 높아, 예를 들어 기재에 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가했을 때에도 피로 파괴되지 않는다. 한편, 300 초과이면 굴곡 피로에 대한 내성은 높으나, 기재로서의 충분한 지지 역할을 수행하기 어려워, 플렉서블 터치 스크린 패널의 제조 공정 시에 기재가 구겨지거나 틀어지는 등의 문제가 있어 공정 진행이 불가하다.
본 발명의 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재는 수학식 1을 만족하는 것이라면 그 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트), 폴리스티렌(예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 제조된 필름일 수 있다. 높은 수학식 1의 값을 갖는다는 측면에서 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰 등의 소재로 제조된 것일 수 있다.
상기 소재는 예를 들면 중량평균분자량이 5,000 내지 200,000일 수 있다. 중량평균분자량이 5,000 미만이면 강성이 불충분하고, 지지체로서의 역할을 충분히 수행하지 못할 수 있고, 200,000 초과이면 강성이 커져 플렉서블 기재로서의 사용이 어렵고, 굴곡 피로에 대한 내성이 낮을 수 있다.
또한, 상기 소재는 다분산지수(PDI)가 1.1 내지 2.4인 것이 바람직하다. 다분산지수가 1.1 미만이면 강성이 불충분하고, 지지체로서의 역할을 충분히 수행하지 못할 수 있고, 2.4 초과이면 강성이 커져 플렉서블 기재로서의 사용이 어렵고, 굴곡 피로에 대한 내성이 낮을 수 있다.
본 발명의 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재는 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 5 내지 500㎛일 수 있다. 두께가 5㎛ 미만이면 강성이 불충분하고, 지지체로서의 역할을 충분히 수행하지 못할 수 있고, 500㎛ 초과이면 굽힘응력이 현저히 높아져 굴곡 피로에 대한 내성이 낮을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재를 포함하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공한다.
본 발명의 플렉서블 터치 스크린 패널은 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재 상에 형성된 투명 전극 적층체를 구비할 수 있다.
투명 전극 적층체)는 구체적인 용도에 따라서 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 예를 들면 터치되는 지점의 위치 정보를 제공하는 제1 투명전극층과 제2 투명전극층, 상기 제1 투명전극층과 제2 투명전극층 사이에 개재되어 두 층을 전기적으로 분리시키는 절연층, 절연층에 형성되어 제1 투명전극층과 제2 투명전극층이 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 콘택홀 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 플렉서블 터치 스크린 패널은 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.
또한, 본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법을 제공한다.
전술한 바와 같이 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로 적합하게 사용되기 위해서는 피로 파괴에 대한 내성이 우수해야 한다.
그러나, 이러한 피로 파괴에 대한 내성을 예측할 수가 없어, 특정의 기재가 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로 적합한지 평가하기 위해 종래에는 샘플을 추출하여 굴곡 테스터기를 사용하여 수만번, 수십만번 이상의 굴곡 피로를 가해 해당 기재가 피로 파괴되는지 여부로 확인하였다. 이러한 평가 방법은 장시간이 소요되는 문제가 있다.
한편, 본 발명의 평가 방법은 하기 수학식 1을 만족하는지 여부를 기준으로 양품 여부를 판정한다.
[수학식 1]
20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
(식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
[수학식 2]
Figure pat00004
(식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
구체적으로, 상기 수학식 1의 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress)이 20 이상이면 피로 파괴에 대한 내성이 우수하고(예를 들어, 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 기재가 파괴되지 않을 수 있음), 300 이하이면 플렉서블 터치 스크린 패널 제조 공정시에 원활한 공정 진행이 가능한 바, 해당 기재를 양품으로 판정할 수 있다.
본 발명의 평가 대상인 기재는 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트), 폴리스티렌(예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 제조된 필름일 수 있고, 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰 등의 소재로 제조된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1. 폴리이미드 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 150,000, PDI 1.97, 두께 55㎛의 폴리이미드 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 하기 방법에 따라 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
인성은 Autograph(Shimaz社) 장비를 이용하여 25℃에서 길이 방향으로 4mm/min의 속도로 인장력을 가하여 얻어지는 파괴점까지의 응력-변형 곡선의 그래프의 면적을 구함으로써 측정하였다.
굽힘응력은 기재를 굴곡 반경(R)이 3mm가 되도록 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 굴곡 반경 0.5mm까지 기재를 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)을 구함으로써 측정하였다.
실시예 2. 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 20,000, PDI 2.2, 두께 50㎛의 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
실시예 3. 폴리카보네이트 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 30,000, PDI 1.7, 두께 50㎛의 폴리카보네이트 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
실시예 4. 폴리이미드 필름( Hybrid Type )의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 300,000, PDI 1.97, 두께 55㎛의 폴리이미드 필름(Hybrid type, SiO2 40중량% 함유)을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
실시예 5. 폴리에테르설폰의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 100,000, PDI 1.37, 두께 50㎛의 폴리에테르설폰 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
비교예 1. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 20,000, PDI 1.4, 두께 38㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
비교예 2. 시클로올레핀 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 300,000, PDI 0.97, 두께 50㎛의 시클로올레핀 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
비교예 3. 시클로올레핀 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 170,000, PDI 1.7, 두께 50㎛의 폴리카보네이트 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
비교예 4. 폴리 에틸렌 글리콜 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 5,000, PDI 2.7, 두께 50㎛의 폴리에틸렌글리콜 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
비교예 5. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 인성 및 굽힘응력의 측정
중량평균분자량 40,000, PDI 1.1, 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 길이 5cm, 폭 1cm의 샘플로 제작한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 인성 및 굽힘응력을 측정하였다.
실험예
(1) 굴곡 피로 파괴 실험
굴곡 피로 파괴 실험은 도 1과 같이 기재에 지속적으로 굴곡 피로를 가해, 오만회 간격으로 기재의 파손 여부를 확인하였고, 이십만회 이상의 굴곡 피로를 가해도 파괴되지 않으면 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재로 적합한 바, 이십만회까지 수행하였다.
측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(2) 패턴 특성 평가
실시예 및 비교예의 기재 상에 ITO를 증착하여, 두께 20㎛의 ITO층을 형성하였다. 이후, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통하여 ITO층 상에 소정의 패턴을 가진 포토레지스트가 형성되도록 한 후, ITO층에 대하여 식각 공정을 수행하여 ITO 패턴을 형성하였다.
형성된 패턴의 단락 여부와 직진성(선폭의 균일성을 광학현미경으로 관찰하고, 하기 기준에 따라 패턴 특성을 평가하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
<패턴형성 여부>
형성: ○, 패턴 미형성: ×
<직진성>
패턴의 선폭 변화 10% 이하: ○,
패턴의 선폭 변화 10% 초과 내지 20% 이하: △,
패턴의 선폭 변화 20% 초과: X
구분 굽힘응력
(MPa)		 인성
(MPa)		 인성/굽힘응력 굴곡 피로 파괴(천회) 패턴 형성성
형성 직진성
실시예 1 199 24251 121.86 200 이상 ○ ○
실시예 2 194 8586 44.26 200 이상 ○ ○
실시예 3 260 5707 21.95 200 이상 ○ ○
실시예 4 224 998 4.46 40 ○ ○
실시예 5 127 37829 297.87 200 이상 ○ ○
비교예 1 25 20837 833.48 200 이상 X -
비교예 2 34 320 9.36 50 ○ ○
비교예 3 27 497 18.41 120 ○ ○
비교예 4 17 142 8.35 40 ○ ○
비교예 5 32 9680 302.5 200 이상 ○ X
상기 표 1을 참고하면, 인성/굽힘응력이 20 이상인 실시예 1 내지 5의 기재는 굴곡 피로를 이십만회 가해도 파괴되지 않았다. 그리고, 기재 상에 직진성이 우수한 패턴을 형성할 수 있었다.
그러나, 인성/굽힘응력이 300 초과인 비교예 1 및 5의 기재는 굴곡 피로 내성은 우수하였으나, ITO 층 및 패턴 형성시에 기재가 확실히 고정되지 않아 패턴이 단락되어 형성 자체가 불가하거나, 직진성이 저하되었다.
인성/굽힘응력이 20 미만인 비교예 2 내지 4의 기재는 12만회의 굴곡 피로를 가하기도 전에 파괴되었다.

Claims (10)

  1. 하기 수학식 1을 만족하는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재:
    [수학식 1]
    20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
    (식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
    굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
    [수학식 2]
    Figure pat00005

    (식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
    F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 니트로셀룰로오스, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에테르술폰으로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 중량평균분자량 5,000 내지 200,000인 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 다분산지수 1.1 내지 2.4인 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재를 구비한 플렉서블 터치 스크린 패널.
  7. 청구항 6의 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 화상표시장치.
  8. 하기 수학식 1을 만족하면 양품으로 판정하는 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법:
    [수학식 1]
    20 ≤ 인성(Toughness)/굽힘응력(Bending stress) ≤ 300
    (식 중, 인성은 크기 10mm x 50mm의 기재에 대하여 25℃에서 장축 방향으로 4mm/분의 속도로 인장 실험을 수행하여 얻어지는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)의 파괴점까지의 면적이고,
    굽힘응력은 하기 수학식 2로 표시되는 σ임)
    [수학식 2]
    Figure pat00006

    (식 중, v는 푸아송비이고, ε는 굽힘 변형률(bending strain)이고, b는 기재의 폭이며, h는 기재의 두께이며,
    F는 굴곡 반경이 3mm가 되도록 기재를 U자형으로 굴곡시킨 다음, 0.05mm/s의 속도로 기재를 굴곡 반경 0.5mm까지 굴곡시켰을 때의 굽힘력(bending force)임).
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 기재는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 니트로셀룰로오스, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 기재는 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리에테르술폰으로 이루어진 군에서 선택된 소재로 제조된 것인, 플렉서블 터치 스크린 패널용 기재의 평가 방법.
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