KR20190006243A

KR20190006243A - 터치 센서

Info

Publication number: KR20190006243A
Application number: KR1020170086970A
Authority: KR
Inventors: 손동진; 안명용; 윤호동
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-18
Also published as: KR102343673B1

Abstract

본 발명은 터치 센서에 관한 것이다.
본 발명은 기재필름 및 상기 기재필름 상에 형성된 터치 센서를 포함하고, 상기 기재필름은, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면 상에 형성된 내습 코팅층을 포함하고, 상기 내습 코팅층은, 상기 내습 코팅층의 전체 중량을 기준으로 20~60wt%를 갖는 아크릴레이트(Acrylate), 10~20wt%을 갖는 광 경화제를 포함한다.
본 발명에 따르면, 터치 센서의 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있다.

Description

터치 센서{TOUCH SENSOR}

본 발명은 터치 센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있는 터치 센서에 관한 것이다.

일반적으로 터치 센서는 사용자가 화면에 디스플레이되는 영상을 손가락이나 터치 펜 등으로 접촉하는 경우 이 접촉에 반응하여 터치 지점을 파악하는 장치이다.

이러한 터치 센서는 일반적으로 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 EL(Organic light-Emitting Diode, OLED) 등과 같은 디스플레이 장치에 덧씌워지는 구조로 제작된다.

한편, 최근에는 유리 등의 경질 기판을 대체하는 고분자 필름을 이용하여 보다 얇고 가벼우며 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치 및 터치 센서에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

플렉서블 터치 센서에 관한 종래 기술에 따르면, 유리 기판을 대체하여 기재의 역할을 하는 고분자 필름이 터치 센서층에 접착되기 때문에, 외부로부터 수분이 유입될 수 있다는 문제점이 있다.

보다 구체적으로, 접착층의 소재로 사용되는 접착제에는 일반적으로 수용성의 부식성 물질이 포함되어 있기 때문에, 수분이 고분자 필름을 통해 접착층의 내부로 유입되면, 접착층에 포함되어 있는 수용성의 부식성 물질이 유입된 수분에 용해되고, 부식성 물질이 용해되어 있는 수분이 터치 센서층으로 유입됨으로써, 터치 센서층을 구성하는 도전성의 패턴들이 부식되는 한편, 터치 센서를 구성하는 기능층들의 계면 특성 등이 열화되는 등의 기계적/화학적 물성 저하가 유발되고 굴곡 특성 또한 저하된다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0066769호(공개일자: 2011년 06월 17일, 명칭: 무기장벽층이 코팅된 플라스틱 기판 및 이것의 제조방법)

본 발명은 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있는 터치 센서를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 유리 기판 등을 대체하는 유연성 기재가 부식성 물질을 함유하는 접착제를 매개로 터치 센서층에 접착되는 경우, 외부로부터 유입되는 수분 및 이 수분에 용해된 부식성 물질이 터치 센서층으로 유입되어 소자를 기계적/화학적으로 열화시키고 굴곡 특성을 저하시키는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 터치 센서를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 센서는 기재필름 및 상기 기재필름 상에 형성된 터치 센서를 포함하고, 상기 기재필름은, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 적어도 일면 상에 형성된 내습 코팅층을 포함하고, 상기 내습 코팅층은, 상기 내습 코팅층의 전체 중량을 기준으로 20~60wt%를 갖는 아크릴레이트(Acrylate), 10~20wt%을 갖는 광 경화제를 포함한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 아크릴레이트에는 이소시아네이트(isocyanate), 에폭시(epoxy), 하이드록시(hydroxy), 카르복실산(carboxylic acid) 중에서 하나 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 광 경화제는 불포화기를 분자 내에 갖는 모노머를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 불포화기는 (메타)아크릴로일기(meta acryloyl group), 비닐기(vinyl group), 스티릴기(styryl group), 알릴기(allyl group) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 내습 코팅층은 무기 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 무기 입자는 지르코니아(zirconia) 또는 실리카(silica) 계열의 물질 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 무기 입자는 상기 내습 코팅층의 전체 중량을 기준으로 20~80wt%를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 내습 코팅층의 두께는 0.1~20㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서는 상기 기재필름과 상기 터치 센서층 사이에 형성된 접착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 베이스 필름은 TAC(Tri Acetyl Cellulose), PU(Poly Urethane), PC(Poly Carbonate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있는 터치 센서가 제공되는 효과가 있다.

또한, 유리 기판 등을 대체하는 유연성 기재가 부식성 물질을 함유하는 접착제를 매개로 터치 센서층에 접착되는 경우, 외부로부터 유입되는 수분 및 이 수분에 용해된 부식성 물질이 터치 센서층으로 유입되어 소자를 기계적/화학적으로 열화시키고 굴곡 특성을 저하시키는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 터치 센서가 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면으로서, 내습 코팅층이 베이스 필름의 양면에 형성된 예를 나타내고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면으로서, 내습 코팅층이 베이스 필름의 양면 중에서 터치 센서층에 대향하는 대향면에 형성된 예를 나타내고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면으로서, 내습 코팅층이 베이스 필름의 양면 중에서 터치 센서층에 대향하지 않는 반대면에 형성된 예를 나타내고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 내습 코팅층의 두께에 따른 투습도 변화에 대한 실험 결과를 나타내고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 내습 코팅층의 두께에 따른 모듈러스(Modulus) 변화에 대한 실험 결과를 나타낸다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 나타낸 도면들로서, 도 1은 내습 코팅층(42, 44)이 베이스 필름(41)의 양면에 형성된 예를 나타내고, 도 2는 내습 코팅층(42)이 베이스 필름(41)의 양면 중에서 터치 센서층(10)에 대향하는 대향면에 형성된 예를 나타내고, 도 3은 내습 코팅층(44)이 베이스 필름(41)의 양면 중에서 터치 센서층(10)에 대향하지 않는 반대면에 형성된 예를 나타낸다.

이하에서는, 내습 코팅층(42, 44)이 베이스 필름(41)의 양면에 형성된 예를 기준으로 본 발명의 일 실시 예를 설명하지만, 도 2에 개시된 바와 같이 내습 코팅층(42)은 베이스 필름(41)의 양면 중에서 터치 센서층(10)에 대향하는 대향면에 형성되거나, 도 3에 개시된 바와 같이 내습 코팅층(44)은 베이스 필름(41)의 양면 중에서 터치 센서층(10)에 대향하지 않는 반대면에 형성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 터치 센서층(10), 접착제층(20), 기재필름(30)을 포함하고, 기재필름(30)은 베이스 필름(41) 및 내습 코팅층(42, 44)을 포함한다.

터치 센서층(10)은 사용자가 입력하는 터치 신호를 감지하기 위한 구성요소이다.

예를 들어, 터치 센서층(10)은 제1 감지 패턴들, 제2 감지 패턴들, 절연층 및 연결 패턴들을 포함할 수 있다.

제1 감지 패턴들은 서로 전기적으로 연결된 상태로 제1 방향을 따라 형성되어 있고, 제2 감지 패턴들은 서로 전기적으로 분리된 상태로 제2 방향을 따라 형성되어 있으며, 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향이 X 방향인 경우, 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.

절연층은 제1 감지 패턴들과 제2 감지 패턴들 사이에 형성되어 있으며, 제1 감지 패턴들과 제2 감지 패턴들을 전기적으로 절연시킨다.

연결 패턴들은 서로 분리된 상태에 있는 인접하는 제2 감지 패턴들을 전기적으로 연결시킨다.

제1 감지 패턴들, 제2 감지 패턴들, 연결 패턴들로는 투명 도전성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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 이루어진 군에서 선택된 금속산화물류; 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC로 이루어진 군에서 선택된 금속류; 금, 은, 구리 및 납으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 나노와이어; 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 (graphene)으로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 물질류; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 폴리아닐린(PANI)으로 이루어진 군에서 선택된 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 인듐틴옥사이드가 사용될 수 있다. 결정성 또는 비결정성 인듐틴옥사이드가 모두 사용 가능하다.

터치 센서층(10)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 터치 센서의 굴곡 특성을 고려할 때 가급적 박막인 것이 바람직하다. 예를 들면, 터치 센서층(10)의 두께는 0.01 내지 5㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.5㎛일 수 있다.

예를 들어, 터치 센서층(10)을 구성하는 제1 감지 패턴들과 제2 감지 패턴들은 서로 독립적으로 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 또는 7각형 이상의 다각형 패턴일 수 있다.

또한, 예를 들어, 터치 센서층(10)은 규칙 패턴을 포함할 수 있다. 규칙 패턴이란, 패턴의 형태가 규칙성을 갖는 것을 의미한다. 예들 들어, 감지 패턴들은 서로 독립적으로 직사각형 또는 정사각형과 같은 메쉬 형태나, 육각형과 같은 형태의 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 예를 들어, 터치 센서층(10)은 불규칙 패턴을 포함할 수 있다. 불규칙 패턴이란 패턴의 형태가 규칙성을 갖지 아니한 것을 의미한다.

또한, 예를 들어, 터치 센서층(10)을 구성하는 감지 패턴들이 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 재료로 형성된 경우, 감지 패턴들은 망상 구조를 가질 수 있다. 감지 패턴들이 망상 구조를 갖는 경우, 서로 접촉하여 인접하는 패턴들에 순차적으로 신호가 전달되므로, 높은 감도를 갖는 패턴을 실현할 수 있다.

예를 들어, 터치 센서층(10)을 구성하는 감지 패턴들은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.

제1 감지 패턴들과 제2 감지 패턴들을 절연시키는 절연층의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또는, 절연층은 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.

접착제층(20)은 기재필름(30)과 터치 센서층(10) 사이에 형성되어 있으며, 내습 코팅층(42, 44)이 형성되어 있는 베이스 필름(41)을 터치 센서층(10)에 접착하기 위한 기능층이다.

예를 들어, 이러한 접착제층(20)의 소재로는 광 경화형 접착제, 수계 접착제, 유기계 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

광 경화형 접착제는 UV 등의 광이 조사되는 경우 경화되는 접착제이다. 광 경화형 접착제는 광 경화 후 별도의 건조 공정이 필요 없으므로 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다. 예를 들어, 광 경화형 접착제로는 아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르 등을 주성분으로 하는 라디칼 중합형과 에폭시, 옥세탄, 비닐 에테르 등을 주성분으로 하는 양이온 중합형이 사용될 수 있다.

기재필름(30)을 구성하는 베이스 필름(41)으로는 굴곡 특성을 우수하나 상대적으로 투습도가 높은 물질일 수 있으나, 베이스 필름(41)에 적용 가능한 물질이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스 필름(41)의 탄성률은 100~3,000MPa일 수 있고, 베이스 필름(41)의 투습도는 50~1,000(g/m2*day)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 이러한 탄성률, 투습도 조건을 충족시키는 구체적인 물질로 TAC(Tri Acetyl Cellulose), PU(Poly Urethane), PC(Poly Carbonate) 등이 있으나, 베이스 필름(41)에 적용 가능한 물질이 이에 한정되지는 않는다.

또한, 예를 들어, 베이스 필름(41)은 투명 광학 필름 또는 편광판일 수 있다.

투명 광학 필름은 투명성, 기계적 강도, 열 안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 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; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 ∼ 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 1 ∼ 300㎛가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛가 보다 바람직하다.

이러한 투명 광학 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 투명 광학 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.

또한, 필요에 따라 투명 광학 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.

또한, 투명 광학 필름은 등방성 필름, 위상차 필름 또는 보호 필름(Protective Film)일 수 있다.

등방성 필름인 경우 면내 위상차(Ro, Ro=[(nx-ny)ⅹd], nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, d는 필름 두께이다.)가 40nm 이하이고, 15nm 이하가 바람직하며, 두께방향 위상차(Rth, Rth=[(nx+ny)/2-nz]ⅹd, nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, nz는 필름 두께 방향의 굴절률, d는 필름 두께이다.)가 -90nm ∼ +75nm 이며, 바람직하게는 -80nm ∼ +60nm, 특히 -70nm ∼ +45nm 가 바람직하다.

위상차 필름은 고분자 필름의 일축 연신, 이축 연신, 고분자 코팅, 액정 코팅의 방법으로 제조된 필름이며, 일반적으로 디스플레이의 시야각 보상, 색감 개선, 빛샘 개선, 색미 조절 등의 광학 특성 향상 및 조절을 위하여 사용된다. 위상차 필름의 종류에는 1/2 이나 1/4 등의 파장판, 양의 C플레이트, 음의 C플레이트, 양의 A플레이트, 음의 A플레이트, 이축성 파장판을 포함한다.

보호 필름은 고분자 수지로 이루어진 필름의 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나 폴리프로필렌 등의 자가 점착성을 가진 필름일 수 있으며, 터치 센서 표면의 보호, 공정성 개선을 위하여 사용될 수 있다.

편광판은 표시 패널에 사용되는 공지의 것이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올 필름을 연신하여 요오드나 이색성 색소를 염색한 편광자의 적어도 일면에 보호층을 설치하여 이루어진 것, 액정을 배향하여 편광자의 성능을 갖도록 하여 만든 것, 투명필름에 폴리비닐알코올 등의 배향성 수지를 코팅하고 이것을 연신 및 염색하여 만든 것을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

기재필름(30)을 구성하는 내습 코팅층(42, 44)은 베이스 필름(41)에 형성되어 있으며, 외부 수분의 침투를 방지하는 기능층이다. 도 1에는 내습 코팅층(42, 44)이 베이스 필름(41)의 양면에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 내습 코팅층(42, 44)은 베이스 필름(41)의 어느 일면에만 형성될 수도 있다.

내습 코팅층(42, 44)은, 내습 코팅층(42, 44)의 전체 중량을 기준으로 20~60wt%를 갖는 아크릴레이트(Acrylate), 10~20wt%을 갖는 광 경화제를 포함하도록 구성된다.

아크릴레이트는 내습 코팅층(42, 44)의 모체, 즉, 매트릭스(matrix)의 기능을 한다.

아크릴레이트와 광 경화제의 중량 구성을 이와 같이 조절하면, 터치 센서의 광학 특성 저하를 최소화하면서 터시 센서의 내습 특성을 확보할 수 있기 때문에, 수분 침투로 인하여 유발될 수 있는 기계적 물성 저하를 방지하여 터치 센서의 굴곡 특성을 향상시킬 수 있다.

아크릴레이트가 20wt% 미만인 경우, 표면 거칠기(조도)가 증가하는 문제점이 있고, 아크릴레이트가 60wt%를 초과하는 경우, 투습도가 높아져 모듈러스가 떨어지는 문제점이 있다.

광 경화제가 10wt% 미만인 경우, 경화를 위하여 높은 광량을 조사해야 하고, 이로 인해 필름의 물리적 변형이 되는 문제점이 있고, 투습도 또한 높아지는 경향을 가진다는 문제점이 있다. 광경화제가 20wt%를 초과하는 경우, 황변 현상(Yellow color phenomenon)이 발생할 수 있다는 위험이 있고, 터치 센서의 굴곡 특성을 저하시키는 문제점이 있다.

예를 들어, 아크릴레이트에는 이소시아네이트(isocyanate), 에폭시(epoxy), 하이드록시(hydroxy), 카르복실산(carboxylic acid) 중에서 하나 이상이 함유되도록 구성될 수 있다. 아크릴레이트에 이와 같은 관능기를 포함시킴으로써 광경화제에 따른 경화가 수행되도록 할 수 있다.

예를 들어, 광 경화제는 불포화기를 분자 내에 갖는 모노머를 포함할 수 있으며, 이 불포화기는 (메타)아크릴로일기(meta acryloyl group), 비닐기(vinyl group), 스티릴기(styryl group), 알릴기(allyl group) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.

예를 들어, 내습 코팅층(42, 44)은 내습 코팅층(42, 44)의 전체 중량을 기준으로 20~80wt%를 갖는 무기 입자를 더 포함할 수 있으며, 이 무기 입자는 지르코니아(zirconia) 또는 실리카(silica) 계열의 물질 중에서 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.

유기물과 대비하여 무기 입자는 치밀한 격자 구조를 갖기 때문에, 내습 코팅층(42, 44)에 무기 입자를 포함시키면, 투습도를 효과적으로 떨어뜨릴 수 있다.

무기 입자가 20wt% 미만인 경우, 투습도가 증가하는 문제점이 있고, 무기 입자가 80wt%를 초과하는 경우, 코팅(Coating) 특성 및 굴곡 특성이 저하하는 문제점이 있다.

예를 들어, 내습 코팅층(42, 44)의 두께는 0.1~20㎛일 수 있다. 내습 코팅층(42, 44)의 두께를 이와 같이 구성하면, 터치 센서의 내습 특성을 확보하는 동시에 내습 코팅층(42, 44)의 부가로 인해 유발될 수 있는 굴곡 특성 및 광 투과도 등의 광학 특성 저하를 방지할 수 있다.

도 4 및 도 5에는, 베이스 필름(41)이 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC)인 경우, 내습 코팅층(42, 44)의 두께에 따른 투습도 변화에 대한 실험 결과 및 내습 코팅층(42, 44)의 두께에 따른 모듈러스(Modulus) 변화에 대한 실험 결과가 개시되어 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 내습 코팅층(42, 44)에 있어서, 투습도는 두께에 반비례하고, 모듈러스는 두께에 비례하는 특성이 있다. 즉, 투습도와 모듈러스는 트레이드 오프(trade off) 관계에 있으며, 본 발명자들은 실험을 통해, 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있는 내습 코팅층(42, 44)의 두께 범위가 0.1~20㎛이라는 사실을 확인할 수 있었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 외부로부터 유입되는 수분으로 인해 유발될 수 있는 기계적/화학적 물성 저하 및 굴곡 특성의 저하를 방지하는 동시에 광 투과도를 포함하는 광학 특성의 저하를 최소화할 수 있는 터치 센서가 제공되는 효과가 있다.

10: 터치 센서층
20: 접착제층
30: 기재필름
41: 베이스 필름
42, 44: 내습 코팅층

Claims

기재필름; 및
상기 기재필름 상에 형성된 터치 센서를 포함하고,
상기 기재필름은,
베이스 필름;
상기 베이스 필름의 적어도 일면 상에 형성된 내습 코팅층을 포함하고,
상기 내습 코팅층은,
상기 내습 코팅층의 전체 중량을 기준으로 20~60wt%를 갖는 아크릴레이트(Acrylate), 10~20wt%을 갖는 광 경화제를 포함하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트에는 이소시아네이트(isocyanate), 에폭시(epoxy), 하이드록시(hydroxy), 카르복실산(carboxylic acid) 중에서 하나 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 광 경화제는 불포화기를 분자 내에 갖는 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제3항에 있어서,
상기 불포화기는 (메타)아크릴로일기(meta acryloyl group), 비닐기(vinyl group), 스티릴기(styryl group), 알릴기(allyl group) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 내습 코팅층은 무기 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제5항에 있어서,
상기 무기 입자는 지르코니아(zirconia) 또는 실리카(silica) 계열의 물질 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제5항에 있어서,
상기 무기 입자는 상기 내습 코팅층의 전체 중량을 기준으로 20~80wt%를 갖는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 내습 코팅층의 두께는 0.1~20㎛인 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 기재필름과 상기 터치 센서층 사이에 형성된 접착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 베이스 필름은 TAC(Tri Acetyl Cellulose), PU(Poly Urethane), PC(Poly Carbonate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.