KR100905478B1 - 투명 전도성 필름 및 터치패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리머 필름과 투명 전도층으로 구성된 투명 전도성 필름, 특히 내구성의 향상 그리고 기계적 및 전기적 특성이 향상된 투명 전도성 필름, 이것의 제조 방법, 상기 투명 전도성 필름이 제공된 터치패널에 관한 것이고, 뿐만아니라 투명 전도성 플레이트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 투명 전도성 필름은 폴리머 필름, 언더코팅층 및 투명 전도층이 차례로 적층 구성되고, 상기 언더코팅층은 아미노 그룹 및 포스포릭 아시드 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 갖는 화합물을 포함한다.
투명 전도성 필름, 터치패널, 투명 전도층, 폴리머 필름, 언더코팅층

Description

투명 전도성 필름 및 터치패널{Transparent conductive Film and Touch panel}
본 발명은 폴리머 필름과 여기에 제공된 투명 전도층을 갖는 투명 전도성 필름에 관한 것으로서, 특히 내구성과 기계 및 전기적 특성이 향상된 투명 전도성 필름과, 이 전도성 필름의 제조 방법과, 상기 투명 전도성 필름이 포함된 터치패널 그리고 투명 전도성 플레이트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
저항 감응 시스템에 따른 터치패널은 손가락 또는 펜으로 패널을 눌러주는 동시에 통전 가능하게 상반된 전극의 접촉을 유발시켜 신호가 입력되도록 한 패널로서, 크기와 무게 그리고 두께를 감소시킬 수 있는 잇점이 있다. 따라서, 상기 터치패널은 가전제품 및 휴대용 단말기의 입력장치로 널리 사용되고 있다.
저항 감응 시스템에 따른 터치패널은 폴리머 베이스 필름으로 이루어진 상부전극과, 언더코팅층 및 투명 전도층이 차례로 중첩되면서 플라스틱 또는 글래스 플레이트로 이루어진 하부 전극에 부착된 구조로서, 스페이서를 사이에 두고 그 위에 투명 전극이 형성된 구조를 갖으며, 상기 투명 전도층과 투명 전극은 서로 마주보 게 된다.
상기 상부전극의 디스플레이 표면이 손가락이나 펜으로 눌리게 되면, 통전을 위하여 반대 전극과 접촉하게 된다. 일반적으로 하드 코팅층은 폴리머 베이스 필름을 보호하기 위하여 상기 상부전극의 디스플레이 표면에 형성된다.
통상, 상기 언더코팅층은 폴리머(베이스)필름과 투명 전도층간의 결합력을 향상시키는 동시에 상기 눌림의 반복으로 인하여 발생하는 투명 전도층의 벗겨짐을 방지하기 위하여 제공된다.
상기 터치패널에 사용 가능한 투명 전도층은 예를들어 JA60-131711에는 기계적 및 화학적 특성을 향상시키기 위하여 어닐링 열처리를 필요로 하는 투명 전도층이 공개되어 있고, 이 투명 전도층은 유기 실리콘 혼합물의 언더코팅층에 제공된다. JA02-66809에는 기판, 접착층, 기판 및 투명 전도층의 혼합물에 대하여 공개되어 있으며, 상기 접착층은 상기 투명 전도층에 적용되는 응력을 완화시키는 역할을 하게 된다.
JA02-66809에 기술된 언더코팅층은 폴리머 필름 및 투명 전도층간의 만족스런 결합(bonding)강도를 제공하지 못하는 것으로 나타났고, 그에따라 투명 전도층은 그 내구성 시험시에 박리되기 쉬운 경향이 있다. 그러므로, 투명 전도층을 갖는 터치패널은 전기적인 특성이 낮아지게 되는 동시에 시각성이 떨어지는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적은 투명한 전도성층과 언더코팅층간의 향상된 결합강도를 갖고, 우수한 기계적 특성 및 전기적 특성 그리고 우수한 내구성을 나타내는 투명 전도성 필름과 이 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널을 제공하는데 있다(제1 및 제2 발명).
또한, JA02-66809에 기술된 접착층에 사용한 조성은 접착제로서 폴리우레탄 또는 고무를 사용한다. 본 발명자의 연구에 따르면, 이러한 조성을 갖는 터치패널은 충분한 내구성을 지니지 않는 것으로 드러났다. 보다 상세하게는, 상기 조성을 이용하여 제조된 상부전극의 표면에 펜이나 손가락으로 입력동작을 취하게 되면, 투명전극이 폴리머 필름으로부터 점차로 벗겨지거나 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 크랙이나 벗겨짐 현상은 전기저항값(고유저항)의 균일성과 같은 전기적 특성을 감소시키고, 우수한 내구성을 유지하지 못하게 한다. 본 발명자의 연구에 따르면 상기한 크랙이나 벗겨짐 현상은 기판/접착층/기판의 구성으로 이루어진 기판에 채택되는 상기 접착층과 PET(polyethylene terephthalate)필름간의 불충분한 결합강도에 원인이 있는 것으로 판명되었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 투명 전도층 및 언더코팅층간의 박리가 발생하지 않고, 우수한 내구성을 오랫동안 지닐 수 있으며, 제조의 용이성을 갖는 터치패널을 제공하는데 있고, 또한 상기 터치패널을 제조하기 위한 투명 전도성 플레이트를 제공하는데 있다(제3발명).
JA02-66809에 기술된 동종의 투명 전도성층을 이용하여 상부 및 하부 전극에 제공된 터치패널은 우수한 내구성을 보이지 않는 바, 그 이유는 상부 전극으로서 폴리머 필름상의 투명 전도층의 긁힘에 대한 저항이 약하기 때문이다.
터치패널용 전극에 관하여, JA02-194943에는 ITO(tin indium oxide)의 투명 전도층이 형성된 다음, 상기 ITO가 상술한 내구성을 향상시키기 위하여 상기 ITO를 열처리하여 결정화되도록 한다. 그러나, 상기 투명 전도층은 폴리머 필름이므로 열저항의 향상에 제한을 주게 된다. 또한, 열저항을 향상시키고자 비교적 오랜 주기동안 150℃에서 열처리를 진행하는 점은 생산성 및 비용면에서 비경제적인 점을 초래한다.
본 발명은 상부 및 하부전극의 내구성을 증가시키기 위한 연구노력 결과, 동종의 투명 전도성층을 이용한 상부 및 하부전극에 있어서, 펜이나 손가락에 의한 입력동작의 반복이 상부 및 하부전극간의 퓨징(fusing)을 발생시키는 동시에 폴리머 필름으로부터 투명 전도층이 박리되거나 크랙이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이러한 크랙이나 벗겨짐 현상은 전기저항값의 균일성과 같은 전기적 특성을 감소시키고, 이에 우수한 내구성을 유지하지 못하게 한다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 우수한 내구성을 오랫동안 지닐 수 있으며, 제조의 용이성을 갖는 투명 전도성 필름을 제공하는데 있고, 또한 상기 투명 전도성 필름의 제조 방법을 제공하는데 있다(제4발명).
또한, 저항 감응 시스템에 따른 터치패널은 높은 전기 저항(500Ω/□)을 갖는 투명 전도층을 필요로 한다. ITO는 낮은 부피 저항율을 갖는 바, 이에 높은 저항율을 갖는 투명 전도층을 얻기 위하여 상기 ITO의 두께를 감소시킬 필요가 있다. 그러나, 필름의 두께를 감소시키는 경우 그 저항율을 조절하기 어려운 문제점이 있 다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 우수한 내구성을 오랫동안 지닐 수 있으며, 하부 전극과의 퓨징을 방지할 수 있으며, 좋은 그라인딩 저항과 우수한 내구성을 갖으며, 필름의 두께 및 전기 저항을 쉽게 조절할 수 있는 투명 전도층을 제공하는데 있고, 또한 상기 투명 전도층의 제조 방법을 제공하는데 있다(제5발명).
또한, 본 발명은 상기한 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널을 제공하는데 있다.
또한, 상술한 바와 같이 본 발명자의 연구에 따르면, JA02-66809에 기술된 접착층을 이용하여 구비된 조성은 충분한 내구성을 지니지 않는 것으로 드러났고, 투명전극이 폴리머 필름으로부터 점차로 벗겨지거나 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 크랙이나 벗겨짐 현상은 전기저항값의 균일성과 같은 전기적 특성을 감소시키고, 우수한 내구성을 유지하지 못하게 한다. 본 발명자의 연구에 따르면 상기한 크랙이나 벗겨짐 현상은 기판/접착층/기판의 구성으로 이루어진 기판에 채택되는 상기 접착층과 PET(polyethylene terephthalate)필름간의 불충분한 결합강도에 원인이 있는 것으로 판명되었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 오랫동안 사용하여도 상기 폴리머 필름과 접착층간의 박리가 일어나지 않고, 우수한 내구성을 지닐 수 있는 터치패널을 제공하고, 또한 터치패널에 유용한 투명 전도성 필름을 제공하며, 또한 터치패널에 유용한 투명 전도성 플레이트를 제공하며, 이 플레이트의 제조 방법을 제공하는데 있다(제6발명).
전술한 바와 같이, 본 발명의 목적(제1발명 내지 제6발명)은 내구성이 향상된 투명 전도성 필름, 투명 전도성 플레이트, 이들의 제조 방법, 필름 및 패널을 이용한 터치패널을 제공하는데 있다.
이러한 목적은 다음과 같은 발명에 의하여 실현된다:
제1발명은 차례로 적층되는 폴리머 필름, 언더코팅층 및 투명 전도층을 포함하는 투명 전도성 필름에 의하여 달성되고, 상기 언더코팅층은 아미노(amino) 그룹 및 포스포릭 아시드(phosphoric acid) 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 갖는 화합물을 함유한다.
아미노 그룹 및 포스포릭 아시드 그룹을 함유하는 언더코팅층이 제공된 투명 전도성 필름을 이용함으로써, 최종적 터치패널은 언더코팅층 및 투명 전도층간의 결합강도가 향상될 수 있고, 폴리머 필름으로부터 투명 전도층의 박리 및 탈락과 같은 현상을 방지할 수 있으며, 우수한 내구성을 제공할 수 있다.
상기한 제1발명에 있어서, 상기 투명 전도층은 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(indium oxide-tin oxide)(ITO; i.e., 인듐-돕 틴 옥사이드(indium-doped tin oxide)), 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(antimony oxide-tin oxide)(ATO; i.e., 안티모니-돕 틴 옥사이드(antimony-doped tin oxide)), 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(zinc oxide-aluminium oxide)(ZAO;i.e., 알루미늄-돕 진크 옥사이드(aluminium-doped zinc oxide)). 특히, 바람직하게는 인듐 옥사이드-틴 옥 사이드(ITO)로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진다.
상기 아미노 그룹을 갖는 화합물은 디알킬아미노알킬 메타크릴레이트(dialkylaminoalkyl methacrylate)와 아미노 그룹을 갖는 시레인-결합제(silane-coupling agent)로부터 선택된 화합물로부터 유도되고, 상기 포스포릭 아시드 그룹을 갖는 화합물은 2-메스아크릴로일록시에틸 포스프페이트(2-methacryloyloxyethyl phosphate) 및 디페닐-2-메스아크릴로일록시에틸 포스페이트(dipehnyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate)로부터 선택된 화합물로부터 유도된다.
폴리머릭(polymeric)화합물을 포함하는 보호층이 투명 전도층(바람직한 구현예는 이후 설명됨)에 제공되는 것이 바람직하다.
상기 투명 전도성 필름은 투명 전도층을 갖는 폴리머 필름과 하드코팅층을 갖는 폴리머 필름을 가지며, 두 개의 폴리머 필름은 폴리머 필름의 비투명 전도층을 갖는 표면이 서로 마주보게 되도록 폴리올레핀 수지로 이루어진 접착층에 의하여 서로 결합된다(바람직한 실시예를 후술됨).
상기 투명 전도층은 제1금속 옥사이드로 이루어진 제1투명 전도층과 제2금속 옥사이드로 이루어진 제2투명 전도층을 구성되고, 상기 제2투명 전도층은 제2투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 다른 조건으로 형성된다(바람직한 실시예는 후술됨).
상기 하드코팅은 폴리머 필름의 비투명 전도층을 갖는 표면에 제공되고, 상기 폴리머 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)로 구성 된다.
펜이나 손가락의 눌림에 의하여 터치패널에 신호가 입력되면, 상기 상부전극은 하부전극에 비하여 증가된 힘을 받아 변형되고, 이에 상기 투명 전도층의 박리 또는 탈락 현상이 쉽게 일어나게 된다. 따라서 본 발명에 따른 투명 전도층은 탈락 또는 박리를 방지하면서 상부전극에 바람직하게 사용되어진다.
여기서, 상기 제1발명은 하드코팅층을 갖는 상부전극, 제1폴리머 필름, 제1언더코팅층 및 제1투명 전도층이 차례로 적층된 상부전극과, 플라스틱 또는 글래스 플레이트, 제2폴리머 필름, 제2언더코팅층 및 제2투명 전도층이 차례로 적층된 하부전극으로 구성된 터치패널에 의하여 달성되고, 상기 상부전극 및 하부전극은 스페이서에 의하여 투명 전도층 표면이 서로 마주보게 결합되고, 여기서 상부전극 및/또는 하부전극은 후술하는 바와 같이 투명 전도성 필름을 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 제1폴리머 필름, 제1언더코팅층 및 제1투명 전도층을 갖는 투명 전도성 필름은 상기 터치패널의 상부전극으로 채택될 수 있다.
또한, 본 발명의 투명 전도성 필름의 조성 및 플라스틱 또는 글래스 플레이트는 터치패널의 하부전극으로 채택될 수 있다.
상기 하부전극은 차례로 적층된 투명 플레이트, 접착층, 폴리머 필름 및 (제2)투명 전도층을 갖고, 상기 접착층은 폴리올레핀 수지(바람직한 실시예를 후술됨)을 포함한다. 또한, 상기 상부전극의 제1투명 전도층은 하부전극의 제2투명 전도층과 다른 재료로 형성되는 것이 바람직하다(바람직한 실시예를 후술됨).
제2발명은 폴리머필름을 갖는 투명 전도성 필름과 여기에 제공되는 투명 전 도층에 의하여 달성되고, 폴리머릭 화합물을 포함하는 보호층이 상기 투명 전도층에 형성된다.
상기 투명 전도층에 폴리미럭 화합물로 이루어진 보호층을 형성함으로써, 최종 터치패널은 폴리머 필름으로부터 투명 전도층의 박리 및 탈락과 같은 현상을 방지할 수 있으며, 우수한 내구성을 제공할 수 있다.
상기 폴리머릭 화합물은 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리에스터 수지(polyester resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 우레탄 수지(urethane resin), 페놀 수지(phenol resin), 말레익 아시드 수지(maleic acid resin), 멜라민 수지(melamine resin), 우레아 수지(urea resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin), 실리콘-함유 수지(silicon-containing resin)로부터 선택된 하나 이상의 수지이다.
상기 수지는 실리콘-함유 수지, 아미노 그룹을 포함하는 것들이다. 또한, 상기 수지들은 열경화성 수지이다. 상기 폴리머릭 화합물은 아미노 그룹을 함유한 알콕시-시레인(alkoxy-silane)이다. 이에, 상기 보호층은 아미노 그룹을 함유한 알콕시-시레인을 경화시켜 실현되는 경화층이 된다.
또한, 상기 보호층은 UV-경호성 수지를 경화시켜 실현되는 경화층이 되고, 이 경화층의 형성은 짧은 주기로 수행될 수 있다.
상기 폴리머릭 화합물을 갖는 보호층은 매우 얇은층으로 형성되는 바, 층의 표면에 대한 수직방향으로 전도성 영향을 미치지 않도록 형성된다. 바람직한 두께는 1 내지 1000nm 이고, 특히 1 내지 100nm이다.
바람직한 상기 투명 전도층은 인듐-돕 틴 옥사이드(ITO)이다. 상기 하드코팅층은 필름을 보호하기 위하여 폴리머 필름상에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 언더코팅층은 폴리머 필름과 투명 전도층간의 결합강도를 향상시키는 동시에 투명 전도층의 탈락 및 박리를 방지하기 위하여 상기 폴리머 필름과 투명 전도층 사이에 형성되는 것이 좋다.
펜이나 손가락의 눌림에 의하여 터치패널에 신호가 입력되면, 상기 상부전극은 하부전극에 비하여 증가된 힘을 받아 변형되고, 이에 상기 투명 전도층의 박리 또는 탈락 현상이 쉽게 일어나게 된다. 따라서 본 발명에 따른 투명 전도층은 탈락 또는 박리를 방지하면서 상부전극에 바람직하게 사용되어진다.
따라서, 폴리머 필름, 투명 전도층 및 폴리머릭 화합물로 이루어진 보호층을 포함하는 본 발명의 투명 전도성 필름은 상기 터치패널의 상부전극으로 사용될 수 있다. 또한, 플라스틱 또는 글래스 플레이트를 갖는 투명 전도성 필름의 조합은 하부전극으로 채택될 수 있다. 더욱이. 상기 상부전극 및/또는 하부전극에 본 발명에 따른 투명 전도성 필름을 사용하여 얻어진 터치패널은 우수한 내구성을 지닌다.
제3발명은 투명 전도층을 갖는 제1폴리머 필름과 하드코팅층을 갖는 제2폴리머 필름을 포함하는 투명 전도성 필름에 의하여 달성되고, 상기 두 개의 폴리머 필름은 접착층으로 서로 결합되어, 양표면은 서로 마주보는 두 개의 폴리머 필름층을 가지지 않는다.
상기 접착층의 폴리올레핀 수지는 에틸렌(ethylene)의 코-폴리머(co-polymer) 및 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 그리고 (메스)아크릴레이트((meth)acrylate))로 이루어진다. 또한, 상기 접착층의 폴리올레핀 수지는 에틸렌(ethylene)의 코-폴리머(co-polymer) 및 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 그리고 (메스)아크릴레이트((meth)acrylate))를 경화시켜 형성된 필름으로 구성되며, 상기 경화는 열적 중합반응 또는 광중합반응에 의하여 결합되어진다. 이에 상기 접착층은 내구성이 증대되어 거칠어지게 된다. 상기 접착층의 탄성계수는 1×103 내지 1×107 Pa, 바람직하게는 1×103 내지 1×106 Pa, 특히 1×104 내지 1×105 Pa 이다.
상기 폴리머 필름중 하나 또는 양자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되어, 내구성이 증대되어진다.
상기 투명 전도층은 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐-돕 틴 옥사이드(indium-doped tin oxide)(ITO), 안티모니-돕 틴 옥사이드(antimony-doped tin oxide)(ATO), 알루미늄-돕 진크 옥사이드(aluminium-doped zinc oxide)(ZAO), 특히, 바람직하게는 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(ITO)로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진다. 따라서, 상기 층은 우수한 전도 특성을 가지게 된다.
상기 언더코팅층은 폴리머 필름과 투명 전도층간에 제공된다. 또한, 상기 보호층은 투명 전도층에 제공되어, 그 내구성이 보다 더 향상된다.
본 발명은 제1투명 전도층을 갖는 제1폴리머 필름과 하드 코팅층을 갖는 제2폴리머 필름으로 이루어진 상부전극과, 플라스틱 또는 글래스 플레이트(투명 플레 이트), 폴리머 필름 및 투명 전도층이 서로 적층되어 이루어진 하부전극을 포함하는 터치패널에 의하여 달성되는 바, 상기 제1 및 제2필름은 접착층에 의하여 서로 반대면이 마주보게 결합되며, 상기 상부전극 및 하부전극은 그 그 투명 전도층이 서로 마주보게 스페이서에 의하여 결합되며, 여기서 상기 상부전극은 상술한 전도성 필름중 무엇이든 포함한다.
펜이나 손가락의 눌림에 의하여 터치패널에 신호가 입력되면, 상기 상부전극은 하부전극에 비하여 증가된 힘을 받아 변형되고, 이에 상기 투명 전도층의 박리 또는 탈락 현상이 쉽게 일어나게 된다. 접착층의 제공에 따라 수신된 힘(부하)을 완화시킬 수 있다.
그러나, 상기 부하는 플라스틱 플레이트 및 폴리머 필름간의 결합력을 감소시키는 경향을 갖는다. 따라서 상기 투명 전도층의 탈락 및 박리 그리고 결합력의 감소를 방지하며 우수한 내구성을 갖는 접착층을 포함하는 상기 투명 전도성 필름이 상기 상부전극에 사용되어진다. 따라서, 상기 상부 전극에 투명 전도층을 사용함은 우수한 터치패널을 제공하게 된다.
제4발명은 상부전극 및 하부전극간의 퓨징을 방지할 수 있고, 우수한 기계적 특성과 우수한 그라인딩 레지스턴스를 가지며, 금속 옥사이드의 탈락 및 박리를 방지할 수 있는 투명 전도성 필름에 의하여 달성되는 바, 이 투명 전도성 필름은 폴리머 필름상에 금속 옥사이드층을 형성함으로써 얻어질 수 있고, 이어서 보통의 금속 옥사이드층과 산소함량, 질소함량, 결정상태 및 표면 형상(표면 거칠기)에서 다른 별도의 금속 옥사이드층이 보통의 금속 옥사이드층에 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 제4발명은 폴리머 필름을 포함하는 투명 전도성 필름과, 증기 증착 공정에 의하여 형성된 금속 옥사이드를 포함하는 투명 전도층에 있고, 상기 투명 전도층은 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층과 제2금속 옥사이드를 포함하는 제2투명 전도층으로 구성되고, 상기 제2투명 전도층은 상기 제1투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 다른 조건으로 형성된다.
필름에 있어서, 상기 투명 전도층은 인듐-돕 틴 옥사이드(indium-doped tin oxide)(ITO), 알루미늄-돕 진크 옥사이드(aluminium-doped zinc oxide)(ZAO), 안티모니-돕 틴 옥사이드(antimony-doped tin oxide)(ATO)를 포함한다.
상기 제1 및 제2투명 전도층은 스퍼터링(sputtering) 공정과 반응 스퍼터링 공정 으로부터 선택된 증기 증착 공정에 의하여 형성되며, 바람직하게는 상기 반응 스퍼터링 공정에 의하여 형성된다.
증기 증착 공정에 사용되는 바람직한 타겟 재료(target material)는 금속 옥사이드로 만들어진 합금 타켓(alloy target) 또는 혼합된 금속 옥사이드를 소결시켜 형성된 세라믹 타겟(ceramic target)이다.
상기 제2금속 옥사이드를 포함하는 제2투명 전도층은 산소함량, 질소함량, 결정상태 및 표면 모양으로부터 선택된 적어도 하나의 특성에서 상기 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층과 다르다.
스퍼터링 공정에 의하여 상기 제2금속 옥사이드를 포함하는 제2투명전도층을 형성하기 위한 조건은 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 스퍼터링의 증착율 및 압력 등에서 다르다.
폴리머 필름을 포함하는 투명 전도성 필름과, 여기에 형성된 금속 옥사이드를 포함하는 투명 전도층에 있어서, 상기 투명 전도층은 제1금속 옥사이드를 갖는 제1투명 전도층과 제2금속 옥사이드를 갖는 제2투명 전도층으로 이루어지며(제4발명), 상기 제2투명 전도층은 제1투명 전도층과 산소함량에서 다르다.
더욱이, 폴리머 필름을 포함하는 투명 전도성 필름과, 여기에 형성된 금속 옥사이드를 포함하는 투명 전도층에 있어서, 상기 투명 전도층은 제1금속 옥사이드를 갖는 제1투명 전도층과 제2금속 옥사이드를 갖는 제2투명 전도층으로 이루어지며(제4발명), 상기 제2투명 전도층은 제1투명 전도층과 질소함량에서 다르다.
바람직하게는, 금속 옥사이드를 포함하는 상기 투명 전도층은 ITO층이다.
제4발명은 상기 투명 전도층과 투명 플레이트(플라스틱 또는 글래스 플레이트)을 갖는 하부전극과 투명 전도층이 부착된 폴리머 필름이 차례로 적층되어 이루어진 터치패널에 의하여 달성되고, 상기 투명 전도성 필름 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보게 되도록 스페이서에 의하여 서로 결합된다.
상기 제4발명은 증기 증착 공정에 의하여 폴리머 필름상에 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층을 형성하는 단계와,
상기 제1투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 다른 조건하에서 증기 증착 공정에 의하여 상기 제1투명 전도층상에 제2금속 옥사이드를 포함하는 제2투명 전도층을 형성하는 단계로 이루어지는 상기 투명 전도성 필름의 제조 공정에 의하여 실현된다.
상기 투명 전도성 필름의 바람직한 구현예는 상기한 공정에 적용될 수 있다. 금속 옥사이드의 실시예는 상기한 언급된 금속 옥사이드이외에 인듐 옥사이드, 안티모니 옥사이드, 카드늄 옥사이드(cadmium oxide) 및 GZO를 포함한다.
본 발명에 따른 제5발명은 투명 플레이트, 접착층, 폴리머 필름 및 투명 전도층이 차례로 적층 구성된 투명 전도성 플레이트에 의하여 실현되는 바, 상기 접착층은 폴리올레핀 수지로 이루어진다.
상기 접착층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 에틸렌(ethylene)의 코-폴리머(co-polymer) 및 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 그리고 (메스)아크릴레이트((meth)acrylate))로 이루어진다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지의 접착층은 에틸렌의 고폴리머 및 비닐 아세테이트를 경화시켜 형성된 필름으로 이루어지며, 상기 경화는 열적 중합반응 또는 광중합반응에 의하여 결합되어진다.
이에, 상기 접착층은 내구성이 증대되어 거칠어지게 된다. 상기 접착층의 탄성계수는 1×103 내지 1×107 Pa, 바람직하게는 1×103 내지 1×10 6 Pa, 특히 1×104 내지 1×105 Pa 이다.
상기 폴리머 필름은 투명하다면 어떠한 필름의 사용도 가능하다. 상기 필름의 바람직한 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리카보네이트(polycarbonate), 및 트라이아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose) 필름과 같은 광필름을 포함한다. 이에, 상기 투명 전도성 플레이트는 내구성에서 향상을 가져오게 된다.
상기 투명 전도층은 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐-돕 틴 옥사이드(indium-doped tin oxide)(ITO), 안티모니-돕 틴 옥사이드(antimony-doped tin oxide)(ATO), 알루미늄-돕 진크 옥사이드(aluminium-doped zinc oxide)(ZAO)로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다. 따라서, 상기 투명 전도층은 우수한 전기-전도특성을 가지게 된다.
바람직하게는, 상기 언더코팅층(상기한)은 폴리머 필름과 투명 전도층간에 형성된다. 바람직하게는, 상기 투명 전도층상에 보호층(상기한)이 제공된다. 따라서, 상기 투명 전도성 플레이트는 내구성이 향상된다. 상기 투명 플레이트는 플라스틱 또는 글래스 플레이트이다. 상기 플라스틱 플레이트의 바람직한 예는 아크릴 수지(특히, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefin) 및 아모포스 폴리올레핀(amorphous polyolefin)을 포함한다. 상기 플라스틱 플레이트는 글래스 플레이트에 비하여 충격저항이 우수한다.
본 발명은 폴리머 필름 및 투명 전도층을 갖는 상부전극과, 투명 플레이트를 갖는 하부전극, 접착층, 폴리머 필름 및 투명 전도층이 차례로 포개어져 이루어진 터치패널에 있고, 상기 상부전극 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보도록 스페이서에 의하여 서로 결합되며, 상기 하부전극은 상술한 투명 전도성 플레이트를 포함한다.
펜이나 손가락의 눌림에 의하여 터치패널에 신호가 입력되면, 상기 상부전극은 하부전극에 비하여 증가된 힘(부하)을 받아 변형되는 동시에 상기 하부전극은 간접적으로 상기 힘을 받게 된다. 따라서, 상기 하부전극에서 상기 투명 전도 층의 탈락 및 박리 현상이 쉽게 일어나게 된다. 이에, 접착제의 제공은 상기 힘(부하)의 완화를 가능하게 한다. 그러나, 상기 부하는 플라스틱 플레이트와 폴리머 필름간의 결합력을 약화시키는 경향을 갖는다. 본 발명의 접착층은 상기 완화효과를 가지는 동시에 상기 접착층과 투명 전도성 플레이트 그리고 접착층 및 폴리머 필름간의 우수한 결합력을 제공한다. 따라서, 상기 접착층은 투명 전도층의 탈락 및 박리를 방지하는 동시에 폴리머 필름과 투명 플레이트간의 박리를 방지하며 우수한 내구성을 가지게 한다. 따라서, 상기 접착층을 갖는 투명 전도성 플레이트는 상기 상부전극에 유용되는 것이 바람직하다.
그러므로, 본 발명의 투명 전도성 플레이트를 하부전극으로 사용함은 우수한 터치패널을 제공하게 한다.
더욱이, 상기 투명 전도성(플라스틱) 플레이트는 투명 플라스틱 플레이트, 접착층, 폴리머 필름 및 투명 전도층으로 구성되는 바, 다음과 같은 단계에 의하여 제조될 수 있다:
투명 전도층에 제공된 폴리머 필름의 투명 전도층이 없는 표면상에 접착층을 형성하기 위한 재료를 적용하는 단계와,
상기 투명 전도층이 몰드의 표면과 마주보게 하면서 몰딩을 위한 몰드에 접착층을 갖는 폴리머 필름을 인입시키는 단계와,
폴리머 필름과 수지가 일체가 되도록 상기 폴리머 필름이 제공된 몰드에 투명 플라스틱 플레이트를 성형하기 위한 수지를 사출성형하는 단계.
이러한 공정은 다른 폴리올레핀보다 접착제를 사용한 투명 전도성 플레이트 에 적용될 수 있다.
제6발명은 우수한 기계적 특성을 가지고, 상기 투명 전도층의 탈락 및 박리를 방지할 수 있는 터치패널에 의하여 달성되는 바, 상부전극의 제1투명 전도층은 하부전극의 제2투명 전도층의 재료와 다른 재료로 형성될 수 있으며, 이에 상부전극과 하부전극간의 물리적 및 화학적인 관계가 단절되어진다.
터치패널에 있어서, 상기 제1 및 제2투명 전도층은 금속 옥사이드로 이루어진 필름, 또는 2개 또는 그 이상의 금속 옥사이드 조합으로 이루어진 필름, 또는 주로 금속 옥사이드로 구성된 복합필름, 또는 금, 구리, 니켈, 알루미늄 또는 팔라듐으로 이루어진 필름이다. 상기 제1 및 제2투명 전도층은 두개 또는 그 이상의 금속 옥사이드로 이루어진 복합필름이다. 또한, 상기 제1투명 전도층은 상기 제2투명 전도층과 적어도 한 재료가 다른 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 투명 전도층은 인듐 옥사이드 시스템, 진크 옥사이드 시스템, 틴 옥사이드 시스템, 안티모니 옥사이드 시스템 및 카드늄 옥사이드 시스템으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진다. 더욱이, 상기 제1 및 제2투명 전도층은 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(ITO)의 소결재, 인듐 옥사이드-진크 옥사이드(IZO)의 소결재, 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드의 소결재(ATO), 칼륨-돕 진크 옥사이드(GZO)로 이루어진다. 특히, 상기 투명 전도층중 하나는 ITO가 바람직하고, 다른 하나는 IZO가 바람직하다.
상기 제1 및 제2 투명 전도층은 진공 증기 증착 공정, 스퍼터링 공정, 이온 도금 공정 및 레이져 제거 공정으로부터 선택된 물리적 증기 증착에 의하여 형성되 는 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 투명 전도층은 화학적 증기 증착에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 제1발명의 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도,
도 2는 제1발명의 투명 전도성 필름이 상부 및 하부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 제2발명의 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도,
도 4는 제2발명으로서, 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 상부전극에 대한 예를 나타내는 단면도,
도 5는 제2발명으로서, 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 하부전극에 대한 예를 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 제3발명으로서, 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도,
도 7은 제3발명의 투명 전도성 필름이 상부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 제4발명으로서, 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도,
도 9는 제4발명의 투명 전도성 필름을 이용한 터치패널의 예를 나타내는 단면도,
도 10은 제4발명의 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 다른 예를 나타내는 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 제5발명으로서, 투명 전도성 플레이트의 예를 나타내는 단면도,
도 12는 제5발명의 투명 전도성 플레이트가 하부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도,
도 13은 제6발명에 따른 터치패널의 예를 나타내는 단면도,
도 14는 제6발명에 따른 터치패널의 다른 예를 나타내는 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제1발명의 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 투명 전도성 필름에 있어서, 언더코팅층(3)과 투명 전도층(4)이 폴리머 필름(2)의 일면에 차례로 적층되어진다. 본 발명의 언더코팅층(3)의 제공은 상기 투명 전도층(4)과 언더코팅층(3)간의 결합강도 향상을 도모할 수 있고, 이에 상기 투명 전도층(4)이 상기 언더코팅층(3)으로부터 탈락 또는 박리되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 제1발명의 투명 전도성 필름이 상부 및 하부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도이다. 도 2에서, 투명 전도성 필름은 상부전극으로 사용된다. 하드코팅층(1a)이 폴리머 필름(2a)의 일면에 제공되고, 상기 언더코팅층(3a)과 투명 전도층(4a)이 폴리머 필름(2a)의 다른 일면에 차례로 적층된다. 상기 하드코팅층(1a)이 제공되지 않더라도 폴리머 필름(2a)은 보호되는 것이 바람직하다. 보호층이 투명 전도층(4a)에 제공될 수 있다.
도 2에서, 상기 투명 전도성 필름은 하부전극으로서 사용된다. 언더코팅층(3b)과 투명 전도층(4b)이 폴리머 필름(2b)의 일면에 순서대로 적층되고, 스페이서(5)가 상기 투명 전도층(4b)에 형성된다. 플라스틱 플레이트(아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 플레이트) 또는 글래스 플레이트와 같은 투명 플레이트가 접착층(6)에 의하여 상기 폴리머 필름(2b)의 다른 일면에 부착된다.
상기 폴리머 필름(2,2a,2b) 재료의 예로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리뷰티렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)와 같은 폴리에스터(polyester), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(polystyrene), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리비닐리덴(polyvinylidene), 폴리에틸렌(polyethylene), 에틸렌-비닐 아세테이트 코-폴리머(ethylene-vinyl acetate co-polymer), 폴리비닐 뷰티랄(polyvinyl butyral), 금속-결합 폴리에틸렌(metal-crosslinked polyethylene), 메스아크릭 아시드(methacrylic acid)의 코폴리머(copolymer), 폴리우레탄(polyurethane) 및 셀로판(cellophane)와 같은 아크릴 수지(acrylic resin)를 포함한다. 거칠기에 관해서는 PET, PMMA 및 TAC가 바람직하고, 특히 PET가 바람직하다.
상기 폴리머 필름의 두께는 투명 전도성 필름의 사용에 따라 달라지지만, 터치패널의 상부전극으로 사용하는 경우에는 13㎛ 내지 0.5mm의 범위이다. 상기 필름이 13㎛이하의 두께를 가지면, 상기 필름을 갖는 상부전극은 충분한 내구성을 지니지 않게 된다. 상기 필름의 두께가 0.5mm 이상이면, 최종 터치패널은 자체적인 유연성을 잃을 정도의 두께를 갖는 것이다.
상기 투명 전도성 필름이 하부전극에 사용되는 경우에 있어서, 상기 하부전극에 사용된 폴리머 필름의 두께는 상술한 범위 이상의 범위 예를들어 0.5 내지 2mm의 범위로 설정될 수 있다. 그러나, 상기 폴리머 필름은 상부전극으로 동일한 두께를 가지게 되는 바, 그 이유는 상기 필름이 후술하는 바와 같이 플라스틱 플레이트와 결합될 수 있기 때문이다.
상기 폴리머 필름(2,2a,2b)에 제공된 상기 투명 전도층(4,4a,4b) 재료의 예로서, 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(ITO), 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(ATO), 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(ZAO), 및 SnO2를 포함한다. 바람직하게는 ITO가 좋다.
상기 투명 전도층(4,4a,4b)의 두께가 너무 작으면, 충분한 전도성을 가지지 않는다. 반면에 상기 두께가 너무 크면, 그 두께 증가만큼 상기 투명 전도층은 향 상된 전도성을 가질 수 없게 되며, 필름을 성형하기 위한 비용 상승 및 투명 전도성 필름의 두께 증대를 초래하게 된다. 따라서, 상기 투명 전도층(4,4a,4b)의 두께는 1 내지 500nm 범위가 좋고, 특히 5 내지 100nm가 바람직하다.
상기 투명 전도층(4,4a,4b)은 종래의 공정에 따라 형성될 수 있지만, 스퍼터링 공정에 의하여 층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 투명 전도성 필름에 있어서, 상기 하드코팅층(1a)이 폴리머 필름(2a)의 일면에 제공되는 바, 이 일면에는 언더코팅층(3a)과 투명 전도층(4a)을 가지지 않는다. 상기 하드코팅층(1a)은 아크릴 수지층, 에폭시 수지층, 우레탄 수지층, 실리콘 수지층을 포함한다. 그 두께는 1 내지 50 ㎛이다.
상기 언더코팅층(3,3a,3b)에 사용된 재료는 열경화성 수지와 아미노그룹 및 포스포릭 그룹중 적어도 하나를 함유하는 포토-경화성 수지(photo-curable resin)를 포함한다.
상기 열경화성 수지의 예로서, 아미노 그룹 및 포스포릭 그룹을 함유하는 페놀 수지, 레소시놀 수지(resorcinol)수지, 우레아(urea) 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 퓨란(furan) 수지 및 실리콘 수지를 포함한다. 상기 아미노 그룹 및 포스포릭 그룹은 열경화성 수지의 경화제 또는 주요 구성성분으로 유입될 수 있다.
상기 포토-경화성 수지(또는 화합물)은 2-하이드록시에틸 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyropyl (meth)acrylate), 4-하이드록시뷰틸 (메스)아크릴레이트(4- hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-에틸헥시폴리에도시 (메스)아크릴레이트(2-ethylhexypolyethxy (meth)acrylate), 벤질 (메스)아크릴레이트(benzyl (meth)acrylate), 이소보닐 (메스)아크릴레이트(isoboenyl (meth)acrylate), 페닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(phenyloxyethyl (meth)acrylate), 트리 사이클로이캔 모노 (메스)아크릴레이트(tricyclodecane mono(meth)acrylate), 디사이클로펜테닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate), 테트라하이드로퍼퓨릴 (메스)아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate), 아크릴올몰포린(acryloylmorpholine), N-비닐카프로락탐(N-vinylcaprolactam), 2-하이드록시-3페닐록시프로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenyloxypropyl (meth)acrylate) o-페닐페닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(o-phenyloxypropyl (meth)acrylate), 네오펜틸글리콜 디(메스)아크릴레이트(neopentylglycol di(meth)acrylate), 네오펜틸 글리콜 디프로폭시 디(메스)아크릴레이트(neopentyl glycol dipropoxy di(meth)acrylate),
네오펜틸 글리콜 하이드록시피발레이트 디(메스)아크릴레이트(neopentyl glycol hydroxypivalate di(meth)acrylate), 트리사이클로데칸디메틸롤 디(메스)아트릴레이트(tricyclodecanedimethylol di(meth)acrylate), 1,6-헥산다이올 디(메스)아크릴레이트(1,6-hexanediol di(meth)acrylate), 노나네다이올 디(메스)아크릴레이트(nonanediol di(meth)acrylate), 트림에틸올프로판 트리(메스)아크릴레이트(trimethylolpropane tri(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 트리(메스)아크릴레이트(pentaerythritol tri(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 테트라(메 스)아크릴레이트(pentaerythritol tetra(meth)acrylate), 트리스[(메스)아크릴록시에틸]이소시안우레이트(tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurate) 및 디트림에틸올프로판 테트라(메스)아크릴레이트와 같은 (메스)아크릴레이트 모노머((meth)acrylate monomers)와;
다음의 폴리올(polyol) 화합물과 다음의 유기 폴리이소시안네이트(organic polyisocyanate) 화합물과 다음의 하드록실-함유 (메스)아크릴레이트(hydroxyl-containin (meth)acrylate)중 반응에 의하여 얻어진 화합물과 같은 폴리우레탄 (메스)아크릴레이트(polyurethane (meth)acrylate)와 같은 (메스)아크릴레이트 올리고머((meth)acrylate oligomer)를 포함한다:
상기 폴리올 화합물(예를들어, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 네오펜틸 클리콜(neopentyl glycol), 1,6-헥산다이올(1,6-hexanediol), 3-메틸-1,5-펜판다이올(3-methyl-1,5pentanediol), 1,9-노나에다이올(1,9-nonanediol), 2-에틸-2-뷰틸-1,3-프로판다이올(2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol), 트림에틸올프로판(trimethylolpropane), 디-에틸렌 클리콜(di-ethylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 1,4-디메틸올사이틀로헥산(1,4-dimethylolcyclohexane), 바이스페놀-A 폴리에소시다이올(bisphenol-A polyethoxydiol) 및 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene)과 같은 폴리올(polyol); 석시닉 아시드(succinic acid), 말레익 아시드(maleic acid), 이타코닉 아시드(itaconic acid), 아디픽 아시드(adipic acid), 하이드로제네이티드 디머 아시드(hydrogenated dimmer acid), 이소프탈릭 아시드(isophthalic acid) 및 테레프탈레익 아시드(terephthalic acid)와 같은 폴리베이직 아시드(polybasic acid) 또는 안하이드라이드(anhyudride)를 갖는 상술한 폴리올의 반응으로 얻어진 폴리에스터폴리올(polyesterpolyol); ε-카프로락톤(caprolactone)을 갖는 상술한 폴리올의 반응으로 얻어진 폴리카프로락톤 폴리올(polycaprolactone polyol), 상술한 폴리올의 반응 및 상술한 폴리베이직 아시드 또는 안하이드라이드의 반응물로 얻어진 화합물; 및 ε-카프로락톤; 폴리카보네이트 폴리올; 또는 폴리머 폴리올)과,
상기 유기 폴리이소시안네이트(organic polyisocyanate) 화합물(예를들어, 톨리렌 디이소시안네이트(tolylene diisocyanate), 이소포론 디이소시안네이트(isophorone diisocyanate), 실리렌 디이소시안네이트(xylylene diisocyanate), 디페닐-메탄-4,4'-디이소시안네이트(diphenylmethane-4,4'-diisocyanate), 2,4,4'-트리메틸헥산메틸렌 디이소시안네이트(2,4,4'-trimethylhexamethylene diisocyanate), 2,2,4'-트리메틸헥산메틸렌 디이소시안네이트(2,2,4'-trimethylhexamethylene diisocyanate))과,
하이드록실-함유 (메스)아크릴레이트(예를들어, 2-하이드록시에틸 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyropyl (meth)acrylate), 4-하이드록시뷰틸 (메스)아크릴레이트(4-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시-3-페닐록시프로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenyloxypropyl (meth)acrylate), 사이클로헥산-1,4-디메틸올모노(메스)아크릴레이트(cyclohexane-1,4-dimethylolmono(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 트리(메스)아크릴레이트(pentaerythritol tri(meth)acrylate) 또는 글리세롤 디(메스)아크릴레이트(glycerol di(meth)acrylate))과;
비스페놀-타입 에폭시(메스)아크릴레이트이 바이페놀-A 에폭시 수지 또는 바이페놀-F 에폭시 수지 및 (메스)아크릴 아시드의 반응에 의하여 얻어진다.
포토-경화성 수지는 단독 또는 두 개 이상의 조합으로 채택된다. 특히, 우레탄 아크릴레이트와 아크릴레이트 모노머의 조합이 바람직하다. 상기 포토-경화성 수지는 열적 중합반응 기폭제와 함께 사용될 수 있는 바, 즉, 열경화성 수지로 채택될 수 있다.
광중합반응 기폭제(photopolymerization initiator)는 포토-경화성 수지의 특성에 따라 선택적으로 사용된다. 상기 광중합반응 기폭제의 예로서, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로탄-1-온(2-hidroxy-2methyl-1phenylpropane-1-on),
1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone) 및 2-메틸-1-[4-(메틸디오)페닐]-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morphorino-1-on)과 같은 아세토페논(acetophenone) 타입의 기폭제와;
벤질메틸케탈(benzylmethylketal)과 같은 벤조인(benzoin) 타입 기폭제;
벤조페논, 4-페닐벤조페논(4-phenylbenzophenone) 및 하이드록시벤조페논(hydroxybenzophenone)과 같은 벤조페논(benzophenone) 타입 기 폭제;
이소프로필씨옥산톤(isopropylthioxanthone) 및 2,4-디에티씨옥산톤(2,4-diethythioxanthone)과 같은 씨옥산톤(thioxanthone) 타입의 기폭제를 포함한다.
또한, 특정 타입은 메틸페닐글리옥시레이트(methylphenylglyoxylate)로 언급될 수 있다. 특히, 상기 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로탄-1-온(2-hidroxy-2methyl-1phenylpropane-1-on), 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone) 및 2-메틸-1-[4-(메틸디오)페닐]-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morphorino-1-on) 및 벤조페논이 바람직하다.
상기 광중합반응 기폭제는 벤조익 아시드 타입 화합물(4-dimethyllaminobezoic acid) 또는 적절한 비율로 프로모터와 혼합된 터티어리 아민(tertiary amine)과 같은 하나 이상의 종래 광중합반응 프로모터와 함께 채택될 수 있다. 오로지 상기 기폭제는 단독 또는 두 개 이상의 종류가 조합될 수 있다.
특히, 상기 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Irgercure 184, available from Chiba-Specialty Chemicals)가 바람직하다. 상기 기폭제는 단위무게당 0.1 내지 10%의 범위, 바람직하게는 단위무게당 0.1 내지 5%로 상기 포토-경화성 수지에 함유된다.
본 발명의 언더코팅층은 아미노그룹(제1, 제2, 제3 아미노그룹) 및/또는 포스포릭 아시드 그룹을 갖는 화합물을 포함한다. 바람직한 아미노 그룹을 갖는 화합물의 예는 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate) 및 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트(diethylaminoethyl methacrylate)와 같은 다이알킬아미노알킬 (메스)아크릴레이트(dialkylaminoalkyl (meth)acrylate), N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메소시실레인(N-β(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane),
N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸트리메소시실레인(N-β(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane),
N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸트리에소시실레인(N-β(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyltriethoxysilane), γ-아미노프로필메틸트리메소시실레인(γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane),
γ-아미노프로필메틸트리에소시실레인(γ-aminopropylmethyltriethoxysilane),
N-페닐-γ-아미노프로필메틸트리메소시실레인(N-phenyl-γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane)과 같은 아미노-함유 실레인 결합제로부터 적어도 하나가 선택되어 유도된 화합물을 포함한다.
포스포릭 아시드 그룹을 갖는 화합물의 바람직한 예는 2-메스아크릴올록시에틸 포스페이트(2-methacryloyloxyethyl phosphate)과, 디페닐-2-메스아크릴올록시에틸 포스페이트(diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate)로부터 선택된 적어도 하나로부터 유도된 화합물을 포함한다. 특히, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate)(Acryl ester DM, available from Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), γ-아미노프로필메틸트리메소시실레인(γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane)(KEB903, available form Shin-Etsu Chemical Co., Ltd), 및 2-메스아크릴올록시에틸 포스페이트(2-methacryloyloxyethyl phosphate)(P1M, available from Kyoei Chemical Co.,Ltd)로부터 선택된 적어도 하나로부터 유도된 화합물이 바람직하다.
상기 언더코팅층의 두께는 0.01 내지 100㎛의 범위가 바람직한 바, 이는 투명 전도층과 언더코팅층간의 결합강도를 향상시키는 동시에 우수한 층의 전도성을 보장하기 위함이다.
상기 언더코팅층은 바 코터(bar coater)와 같은 코터를 갖는 폴리머 필름에 적절한 조성의 코팅액을 적용하고, 자외선 방사 또는 히팅에 의하여 코팅층을 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 폴리머 필름(2,2a,2b)는 종래의 방법르로서 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 솔벤트-워싱 처리와 같은 적절한 방법으로 처리되고, 그 전에 상기 언더코팅층(3,3a,3b)이 얇게 될 층의 결합강도를 향상시키기 위하여 상기 폴리머 필름(2,2a,2b)상에 형성된다.
또한, 상기 하드코팅층(1a)의 표면은 안티글래어(antiglare) 공정 또는 AR처리에 의하여 처리될 수 있다. 더욱이, 후술하는 안티리플렉티브층(antireflective layer)이 상기 하드코팅층에 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1발명은 후술하는 제6발명에 두번째의 구현예로서 채택될 수 있다.
결과적으로, 상기 제2발명의 구현예는 도 3 내지 도 5를 참조로 상세하게 설명되어진다.
도 3은 본 발명에 따른 제2발명의 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 투명 전도성 필름에 있어서, 폴리머릭 화합물을 포함하는 상기 투명 전도층(4) 및 보호층(8)은 투명전도층은 폴리머 필름(2)의 일면에 차례로 적층된다. 본 발명에 따른 폴리머릭 화합물을 포함하는 보호층(8)의 제공은 상기 투명전도층과 반대의 다른 투명 전도층간의 상호작용 방해, 그리고 서로 마주보는 층간의 관계로부터 유도되는 상호작용 방해등이 따르게 된다. 따라서, 상기 투명 전도성 필름은 탈락 또는 박리됨이 방지되는 동시에 우수한 내구성을 지닐 수 있게 된다.
도 4는 제2발명으로서, 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 상부전극에 대한 예를 나타내는 단면도이다.
도 4에서, 하드코팅층(1a)이 폴리머 필름(1a)의 일면에 제공되고, 폴리머릭 화합물을 포함하는 언더코팅층(3a), 투명 전도층(4a), 보호층(8)이 상기 폴리머 필름(2a)의 다른 일면에 차례로 적층된다.
도 5는 제2발명으로서, 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 하부전극에 대한 예를 나타내는 단면도이다.
도 5에서, 폴리머릭 화합물을 포함하는 언더코팅층(3b), 투명 전도층(4b) 및 보호층(8)이 상기 폴리머 필름(2a)의 일면에 차례로 적층되고, 또한 스페이서(5)가 상기 보호층(8)에 형성된다. 플라스틱(아크릴 수지 또는 폴리카보네이트)으로 만들어진 투명 플레이트(7)가 접착층(6)에 의하여 상기 폴리머 필름(2b)의 다른 일면에 결합된다.
상기 폴리머 필름(2,2a,2b)의 두께와 재질은 제1발명에 설명한 바와 같다. 상기 투명 전도층(4,4a,4b)의 재질 또한 제1발명에 설명된 바와 같다.
폴리머릭 화합물을 포함하는 상기 보호층(8)은 제2발명의 특징으로 구성되는 바, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 멜라익 아시드 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레아 수지, 폴리이미드 수지 및 실리콘-함유 수지로부터 선택된 하나 이상으로 구성된다.
예를들어, 알킬 (메스)아크릴레이트(alkyl (meth)acrylate) 또는 (메스)아크릴 아시드((meth)acrylic acid)로부터 유도된 아크릴 수지, 폴리하이드릭 알코올(예를들어, 에틸렌 글리콜 및 글리세롤) 및 폴리베이직 아시드(예를들어, 석시닉 아시드(succinic acid) 및 프탈릭 아시드(phthalic acid))로부터 유도된 폴리에스터 수지, 예를들어 에피클로로하이드린(epichlorohydrin) 및 폴리하이드릭 페놀(polyhydric phenol)으로부터 유도된 에폭시 수지, 예를들어 2,4- 및 2,6- 톨리렌 이소시안네이트(tolylene diisocyanate) 및 폴리옥시프로필렌 글리콜(polyoxypropylene glycol)로부터 유도된 우레탄 수지, 예를들어, 페놀(phenol), 크레솔(cresol) 또는 실레놀(xylenol) 및 포말디하이드(formaldehyde)로부터 유도된 페놀 수지, 예를들어 로진 말레익 안하이드리드 아덕트(rosin-maleic anhydride adduct) 및 폴리하이드릭 알코올(예를들 어, 글리세롤(glycerol 및 펜타에리스리톨(pentaerythritol)로부터 유도된 말레익 아시드 수지, 예를들어, 피로멜리틱 안하이드리드(pyromellitic anhydride) 및 m-페닐렌 다이아민(m-phenylene diamine)으로부터 유도된 폴리이미드 수지 및, 아미노그룹-함유 알콕시시레인(amino group-containing alkoxysilane)으로부터 유도된 실리콘-함유 수지로 불려질 수 있다.
바람직하게는 상기 보호층은 실리콘-함유 화합물을 포함하는 조성으로부터 형성된다.
상기 실리콘-함유 수지는 아미노트리메스옥시시레인(aminotrimethoxysilane) N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메소시실레인(N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltriimethoxysilane), N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메소시실레인(N-β(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane),γ-아미노프로필메틸트리에소시실레인(γ-aminopropylmethyltriethoxysilane), N-페닐-γ-아미노프로필메틸트리메소시실레인(N-phenyl-γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane)과 같은 아미노그룹-함유 알콕시시레인으로부터 유도된다.
상기 조성의 주된 구성요소는 H3NXSi(OR)4-X로 표현되는 시레인(silane) 화합물이며, 여기서 R은 유기 그룹(organic group) 바람직하게는 메틸 또는 에틸(methyl or dthyl)을 나타내고, 상기 X는 0,1,2, 또는 3 을 나타낸다.
이러한 조성은 고경도를 갖는 층을 형성하기 위하여 화합물의 시레놀 그룹(silanol group)의 탈수화-응축(dehydration-condensation)에 의하여 3차원으 로 결합된다. 이 결합은 1시간 동안 80 에서 220℃로 가열하여 수행된다.
상기 보호층은 UV-경화성 수지로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 UV-경화성 수지(또는 화합물)의 예로서, 2-하이드록시에틸 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyropyl (meth)acrylate), 4-하이드록시뷰틸 (메스)아크릴레이트(4-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-에틸헥시폴리에도시 (메스)아크릴레이트(2-ethylhexypolyethxy (meth)acrylate), 벤질 (메스)아크릴레이트(benzyl (meth)acrylate), 이소보닐 (메스)아크릴레이트(isoboenyl (meth)acrylate), 페닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(phenyloxyethyl (meth)acrylate), 트리 사이클로이캔 모노 (메스)아크릴레이트(tricyclodecane mono(meth)acrylate), 디사이클로펜테닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate), 테트라하이드로퍼퓨릴 (메스)아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate), 아크릴올몰포린(acryloylmorpholine), N-비닐카프로락탐(N-vinylcaprolactam), 2-하이드록시-3페닐록시프로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenyloxypropyl (meth)acrylate) o-페닐페닐록시에틸 (메스)아크릴레이트(o-phenyloxypropyl (meth)acrylate), 네오펜틸글리콜 디(메스)아크릴레이트(neopentylglycol di(meth)acrylate), 네오펜틸 글리콜 디프로폭시 디(메스)아크릴레이트(neopentyl glycol dipropoxy di(meth)acrylate), 네오펜틸 글리콜 하이드록시피발레이트 디(메스)아크릴레이트(neopentyl glycol hydroxypivalate di(meth)acrylate), 트리사이클로데칸디메틸롤 디(메스)아트릴레이트(tricyclodecanedimethylol di(meth)acrylate), 1,6-헥산다이올 디(메스)아크릴레이트(1,6-hexanediol di(meth)acrylate), 노나네다이올 디(메스)아크릴레이트(nonanediol di(meth)acrylate), 트림에틸올프로판 트리(메스)아크릴레이트(trimethylolpropane tri(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 트리(메스)아크릴레이트(pentaerythritol tri(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 테트라(메스)아크릴레이트(pentaerythritol tetra(meth)acrylate), 트리스[(메스)아크릴록시에틸]이소시안우레이트(tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurate) 및 디트림에틸올프로판 테트라(메스)아크릴레이트와 같은 (메스)아크릴레이트 모노머((meth)acrylate monomers와;
다음의 폴리올(polyol) 화합물과 다음의 유기 폴리이소시안네이트(organic polyisocyanate) 화합물과 다음의 하드록실-함유 (메스)아크릴레이트(hydroxyl-containin (meth)acrylate)중 반응에 의하여 얻어진 화합물과 같은 폴리우레탄 (메스)아크릴레이트(polyurethane (meth)acrylate)와 같은 (메스)아크릴레이트 올리고머((meth)acrylate oligomer)를 포함한다:
상기 폴리올 화합물(예를들어, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 네오펜틸 클리콜(neopentyl glycol), 1,6-헥산다이올(1,6-hexanediol), 3-메틸-1,5-펜판다이올(3-methyl-1,5pentanediol), 1,9-노나에다이올(1,9-nonanediol), 2-에틸-2-뷰틸-1,3-프로판다이올(2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol), 트림에틸올프로판(trimethylolpropane), 디-에틸렌 클리콜(di-ethylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 1,4-디메틸올사이틀로헥산(1,4-dimethylolcyclohexane), 바이스페놀-A 폴리에소시다이올(bisphenol-A polyethoxydiol) 및 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene)과 같은 폴리올(polyol); 석시닉 아시드(succinic acid), 말레익 아시드(maleic acid), 이타코닉 아시드(itaconic acid), 아디픽 아시드(adipic acid), 하이드로제네이티드 디머 아시드(hydrogenated dimmer acid), 이소프탈릭 아시드(isophthalic acid) 및 테레프탈레익 아시드(terephthalic acid)와 같은 폴리베이직 아시드(polybasic acid) 또는 안하이드라이드(anhyudride)를 갖는 상술한 폴리올의 반응으로 얻어진 폴리에스터폴리올(polyesterpolyol); ε-카프로락톤(caprolactone)을 갖는 상술한 폴리올의 반응으로 얻어진 폴리카프로락톤 폴리올(polycaprolactone polyol), 상술한 폴리올의 반응 및 상술한 폴리베이직 아시드 또는 안하이드라이드의 반응물로 얻어진 화합물; 및 ε-카프로락톤; 폴리카보네이트 폴리올; 또는 폴리머 폴리올)과,
상기 유기 폴리이소시안네이트(organic polyisocyanate) 화합물(예를들어, 톨리렌 디이소시안네이트(tolylene diisocyanate), 이소포론 디이소시안네이트(isophorone diisocyanate), 실리렌 디이소시안네이트(xylylene diisocyanate), 디페닐-메탄-4,4'-디이소시안네이트(diphenylmethane-4,4'-diisocyanate), 2,4,4'-트리메틸헥산메틸렌 디이소시안네이트(2,4,4'-trimethylhexamethylene diisocyanate), 2,2,4'-트리메틸헥산메틸렌 디이소시안네이트(2,2,4'-trimethylhexamethylene diisocyanate))과,
하이드록실-함유 (메스)아크릴레이트(예를들어, 2-하이드록시에틸 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxyropyl (meth)acrylate), 4-하이드록시뷰틸 (메스)아크릴레이트(4-hydroxyethyl (meth)acrylate), 2-하이드록시-3-페닐록시프로필 (메스)아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenyloxypropyl (meth)acrylate), 사이클로헥산-1,4-디메틸올모노(메스)아크릴레이트(cyclohexane-1,4-dimethylolmono(meth)acrylate), 펜타에리스리톨 트리(메스)아크릴레이트(pentaerythritol tri(meth)acrylate) 또는 글리세롤 디(메스)아크릴레이트(glycerol di(meth)acrylate))과;
비스페놀-타입 에폭시(메스)아크릴레이트이 바이페놀-A 에폭시 수지 또는 바이페놀-F 에폭시 수지 및 (메스)아크릴 아시드의 반응에 의하여 얻어진다.
상기 UV-경화성 수지는 단독 또는 두 개 이상의 조합으로 채택된다. 우레탄 아크릴레이트와 아크릴레이트 모노머의 조합, 특히 네오펜틸글리콜(neopentylglycol)을 갖는 우레탄 아크릴레이트가 바람직하다.
상기 포토-경화성 수지는 열적 중합반응 기폭제와 함께 사용될 수 있는 바, 즉, 열경화성 수지로 채택될 수 있다.
폴리머릭 화합물을 포함하는 상기 보호층은 UV-경화성 수지를 이용하여 형성되며, 광중합반응 기폭제(photopolymerization initiator)가 수지의 경화를 위하여 사용된다.
상기 광중합반응 기폭제는
2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로탄-1-온(2-hidroxy-2methyl-1phenylpropane-1-on),
1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone) 및
2-메틸-1-[4-(메틸디오)페닐]-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morphorino-1-on)과 같은 아세토페논(acetophenone);
벤질메틸케탈(benzylmethylketal)과 같은 벤조인(benzoin) 타입 기폭제;
벤조페논, 4-페닐벤조페논(4-phenylbenzophenone) 및 하이드록시벤조페논(hydroxybenzophenone)과 같은 벤조페논(benzophenone) 타입 기폭제;
이소프로필씨옥산톤(isopropylthioxanthone) 및 2,4-디에티씨옥산톤(2,4-diethythioxanthone)과 같은 씨옥산톤(thioxanthone) 타입의 기폭제를 포함한다.
또한, 특정 타입은 메틸페닐글리옥시레이트(methylphenylglyoxylate)로 언급될 수 있다. 특히, 상기 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로탄-1-온(2-hidroxy-2methyl-1phenylpropane-1-on), 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone) 및 2-메틸-1-[4-(메틸디오)페닐]-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morphorino-1-on) 및 벤조페논이 바람직하다.
상기 광중합반응 기폭제는 벤조익 아시드 타입 화합물(4-dimethyllaminobezoic acid) 또는 적절한 비율로 프로모터와 혼합된 터티어리 아민(tertiary amine)과 같은 하나 이상의 종래 광중합반응 프로모터와 함께 채택 될 수 있다. 오로지 상기 기폭제는 단독 또는 두 개 이상의 종류가 조합될 수 있다.
특히, 상기 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(Irgercure 184, available from Chiba-Specialty Chemicals)가 바람직하다. 상기 기폭제는 0.1 내지 10중량%의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 5증량%로 상기 포토-경화성 수지에 함유된다.
상기 보호층(8,8a,8b)의 두께는 사용된 재료 및, 투명 전도성 필름에 필요한 내구성 및 광투과율에 따라 적절하게 설정하게 된다. 상기 두께가 과도하게 감소되면, 상기 보호층은 투명 전도층을 보호하는 기능을 충분히 발휘하지 못한다. 반면에, 상기 두께가 과도하게 증가하게 되면, 상기 보호층은 투명 전도성 필름의 투명도 또는 투명 전도층의 전기 전도성을 감소시키는 경향을 가지게 되며, 또한 상기 투명 전도성 필름이 너무 두꺼워지게 된다. 따라서, 상기 보호층의 두께는 1 내지 1000nm, 특히 1 내지 100nm의 범위를 갖게 한다.
폴리머 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 보호층은 상부 또는 하부전극의 투명 전도층에 형성될 수 있다. 상기 상부 및 하부전극의 일면에만 보호층을 제공함은 서로간에 동일한 또는 유사한 특성을 갖는 투명 전도층들간의 친화적인 상호작용의 단절을 초래하게 되어, 상기 투명 전도성 필름의 내구성이 향상될 수 있다.
상기 보호층은 닥터 나이프 코터(doctor knife coater), 바 코터(bar coater), 그래뷰어 롤 코터(gravure roll coater), 커튼 코터(curtain coater) 또는 나이프 코터(knife coater)와 같은 코터(coater)를 갖는 폴리머 필름상에 적절한 조성의 코팅액을 적용하고, 자외선 방사 또는 히팅에 의하여 코팅된 층을 경화 시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 투명 전도성 필름에 있어서, 하드코팅층(1)이 폴리머 필름(2a)의 일면에 형성되는 바, 펜이나 손가락의 눌림으로 손상이 발생될 수 있는 폴리머 필름을 보호하기 위하여 투명 전도층은(4a)은 형성되지 않는다. 또한, 후술하는 안티리프렉터층이 상기 하드코팅층에 제공될 수 있다.
상기 투명 전도층이 폴리머 필름에 직접적으로 형성되더라도, 상기 언더코팅층(3a,3b)은 투명 전도층의 탈락 또는 박리를 방지하고자 폴리머 필름(2a,2b)과 투명 전도층(4a,4b)간의 결합강도를 향상시키기 위하여 폴리머 필름(2a,2b)과 투명 전도층(4a,4b)간에 제공된다.
상기 언더코팅층(3a,3b)을 형성하기 위한 재료는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 유기 실리콘 화합물의 가수분해로 얻어진 산출물을 포함한다.
상기 언더코팅층은 바 코터와 같은 코터를 갖는 폴리머 필름상에 적절한 조성의 코팅액을 적용하여 형성될 수 있다.
상기 폴리머 필름의 처리 및 하드코팅층의 공정 처리는 상기 제1발명과 동일한 방법으로 수행된다.
스페이서는 제1발명에 설명된 것이 사용될 수 있다. 상기 투명 전도층은 제1발명과 동일한 산업분야에서 사용될 수 있다.
결과적으로, 제3발명의 구현예는 도 6 내지 7에 의하여 상세하게 설명될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제3발명으로서, 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도이다. 도 6에서, 하드코팅층(1)이 폴리머필름(제2폴리머 필름)(2d)의 일면에 제공되고, 투명 전도층(4)이 언더코팅층(3a)에 의하여 폴리머 필름(제1폴리머 필름)(2c)에 제공되며, 상기 두 개의 폴리머 필름은 접착층(9)에 의하여 서로 결합되어, 필름의 각 반대면(층이 없는 면)이 서로 대향되어진다. 본 발명의 접착층(9)은 폴리올레핀 수지로 구성되며, 접착층(9)의 양면에 폴리머 필름에 대한 높은 결합강도 및 높은 탄성계수를 갖는다. 따라서, 상부전극으로서 본 발명의 투명 전도층을 갖는 터치패널에 반복적으로 신호가 입력되면, 상기 접착층의 제공으로 입력에 의하여 수신된 부하가 완화되고, 상기 접착층의 높은 결합강도는 폴리머 필름의 박리를 방지하게 되며, 이에 우수한 내구성을 얻을 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 상기 접착층의 제공으로 인하여, 펜이나 손가락의 눌림에 의하여 터치패널상에 신호가 반복 입력되어 발생하게 되는 폴리머 필름의 탈라 및 박리, 크랙 발생 등을 용이하게 방지할 수 있다. 특히, 폴리올레핀이 결합되어 구성된 상기 접착층은 결합강도를 크게 향상시킬 수 있다. 상기 보호층은 투명 전도층에 제공될 수 있다.
도 7은 제3발명의 투명 전도성 필름이 상부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도이다. 도 7의 터치패널에 있어서, 도 6의 투명 전도성 필름이 상부전극으로 사용되고, 투명 플레이트(7)에 순서대로 적층된 투명 전도층(4b) 및 마이크로돗 스페이서(5)의 구성이 하부전극으로 사용된다. 상기 터치패널은 상기 투명 전도층들을 서로 마주보게 하는 방식으로 상부 및 하부전극을 결합시켜 구성된다. 도 7에서 보는 바와 같이, 폴리올레핀으로 구성된 본 발명의 상기 접착층(9) 은 상기 투명 전도층에 적용되는 부하를 현격히 줄이고자 외부로부터 주어진 부하를 완화시키게 된다.
상기 제1 및 제2 폴리머 필름(2c,2d)의 재료는 제1발명의 설명을 따른다.
상기 제1 및 제2 폴리머 필름의 두께는 투명 전도성 필름의 사용에 따라 다르지만, 터치패널의 상부전극으로서 사용하는 경우에는 13㎛ 내지 0.5mm이다. 상기 필름이 13㎛이하의 두께를 가지면, 필름을 갖는 상부전극은 충분한 내구성을 가지지 않게 된다. 상기 필름이 0.5mm 이상의 두께를 가지게 되면, 최종 터치패널은 유연성 상실을 초래하는 증가된 두께를 가지게 된다. 상기 제2폴리머 필름의 두께는 제1폴리머 필름의 두께보다 얇게 설정하는 것이 바람직하고, 그 범위는 13㎛ 에서 0.2mm 가 좋다.
상기 투명 전도층(4,4a,4b)의 재료 및 두께는 종래의 방법, 바람직하게는 스퍼터링 공정에 의하여 형성된다.
제3발명에 있어서, 투명 전도층을 갖는 제1폴리머 필름의 반대면은 본 발명의 접착층에 의하여 제2폴리머 필름의 반대면과 결합된다.
상기 접착층을 형성하기 위한 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌의 코폴리머, 기타 모노머(예를들어, 비닐 아세테이트, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레익 안하이드라이드, 말레익 아시드)와 같은 폴리올레핀 수지를 포함한다.
상기 폴리올레핀 수지의 바람직한 예는 (I) 20-80중량%의 비닐 아세테이트를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, (II) 20-80중량%의 비닐 아세테이트와 0.01-10중량%의 메타크릴레이트 모노머를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, (III) 20-80중량%의 비닐 아세테이트 및/또는 0.01-10중량%의 말레익 아시드를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머를 포함한다. 이러한 (I)에서 (III)의 코폴리머는 1-3,000, 바람직하게는 1-1,000, 더욱 바람직하게는 1-800의 용해 흐름율(Melt flow Rate(MRF))을 갖는다.
이러한 (I)에서 (III)의 코폴리머에 있어서, 비닐 아세테이트 함량은 20-80중량%가 바람직하고, 특히 20-60중량%가 바람직하다. 이 함량이 20중량% 이하이면 히팅조건하에서 코폴리머를 결합(경화)시켜 달성된 결합밀도가 불충분하게 된다. 상기 함량이 80중량% 이상이면, 코폴리머 (I)과(II)가 감소된 연화온도를 보이게 되어 스토리지가 실질적인 문제점을 주는데 어렵게 되고 동시에 코폴리머(III)의 결합강도 및 내구성이 극도로 감소된다.
또한, 에틸렌, 비닐 아세테이트 및 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 모노머를 포함하는 코폴리머(II)에 있어서, 상기 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 모노머 함량은 상술한 바와 같이 0.01-10중량%이고, 바람직하게는 0.05-5중량%이다.
상기 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 모노머 함량이 0.01중량% 이하이면, 상기 코폴리머(II)는 충분히 증가된 결합강도를 보이지 않게 되고, 반면에 10중량%이상의 함량은 처리 공정상의 특성을 감소시키는 경향을 갖게 한다.
상기 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 모노머는 아크릴릭 또는 메스아크릴릭 아시드의 에스터(esters)와 1-20카본 원자(atoms), 특히 1-19 카본 원자를 갖는 알리파틱 알코올(aliphatic alcohol)이고, 상기 알코올은 예를들어, 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)과 같은 대체물(즉, 에폭시 그룹)을 갖는다.
또한, 에틸렌, 비닐 아세테이트 및 말레익 안하이드리드 및/또는 말레익 아시드로 이루어진 상기 코폴리머(III)에 있어서, 상기 말레익 안하이드리드(maleic anhydride) 및 말레익 아시드(maleic acid)는 상술한 바와 같이 0.01-10중량%, 바람직하게는 0.05-5중량%이다. 상기 말레익 안하이드리드(maleic anhydride) 및 말레익 아시드(maleic acid)의 함량이 0.01중량%이하이면, 상기 코폴리머(III)는 충분히 증가된 결합강도를 가지지 않게 되고, 반면에 10중량% 이상의 함량은 처리 공정상의 특성을 감소시키는 경향을 갖게 한다.
접착층를 구성하는 상기 폴리머는 적어도 40중량%, 바람직하게는 60중량%, 특히 상기 층의 전체양을 기반으로 하는 100중량%의 함량으로 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머(I)내지(III)를 함유한다. 상기 폴리머(I)내지(III) 이외에 다른 폴리머를 사용하는 경우, 메인 체인으로 에틸렌 및/또는 프로필렌, 폴리 비닐 클로라이드, 아세탈 수지의 20중량% 또는 그 이상을 갖는 올레핀 폴리머가 사용된다.
에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머와 같은 폴리올레핀을 열적으로 중합 및 결합시키기 위한 결합제로서, 유기 페록사이드(organic peroxide)가 통상 사용된다.
상기 유기 페록사이드로서, 기(radical)를 발생시키도록 적어도 70℃의 온도에서 재구성될 수 있는 어떠한 재료도 채택 가능하다. 상기 유기 페록사이드는 필 름-성형 온도, 폴리머 필름을 제조하기 위한 조건, 경화(결합)온도, 결합될 바디의 열저항, 스토리지 안정성(storage stability)을 고려하여 선택된다. 바람직하게는 10시간의 반감기로 적어도 50℃의 재구성 온도를 갖게 한다.
상기 유기 페록사이드의 예로서,
2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로페록사이드(2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide),
2,5-디메틸-2,5-(t-뷰틸페록시)헥신-3-디-t-뷰틸페록사이드(2,5-dimethyl-2,5-(t-butylperoxy)hexyne-3-di-t-butylperoxide), t-뷰틸커밀페록사이드(t-butylcumylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-(t-뷰틸페록시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-(t-butylperoxy)hexane), 디커밀 페록사이드(dicumyl peroxide), α,α'-비스(t-뷰틸페록시이소프로필)벤젠(α,α'-bis(t-butyperoxy)benzene), n-뷰틸-4,4'-비스(t-뷰틸페록시)발레라이트(n-butyl-4,4'-bis(t-butylperoxy)valerate), 2,2'-비스(t-뷰틸페록시)부탄(2,2'-bis(t-butylperoxy)butane), 1,1'-비스(t-뷰틸페록시)사이클로헥산(1,1'-bis(t-butylperoxy)cyclohexane), 1,1'-비스(t-뷰틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산(1,1'-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), t-뷰틸페록시벤조에이트(t-butylperoxbenzoate), 벤조일 페록사이드(benzoyl peroxide), t-뷰틸페록시아세테이트(t-butylperoxyacetate), 메틸 에틸 게톤 페록사이드(methyl ethyl ketone peroxide), 2,5-디메틸헥실-2,5-비스페록시벤조에이트(2,5-dimethylhexyl-2,5-bisperoxybenzoate), 뷰틸 하이드로페록사이드(butyl hydroperoxide), p-멘탄 하이드로페록사이드(p-menthane hydroperoxide), p-클로로 벤조일 페록사이드(p-chlorobenzoyl peroxide), 하이드록시헵틸 페록사이드(hydroxyheptyl peroxide), 클로로헥사논 페록사이드(chlorohexanone peroxide), 옥타노일 페록사이드(octanoyl peroxide), 디캐노일 페록사이드(decanoyl peroxide), 라우로일 페록사이드(lauroyl peroxide), 커밀 페록시옥토에이트(cumyl peroxyoctoate), 석신 아시드 페록사이드(succine acid peroxide), 아세틸 페록사이드(acetyl peroxide), t-뷰틸페록시이소부틸레이트(t-butylperoxyisobutylate) 및 2,4-디클로로벤조일 페록사이드(2,4-dichlorobenzoyl peroxide)를 포함한다.
상기 유기 페록사이드는 단독 또는 두 개 이상의 종류가 조합되어 사용될 수 있다. 상기 유기 페록사이드의 함량은 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머와 같은 폴리올레핀 수지를 기반으로 하여 0.1-10중량%로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 올레핀 수지가 광에 의하여 경화되는 경우에 있어서, 포토센시타이저(photosensitizer(photopolymerization intiator))가 유기 페록사이드 대신에 사용되는 바, 폴리올레핀 수지를 기반으로 0.1-10중량%의 총량으로 사용되어진다.
상기 광중합반응 기폭제는 벤조페논(benzophenone), 메틸 o-벤조일 벤조에이트(methyl o-benzoyl benzoate), 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드(4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulphide), 이소프로필씨옥산톤(isopropylthioxanthone), 디에틸씨옥산톤(diethylthioxanthone), 및 메틸 4-(디에틸아미노)벤조에이트(methyl 4-(diethylamino)benzoate)과 같은 하이드로젠 드로잉 타입의 기폭제(hydrogen drawing type initiators);
벤조인 에더(benzoin ether), 벤조인 이소프로필 에더(benzoin isopropyl ether), 벤조인 디메틸 케탈(benzoin dimethyl ketal)과 같은 인터모일큘러 글리베이지(intermolecular cleavage)타입의 기폭제;
2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로탄-1-온(2-hidroxy-2methyl-1phenylpropane-1-on), 1-하이드록시사이클로헥실 페닐케톤(1-hydroxycyclohexyl phenylketone), 알킬페닐 글리옥실레이트(alkylphenyl glyoxylate), 디에스옥시아세토페논(diethoxyacetophenone)과 같은 α-하이드록시알킬페논(α-hydroxyalkylphenone)타입의 기폭제;
2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-모포리노-프로파논-1(2-methyl-1-[4-(methylthio)rhenyl]-2-morphorino-propanon-1) 및 2-벰질-2-디메틸아미노-1-(4-모포리노페닐)부탄원-1(2-bemzyl-2-dimethylamino-1-(4-morphorinophenyl)butaneone-1)과 같은 α-아미노알킬페논(α-aminoalkylphenone)타입의 기폭제; 아실포스피녹사이드(acylphosphinoxide)를 포함한다. 상기 광중합반응 기폭제는 단독, 또는 두 개 이상의 종류로 조합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 접착층은 바람직하게는 실레인 결합제를 포함한다.
상기 실레인 결합제(silane coupling agent)의 예로서,
비닐에속시시레인(vinylethoxysilane), 비닐트리스(β-메스옥시에속시)시레인(vinyltris(β-methoxyethoxy)silane), γ-(메스아크릴록시프로필)트리메속시시레인(γ-(methacryloxypropyl)trimethoxysilane),비닐트리아세톡시시레인(vinyltri acetoxysilane), γ-글리시독시프로필트리메속시시레인(γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane), γ-글리시독시프로필트리에속시시레인(γ-glycidoxypropyltriethoxysilane), β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메속시시레인(β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 비닐트리클로로시레인(vinyltrichlorosilane), γ-머캡토프로필메속시시레인(γ-mercaptopropylmethoxysilane), γ-아미노프로필트리에속시시레인(γ-aminopropyltriethoxysilane), N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에속시시레인(N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilane)를 포함한다. 바람직하게는, γ-머캡토프로필메속시시레인(γ-mercaptopropylmethoxysilane)이다.
상기 시레인 결합제는 단독 또는 두 개 이상의 종류가 조합되어 사용될 수 있다. 상기 시레인 결합제의 함량은 폴리올레핀 수지를 기반으로 0.01-10중량%가 바람직하다.
또한, 상기 접착층은 접착-촉진제로서 에폭시 그룹-함유 화합물을 포함한다.
상기 에폭시 그룹-함유 화합물의 예로서,
트리글리시딜트리스(2-하이드록시에틸)이소시안우레이트(trigltcidyltris(2-hydroxyrthyl)isocyanurate), 네오펜틸그리콜 디클리시달 에더(neopentylglycol diglycidyl rther), 1,6-헥산다이올 디글리시달 에더(1,6-hexanediol diglycidyl ther), 알릴 글리시달 에더(allyl glycidyl ether), 2-에틸헥실 글리시딜 에더(2-ethylhexyl glycidyl ether), 페닐 글리시딜 에더(phenyl glycidyl ether), 페놀(에틸렌옥시)5글리시딜 에더(phenol(ethyleneoxy)5glycidyl ether), p-터트-뷰틸페닐 글리시딜 에더p-tert-butylphenyl glycidyl ether), 디글리시딜 아디페이트(diglycidyl adipate), 디글리시딜 프탈레이트(diglycidyl phthalate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 및 뷰틸 글리시딜 에더(butyl glycidyl ether)을 포함한다.
상기 촉진제는 단독 또는 두 개 이상의 종류의 조합으로 사용될 수 있다. 상기 촉진제의 함량은 폴리올레핀 수지를 기반으로 0.1-20중량%로 사용된다.
상기 접착층은 다양한 층의 특성(투명도, 열저항, 광저항, 결합율과 같은 기계적 강도, 접착특성(결합강도), 광특성)을 향상시키고자, 특히 기계적 강도를 향상시키기 위하여 아크릴록시 그룹-함유 화합물, 메스아크릴록시 그룹-함유 화합물 및/또는 에폭시 그룹-함유 화합물을 포함한다.
아크릴록시 그룹-함유 화합물, 메스아크릴록시 그룹-함유 화합물의 예로서, 에스터(ester) 및 아크릴 아시드(acrylic acid)의 아미드(amides) 또는 메스 아크릴 아시드(methacrylic acid)와 같은 아크릴 아시드(acrylic) 또는 메스아크릴 아시드(methacrylic acid)를 포함한다.
상기 에스터 잔여물의 예로서, 리니어 알킬(leaner alkyl) 그룹(예를들어, 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 도디실(dodecyl), 스터릴(stearyl), 라우릴(lauryl)), 사이클로헥실 그룹(cyclohexyl group), 테트라하이드로퍼퓨릴 그룹(tetrahydrofurfuryl group), 아미노에틸 그룹(aminoethyl group), 2-하이드록 시에틸 그룹(2-hydroxyethyl group), 3-하이드록시에틸 그룹(3-hydroxyethyl group), 3-클로로-2-하이드록시프로필 그룹(3-chloro-2-hydroxypropyl group)를 포함한다. 또한 에스터(esters)는 아크릴 아시드(acrylic acid)의 에스터(esters) 또는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 트리메틸올 프로판(trimethylol propane) 또는 펜타에리스리톨(pentaerythritol)과 같은 폴리하이드릭 알코올(polyhydric alcohol)을 갖는 메스아크릴 아시드(methacrylic acid)를 포함한다.
상기 아미드(amide)의 예는 디아세톤 아크릴아미드(diacetone acrylamide)를 포함한다.
폴리펑션널 화합물(polyfunctional compounds)(결합 보조물(crosslinking auxiliaries)의 예로서, 다수의 아크릴 아시드(acrylic acid)를 갖는 에스터(esters) 또는 글리세롤(glycerol), 트리메틸올 프로판(trimethylol propane) 또는 펜타에리스리톨(pentaerythritol)과 같은 폴리하이드릭 알코올(polyhydric alcohol)을 갖는 메스아크릴 아시드(methacrylic acid)를 포함하고; 또한, 트리알릴 시안누레이트(triallyl cyanurate), 트리알릴 이소시안누레이트(triallyl isocyanurate), 다이알릴 프탈레이트(diallyl phthalate), 다이알릴 이소프탈레이트(dially isophthalate) 및 다이알릴 말레이트(diallyl maleate)를 포함한다.
상기 아크릴록시(acryloxy) 및 동종의 것을 함유하는 상기 화합물은 단독 또 는 두 개 이상의 종류가 조합으로 사용될 수 있다. 상기 화합물의 함량은 폴리올레핀 수지를 기반으로 0.1-50중량%, 바람직하게는 0.5-30중량%로 사용된다.
상기 화합물이 50중량% 이상으로 사용되면, 접착층을 형성하기 위한 코팅액의 제조에 어려움이 있거나 액체의 코팅특성이 나빠지는 경향을 갖게 된다. 상기 화합물의 추가가 0.1중량%이하이면 추가로 인한 효과가 나타나지 않게 된다.
또한, 상기 접착층이 라미네이팅 특성과 같은 공정상의 특성을 향상시키기 위한 하이드로카본을 포함할 수 있다. 상기 하이드로카본 수지는 자연수지 또는 인공수지중 어느 하나이다. 상기 자연수지의 예로서 로진(rosins), 로진 파생물(rosin derivatives), 및 터핀 수지(terpene resins)를 포함한다. 상기 로진의 예로서 검(gum)수지, 톨 오일(tall oil) 수지, 우드(wood) 수지를 포함한다.
상기 로진 파생물은 하이드로제네이티드 로진(hydrogenated rosins), 디스포로포션네이티드 로진(disproportionated rosins), 폴리머라이즈드 로진(polymerized rosins), 에스터리피케이티드 로진(esterificated rosins), 로진의 메탈솔트(metal salts)를 포함한다. 상기 터핀 수지(terpene resins)의 예로서, α-파인네(pinene) 수지, β-파인네(pinene) 수지, 및 터핀 페놀(terpene phenol) 수지를 포함한다. 더욱이, 자연수지로서 댐마(dammar), 코팔(copal), 셀락(shellac)이 사용될 수 있다.
상기 인공수지는 바람직하게 페트롤리움 수지, 페놀 수지, 및 실레인 수지를 포함한다. 상기 페트롤리움(petroleum resin)는 알리파틱 페트롤리움 수지(aliphatic petroleum resin), 아로마틱 페트롤리움 수지(aromatic petroleum resin), 사이코알리파틱 페트롤리움 수지(cycoaliphatic petroleum resins), 코폴리머 타입의 페트롤리움 수지, 하이드로제네이티드(hydrogenated) 페트롤리움 수지, 퓨어 모노머(pure monomer) 타입의 페트롤리움 수지, 및 코우마론-인덴(coumarone-indene) 수지를 포함한다. 상기 페놀 수지의 예로서, 알킬페놀 수지 및 수정된 페놀 수지를 포함한다. 상기 실레인 수지의 예로서, 실레인 수지 및 수정된 실레인 수지를 포함한다. 상기 하이드로카본 수지의 함량은 적절하게 선택되는 바, 폴리올레핀을 기반으로 하여 1-200중량%, 바람직하게는 5-150중량%가 바람직하다.
본 발명의 접착층은 상술한 재료로 구성된 조성을 적절한 비율로 혼합하는 단계, 사출기 또는 롤을 이용하여 상기 혼합물을 반죽하는 단계, 카렌다(calendar), 롤, T-다이 사출 또는 팽창을 이용하여 미리 설정된 크기의 필름으로 성형되도록 필름-성형 공정에 상기 반죽된 혼합물을 제공하는 단계로 준비된다.
보다 바람직한 상기 접착층의 성형 공정은: 우수한 솔벤트로 구성요소를 혼합 및 분해시키는 단계, 흐름-코터 공정(flow coater process), 롤-코터(roll coater) 공정, 그래뷰어-롤(gravure-roll) 공정, 메이어-바(mayer-bar) 공정 또는 립-다이 코팅(lip die coating) 공정에 의하여 실리콘 또는 프로오릭(fluoric) 수지와 인접되게 코팅된 세퍼레이터상에 최종 용액을 적용하는 단계, 및 상기 솔벤트를 증발시키는 단계로 이루어진다. 다음으로, 상기 최종의 층이 상기 접착층을 얻기 위하여 지지층으로부터 박리된다(비결합).
상기 투명 전도성 필름은 상기 결합가능한 접착층을 이용하여 투명 전도층을 갖는 제1폴리머 필름에 형성된 하드코팅층을 갖는 제2폴리머 필름을 결합시킴으로써 얻어질 수 있다. 상기 본딩(라미네이팅)은 접착층의 형성과 동시에 카렌다 공정, 롤 공정, T-다이 사출공정 또는 팽창공정을 이용하여 수행된다. 그렇지 안다면, 상기 층들과 필름은 롤 또는 동종의 것을 이용한 히팅 조건하에서 눌려지게함으로써 서로 결합될 수 있다. 상기 본딩 후, 최종의 라미네이트되어진 필름은 접착층에 가스를 제거하기 위하여 진공 히팅으로 압축 및 히칭 및/또는 가스제거 처리로 이루어지는 가스제거 공정이 수행된다. 상기 압축에 의한 가스제거는 가스 제거(degas)를 위한 압력기와 같은 챔버를 히팅 및 압축시키기 위하여 라미네이트된 필름을 배치하여 수행된다. 결합 가능한 접착제가 접착제로서 사용되는 경우, 가스 제거후에 결합되어진다.
상기 결합(crosslinking)이 히팅에 의하여 수행되는 경우, 결합기(유기 페록사이드)의 종류에 따라 가열되는 온도는 70-150℃의 범위 바람직하게는 70-130℃범위에서 10초-120분, 바람직하게는 20초-60분 동안 수행된다.
상기 결합이 광에 의하여 수행되는 경우, 자외선의 파장으로 광을 발산하는 여러개의 광원이 채택 가능한데, 예를들면, 수퍼 고압, 고압 및 저압의 머큐리 램프(murcury lamp), 화학램프(chemical lamp), 할로겐(halogen) 램프, 머큐리 할로겐 램프, 카본 아크 램프, 백열전기(incandescent electric)램프, 레이저 빔과 같다. 방사(노출) 시간은 램프의 종류 및 빛의 세기에 따라 몇초에서 몇분 동안이다. 경화를 촉진하기 위하여, 라미네이트(laminate)는 미리 40-120℃로 가열되고, 다음으로 가열된 라미네이트는 자외선에 노출되어진다.
접착층에 의하여 폴리머 필름이 결합되는 시점에 사용된 압력은 적절하게 설정할 수 있다. 이때의 압력은 0-50kg/㎠이고, 바람직하게는 0-30kg/㎠이다.
상기와 같이 형성된 접착층의 두께는 5-100㎛범위를 갖는다.
상기 보호층이 본 발명의 투명 전도층에 제공될 수 있다. 상기 보호층은 예를들어 SiCX, SiCXOY, SiCXNY, SiCX OYNZ로 이루어진 얇은층이고, x,y,z는 정수이다.
상기 보호층의 두께는 투명 전도성 필름에 요구되는 내구성 및 광투과율 및 층을 형성하는데 사용되는 재료에 따라 적절하게 설정되어진다. 상기 보호층의 두께가 과도하게 감소되면, 상기 층의 형성에 의한 보호효과는 충분하게 얻어질 수 없다. 과도하게 증가된 두께는 투명도 또는 전도성의 감소 및 투명 전도성 필름의 두께 상승을 초래하게 된다. 따라서, 바람직한 상기 보호층의 두께는 1-1,000nm이고, 특히 1-100nm가 바람직하다.
상기 투명 전도성 필름에 있어서, 상기 하드코팅층(1)이 펜이나 손가락의 입력으로 인한 하중으로부터 폴리머 필름을 보호하고자, 상술한 바와 같이 접착층(9)과 제공된 제2폴리머 필름의 반대면에 형성된다. 상기 하드코팅층는 상기 제1발명과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명 전도층(2c)은 제1폴리머 필름(4)에 직접적으로 형성되거나, 폴리머 필름상에 언더코팅층에 의하여 형성된다. 상기 언더코팅층의 제공은 투명 전도층의 박리를 방지하기 위하여 폴리머 필름과의 결합강도를 향상시킨다.
상기 언더코팅층은 상기 보호층을 형성하기 위하여 사용된 재료를 이용하여 증기 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 언더코팅층으로서, 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 에폭시 수지 또는 유기 실리콘 화합물의 하이드롤리시스 층이 코팅에 의하여 형성될 수 있다. 상기 언더코팅층은 바 코터와 같은 코터를 이용하여 폴리머 필름상에 원하는 조성을 갖는 코팅액을 적용하여 형성될 수 있다.
상기 폴리머 필름은 언더코팅층이 폴리머 필름상에 형성되기 전에 제1발명과 동일한 방법으로 적절한 표면 처리가 이루어진다. 상기 하드코팅층도 제1발명과 동일한 방법으로 적절한 표면 처리가 이루어진다.
하드코팅층상에 안티리플렉션층이 형성될 수 있다.
상기 안티리플렉션(antireflection)층은 다음과 같은 구조를 갖는 라미네이트를 포함한다:
(a) 고굴절율(high refractive index)-투명 미세(thin)층과 저굴절율-투면 미세층으로 구성된 두 개의 라미네이트 층;
(b) 두 개의 고굴절율(high refractive index)-투명 미세(thin)층과 두 개의 저굴절율-투면 미세층이 하나씩 교대로 제공된 4개의 라미네이트 층;
(c) 중간 굴절율(intermediate refractive index)-투명 미세(thin)층, 저굴절율-투면 미세층 및 고굴절율-투명 미세층으로 구성된 세 개의 라미네이트 층
(d) 세 개의 고굴절율(high refractive index)-투명 미세(thin)층과 세 개의 저굴절율-투면 미세층이 하나씩 교대로 제공된 6개의 라미네이트 층.
상술한 고 또는 중간 굴절율-투명 미세층의 재료는 1.8 또는 그 이상의 굴절율을 갖는 필름으로서, ITO(Indium-Tin-Oxide), ZnO, Al-doped ZnO, TiO2, SnO2, 및 ZrO를 포함한다.
상술한 저 또는 중간 굴절율-투명 미세층의 재료는 1.6 또는 그 이하의 굴절율을 갖는 필름으로서, MgF2, Al2O3, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 및 플루오린 수지를 포함한다. 그렇지 않으면, 상기 미세층은 유기 바인다 및 저굴절율-무기 파우더로 구성된 페인트의 코팅에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 저, 중간 및 고굴절율-투명 미세층의 두께는 보이는 방사영역에서 빛의 간섭에 의하여 반사도가 감소되도록 필름의 갯수 필름에 사용된 재료 중앙 파장에 따라 적절하게 설정된다.
예를들어, 4개층으로 된 안티리플렉션층의 경우, 투명 플레이트의 일면에 제공된 제1의 고굴절율-미세층은 그 두께가 5-50nm를 갖게 하는 것이 바람직하고, 제2의 저굴절율-미세층은 5-50nm, 제3의 고굴절율-미세층은 50-100nm, 제4의 저굴절율-미세층은 50-150nm의 두께를 갖게하는 것이 바람직하다. 또한, 안티-오염(contamination)층은 오염에 대한 저항을 증가시키기 위하여 안티리플렉션층에 형성될 수 있다. 상기 안티-오염층은 1-1,000nm의 두께를 갖는 플루오릭 수지 미세층과 실리콘 수지미세층을 포함한다.
상기 안티리플렉션 층은 제1발명 및 제2발명에 사용될 수 있다. 상기 스페이서의 재료는 제1발명에 기술된 것을 사용할 수 있다. 상기 투명 전도성 필름은 제1발명의 사용으로 채택될 수 있다.
결과적으로, 제4발명의 구현예는 도 8 내지 도 10을 참조로 상세하게 설명된다.
도 8은 본 발명에 따른 제4발명으로서, 투명 전도성 필름의 예를 나타내는 단면도이다. 도 8에서, 하드코팅층(1)이 폴리머 필름(2)의 일면에 제공되고, 언더코팅층(3)이 상기 폴리머 필름(2)의 다른 일면에 제공되며, 제1금속 옥사이드의 제1투명 전도층(4)이 언더코팅층(3)에 형성되고, 제2금속 옥사이드의 제2투명 전도층(14)이 상기 제1투명 전도층(4)상에 형성된다. 상기 제2투명 전도층(14)이 제1투명 전도층(4)의 형성함에 있어서의 증기증착에 의한 조건과 다른 조건하에서 증기 증착에 의하여 형성된다.
제1 및 제2투명 전도층은 서로 금속 옥사이드를 구성하는 동일한 구성요소를 가지지만 서로 다른 조건으로 형성된다. 상기 금속 옥사이드의 예는 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(ITO), 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(ZAO), 및 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(ATO)를 포함한다.
도 9는 제4발명의 투명 전도성 필름을 이용한 터치패널의 예를 나타내는 단면도이다. 하부전극에 있어서, 제1금속 옥사이드의 제1투명 전도층(4b)이 언더코팅층(3b)에 의하여 폴리머 필름(2b)에 제공되고, 글래스 또는 플라스틱 플레이트의 투명 플레이트(7)가 접착층(6)에 의하여 폴리머 필름(2b)의 다른 일면에 부착되어진다. 도 8에 도시된 상부전극은 도트(dot) 스페이서(5)에 의하여 상기 하부전극에 부착되어, 상기 하부 및 상부 전극의 투명 전도층은 터치패널로 제공되도록 서 로 마주보게 된다.
도 10은 제4발명의 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 하부전극이 글래스 플레이트의 투명 플레이트(7)상에 제1금속 옥사이드의 제1투명 전도층(4b)이 직접적으로 적층되어 제조되고, 상기 하부전극은 하드코팅층(1a), 폴리머 필름(2a), 제1 및 제2투명 전도층(4a,14a)를 포함하는 상부전극에 도트 스페이서(5)에 의하여 부착되어, 상기 하부 및 상부전극의 투명 전도층이 터치패널로 제공되도록 서로 마주보게 된다.
상기 금속 옥사이드를 이용한 투명 전도층을 형성하기 위한 공정은 ITO필름을 선택함으로써 설명되어진다. ZAO 및 ATO필름은 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 ITO필름은 스퍼터링 공정에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2ITO 필름은 타겟 재료로서 인듐 옥사이드-틴 옥사이드의 혼합물의 소결재를 이용하여 형성되고, 상기 제2투명 전도층은 제1투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 다른 증착 조건하에서 형성됨으로써, 상기 제1 및 제2투명 전도층은 서로 다른 특성을 갖게 된다.
상기 제2투명 전도층의 산소함량은 예를들어, 스퍼터링 공정에서의 산소함량을 제1투명 전도층에서보다 더 흐르게 함으로써, 제1투명 전도층의 함량에 비하여 증가될 수 있다. 또한, 상기 제2투명 전도층의 질소함량은 예를들어, 스퍼터링 공정에서의 질소함량이 제1투명 전도층에서보다 더 흐르게 함으로써, 증가될 수 있다.
또한, 상기 ITO필름의 표면 거칠기는 스퍼터링 공정에서 압력 또는 전기동력을 증가시켜 증가될 수 있는 바, 이에 결정상태 및 표면 모양은 제1 및 제2투명 전도층 사이에서 변화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2전도층(ITO필름)의 경우 서로 다른 특성을 갖으며, 상기 상부전극의 제2 ITO 필름은 폴리머 필름으로부터 투명 전도층의 박리 또는 탈락을 방지하기 위하여 상기 하부전극의 제1 ITO필름에 융합되는 일은 없다.
자연적으로, 상기 제1 ITO필름은 제2 ITO필름에 비하여, 증가된 산소 또는 질소함량 또는 증가된 표면 거칠기를 갖게 된다. 이러한 경우, 유사하게도 상기 상부전극의 제2 ITO필름은 하부전극의 제1ITO필름과 특성이 다르고, 따라서 두 개의 층이 서로 융합되지 않게 된다.
상기 ITO 필림이 과도하게 얇게 되면, 상기 필름은 충분한 전도도를 보이지 않게 된다. 상기 ITO필름이 과도하게 두껍게 되면, 필름은 우수한 반응을 가지지 않는 터치패널을 유발하게 되는 감소된 저항을 보이게 된다. 또한, 상기 ITO필름은 비용이 증대되고 증가된 두께를 갖게 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2투명 전도층의 전체 두께는 1-500nm, 특히 5-100nm를 갖게 하는 것이 바람직하다.
상기 하부전극의 ITO필름은 상부전극의 제2 ITO필름과 필름특성이 다르지만, 상부전극의 제1 ITO필름과 동일한 특성으로 설정될 수 있으며, 이에 ITO필름들간의 융합이 방지될 수 있다. 상부전극의 제1 ITO필름과 동일한 특성을 갖는 ITO필름상에 형성된 어떠한 투명 플레이트도 하부전극으로 사용될 수 있다. 상부전극이 형성되기 위하여 하부전극으로 사용될 수 있다. 예를들어, 상부전극의 제1 ITO필름과 동일한 특성을 갖는 ITO필름상에 직접적으로 형성된 글래스 플레이트가 채택될 수 있다.
상기 ITO필름은 상술된 바와 같지만, ZAO 또는 ATO를 이용한 상기 제1 및 제2 투명 전도층은 상술한 동일 방법으로 증기 증착의 조건 변화에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리머 필름(2,2a,2b)의 재료 및 두께는 제1발명의 설명에 따른다.
상기 폴리머 필름이 터치패널의 하부전극에 사용되면, 폴리머 필름의 두께는 상술한 범위보다 더 두꺼운 0.5-2mm 범위를 갖게 한다. 그러나, 상부전극의 두께와 동일한 상기 폴리머 필름의 두께는 플라스틱 플레이트와 같은 투명 플레이트와 폴리머 필름의 조합인 경우 채택될 수 있다.
상기 투명 전도성 필름이 상부전극으로 사용된 경우, 하드코팅층이 펜이나 손가락의 입력에 의한 부하로부터 폴리머 필름을 보호하고자 투명 전도성 필름의 ITO필름을 갖지 않는 반대면에 형성될 수 있다. 상기 하드코팅층은 아크릴 수지층, 에폭시 수지층, 우레탄 수지층, 및 실리콘 수지층을 포함한다. 그 두께는 1-50㎛이다. 상기 하드코팅층은 혼합조건하에서 실리카 입자 또는 압루미나 입자와 같은 미세입자를 포함할 수 있다. 분산재(scattering material)가 반죽되는 안티글래어(antiglare) 공정이 하드코팅층에 적용될 수 있다.
상기 안티리플렉티브 층(antireflective)이 상기 하드코팅층에 형성될 수 있다. 이 안티리플렉티브 층의 예는 고굴절율(high refractive index)-투명 미세(thin)층과 저굴절율-투면 미세층으로 구성된 라미네이트 층을 포함한다.
또한, 안티-오염(contamination)층이 오염에 대한 저항을 향상시키고자 상기 하드코팅층에 제공된 안티리플렉션 층에 형성될 수 있다. 이 안티-오염층의 예는 1-1,000nm의 두께를 갖는 플루오릭 수지층과 실리콘 수지층을 포함한다. 또한, 상술한 안티리플렉티브 층이 제공될 수 있다.
상기 ITO필름은 폴리머 필름에 직접적으로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 언더코팅층이 폴리머 필름과 ITO 필름간에 제공되며, 이에 폴리머 필름과 ITO필름간의 결합강도가 투명 전도층의 박리를 방지하는데 기여할 수 있다.
상기 언더코팅층 재료의 예는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 유기 실리콘 화합물의 하이드롤시스 산출물과 같은 수지를 포함한다.
상기 언더코팅층은 닥터 나이트 코터, 바 코터, 그래뷰어 롤 코터, 커튼 코터 또는 나이프 코터와 같은 코터로 폴리머 필름에 적절한 조성을 갖는 코팅액을 적용하여 형성된다.
상기 폴리머 필름(2,2a,2b)은 ITO층의 결합강도를 증가시키기 위한 상기 언더코팅층이 폴리머 필름에 형성되기 전에 종래의 방밥에 따른 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 솔벤트-워싱 처리와 같은 방법으로 처리된다.
상기 스페이서의 재료는 열경화성 수지, 광-경화성 수지를 포함한다. 상기 스페이서는 상기 투명 전도층에 상기 수지를 프린팅함으로써 형성된다.
투명 플레이트에 폴리머 필름 결합시키기 위한 접착층의 재료로서, 투명 플레이트, 에폭시 수지, 페놀 또는 우레탄수지와 하드너의 조합, 또는 아크릴 타입, 고무타입 또는 실리콘 타입의 접착제가 사용된다.
결과적으로 상기 제5발명의 구현예는 도 11 및 도 12를 참조로 상세하게 설명된다.
도 11은 본 발명에 따른 제5발명으로서, 투명 전도성 플레이트의 예를 나타내는 단면도이다. 투명 전도성 플레이트에 있어서, 접착층(9)에 의하여 투명 전도층(4)에 제공된 폴리머 필름(2)이 투명 플레이트(7)상에 제공되고, 스페이서(마이크로 도트 스페이서)(5)가 투명 전도층(4)에 제공된다. 상기 스페이서는 상기 하부전극이 터치패널로 제조되기 위하여 상부전극과 부착되는 시점에서 필요하게 된다. 상기 접착층이 본 발명에 따른 폴리올레핀 수지를 구성하는 층이 된다. 상기 접착층은 폴리머 필름으로부터 투명 전도층의 박리를 방지하기 위하여 투명 전도층에 주어진 힘(부하)를 흡수하게 된다. 또한, 상기 부하가 접착층과 폴리머 필름 또는 투명 플레이트(특히 플라스틱 플레이트)간의 박리를 유발하지만, 본 발명의 접착층은 박리 유발이 일어나지 않는 결합강도로 제공된다. 상기 결합(crosslinked)된 폴리올레핀이 사용되는 경우, 상기 효과는 크게 증가된다.
도 12는 제5발명의 투명 전도성 플레이트가 하부전극에 사용된 터치패널의 예를 나타내는 단면도이다. 도 11에 도시된 투명 전도성 플레이트는 하부전극으로서 채택된 것이다. 상부전극은 폴리머 필름(2a), 이 필름의 일면에 제공된 하드코팅층(1), 상기 필름의 이면에 언더코팅층(3)에 의하여 제공된 투명 전도층(4a)으로 구성된다. 상기 하부 및 상부 전극은 본 발명에 따른 터치패널을 제조하기 위하여 접착층에 의하여 서로 결합된다. 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 폴리올레핀 수 지를 구성하는 접착층(9)은 투명 전도층에 적용된 부하를 감소시키고자 투명 전도층에 대하여 외부로부터 적용된 힘(부하)를 흡수하게 된다. 상기 접착층은 하드코팅층(바람직하게는 하드코팅층을 갖는 폴리머 필름)과 폴리머 필름(2a)간에 제공될 수 있다.
본 발명의 접착층(9)은 폴리올레핀 수지로 구성되어, 우수한 접착력과 충분한 탄성계수를 갖게 된다. 하부전극으로서 투명 전도성 플레이트가 제공된 터치패널이 반복적으로 사용되는 경우, 상기 접착층은 투명 전도층(투명 전극)에 적용되는 부하를 완화시켜 층간의 우수한 결합강도가 유지되는 동시에 만족스런 내구성을 얻을 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 접착층의 제공은 상기 상부전극의 표면에 펜이나 손가락이 반복적으로 입력되어 발생될 수 있는 상기 투명 전도층의 크랙, 탈락, 박리의 방지를 가능하게 한다.
본 발명에서, 상기 폴리머 필름(2,2a)의 재료 및 두께는 제1발명에서 설명된 바와 같다. 상기 투명 전도층(4,4a)의 재료 및 두께는 제1발명에서 설명된 바와 같다.
상기 투명 전도층은 종래의 방법에 따라 형성될 수 있지만, 스퍼터링 공정에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 투명 플레이트(7)는 통상 플라스틱 또는 글래스 플레이트이다. 상기 플라스틱 플레이트의 재료의 예로서, 아크릴 수지(특히, 폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리카본네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리올레핀 수지 및 아모포스 폴리올레핀 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 그 두께는 보통 50㎛-0.5mm의 범위이다.
본 발명에 따르면, 상기 투명 플레이트(7)는 접착층(9)에 의하여 투명 전도층(4)을 갖는 폴리머 필름(2)의 반대면에 부착된다. 상기 접착층(9)의 재료는 제3발명에서 설명된 바와 같다.
본 발명의 접착층은 제3발명과 동일한 방법으로 제조되는 바, 예를들어 상술한 재료로 구성된 조성이 적절한 비율로 혼합되는 단계, 사출기 또는 롤을 이용하여 상기 혼합물을 반죽하는 단계, 카렌다(calendar), 롤, T-다이 사출 또는 팽창을 이용하여 미리 설정된 크기의 필름으로 성형되도록 필름-성형 공정에 상기 반죽된 혼합물을 제공하는 단계로 준비된다.
보다 바람직한 상기 접착층의 성형 공정은: 우수한 솔벤트로 접착층을 형성하기 위한 구성요소를 혼합 및 분해시키는 단계, 흐름-코터 공정(flow coater process), 롤-코터(roll coater) 공정, 그래뷰어-롤(gravure-roll) 공정, 메이어-바(mayer-bar) 공정 또는 립-다이 코팅(lip die coating) 공정에 의하여 실리콘 또는 프로오릭(fluoric) 수지와 인접되게 코팅된 세퍼레이터상에 최종 용액을 적용하는 단계, 및 상기 솔벤트를 증발시키는 단계로 이루어진다. 다음으로, 상기 최종의 층이 상기 접착층을 얻기 위하여 지지층으로부터 박리된다(비결합).
본 발명에 따른 상기 투명 전도성 필름은 (결합가능한(crosslinkable)을 이용하여 투명 전도층을 갖는 폴리머 필름(B)에 플라스틱 플레이트 또는 글래스 플레이트를 결합시킴으로써 얻어질 수 있다. 상기 본딩(라미네이팅)은 접착층의 형성과 동시에 카렌다 공정, 롤 공정, T-다이 사출공정 또는 팽창공정을 이용하여 수행 된다. 그렇지 안다면, 상기 층들과 필름 및 플레이트는 롤 또는 동종의 것을 이용한 히팅 조건하에서 눌려지게함으로써 서로 결합될 수 있다. 상기 본딩 후, 최종의 라미네이트는 접착층에서 가스를 제거하기 위하여 진공 히팅으로 압축 및 히칭 및/또는 가스제거 처리로 이루어지는 가스제거 공정이 수행된다. 상기 압축에 의한 가스제거는 가스 제거(degas)를 위한 압력기와 같은 챔버를 히팅 및 압축시키기 위하여 라미네이트된 필름을 배치하여 수행된다. 결합 가능한 접착제가 접착제로서 사용되는 경우, 가스 제거후에 결합되어진다.
다른 방법으로서, 상기 투명 전도성 플레이트가 폴리머 필름의 투명 전도층이 없는 표면에 접착층을 형성하기 위한 재료를 적용하는 단계, 몰딩용 몰드에 재료(접착층)의 층이 제공된 폴리머 필름을 유도하여, 투명 전도층이 몰드의 표면을 향하게 하는 단계, 상기 폴리머 필름과 수지를 일체화(unit)시키고자 폴리머 필름이 제공된 몰드에 투명 플라스틱 플레이트를 성형하기 위한 수지를 사출 성형하는 단계에 의하여 제조된다. 상기 성형공정에서 접착층의 결합(crosslinking)이 수행되어진다.
상기 결합(crosslinking)이 히팅에 의하여 수행되는 바, 이때 히팅의 온도는 결합제(crosslinker: organic peroxides)의 종류에 따라 달라지지만, 보통 70-150℃, 바람직하게는 70-130℃의 범위에서, 10초-120분, 바람직하게는 20초-60분 동안 수행된다.
상기 결합(crosslinking)이 디개스(degassing)후, 광(light)에 의하여 수행되는 바, 이때의 광원은 자외선의 파장으로 광을 발산하는 여러개의 광원으로부터 선택 가능한데, 예를들면, 수퍼 고압, 고압 및 저압의 머큐리 램프(murcury lamp), 화학램프(chemical lamp), 제논(xenon) 램프, 할로겐(halogen) 램프, 머큐리 할로겐 램프, 카본 아크 램프, 백열전기(incandescent electric)램프, 레이저 빔과 같다. 방사(노출) 시간은 램프의 종류 및 빛의 세기에 따라 몇초에서 몇분 동안이다. 경화를 촉진하기 위하여, 라미네이트(laminate)는 미리 40-120℃로 가열되고, 다음으로 가열된 라미네이트는 자외선에 노출되어진다.
또한, 상기 접착(bonding)이 접착층에 의하여 수행되는 시점에서 상기 라미메이트에 적용된 압력은 적절하게 설정할 수 있다. 이때의 압력은 0-50kg/㎠이고, 바람직하게는 0-30kg/㎠이다.
상기 보호층은 투명 전도층에 제공될 수 있다. 이전에 식별된 보호층도 이러한 경우에 사용 가능하다.
상기 보호층은 하부 또는 상부 전극의 투명 전도층에 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 단지 하나의 전극, 예를들어 하부 또는 상부 전극의 투명 전도층상에 보호층이 제공됨은 서로 동일한 또는 유사한 특성을 갖는 투명 전도층들간의 상호 작용관계의 단절을 유발시킴으로써, 상기 투명 전도성 필름의 스크레칭 저항이 향상될 수 있다. 전술한 상부전극의 투명 전도성 필름은 이러한 경우에도 사용될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 제6발명은 도 13 내지 도 14를 참조로 상세하게 설명될 수 있다.
도 13은 제6발명의 투명 전도성 필름을 갖는 터치패널의 예를 나타내는 단면 도이다.
본 발명의 상기 터치패널은 상부 및 하부전극으로 구성된다. 상기 상부전극에 있어서, 언더코팅층(3a) 및 제1투명 전도층(4a)이 폴리머 필름(2a)의 일면에 차례로 적층되는 반면에 하드코팅층(1a)이 필름(2a)의 다른 면에 형성된다.
상기 하부전극에 있어서, 실리콘 옥사이드층(13) 및 제2투명 전도층(7a)이 소다 글래스(soda glass) 플레이트(17)에 차례로 적층되고, 제2투명 전도층(7a)에스페이서(5a)가 형성된다. 상기 상부 및 하부전극은 서로 마주보게 배열되어, 터치패널을 제조하기 위한 벨트-형상의 접착층(19a)에 의하여 그 외주면이 서로 결합된다.
도 14는 본 발명의 투명 전도성 필름을 이용한 터치패널의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다. 상기 상부전극의 구조는 도 13에 도시된 터치패널의 구조와 동일하다. 상기 하부전극에 있어서는 폴리머 필름(2b)이 접착층(19b)에 의하여 플라스틱 플레이트(18)의 일면에 부착되고, 언더코팅층(3b) 및 제2투명 전도층(4b)이 그 필름의 다른 면에 차례로 제공되며, 또한 스테이서(5a)가 상기 제2투명 전도층(4b)에 형성된다. 이러한 상부 및 하부전극은 서로 마주보게 배열되어, 도 13과 동일한 방법으로 터치패널을 제조하고자 벨트-형상의 접착층(19a)에 의하여 그 외주면이 서로 결합된다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 및 제2 투명 전도층(4a,4b)은 서로 다른 재료로 형성된다. 이 재료의 예로서, 금속 옥사이드, 금속 옥사이드의 조합, 금속 옥사이드로 구성된 복합필름, 금, 은, 니켈, 알루미늄, 팔라듐을 포함한다.
상기 서로 다른 재료는 제1 및 제2 투명 전도층간의 물리적 또는 화학적 단절을 가능케하는 범위내에서 서로 다른 것을 의미한다. 상기 제1 및 제2 투명 전도층은 금속 옥사이드, 금속 옥사이드의 조합, 금속 옥사이드(들) 또는 금속 재료로 구성된 복합필름을 사용하고, 다른 투명 전도층은 금속 옥사이드, 조합, 적어도 하나의 금속이 다른 복합필름 또는 금속재료, 비율 및 필름-성형조건을 사용하며, 상기 조합은 전자의 투명 전도층에서의 것으로부터 서로 동일하다. 예를들어, 제1및 제2투명 전도층은 금속 옥사이드(예를들어, 틴 옥사이드)를 사용하고, 상기 다른 투명 전도층은 금속 옥사이드(예를들어, 인듐 옥사이드, 진크 옥사이드, 안티모니 옥사이드, 카드뮴 옥사이드), 금속 옥사이드의조합(예를들어, ITO, IZO, ATO, GZO), 금속 옥사이드(들) 또는 금속 재료(예를들어, 금, 은, 니켈, 알루미늄, 팔라듐)로 구성된 복합필름을 사용한다.
그렇지 않으면, 상기 제1 및 제2 투명 전도층중 하나가 금속 옥사이드(예를들어, ITO)의 조합을 사용하고, 다른 투명 전도층은 금속 옥사이드(예를들어, 인듐 옥사이드, 진크 옥사이드, 안티모니 옥사이드, 카드뮴 옥사이드), 금속 옥사이드의 조합(예를들어, IZO, ATO, GZO)은 상기의 조합과 다른 바, 상기의 조합과 동일한 금속 옥사이드를 가지지만 서로 다른 비율을 가지는 금속 옥사이드의 조합, 금속 옥사이드(들) 또는 금속 재료(예를들어, 금, 은, 니켈, 알루미늄, 팔라듐)를 구성하는 복합필름을 사용한다.
바람직한 금속 옥사이드는 인듐 옥사이드, 진크 옥사이드, 틴 옥사이드, 안티모니 옥사이드 및 카드뮴 옥사이드를 포함하고, 특히 상기 틴 옥사이드는 고투명 도를 갖는 층이 쉽게 얻어질 수 있는 관점에서 바람직하다.
금속 옥사이드의 바람직한 조합은 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(ITO)의 소결재, 인듐 옥사이드-진크 옥사이드(IZO)의 소결재, 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(ATO)의 소결재, 갈륨-돕 진크 옥사이드(GZO)를 포함한다. 특히, 상기 ITO 및 IZO는 고 전기 전도성을 갖는 점에서 바람직하다. 상기 상부 및 하부전극에서의 금속 옥사이드의 조합은 서로 동일한 금속 옥사이드를 가지지만 서로 다른 금속 옥사이드의 비율을 갖는다.
상기 금속 옥사이드를 주로 구성하는 복합필름은 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 에폭시 수지와 같은 바인더 수지에 상술한 금속 옥사이드를 분산시켜 얻어지게 된다.
상기 투명 전도층의 두께는 사용된 재료에 따라 달라지지만 너무 작으면, 투명 전도층이 충분한 전도성을 가지지 않게 된다. 또한, 두께가 너무 두꺼우면, 상기 투명 전도층은 최종 터치패널의 우수한 반응을 부여하지 못하도록 감소된 저항을 가질 수 없으며, 투명 전도성 필름의 두께 증가 및 필름의 성형비용 상승을 초래한다. 따라서, 상기 투명 전도층의 두께는 1-500nm, 특히 5-100nm의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 투명 전도층은 물리적 또는 화학적 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다. 물리적 증착은 진공 금속화 공정, 스퍼터링 공정, 이온-플레이팅 공정, 레이져-제거 공정을 포함한다. 화학적 증착은 대기 CVD 공정, 디컴프레션 CVD공정, 플라즈마 CVD 공정을 포함한다.
상술한 보호층은 투명 전도층의 박리 또는 탈락을 방지하기 위하여 필름강도를 증가시키고자 상기 투명 전도층에 형성될 수 있다.
상기 하부전극에 있어서, 제2투명 전도층(4b)이 실리콘 옥사이드층(13)에 의하여 소다 글래스 플레이트에 적층될 수 있다. 상기 실리콘 옥사이드층(13)은 용리(eluting)로 소다 글래스에 포함된 알카리 조성을 위하여 제공된다. 또한 상기 하부전극의 제2투명 전도층(4b)은 언더코팅층(3b) 및 폴리머 필름(2b)에 의하여 아크릴 수지 또는 폴리카본네이트로 이루어진 플라스틱 플레이트(18)와 결합되어진다.
본 발명에서, 상기 폴리머 필름(2a,2b)의 두께 및 재료는 전술된 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리머 필름이 하부전극으로 사용된 경우, 상기 폴리머 필름의 두께는 상기 범위, 예를들어 0.5-2mm의 범위 이상으로 설절될 수 있다. 그러나, 상기 폴리머 필름은 플라스틱 플레이트에 필름을 본딩하는 경우에 상기 상부전극의 두께와 동일하게 적용된다.
본 발명에 따른 터치패널의 상부전극에 있어서, 상기 하드코칭층(1a,1b)이 폴리머 필름(2a,2b)의 투명 전도층(4a,4b)의 반대면(투명 전도층이 없는 면)에 형성되는 바, 이는 펜이나 손가락의 입력에 의한 손상으로부터 폴리머 필름을 보호하기 위함이다. 상기 하드코팅층은 전술한 바와 같이 사용될 수 있다. 또한, 안티리플렉션층은 상기 하드코팅층에 형성되어진다.
또한, 상기 하드코팅층(1a)의 표면은 안티글래어 공정, 또는 광특성의 향상 을 목적으로 하는 AR처리에 의하여 처리될 수 있다.
더욱이, 상기 투명 전도층은 폴리머 필름상에 직접적으로 형성되어진다. 그러나, 상기 언더코팅층(3a,3b)이 폴리머 필름(2a,2b) 및 투명 전도층(4a,4b)간에 제공되어, 상기 폴리머 필름(2a,2b) 및 투명 전도층(4a,4b)간의 결합강도가 투명 전도층(4a,4b)의 박리를 방지하고자 증대되어진다.
상기 언더코팅층(3a,3b)의 성형 공정 및 재료는 전술된 바와 같다. 상기 폴리머 필름(2a,2b)은 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 전술된 바와 같은 솔벤트 워싱 처리가 이루어지게 된다.
(도트)스페이서의 재료는 열경화성 수지, 광-경화성 수지를 포함한다. 상기 스페이서는 투명 전도층상에 상기 수지를 프린팅하여 형성된다.
상기 접착층(19a,19b)의 재료는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 및 실리콘 엘라스토머를 포함한다. 상기 하부전극에 상부전극을 결합하는 상기 접착층(19a,19b)의 두께가 과도하게 두꺼우면, 펜이나 손가락에 의한 눌림이 전류의 온을 유발시키지 못하는 바, 이는 상부 및 하부 전극간의 간격이 너무 두껍기 때문이며, 결국 터치패널의 입력 불가를 초래한다.
상기 접착층의 과도하게 감소된 두께는 빈번한 입력 에러를 초래하고, 이는 작은 충격이 전류를 온시키기때문이다. 이에, 바람직한 두께는 20-100㎛, 특히 50-70㎛의 범위이다.
상기 투명 전도성 필름은 전술한 사용처에 채택되어진다.
실시예
본 발명을 다음과 같은 실시예를 참조로 상세하게 설명한다.
[실시예1-3 및 비교예1](제1발명)
(1) 샘플의 제조
188㎛ 두께를 갖는 PET필름상에 하드코팅제(Z7501 available JSR Co., Ltd)가 바코터(bar coater)를 이용하여 코팅되고, 5㎛의 건조된 두께를 갖는 하드코팅층(1a)(경화전)을 형성하기 위하여 100℃에서 5분 동안 건조된다.
상기 하드코팅층은 경화를 위하여 고압 머큐리 램프에 노출(방사 강도(irradiation strength):80mW/㎡, 광의 조합량 : 300mJ/㎠)된다.
상기 PET 필름의 반대면상에 표 1에 설정된 조성을 갖는 코팅액이 바코터에 의하여 코팅되고, 5㎛의 건조된 두께를 갖는 언더코팅층(경화전)을 형성하기 위하여 100℃에서 5분 동안 건조된다
상기 언더코팅층은 경화를 위하여 고압 머큐리 램프에 노출(방사 강도(irradiation strength):80mW/㎡, 광의 조합량 : 300mJ/㎠)된다.
결과적으로, ITO는 마그네트론 DC스퍼터링 장치에서 타겟으로 위치되고, 언더코팅층을 갖는 최종 PET 필름은 진공챔버에 배치된 다음, 상기 챔버의 압력이 터보 몰큘러 펌프(turbo molecular pump)에 의하여 1×10-4Pa까지 감소된다.
이후, Ar가스 200cc/min. 및 산소 가스 3cc/min. 가 0.5Pa까지 챔버를 조절하고자 챔버에 유도된 다음, 전압이 약 30mm두께를 갖는 ITO필름을 형성하기 위하 여 ITO필름에 적용된다.
(2) 내구성 시험
250g의 부하로서 작용하는 입력펜(폴리아세탈로 만들어진 펜; Tip end:0.8R)이 필름의 하드코팅층(상기 투명 전도층의 반대면)상에 100,000번 반복적으로 닿게 되어, 그라인딩(grinding) 시험이 수행된다. 다음으로, 필름의 전기적 특성(전기 전도성)이 다음과 같은 평가 및 결정된다:
"ㅇ(Good)" : 상기 시험이 30%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
"×(Poor)" : 상기 시험이 적어도 30%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
Figure 112004013700537-pct00001
주의:
*1) U-4HA, available from Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd
*2) A-NPG, available from Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd
*3) Irgercure 184, available from Chiba Specialty Chemicals Ltd
*4) DMMA, available from Mitsubishi Rayon Co.,Ltd
*5) KBE903, available from Shin-etsu Chemical Co.,Ltd
*6) P1M, available from Kyoeisha Chemical Co.,Ltd
표 1은 본 발명의 투명 전도층이 전기적 특성의 저하를 방지하는 동시에 우수한 내구성을 가지는 것을 보여준다.
따라서, 본 발명에 따르면 상기 투명 전도성 필름의 투명 전도층의 탈락 및 박리 현상은 아미노 그룹중 적어도 하나 및 포스포릭 아시드 그룹을 가지는 화합물을 함유한 언더코팅층의 제공으로 용이하게 방지될 수 있고, 이에 우수한 내구성을 지니는 터치패널을 얻을 수 있다.
[실시예4-7 및 비교예2](제2발명)
(1) 샘플의 제조
188㎛ 두께를 갖는 PET필름의 양측면에 하드코팅제(Z7501 available JSR Co., Ltd)가 바코터(bar coater)를 이용하여 코팅되고, 5㎛의 건조된 두께를 갖는 언더코팅층(3a) 및 하드코팅층(1a)(경화전)을 형성하기 위하여 100℃에서 5분 동안 건조된다.
상기 층은 경화를 위하여 고압 머큐리 램프에 노출(방사 강도(irradiation strength):80mW/㎡, 광의 조합량 : 300mJ/㎠)된다.
결과적으로, ITO는 마그네트론 DC스퍼터링 장치에서 타겟으로 위치되고, 언더코팅층을 갖는 최종 PET 필름은 진공챔버에 배치된 다음, 상기 챔버의 압력이 터보 몰큘러 펌프(turbo molecular pump)에 의하여 1×10-4Pa까지 감소된다.
이후, Ar가스 196sccm(흐름량) 및 산소 가스 4sccm(흐름량)가 0.5Pa까지 챔버를 조절하고자 챔버에 유도된 다음, 2kw의 전압이 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ITO 미세층을 형성하기 위하여 ITO타겟에 적용된다.
표 2에 설정된 화합물로 이루어진 보호층은 표 2에 설정된 두께를 가지며, 상기 투명 전도성 필름의 ITO미세층에 형성된다.
(실시예4 및 5에서 필름 성형 공정)
표 2에 나타낸 재료의 혼합물은 바코터(bar coater)를 이용하여 코팅되고, 표 2에 설정된 두께를 갖는 보호층을 형성하기 위하여 100℃에서 5분 동안 건조된다.
상기 보호층은 경화를 위하여 고압 머큐리 램프에 노출(방사 강도(irradiation strength):80mW/㎡, 광의 조합량 : 300mJ/㎠)된다.
(실시예6 및 7에서 필름 성형 공정)
표 2에 나타낸 재료의 혼합물은 바코터(bar coater)를 이용하여 코팅되고, 표 2에 설정된 두께를 갖는 보호층을 형성하기 위하여 80℃에서 30분 동안 건조된 다. 상기 보호층은 상온에서 7일 동안 유지된 다음, 내구성 시험을 시행받게 된다.
(2) 내구성 시험
250g의 부하로서 작용하는 입력펜(폴리아세탈로 만들어진 펜; Tip end:0.8R)이 필름의 하드코팅층(상기 투명 전도층의 반대면)상에 100,000번 반복적으로 닿게 되어, 그라인딩(grinding) 시험이 수행된다. 다음으로, 필름의 전기적 특성(전기 전도성)이 다음과 같은 평가 및 결정된다:
"ㅇ(Good)" : 상기 시험이 30%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
"×(Poor)" : 상기 시험이 적어도 30%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
Figure 112004013700537-pct00002
주의:
*1) U-4HA, available from Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd
*2) A-NPG, available from Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd
*3) Irgercure 184, available from Chiba Specialty Chemicals Ltd
*4) KBP-40, available from Shin-etsu Chemical Co.,Ltd
표 2는 본 발명의 투명 전도층이 전기적 특성의 저하를 방지하는 동시에 우수한 내구성을 가지는 것을 보여준다.
따라서, 제2발명에 따르면 상기 투명 전도성 필름의 투명 전도층의 탈락 및 박리 현상은 폴리머릭 화합물을 포함하는 보호층의 제공으로 용이하게 방지될 수 있고, 이에 우수한 내구성을 지니는 터치패널을 용이하게 제조될 수 있다.
[실시예8 및 비교예3-4](제3발명)
(1) 샘플의 제조
125㎛ 두께를 갖는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)필름에 실리카 미세입자를 포함하는 UV-경화성 아크릴 수지 페인트가 코팅되고, 상기 층은 경화를 위하여 고압 머큐리 램프에 노출(방사 강도(irradiation strength):80mW/㎡, 광의 조합량 : 300mJ/㎠)된다. 따라서, 상기 하드코팅층(제2폴리머 필름)을 갖는 PET필름이 얻어지게 된다.
결과적으로, 38㎛의 두께를 갖는 PET필름이 감소된 압력조건에서 플라즈마 처리되어진다. 이 플라즈마 처리는 감소된 압력(13.3Pa) 및 고-주파 전기원(13.56MHz)을 이용한 100W의 전압의 조건으로 10분동안 진행되는 동시에 100ml/min의 아르곤 가스가 흐르게 된다. 이후, 마그네트론-스퍼터링 장치에서, 타겟으로서의 실리콘이 10nm의 두께를 갖는 실리콘 화합물의 미세층(언더코팅층)을 형성하고자 PET필름의 처리면에 스퍼터링된다
또한, 상기 마그네트론-스퍼터링 장치에서, 타겟으로서 틴 옥사이드(10중량%)-함유 ITO플레이트가 20nm의 두께를 갖는 ITO의 투명 전도층을 형성하기 위한 다음과 같은 조건하에서 상기 미세층에 스퍼터링된다. 따라서, 상기 투명 전도성 필름이 얻어지게 된다.
상기 마그네트론-스퍼터링 장치에 의한 ITO층의 형성은 50cc/min의 아르곤 흐름량, 3cc/min의 산소 흐름량, 0.6Pa의 감소된 압력, 2kW의 DC 전원 및 10rpm의 플레이트 회전율의 조건하에서 60초 동안 수행된다.
결과적으로, 톨루엔에 관하여 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머의 15중량%(울트라신(Ultrasene) 710, available from Toso Co.,Ltd, 비닐 아세테이트의 함량: 28중량%)이 제조된다.
에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머를 기반으로 하는 1,1-비스(t-뷰틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산(1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane) 0.5중량%, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 2.0중량%, γ-메스아크릴록시프로필트리메스에속시시레인(γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 0.5중량%가 용액에 첨가되어, 충분하게 섞이게 된다. 최종적인 코팅액은 접착층을 형성하고자 바코터를 이용하여 하드코팅층(5㎛)을 갖는 PET필름(폭:250mm, 두께:125㎛)상에 코팅된다.
결과적으로, 상기 하드코팅층을 갖는 PET필름과 접착층은 접착층에 의하여 투명 전도성 필름(38㎛)에 적층되고, 130℃에서 10분동안 10kg/㎠의 압력 조건하에서 가열된다. 따라서, 터치패널을 위한 투명 전도성 필름이 얻어지게 된다.
열적-결합된(thermo-crosslinked) EVA(ethylene/vinyl acetate copolymer) 열적-결합 가능한 접착층이 상기한 압력조건에서 히팅되어 제조되고, 4.5×104Pa의 탄성계수를 갖는다.
(비교예3)
실시예 8에서, 터치패널용 투명 전도성 필름은 하드코팅층을 갖는 최종 PET필름과 상기 투명 전도성 필름이 에폭시 접착제(2.5×107Pa의 탄성계수)를 갖는 접착층을 이용하여 서로 접착되는 것을 제외한 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
(비교예4)
실시예 8에서, 터치패널용 투명 전도성 필름은 하드코팅층을 갖는 PET필름과 상기 투명 전도성 필름이 우레탄 접착제(2.5×107Pa의 탄성계수)를 갖는 접착층을 이용하여 서로 접착되는 것을 제외한 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
(내구성 시험)
250g의 부하로서 작용하는 입력펜(폴리아세탈로 만들어진 펜; Tip end:0.8R)이 필름의 하드코팅층(상기 투명 전도층의 반대면)상에 100,000번 반복적으로 닿게 되어, 그라인딩(grinding) 시험이 수행된다.
(1) 접착력(결합 강도)
시험후, PET필름이 접착층으로부터 박리되는지를 다음과 같이 관찰 및 평가 하게 된다:
"Good" : 박리가 관찰되지 않음;
"Poor" : 박리가 명확하게 관찰됨.
(2) 전기 저항의 변화율
시험후, 상기 필름의 전기적 특성(전기저항)이 다음과 같이 결정되고 평가된다:
"Good" : 상기 시험이 50%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율;
"Poor" : 상기 시험이 적어도 50%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
Figure 112004013700537-pct00003
상기 표 3은 본 발명의 투명 전도층이 PET필름과 접착층간의 분리(박리) 및 전기적인 특성의 저하를 방지할 수 있음을 보여주고, 또한 상부전극으로서 투명전도층을 이용한 터치패널이 우수한 내구성을 지님을 보여준다.
따라서, 본 발명에 따른 터치패널 및 투명 전도성 필름에 있어서, 심지어 펜이나 손가락의 입력이 투명 전도층(상부전극)의 표면에 반복적으로 수행될지라도 상기 투명 전도성 필름의 투명 전도층의 박리 또는 탈락이 용이하게 방지된다. 따라서, 필름 및 터치패널에 있어서, 전기 저항의 균일함이 유지되고, 이에 우수한 내구성을 얻을 수 있다.
[실시예9-12 및 비교예5](제4발명)
188㎛의 두께를 갖는 PET필름의 일면상에 5㎛ 두께를 갖는 하드코팅층이 솔벤트를 이용한 방법으로 코팅되어 형성된다. 최종 필름은 100×100mm 크기로 커팅되고, 필름의 하드코팅층이 없는 표면이 감소된 압력 조건하에서 플라즈마 처리되어진다. 상기 플라즈마 처리는 감소된 압력(13.3Pa) 및 고주파 전원(13.56MHz)을 이용한 100W의 전압으로 10분 동안 수행되는 동시에 아르곤 가스 100ml/min 이 흐르게 된다.
결과적으로, 마그네트론-스퍼터링 장치에 있어서, 틴 옥사이드(10중량%)-함유 ITO타겟은 50ml/min 함량의 아르곤 흐름량 및 2ml/min의 산소 흐름량 조건하에서 상기 처리된 표면에 스퍼터링된다.
또한, 상기 ITO층(미세층)에 별도의 ITO층이 상술한 마그네트론-스퍼터링 장치를 이용하여 형성되고, 조건(표 4에 도시됨)하의 타겟 재료는 상기 ITO 미세층을 형성하는 재료와 다르다. 별도의 ITO 미세층은 전자의 ITO 미세층과 다른 특성을 갖는다.
하부전극은 다음과 같이 제조된다:
ITO가 마그네트론 DC스퍼터링 장치에 타겟으로 배치되고, 1.1mm의 두께를 갖는 소다 글래스 플레이트가 진공챔버에 배치된 다음, 상기 챔버의 압력이 터보 몰큘러 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된다.
이후, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된 다음, 4kw의 전압이 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ITO 미세층을 형성하기 위하여 ITO 타겟에 적용되어진다. 도트 스페이서가 ITO 미세층에 프린트되어 하부전극을 형성하도록 경화된다.
상기 투명 전도성 필름은 상부전극으로 사용되고, 상부 및 하부전극이 미리 설정된 형상을 갖는 전극으로 형성되도록 에칭 처리되어진다. 리드 와이어링이 Ag 페이스트(paste)를 이용한 상부 및 하부전극의 끝단에 형성된다. 상기 상부 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보는 형태로 배열되고, 이들 전극은 터치패널로 제조되도록 접착제를 이용하여 그 외주면이 서로 결합된다. 상기 접착층의 두께는 60㎛이다.
(내구성 시험)
결과적으로, 최종 필름은 그라인딩 라이팅(grinding writing)에 의하여 내구성 시험을 받게 된다. 250g의 부하로 작용하는 입력펜이 필름상에 반복적으로 100,000번 작용하게 됨에 따라 그라인딩 시험이 수행된다. 이러한 시험후, 필름의 전기적인 특성(전기 저항)이 결정되고, 그 내구성이 다음과 같이 평가된다:
"OK" : 상기 시험이 50%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율;
"NG" : 상기 시험이 적어도 50%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율.
그 결과는 다음의 표 4에 나타낸 바와 같다.
(비교예5)
실시예 9에서, 터치패널용 투명 전도성 필름이 투명 전도성 필림이 단지 하나의 ITO미세층을 갖는 점을 제외하고 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
마그네트론-스퍼터링 장치에 의한 상기 하나의 ITO 필름을 형성함은 아르곤 흐름량 50cc/min, 산소 흐름량 3cc/min, 감압 0.5Pa, DC 전원 2Kw, 60초의 필름-성형 시간 등의 조건으로 수행된다. 플레이트의 회전율 조건은 10rpm이다.
Figure 112004013700537-pct00004
Note:
*1) 하부 ITO에 비하여 증가된 O2를 함유한 상부 ITO
*2) 상부 ITO가 N2를 함유하는 동시에 하부 ITO가 N2를 함유하지 않음
*3) 하부 ITO에 비하여 증가된 거칠기를 갖는 상부 ITO
위에서 보는 바와 같이, 상기 상부전극의 투명 전도층을 형성함에 있어서, 본 발명에 따른 보통의 금속 옥사이드층에 보통의 금속 옥사이드층과 표면 거칠기 및 조성에서 차이가 있는 별도의 금속 옥사이드 층 및 보통의 금속 옥사이드층의 제공은 투명 전도성 필름이 전극으로부터 탈락 또는 박리됨이 방지될 수 있게 하고, 상부 및 하부전극간의 퓨징(fusing)이 방지될 수 있게 하며, 우수한 그라인딩 저항 및 우수한 내구성을 가지게 한다.
[실시예13-16 및 비교예6](제4발명과 유사)
188㎛의 두께를 갖는 PET필름의 일면상에 5㎛ 두께를 갖는 하드코팅층이 솔벤트를 이용한 방법으로 코팅되어 형성된다. 최종 필름은 100×100mm 크기로 커팅되고, 필름의 하드코팅층이 없는 표면이 감소된 압력 조건하에서 플라즈마 처리되어진다. 상기 플라즈마 처리는 감소된 압력(13.3Pa) 및 고주파 전원(13.56MHz)을 이용한 100W의 전압으로 10분 동안 수행되는 동시에 아르곤 가스 100ml/min 이 흐르게 된다.
결과적으로, 상기 마그네트론-스퍼터링 장치에 있어서, 알루미늄 옥사이드(2중량%)-함유 ZAO 타겟이 20nm의 두께를 갖는 ZAO의 투명 전도층을 형성하기 위하여 50ml/min의 아르곤 흐름량 및 2ml/min의 산소 흐름량의 조건으로 상기 처리된 표면상에 스퍼터링된다. 또한, 상기 ZAO층(미세층)에 별도의 ZAO층이 상기 마그네트론-스퍼터링 장치를 이용하여 형성되고, 조건(표 5에 나타냄)하의 상기 타겟 재료는 상술한 ZAO 미세층을 형성하는 재료와 다르다. 후자의 ZAO 미세층은 전자의 ZAO 미세층과 다른 특성을 갖는다.
하부전극이 다음과 같이 제조된다:
ZAO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로 배치되고, 1.1mm 두께를 갖는 소다 플레이트가 진공챔버에 배치된 다음, 상기 챔버의 압력이 터보 몰큘러 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된다. 이후, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된 다음, 4kw의 전압이 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ZAO 미세층을 형성하기 위하여 ZAO 타겟에 적용되어진다. 도트 스페이서가 ZAO 미세층에 프린트되어 하부전극을 형성하도록 경화된다.
상기 투명 전도성 필름은 상부전극으로 사용되고, 상부 및 하부전극이 미리 설정된 형상을 갖는 전극으로 형성되도록 에칭 처리되어진다. 리드 와이어링이 Ag 페이스트(paste)를 이용한 상부 및 하부전극의 끝단에 형성된다. 상기 상부 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보는 형태로 배열되고, 이들 전극은 터치패널로 제조되도록 접착제를 이용하여 그 외주면이 서로 결합된다. 상기 접착층의 두께는 60㎛이다.
(내구성 시험)
결과적으로, 최종 필름은 그라인딩 라이팅(grinding writing)에 의하여 내구성 시험을 받게 된다. 250g의 부하로 작용하는 입력펜이 필름상에 반복적으로 100,000번 작용하게 됨에 따라 그라인딩 시험이 수행된다. 이러한 시험후, 필름의 전기적인 특성(전기 저항)이 결정되고, 그 내구성이 다음과 같이 평가된다:
"OK" : 상기 시험이 50%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율;
"NG" : 상기 시험이 적어도 50%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율.
그 결과는 다음의 표 5에 나타낸 바와 같다.
(비교예 6)
실시예 13에서, 터치패널용 투명 전도성 필름이 투명 전도성 필림이 단지 하나의 ZAO 미세층을 갖는 점을 제외하고 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
마그네트론-스퍼터링 장치에 의한 상기 하나의 ZAO 필름을 형성함은 아르곤 흐름량 50cc/min, 산소 흐름량 3cc/min, 감압 0.5Pa, DC 전원 2Kw, 60초의 필름-성형 시간 등의 조건으로 수행된다. 플레이트의 회전율 조건은 10rpm이다.
Figure 112004013700537-pct00005
Note:
*1) 하부 ZAO에 비하여 증가된 O2를 함유한 상부 ZAO
*2) 상부 ZAO가 N2를 함유하는 동시에 하부 ZAO가 N2를 함유하지 않음
*3) 하부 ZAO에 비하여 증가된 거칠기를 갖는 상부 ZAO
위에서 보는 바와 같이, 상기 상부전극의 투명 전도층을 형성함에 있어서, 본 발명에 따른 전자의 ZAO층에 전자의 ZAO과 표면 형상(표면 거칠기) 및 조성에서 차이가 있는 별도의 금속 옥사이드층 및 ZAO층의 제공은 투명 전도성 필름이 전극으로부터 탈락 또는 박리됨이 방지될 수 있게 하고, 상부 및 하부전극간의 퓨징(fusing)이 방지될 수 있게 하며, 우수한 그라인딩 저항 및 우수한 내구성을 가지게 한다.
[실시예17-20 및 비교예7](제4발명과 유사)
188㎛의 두께를 갖는 PET필름의 일면상에 5㎛ 두께를 갖는 하드코팅층이 솔벤트를 이용한 방법으로 코팅되어 형성된다. 최종 필름은 100×100mm 크기로 커팅되고, 필름의 하드코팅층이 없는 표면이 감소된 압력 조건하에서 플라즈마 처리되어진다. 상기 플라즈마 처리는 감소된 압력(13.3Pa) 및 고주파 전원(13.56MHz)을 이용한 100W의 전압으로 10분 동안 수행되는 동시에 아르곤 가스 100ml/min 이 흐르게 된다.
결과적으로, 상기 마그네트론-스퍼터링 장치에 있어서,
안티모니 옥사이드(2중량%)-함유 ATO 타겟이 20nm의 두께를 갖는 ATO의 투명 전도층을 형성하기 위하여 50ml/min의 아르곤 흐름량 및 2ml/min의 산소 흐름량의 조건으로 상기 처리된 표면상에 스퍼터링된다. 또한, 상기 ATO층(미세층)에 별도 의 ATO층이 상기 마그네트론-스퍼터링 장치를 이용하여 형성되고, 조건(표 6에 나타냄)하의 상기 타겟 재료는 상술한 ATO 미세층을 형성하는 재료와 다르다. 후자의 ATO 미세층은 전자의 ATO 미세층과 다른 특성을 갖는다.
하부전극이 다음과 같이 제조된다:
ATO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로 배치되고, 1.1mm 두께를 갖는 소다 플레이트가 진공챔버에 배치된 다음, 상기 챔버의 압력이 터보 몰큘러 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된다. 이후, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된 다음, 4kw의 전압이 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ATO 미세층을 형성하기 위하여 ATO 타겟에 적용되어진다. 도트 스페이서가 ATO 미세층에 프린트되어 하부전극을 형성하도록 경화된다.
상기 투명 전도성 필름은 상부전극으로 사용되고, 상부 및 하부전극이 미리 설정된 형상을 갖는 전극으로 형성되도록 에칭 처리되어진다. 리드 와이어링이 Ag 페이스트(paste)를 이용한 상부 및 하부전극의 끝단에 형성된다. 상기 상부 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보는 형태로 배열되고, 이들 전극은 터치패널로 제조되도록 접착제를 이용하여 그 외주면이 서로 결합된다. 상기 접착층의 두께는 60㎛이다.
(내구성 시험)
결과적으로, 최종 필름은 그라인딩 라이팅(grinding writing)에 의하여 내구 성 시험을 받게 된다. 250g의 부하로 작용하는 입력펜이 필름상에 반복적으로 100,000번 작용하게 됨에 따라 그라인딩 시험이 수행된다. 이러한 시험후, 필름의 전기적인 특성(전기 저항)이 결정되고, 그 내구성이 다음과 같이 평가된다:
"OK" : 상기 시험이 50%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율;
"NG" : 상기 시험이 적어도 50%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율.
그 결과는 다음의 표 6에 나타낸 바와 같다.
(비교예 7)
실시예 17에서, 터치패널용 투명 전도성 필름이 투명 전도성 필림이 단지 하나의 ATO 미세층을 갖는 점을 제외하고 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
마그네트론-스퍼터링 장치에 의한 상기 하나의 ATO 필름을 형성함은 아르곤 흐름량 50cc/min, 산소 흐름량 3cc/min, 감압 0.5Pa, DC 전원 2Kw, 60초의 필름-성형 시간 등의 조건으로 수행된다. 플레이트의 회전율 조건은 10rpm이다.
Figure 112004013700537-pct00006
Note:
*1) 하부 ATO에 비하여 증가된 O2를 함유한 상부 ATO
*2) 상부 ATO가 N2를 함유하는 동시에 하부 ATO가 N2를 함유하지 않음
*3) 하부 ATO에 비하여 증가된 거칠기를 갖는 상부 ATO
위에서 보는 바와 같이, 상기 상부전극의 투명 전도층을 형성함에 있어서, 본 발명에 따른 전자의 ATO층에 전자의 ATO과 표면 형상(표면 거칠기) 및 조성에서 차이가 있는 별도의 금속 옥사이드층 및 ATO층의 제공은 투명 전도성 필름이 전극으로부터 탈락 또는 박리됨이 방지될 수 있게 하고, 상부 및 하부전극간의 퓨징(fusing)이 방지될 수 있게 하며, 우수한 그라인딩 저항 및 우수한 내구성을 가지게 한다.
[실시예21 및 비교예8](제5발명)
(1) 샘플의 제조
38㎛의 두께를 갖는 PET필름의 표면이 감압(13.3Pa) 및 고주파 전원(13.56MHz)을 이용한 100W의 전압으로 10분 동안 플라즈마 처리되는 동시에 아르곤 가스 100ml/min 이 흐르게 된다. 이후, 마그네트론-스퍼터링 장치에 있어서, 타겟으로서의 실리콘이 10nm의 두께를 갖는 실리콘 화합물의 미세층(언더코팅층)을 형성하기 위하여 PET필름의 상기 처리된 표면에 스퍼터링된다. 또한, 마그네트론-스퍼터링 장치에 있어서, 타겟으로서의 틴-옥사이드(10중량%)-함유 ITO플레이트가 20nm의 두께를 갖는 ITO의 투명 전도층을 형성하기 위하여 다음과 같은 조건으로 미세층에 스퍼터링된다. 따라서, 상기 투명 전도성 필름이 얻어지게 된다.
상기 마그네트론-스퍼터링 장치에 의한 상기 ITO층의 형성은 아르곤 흐름량 50cc/min, 산소 흐름량 3cc/min, 감압 0.5Pa, DC 전원 2Kw, 플레이트의 회전율 10rpm의 조건하에서 60초 동안 수행된다.
결과적으로, 폴루엔에 에틸렌/비닐아세테이트 코폴리머 15중량%(28중량%의 비닐 아세테이트의 함량으로서, Toso Co., Ltd로부터의 Ultrasene 710)가 함유된 용액이 구비된다.
상기 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머를 기반으로 하는 1,1-비스(t-뷰틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산(1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane) 0.5중량%와, 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 2.0중량% 및, γ-메스아크릴록시프로필트리메속시시레인(γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 0.5중량%가 상기 용액에 첨가되어 충분하게 섞이게 된다. 상기 최종 코팅액은 투명 전도층을 작지 않는 표면에 코팅되고, 투명 전도층이 몰딩 머신의 몰딩면에 대향되게 상기 PET 필름이 사출 몰딩 기계에 배치된 다음, PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트)수지가 몰딩 머신에 주입되어 분리를 위하여 130℃에서 5분 동안 유지된다. 따라서, 터치패널용 투명 전도성 플레이트가 얻어지게 된다.
상술한 열적-결합 EVA(에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머) 열적-결합 가능한 접착층이 상기한 히팅에 의하여 결합되어, 4.5×104Pa의 탄성계수를 갖게 된다.
(비교예8)
실시예 21에서, 터치패널용 투명 전도성 플레이트가 PMMA 수지(플레이트) 및 투명 전도성 필름이 우레탄 접착제(2.5×107Pa의 탄성계수를 갖음)의 결합 접착층에 의하여 서로 접착되는 점을 제외하고 동일한 방법으로 얻어지게 된다.
(내구성 시험)
상부전극으로서의 상기 투명 전도성 필름은 투명 전도성 플레이트와 적층되어, 다음과 같은 그라인딩 라이팅 시험을 받게 된다.
250g의 부하로서 작용하는 입력펜(폴리아세탈로 만들어진 펜; Tip end:0.8R)이 필름의 하드코팅층(상기 투명 전도층의 반대면)상에 100,000번 반복적으로 닿게된다.
(1) 접착력(결합 강도)
시험후, PET필름이 접착층으로부터 박리되는지를 다음과 같이 관찰 및 평가하게 된다:
"Good" : 박리가 관찰되지 않음;
"Poor" : 박리가 명확하게 관찰됨.
(2) 전기 저항의 변화율
시험후, 상기 필름의 전기적 특성(전기저항)이 다음과 같이 결정되고 평가된다:
"Good" : 상기 시험이 50%이하 전까지 시험된 후, 저항의 변화율;
"Poor" : 상기 시험이 적어도 50%이상 되기 전까지 시험된 후, 저항의 변화율
Figure 112004013700537-pct00007
표 7은 본 발명의 투명 전도성 플레이트는 오랫동안 사용하여도 PET 필름 및 접착층간의 분리(박리)가 일어나지 않게 되므로 우수한 내구성을 갖게 됨을 보여주고 있고, 그라인딩 시험후에 전기적인 특성이 감쇠하지 않음을 나타내고 있으며, 이에 하부전극으로서 플레이트를 사용하는 터치패널은 우수한 내구성을 가짐을 알 수 있다.
글래스 플레이트에 투명 전도성 필름을 결합하여 구비된 상업적으로 유용한 투명 전도성 플레이트(비교예8)와 실시예 21의 플라스틱 플레이트에 대한 충격저항을 비교하고자, 이 양 플레이트를 1m 높이로부터 콘크리트 표면을 향하여 떨어뜨리게 된다. 그 결과, 상기 상업적으로 유용한 플레이트만이 파손되었다. 이에, 이 플레이트는 내구성 시험에서 나쁜 내구성을 보임을 알 수 있었다.
이러한 사실로부터, 본 발명에 따르면 투명 전도성 플레이트와 이 플레이트를 갖는 터치패널에 있어서, 투명 전도층(상부전극)의 표면에 펜이나 손가락에 의한 입력이 반복적으로 수행되더라도, 상기 투명 전도성 필름의 투명 전도층의 박리 또는 탈락이 좀처럼 발생되지 않게 되고, 따라서, 전기 저항성의 균일성을 유지할 수 있으며, 우수한 내구성을 얻을 수 있게 된다.
[실시예22-23 및 비교예9-10](제6발명)
(1) 전극의 제조 방법
(a) 상부전극 1
ITO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로서 세팅되고, 188㎛ 두께를 가지면서 일면에 UV-경화성 아크릴레이트 타입의 하드코트가 코팅된 PET필름이 진공챔버에 세팅된다. 결과적으로, 상기 진공챔버의 압력이 터보 몰큘라 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된 다음, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된다. 이후, 4kw의 전압이 PET필름의 하드코팅층을 갖지 않는 면에 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ITO 미세층을 형성하기 위하여 ITO 타겟에 적용되어진다.
(b) 상부전극 2
IZO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로서 세팅되고, 188㎛ 두께를 가지면서 일면에 UV-경화성 아크릴레이트 타입의 하드코트가 코팅된 PET필름이 진공챔버에 세팅된다. 결과적으로, 상기 진공챔버의 압력이 터보 몰큘라 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된 다음, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된다. 이후, 4kw의 전압이 PET필름의 하드코팅층을 갖지 않는 면에 500Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 IZO 미세층을 형성하기 위하여 IZO 타겟에 적용되어진다.
(c) 하부전극 1
ITO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로서 세팅되고, 딥핑(dipping)방법에 의하여 양면에 실리콘 옥사이드층 제공된 1.1mm 두께를 갖는 소다 글래스가 진공챔버에 세팅된다. 결과적으로, 상기 진공챔버의 압력이 터보 몰큘라 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된 다음, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된다. 이후, 4kw의 전압이 상기 글래스의 하드코팅층을 갖지 않는 면에 1,000Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 ITO 미세층을 형성하기 위하여 ITO 타겟에 적용되어진다. 도트 스페이서가 ITO미세층에 프린트되어 경화된다.
(d) 하부전극 2
IZO가 마그네트론 DC 스퍼터링 장치에 타겟으로서 세팅되고, 딥핑(dipping) 방법에 의하여 양면에 실리콘 옥사이드층 제공된 1.1mm 두께를 갖는 소다 글래스가 진공챔버에 세팅된다. 결과적으로, 상기 진공챔버의 압력이 터보 몰큘라 펌프에 의하여 5×10-4Pa까지 감소된 다음, 196sccm의 Ar 가스(흐름량)와 4sccm의 산소가스(흐름량)의 혼합가스가 챔버의 압력을 0.5Pa까지 조절하고자 상기 챔버로 유도된다. 이후, 4kw의 전압이 상기 글래스의 하드코팅층을 갖지 않는 면에 1,000Ω/□(sq)의 표면 저항을 갖는 IZO 미세층을 형성하기 위하여 IZO 타겟에 적용되어진다. 도트 스페이서가 IZO미세층에 프린트되어 경화된다.
(2) 터치패널의 제조 방법
상기 상부 및 하부전극이 미리 설정된 형상을 갖는 전극으로 형성되도록 에칭 처리되어진다. 리드 와이어링이 Ag 페이스트(paste)를 이용한 상부 및 하부전극의 끝단에 형성된다. 상기 상부 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보는 형태로 배열되고, 이들 전극은 터치패널로 제조되도록 접착제를 이용하여 그 외주면이 서로 결합된다. 상기 접착층의 두께는 60㎛이다.
(3) 평가
내구성 시험
250g의 부하로서 작용하는 입력펜(폴리아세탈로 만들어진 펜; Tip end:0.8R)이 필름의 하드코팅층(상기 투명 전도층의 반대면)상에 100,000번 반복적으로 닿게되어, 그라인딩 시험이 이루어진다. 다음으로, 필름의 전기적 특성(전기 저항)이 다음과 같이 결정 및 평가된다:
"ㅇ(Good)": 시험후의 선형성(linearity)이 0.5% 이하;
"×(Poor)": 시험후의 선형성이 적어도 30%.
또한, 상기 필름의 외관은 다음과 같이 평가된다:
"ㅇ(Good)": 시험후와 시험전의 외관 차이가 없음;
"×(Poor)": 시험후와 시험전의 외관 차리가 있음.
상기 선형성은 투명 전도층의 저항율이 일관성을 가짐을 지시하는 비율이다. 이는 다음과 같이 결정될 수 있다: 실버 페이스트(silver paste)의 터미널이 서로 마주보는 상부 및 하부전극의 양측면에 형성되고, 지시 전류는 상기 양쪽 터미널 사이에 적용된다. 상기 선형성은 다음과 같은 식으로 정의된다:
선형성(Linearity)(%)=
Figure 112004013700537-pct00008
×100
여기서 L은 전극간의 거리를 나타내고, V는 적용 전압을 나타내며, 이러한 조건하에서 I는 투명 전도층의 선택지점으로부터 마이너스 터미널까지의 거리를 나타내며, v는 상기 지점과 마이너스 터미널간의 전위차를 나타낸다.
상기 선형성이 보다 작아지게 되면, 투명 전도층의 저항율의 균일성이 보다 우수하게 되고, 상기 선형성 0%는 저항율의 완전한 균일성을 나타낸다. 저항 감응 시스템에 따른 아날로그-타입의 터치패널은 1.5 또는 그 이하의 선형성을 갖는다.
(4) 실시예 및 비교예
실시예22
상기 상부전극 1과 하부전극 2를 이용하여 제조된 터치패널.
실시예23
상기 상부전극 2와 하부전극 1을 이용하여 제조된 터치패널.
비교예9
상기 상부전극 1과 하부전극 1을 이용하여 제조된 터치패널.
비교예10
상기 상부전극 2와 하부전극 2를 이용하여 제조된 터치패널.
(5) 표 8에 나타낸 최종 결과
Figure 112004013700537-pct00009
Note : 외관상 "x"로서, 상기 상부전극의 투명 전도층의 탈락이 관찰되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상부전극 및 하부전극간의 물리적 및 화학적인 관계는 상부 및 하부 전극의 투명 전도층에 다른 재료를 사용함에 따라 단절되어지며, 이에 상기 투명 전도성 필름의 투명 전도층의 탈락 또는 박리를 용이하게 방지할 수 있다. 따라서, 전기적인 특성이 떨어지지 않고 우수한 내구성 및 제조의 용이성을 갖는 터치패널을 얻어낼 수 있다.

Claims (32)

  1. 폴리머 필름, 언더코팅층 및 투명 전도층이 순서대로 적층되어 구성되고, 상기 언더코팅층은 아미노 그룹(amino group) 및 포스포릭 아시드 그룹(phophoric acid group)으로부터 선택된 적어도 하나를 갖는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 전도층은 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(indium oxide-tin oxide)(ITO), 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(antimony oxide-tin oxide)(ATO) 및 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(zinc oxide-aluminium oxide)(ZAO)로부터 선택된 적어도 하나의 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    하드코팅층이 상기 폴리머 필름의 투명 전도층이 없는 표면에 제공되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  4. 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 아미노 그룹을 갖는 화합물은 디알킬아미노알킬 메타크릴레이트(dialkylaminoalkyl methacrylate)와 아미노 그룹을 갖는 시레인-결합제(silane-coupling agent)로부터 선택된 화합물로부터 유도되고,
    상기 포스포릭 아시드 그룹을 갖는 화합물은 2-메스아크릴로일록시에틸 포스프페이트(2-methacryloyloxyethyl phosphate) 및 디페닐-2-메스아크릴로일록시에틸 포스페이트(dipehnyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate)로부터 선택된 화합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  5. 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 폴리머 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  6. 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 있어서,
    폴리머릭(polymeric) 화합물을 포함하는 보호층이 상기 투명 전도층상에 제공되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 폴리머릭 화합물은 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리에스터 수지(polyester resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 우레탄 수지(urethane resin), 페놀 수지(phenol resin), 말레익 아시드 수지(maleic acid resin), 멜라민 수지(melamine resin), 우레아 수지(urea resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 및 실리콘-함유 수지(silicon-containing resin)로부터 선택된 적어도 하나 이상의 수지를 포함하는 수지 조성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호층은 아미노-함유 알콕시-시레인(amino-containing alkoxy-silane)을 경화시켜 형성된 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호층은 UV-경화성 수지를 경화시켜 형성된 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  10. 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 투명 전도성 필름은 상기 언더코팅층에 의하여 투명 전도층을 갖는 폴리머 필름과, 하드코팅층을 갖는 또 다른 폴리머 필름으로 이루어지고,
    상기 폴리머 필름의 투명 전도층이 없는 표면과, 상기 또 다른 폴리머 필름의 투명 전도층이 없는 표면이 서로 마주보게 되도록 상기 두 개의 폴리머 필름은 폴리올레핀 수지를 포함하는 접착층에 의하여 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 접착층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 에틸렌, 비닐 아세테이트의 코폴리머 또는 에틸렌, 비닐 아세테이트 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머의 코폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 접착층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 에틸렌, 비닐 아세테이트의 코폴리머 또는 에틸렌, 비닐 아세테이트 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머의 코폴리머를 경화시켜 형성된 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  13. 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 투명 전도층은 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층과, 제2금속 옥사이드를 포함하는 제2투명 전도층으로 이루어지고,
    상기 제2투명 전도층은 제1투명 전도층을 성형하기 위한 조건과 다른 조건하에서 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투명 전도층은 인듐-옥사이드-틴 옥사이드(ITO), 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(ZAO) 또는 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(ATO)로 이루어진 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 및 제2투명 전도층은 스퍼터링 공정 및 반작용의 스퍼터링 공정으로부터 선택된 증기 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  16. 청구항 15에 있어서,
    증기 증착 공정에 사용된 타겟 재료는 혼합된 금속 옥사이드 또는 금속 옥사이드로 만들어진 합금 타겟을 소결항 형성된 세라믹 타켓인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2금속 옥사이드를 포함하는 상기 제2투명 전도층은 산소함량, 질소함량, 결정(crystalline)상태 및 표면 형상으로부터 선택된 적어도 하나 이상이 상기 제1금속 옥사이드를 포함하는 상기 제1투명 전도층과 다른 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  18. 청구항 17에 있어서,
    스퍼터링 공정에 의하여 상기 제2금속 옥사이드을 포함하는 제2투명 전도층을 형성하기 위한 조건은 스퍼터링중의 압력 및 증착율(deposition rate)에서 상기 제1금속 옥사이드를 포함하는 제1투명 전도층을 형성하기 위한 조건과 다른 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  19. 하드코팅층, 제1폴리머 필름, 제1언더코팅층 및 제1투명 전도층이 순서대로 적층된 상부전극과, 플라스틱 또는 글래스 플레이트, 제2폴리머 필름, 제2하드코팅층 및 제2투명 전도층이 순서대로 적층된 하부전극으로 구성되고, 상기 상부 및 하부전극은 투명 전도층이 서로 마주보게 되도록 스페이서에 의하여 서로 결합 결합되고, 상기 상부전극 또는 하부전극은 청구항 1 내지 2중 어느 하나의 항에 기재된 투명 전도성 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 하부전극은 순서대로 적층되는 투명 플레이트, 접착층, 폴리머 필름 및 제2투명 전도층을 포함하고, 상기 접착층은 폴리올레핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치패널.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 상부전극의 제1투명 전도층은 상기 하부전극의 제2투명 전도층의 재료와 다른 재료로 성형되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 및 제2투명 전도층은 금속 옥사이드로 이루어진 필름, 두 개 또는 그 이상의 금속 옥사이드의 조합으로 이루어진 필름, 또는 금속 옥사이드로 구성된 복합필름, 또는 금, 구리, 니켈, 알루미늄 또는 팔라듐으로 구성된 필름인 것을 특징으로 하는 터치패널.
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