KR102492919B1 - 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체 - Google Patents

필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캐리어 기판 상에 특정성분으로 형성되는 분리층을 형성하여 공정을 진행하고, 투명 전도막 패턴상에 평탄화층 또는 접착층 또는 기재층으로 사용되는 절연층이 형성되는 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체에 관한 것이다.

Description

필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체{Film Touch Sensor AND STRUCTURE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체에 관한 것이다.
터치입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀 더 다양한 전자기기에 터치입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치인식이 가능한 터치 센서에 대한 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.
예를 들어, 터치 방식의 디스플레이를 갖는 전자기기의 경우 초경량, 저전력을 달성하고 휴대성이 향상된 초박막의 유연성 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목을 받으면서 이러한 디스플레이에 적용 가능한 터치 센서의 개발이 요구되어 왔다.
유연성 디스플레이란 특성의 손실 없이 휘거나 구부리거나 말 수 있는 유연한 기판상에 제작된 디스플레이를 의미하며, 유연성 LCD, 유연성 OLED 및 전자종이와 같은 형태로 기술개발이 진행 중에 있다.
이러한 유연성 디스플레이에 터치입력방식을 적용하기 위해서는 휘어짐 및 복원력이 우수하고, 유연성 및 신축성이 뛰어난 터치 센서가 요구된다.
이와 같은 유연성 디스플레이의 제조를 위한 필름 터치 센서에 있어서 투명 수지 기재 중에 매설된 배선을 포함하는 배선 기판이 제시되고 있다.
기판 상에 금속배선을 형성하는 배선형성공정과, 상기 금속배선을 덮도록 투명 수지 용액을 도포 건조하여 투명 수지 기재를 형성하는 적층공정 및 상기 기판으로부터 투명 수지 기재를 박리시키는 박리공정을 포함하는 것이다.
이와 같은 제조 방법에서는 박리공정을 원활하게 수행하기 위하여, 실리콘 수지나 불소수지와 같은 유기 박리제, 다이아몬드 라이크 카본(Diamond Like Carbon, DLC) 박막, 산화 지르코늄 박막 등의 무기 박리재를 기판의 표면에 미리 형성시키는 방법을 사용한다.
그러나 무기 박리제를 이용하는 경우, 기판으로부터 기재 및 금속 배선을 박리시킬 때, 배선 및 기재의 박리가 원활하게 진행되지 않아 기판 표면에 금속 배선 및 기재의 일부가 잔류하는 문제가 있으며, 박리제로 사용된 유기 물질이 배선 및 기재의 표면에 묻어 나오는 문제가 있다.
즉, 박리제를 이용하더라도 배선기판의 금속배선을 기판으로부터 완벽하게 박리시킬 수 없는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1191865호에서 제시되고 있는 방법은, 금속배선이 매립된 형태의 유연기판을 제조하는 단계에서 빛이나 용매에 의해 제거될 수 있는 희생층, 금속배선 및 고분자 물질(유연기판)을 기판상에 형성시킨 후, 빛이나 용매를 이용하여 희생층을 제거함으로써 금속 배선 및 고분자 물질(유연기판)을 기판으로부터 박리시킨다.
하지만, 이와 같은 방법은 대형 사이즈에서의 희생층 제거 공정이 어렵고, 고온공정이 불가능하여 다양한 필름기재를 사용할 수 없는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1191865호
본 발명은 캐리어 기판 상에 박리성이 우수하며, 전극손상 및 크랙 발생을 방지하는 특정성분으로 형성되는 분리층을 형성하여 공정을 진행하고, 캐리어 기판과 분리되면 분리층이 배선 피복층으로 사용되도록 하는 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 캐리어 기판 상에서 터치 센서를 구현하므로 필름 기재 상에서 직접 터치 센서를 구현하는 공정에서는 불가능한 고정세(fine pitch), 내열성을 확보하고, 필름 기재를 다변화할 수 있도록 한 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 캐리어 기판 상에 박리력과 두께가 제어된 특정 성분의 분리층을 형성하여 공정을 진행하고, 캐리어 기판과의 분리 이후에도 분리층을 제거하지 않아 별도의 분리층 제거 공정이 없는 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 이(易;easy)박리성을 가지며, 150℃까지의 가열에 견딜 수 있고, 바람직하게는 230℃의 가열에도 견딜 수 있으며, 나아가서는 포토레지스트 용액에 이용되는 용제에 내성을 가지며, 알칼리성 현상액에도 견딜 수 있는 분리층을 포함하는 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서용 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
1. 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 및 상기 전극 패턴층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며, 상기 분리층은, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기 또는 페놀성 OH기 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 포함하고, 상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 모노머 및 하기 화학식 2로 표시되는 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 모노머로부터 유래된 단위를 포함하는 것인 경화성 수지 조성물로 형성되며, 상기 가교제는, 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 필름 터치 센서:
[화학식 1]
Figure 112018016368838-pat00001
(화학식 1 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
L2는 O 또는 NH이고,
R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되고,
단 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 1개는 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기거나,
혹은 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 2개가 하나가 되어, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 또는 페놀성 OH를 포함하는, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 이들을 포함하는 다환임)
[화학식 2]
Figure 112018016368838-pat00002
(화학식 2 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되, 단 R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기임)
[화학식 3]
Figure 112018016368838-pat00003
(화학식 3 중, R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
2. 위 1에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
3. 위 1에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기인, 필름 터치 센서.
4. 위 1에 있어서, 상기 L1은 메틸렌기인, 필름 터치 센서.
5. 위 1에 있어서, 상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 6으로 표시되는 모노머 단위를 포함하는, 필름 터치 센서:
[화학식 6]
Figure 112018016368838-pat00004
(화학식 6 중,
R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
R19a는 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
6. 위 5에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기인, 필름 터치 센서.
7. 위 5에 있어서, 상기 L1은 메틸렌기인, 필름 터치 센서.
8. 위 5에 있어서, 상기 R19a는 페닐기인, 필름 터치 센서.
9. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 트리아진계 화합물, 트리아진계 화합물의 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
10. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-1으로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
[화학식 B-1]
Figure 112018016368838-pat00005
11. 위 1에 있어서, 상기 L1은 단일 결합인, 필름 터치 센서.
12. 위 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R14a 중 어느 2개 이상이 히드록시기이고, 나머지는 수소인, 필름 터치 센서.
13. 위 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R14a 중 어느 하나가 히드록시기이고, 나머지는 수소인, 필름 터치 센서.
14. 위 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R13a는 수소이고, R14a는 히드록시기인, 필름 터치 센서.
15. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 글리코우릴계 화합물, 글리코우릴계 화합물의 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
16. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
[화학식 B-2]
Figure 112018016368838-pat00006
17. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-3으로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
[화학식 B-3]
Figure 112018016368838-pat00007
18. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 용액으로 제공되는, 필름 터치 센서.
19. 위 18에 있어서, 상기 용액의 용매는 알코올을 포함하는, 필름 터치 센서.
20. 위 19에 있어서, 상기 알코올은 1급 알코올을 포함하는, 필름 터치 센서.
21. 위 19에 있어서, 상기 알코올은 에탄올을 포함하는, 필름 터치 센서.
22. 위 19에 있어서, 상기 알코올의 함량은 상기 용매 중량 중 10 중량% 이상으로 존재하는, 필름 터치 센서.
23. 위 1에 있어서, 상기 가교제는, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 멜라민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 아세토구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 벤조구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 글리콜우릴, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 완전 또는 부분 알콕시메틸화 이미다졸리디논, 그 축합체 및 이들의 혼합물;로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 필름 터치 센서.
24. 위 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 7, 9 및 10으로 표시되는 화합물 및 이들의 각 축합체로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 필름 터치 센서:
[화학식 7]
Figure 112018016368838-pat00008
(화학식 7 중, R1b는 탄소수 1 내지 25의 치환 또는 비치환 알킬기, 탄소수 2 내지 25의 치환 또는 비치환 알케닐기, 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기, 탄소수 4 내지 25의 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 하기 화학식 8로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고,
R2b, R3b, R4b 및 R5b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
[화학식 8]
Figure 112018016368838-pat00009
(화학식 8 중, R6b 및 R7b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
[화학식 9]
Figure 112018016368838-pat00010
(화학식 9 중, R8b, R9b, R10b 및 R11b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
[화학식 10]
Figure 112018016368838-pat00011
(화학식 10 중, R12b 및 R13b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
25. 위 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제 중 축합체는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10으로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는, 필름 터치 센서.
26. 위 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제 중 축합체는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10로 표시되는 화합물의 2량체, 3량체 및 4차 이상의 고차 중합체 중 적어도 1개를 포함하는, 필름 터치 센서.
27. 위 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10으로 표시되는 화합물에 대해 1.3 내지 1.8의 중량평균 중합도를 각각 가지는 것인, 필름 터치 센서.
28. 위 1 또는 24에 있어서,
R1b는 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기, 하기 화학식 11로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고,
R2b 내지 R13b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬이고,
R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소인, 터치 필름 센서:
[화학식 11]
Figure 112018016368838-pat00012
29. 위 1에 있어서, 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제의 질량비는 1: 0.05 내지 1:2인, 필름 터치 센서.
30. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 산 촉매를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
31. 위 30에 있어서, 상기 산 촉매는 브뢴스테드산, 루이스산 및 이들의 혼합물, 이들의 염 및 이들의 용매화물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
32. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 계면 활성제, 필러, 첨가제 및 발포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
33. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 계면 활성제를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
34. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 발포제를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
35. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 150℃에서 1분의 가열에 의해 경화되는 경화성을 가지는, 필름 터치 센서.
36. 위 1에 있어서, 분리층은 400nm에서 99%의 이상의 투과율(%T) 및 0.1 이하의 b*을 가지는, 필름 터치 센서.
37. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃ 내지 300℃의 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
38. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃ 내지 260℃의 1 내지 2시간, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
39. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃에서 8시간 이상, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
40. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃에서 1 내지 2시간, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
41. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 소다 유리제 기판 또는 무알칼리 유리제 기판에서 0.5N/mm2 이하의 박리력을 가지는, 필름 터치 센서.
42. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 소다 유리제 기판 또는 무알칼리 유리제 기판에서 0.1N/mm2 이하의 박리력을 가지는, 필름 터치 센서.
43. 위 1에 있어서, 상기 필름 터치 센서는 상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
44. 위 1에 있어서, 상기 절연층의 상부에 배치되는 광학필름을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
45. 위 1에 있어서, 상기 전극 패턴층은 금속, 금속나노와이어, 금속산화물, 탄소나노튜브, 그래 핀, 전도성 고분자 및 도전성 잉크로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 형성된, 필름 터치 센서.
46. 위 1에 있어서, 상기 분리층의 상기 전극 패턴층이 형성되는 반대 면에 점착제 또는 접착제를 매개로 형성되는 기능성 필름층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
47. 위 46에 있어서, 상기 기능성 필름층은 투명 필름, 위상차 필름, 등방성 필름, 보호 필름, 편광판, 편광자, 배리어 필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 기능성 필름인, 필름 터치 센서.
48. 위 46에 있어서, 상기 기능성 필름층은 기재 필름 상에 기능성 코팅층이 형성된 필름이고, 상기 기능성 코팅층은 코팅형 유기막층, 코팅형 위상차층, 코팅형 편광자층, 코팅형 배향막층인, 필름 터치 센서.
49. (i) 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 갖는 측쇄를 포함하는 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제를 준비하는 단계; (ii) 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제를 포함하는 상기 경화성 수지 조성물을 기판 상에 도포하여 경화성 수지 조성물 도막을 형성하는 단계; 및 (iii) 상기 경화성 수지 조성물 도막에서 중합 반응을 시켜 경화시킴으로써 분리층을 형성하는 형성하는 단계;를 포함하는, 필름 터치 센서의 제조방법.
50. 위 49에 있어서, 상기 제조방법은 (iv) 상기 기판 상에 형성되어 있는 상기 분리층을 상기 기판에서 박리하는 단계를 더 포함하는 필름 터치 센서의 제조방법.
51. 위 49에 있어서, 상기 쇄상 폴리머를 구성하는 모노머 단위에서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 포함하는 모노머 단위가 차지하는 비율은 30 내지 100몰%인, 필름 터치 센서의 제조방법.
52. 위 49에 있어서, 상기 가교제는 완전 또는 부분 알콕시메틸화 멜라민, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 구아나민, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 아세토구아나민, 또는 완전 또는 부분 알콕시메틸화 벤조구아나민, 및 완전 또는 부분 알콕시메틸화 글리콜우릴로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 필름 터치 센서의 제조방법.
53. 위 49에 있어서, 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제의 질량비는 1: 0.05 내지 1:2인, 필름 터치 센서 제조방법.
54. 캐리어 기판; 상기 캐리어 기판 상에 형성되는 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 전극 패턴층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 포함하고, 상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 모노머 및 하기 화학식 2로 표시되는 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 모노머로부터 유래된 단위를 포함하는 것인 경화성 수지 조성물로 형성되며, 상기 가교제는, 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 름 터치 센서용 구조체:
[화학식 A]
Figure 112018016368838-pat00013
(화학식 A 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
L2는 O 또는 NH이고,
R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되고,
단 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 1개는 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기거나,
혹은 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 2개가 하나가 되어, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 또는 페놀성 OH를 포함하는, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 이들을 포함하는 다환임)
[화학식 B]
Figure 112018016368838-pat00014
(화학식 11 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 하기 화학식 C로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되, 단 R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기임)
[화학식 C]
Figure 112018016368838-pat00015
(화학식 C 중, R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
55. 위 54에 있어서, 상기 필름 터치 센서용 구조체는 상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서용 구조체.
본 발명은 투명 전도막 패턴 상에 평탄화층 또는 접착층 또는 기재층으로 사용되는 절연층을 형성하여 터치 센서 제조 공정의 효율성을 높일 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판 상에 박리성이 우수하며, 전극손상 및 크랙 발생을 방지하는 특정성분의 분리층을 형성하여 공정을 진행하고, 캐리어 기판과 분리되면 분리층이 배선 피복층으로 사용되도록 하여 공정의 효율성 및 생산성을 높일 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판 상에서 터치 센서를 구현하기 위한 공정을 진행하여 고정세(fine pitch), 내열성을 확보하고, 필름 기재를 다변화할 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판과의 분리 이후에 별도의 분리층 제거 공정을 하지 않아 공정을 단순화하고 제거 공정에서 터치 센서 영역에 가해지는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판과의 분리 이후에 필름 터치 센서에 발생하는 컬(Curl) 발생을 억제할 수 있다.
본 발명은 특정한 경화성 수지 조성물을 캐리어 기판에 도포하여 경화시킴으로써, 무리 없이 용이하게 박리할 수 있는 분리층 박막(예를 들면 수백nm 두께)을 포함할 수 있다. 또한, 이렇게 기판 상에 성막된 분리층 박막은 150℃까지의 가열에 견딜 수 있고, 바람직하게는 230℃의 가열에도 견딜 수 있으며, 나아가서는 포토레지스트 용액에 이용되는 용제에 내성을 가지며, 알칼리성 현상액에도 견딜 수 있으므로, 포토리소그라피 법에 의한 회로 제작을 위한 수지제 베이스 필름으로서 유리하게 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명에 따라 형성된 분리층 박막은 그러한 온도에서 가열 후에도 이(易;easy)박리성을 가지고 있기 때문에, 박막임에도 불구하고 종래에 비해 고온의 소성 단계를 포함한 회로 제작 프로세스에 제공할 수 있어 회로의 특성 보존에 유리하며, 또 회로 제작 후에도 기판으로부터 무리 없이 용이하게 박리될 수 있어 박리력 특성 및 크랙 억제 특성이 우수한 터치 센서 또는 터치 센서 구조체를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 터치 센서의 구조 단면도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법의 제1 실시예에 따른 공정 단면도이다.
도 6a 내지 6b는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법의 제2 실시예에 따른 공정 단면도이다.
도 7a 내지 7b는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법의 제3 실시예에 따른 공정 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 터치 센서의 구조 단면도이다.
본 발명의 일 실시형태는 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 전극 패턴층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며, 상기 분리층은, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 포함하고, (a) 상기 측쇄는, 탄소원자 3 내지 30개를 포함하고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화의 탄화수소기를 포함하거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함하고, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O-, 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 포함할 수 있음으로써, 캐리어 기판 상에 박리성이 우수하며, 전극손상 및 크랙 발생을 방지하는 특정성분의 분리층을 형성하고 터치 센서 형성 공정을 진행하고, 캐리어 기판과 분리되면 분리층이 배선 피복층으로 사용되도록 하여 필름 기재 상에서 직접 터치 센서를 구현하는 공정에서는 불가능한 고정세(fine pitch), 내열성을 확보하고, 필름 기재를 다변화할 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판 상에 박리성이 우수하며, 전극손상 및 크랙 발생을 방지하는 분리층을 형성하여 터치 센서 형성 공정을 진행하고, 절연층을 형성하여 이후의 필름 접착을 위한 접착층으로 사용하거나, 광학(필름)층 또는 평탄화층으로 사용할 수 있도록 한 것이다. 평탄화층으로 사용되는 절연층은 전극 패턴의 부식을 막고 표면이 평탄화되어, 점착제 또는 접착제를 통한 필름 기재와의 접착 시 미세기포 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 화학식으로 표시되는 반복 단위, 화합물 또는 수지의 이성질체가 있는 경우에는, 해당 식으로 표시되는 반복 단위, 화합물 또는 수지는 그 이성질체까지 포함하는 대표 화학식을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 2 수지에서 표시되는 각 반복 단위는 표시된 그대로 한정해서 해석되어서는 안되며, 괄호 내의 서브 반복 단위가 정해진 몰% 범위 내에서 사슬의 어느 위치에라도 자유롭게 위치할 수 있다. 즉, 각 반복 단위의 괄호는 몰%를 표현하기 위해 하나의 블록으로 표시되었으나, 각 서브 반복 단위는 해당 수지 내라면 제한 없이 블록으로 또는 각각 분리되어 위치될 수 있다.
(1) 용어의 정의
본 명세서에서 "내열성"이란, 경화성 수지 조성물을 경화시켜서 얻어지는 막에 대해 150℃까지의 가열에 견딜 수 있고, 바람직하게는 230℃의 가열에도 견딜 수 있어 실질적으로 분해, 그 밖의 열화를 일으키지 않는 것을 말한다. 230℃라는 온도는 포토리소그라피법에 의한 전자 회로 제작에 있어서, 소성 온도로 이용하기에 충분한 고온이다.
본 명세서에서 "이박리막"이란, 기판, 특히 유리 기판에 대한 도포·경화에 의해 형성된 막이, 기판으로부터 막을 파손시키지 않고(즉, 무리 없이) 용이하게 박리할 수 있는 것을 말하며, "이박리성"이란 그러한 막의 성질을 말한다. 유리 기판으로는, 예를 들면 소다 유리제 기판, 무알칼리 유리제 기판 등, 적절한 유리 기판을 들 수 있다. 소다 유리제 기판은 특히 바람직한 일례이다.
본 명세서에서 "분리층"은 그 폭은 한정되지 않는다. 회로 제작을 위한 베이스 필름으로 사용할 경우 바람직한 두께는 200 내지 400nm, 예를 들면 약 300nm인데, 이는 전자 부품으로 할 경우 현재의 박막화 요청에 대응한 것이며, 분리층 자체의 성능은 이 두께범위에 한정되지 않으므로, 본 명세서에 기재된 분리층의 두께는 임의이다.
본 명세서에서 "측쇄"란 말은 주쇄에서 분기한 구조 부분을 말하며, "주쇄"란 폴리머의 구조 중에서 반복되는 모노머 단위의 1차원 방향으로 연결되어 있는 원자로 이루어진 사슬을 말한다. 따라서, 예를 들면 폴리머가 (메타)아크릴레이트의 중합체인 경우, 각 모노머에 있어서 에스테르 결합의 형성에 관여하고 있는 부분인 "-COO-"는 "측쇄"의 일부에 포함된다. 한편 "(메타)아크릴레이트"의 표기는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 구별 없이 나타낸다.
본 명세서에서 "-O-"및 "-CO-"는 그들이 "-COO-"의 구성 부분 인 경우를 포함한다. 덧붙여 "-COO-"는 에스테르의 양단의 기초가 고정되어 있지 않은 경우의 에스테르를 나타내며, "-COO-" 및 "-O-CO-"모두를 포함한다. 그러나 에스테르의 양단의 기초가 고정되어있는 경우에는 "- COO-"며 "-O-CO-"과는 구별하여 사용된다.
본 명세서에서 "알킬"은 메탄, 에탄, 프로판과 같은 지방족 탄화수소 (알칸)로부터 수소 원자 하나 제거되어 생기는 1가의 기를 말하며, 일반적으로 CnH2n+1로 표현된다(n은 양의 정수). 알킬은 직쇄 또는 측쇄일 수 있다. 탄소 원자 수 1 내지 4의 알킬(C1~4 알킬)기로서, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 탄소 원자 수 1 내지 6의 알킬(C1~6 알킬)기로서, 예를 들면, 탄소 원자 수 1 내지 4의 알킬기, tert-부틸기, sec-부틸기, n-펜틸기, 이소아밀 기, n-헥실기, 이소헥실기, 시클로헥실기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 탄소 원자 수 1 내지 10의 알킬(C1~10 알킬)기로서, 예를 들면, 탄소 원자 수 1 내지 6의 알킬기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데카닐기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "알케닐기"는 에텐, 프로펜, 부텐과 같은 이중 결합을 적어도 하나 함유하는 지방족 탄화수소(알켄)에서 수소 원자 하나 제거되어 생기는 1가의 기를 말하며, 일반적으로 CmH2m-1로 표시된다(m은 2 이상의 정수). 알케닐기은 직쇄 또는 측쇄일 수있다. 탄소 원자 수 2 내지 6의 알케닐기로서는 예를 들면, 에테닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 탄소 원자 수 2 내지 10의 알케닐기로서는 예를 들면 탄소 원자 수 2 내지 6의 알케닐기, 헵테닐기, 옥테닐기, 노네닐기, 데케닐기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "알키닐기"는 에틴(아세틸렌), 프로핀, 부틴 같은 삼중 결합을 적어도 하나 함유하는 지방족 탄화수소(알킨)에서 수소 원자 하나 제거되어 생기는 1가의 기를 말하며, 일반적으로 CmH2m-3으로 표시된다(m은 2 이상의 정수). 알키닐기는 직쇄 또는 측쇄 일 수있다. 탄소 원자 수 2 내지 6의 알키닐기로 예를 들어, 에티닐기, 1-프로피닐기, 2- 프로피닐기, 부티닐기, 펜티닐기, 헥시닐기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정 되는 것은 아니다. 탄소 원자 수 2 내지 10의 알키닐기로서, 예를 들어 탄소 원자 수 2 내지 6의 알키닐기, 헵티닐기, 옥티닐기, 노니닐기, 데시닐기 등을들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "알킬렌기"는 메탄, 에탄, 프로판과 같은 지방족 탄화수소(알칸)로부터 수소 원자 두개를 잃어 생기는 2가의 기를 말하며, 일반적으로 - (CmH2m) - 으로 표현할 수 있다(m은 양의 정수). 알킬렌기 그룹은 직쇄 또는 측쇄일 수 있다. 탄소 원자 수 1 내지 10의 알킬 렌기로서는, 예를 들면, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기, 이소 프로필렌기, n-부틸렌기, 이소부틸렌기, tert-부틸렌기, n-펜틸렌기, n- 헥실렌기, 이소헥실렌기 등을들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 상기 알킬렌기는 탄소 원자 수 1 내지 6의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소 원자 수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 메틸렌기 및 에틸렌기일 수 있고, 더욱더 바람직하게는 에틸렌기일 수 있다.
본 명세서에서 "알케닐렌기"는 에테닐렌, 프로페닐렌, 부테닐렌 같은 이중 결합을 적어도 하나 함유하는 지방족 탄화수소(알켄)에서 수소 원자 두개를 잃어 생기는 2가의 기를 말하며, 일반적으로 - (CmH2m-2) -로 표현할 수 있다(m은 2 이상의 정수). 알케닐렌기는 직쇄 또는 측쇄일 수있다. 탄소 원자 수 2 내지 10의 알케닐렌기로서, 예를 들어 에테닐렌기, n- 프로페닐렌기, 이소페닐렌기, n-부테닐렌기, 이소부테닐렌기, n-펜테닐렌기, n-헥세닐렌기, 이소헥세닐렌기 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 상기 알케닐렌기는 바람직하게는 탄소 원자 수 2 내지 6 알케닐렌기일 수 있고, 보다 바람직하게는 탄소 원자 수 2 내지 4의 알케닐렌기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 에테닐렌기 또는 n-프로페닐렌기일 수 있고, 더욱더 바람직하게는 에테닐렌기일 수 있다.
본 명세서에서 "알콕시"는 알콜의 히드록시기의 수소 원자가 손실되어 발생하는 1가의 기를 말하며, 일반적으로 CnH2n+1O -로 표현할 수 있다(n은 1 이상의 정수). 탄소 원자 수 1 내지 6의 알콕시기는 예를 들면, 메톡시, 에톡시, n-프로필 옥시기, 이소프로필 옥시기, n-부틸 옥시기, 이소 부틸 옥시기, tert-부틸옥시기, sec-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, 이소 아밀 옥시기, n-헥실옥시기, 이소헥실옥시기 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "할로알킬기"는 상기 알킬기의 1개 또는 복수 개의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 알킬기를 말한다. 또한 "퍼할로겐화 알킬"은 상기 알킬기의 모든 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 알킬기를 말한다. 탄소수 1 내지 6의 할로알킬기로서, 예를 들면, 트리플루오로 메틸기, 트리플루오로에틸, 퍼플루오로에틸트리플루오로 n-프로필기, 퍼플루오로 n-프로필기, 트리플루오로이소프로필기, 퍼플루오로이소프로필 기, 트리플루오로 n-부틸기, 퍼플루오로 n-부틸기, 트리플루오로이소 부틸기, 퍼플루오로 이소부틸기, 트리플루오로 tert-부틸기, 퍼플루오로 tert-부틸기, 트리플루오로 n-펜틸기, 퍼플루오로 n-펜틸기, 트리플루오로 n-헥실기, 퍼플루오로 n-헥실기 등을들 수 있으나, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "시클로 알킬기"은 단환 또는 다환식 포화 탄화수소기를 의미하고, 가교된 구조의 것도 포함된다. 예를 들어, "C3-12 시클로 알킬기"는 탄소 원자 수가 3 내지 12의 고리 형 알킬기를 의미한다. 구체적인 예로서 "C6-12 시클로 알킬기"의 경우에는 시클로 헥실기, 시클로 헵틸기, 사이클로 옥틸기, 아다만틸기, 이소보닐기 등을 들 수있다. "C3-12 시클로 알킬기"의 경우에는 시클로 프로필기, 시클로부틸기, 펜틸기, C6-12 시클로 알킬기 등을 들 수있다. 상기 시클로 알킬기로는 바람직하게는, C6-12 시클로 알킬기를 들 수있다.
본 명세서에서 "시클로 알케닐기"는 이중결합을 포함하는 단환 또는 다환식 불포화 탄화수소기를 의미하며, 가교된 구조의 것도 포함된다. 예를 들어, "C3-12 시클로 알케닐기"는 탄소 원자 수 3 내지 12의 고리형 알케닐기을 의미한다. 구체적인 예로서 "C6-12 시클로 알케닐기"의 경우에는 1-시클로헥세닐기, 2-시클로헥세닐기, 3-시클로헥세닐기, 시클로 헵테닐기, 시클로옥테닐기, 시쿠로노네닐기 등을 들 수 있다. "C3-12 시클로 알킬기"의 경우에는 시클로프로페닐기, 시클로부테닐기, 시클로펜테닐기, C6-12 시클로 알케닐기 등을 들 수있다. 상기 시클로 알케닐기는 바람직하게는, C6-12 시클로 알케닐기일 수 있다.
본 명세서에서 "탄화수소기"는 탄소와 수소만으로 구성되는 화합물에서 수소 원자 하나를 잃어 생기는 1가의 기를 말한다. 탄화수소 라디칼은 상기 "알킬기", "알케닐기", "알킬렌기", "알케닐렌기", "시클로 알킬기", "시클로 알케닐기", "방향족기", "지환족기" 등을 포함한다. 탄화수소 기는 포화 또는 불포화 일 수 있다. 탄화수소기는 탄소의 결합 방법에 따라 사슬형 탄화수소 기와 환식 탄화수소 라디칼로 분류되어, 환식 탄화수소 기는 추가로 지환식 탄화수소기와 방향족 탄화수소 라디칼로 나뉠 수 있다. 포화 또는 불포화 탄화수소 기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 시클로헥실, 디사이클로 펜타다이엔일, 데카리닐, 아다만틸, 부테닐, 헥세닐, 시클로 헥세닐, 데실 및 기타 측쇄에 탄소 원자 수의 한도 범위 내에서 다양한 직쇄상, 분지 쇄상, 단환상, 축합 고리의 기반 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 그 각 그룹은 말단에 위치하지 않은 경우에는 다른 그룹과의 결합 관계에 따라 2가 이상의 기일 수있다.
본 명세서에서 "방향족기"는 방향족 탄화수소 고리에 결합하는 수소 원자가 1개 이탈하여 생기는 기를 말한다. 예를 들어, 벤젠에서 페닐기 (C6H5-), 톨루엔에서 톨릴기(CH3C6H4-), 크실렌에서 크실레닐기((CH3)2C6H3-), 나프탈렌에서 나프틸기(C10H8-)가 유도된다. 또한 본 명세서에서 "헤테로 방향족기"는 단환식 또는 다환식의 헤테로 원자 함유 방향족기를 의미하고 상기 작용기는 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자로부터 선택되는 동종 또는 이종의 헤테로 원자를 1 개 이상(예를 들어 1 ~ 4 개) 포함할 수 있다. 상기 "방향족기"는 또한 "헤테로 방향족기"를 포함한다. 방향족 기의 예로는 페닐, 비페닐, 나프틸 등과 같은 탄소환식 방향족기(단환기 및 축합 고리기) 및 피리딜, 피리미디닐, 퀴놀리닐, 트리아지닐 등의 헤테로 방향족 기(단환기 및 축합고리기)를 들 수 있고 각 방향족기는 말단에 위치하지 않은 경우에는 다른 그룹과의 결합 관계에 따라 2가 이상의 기일 수 있다. 또한 본 명세서에서 방향족 고리 부분과 함께 고리를 형성하는 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬 부분을 갖는 기(예를 들면, 테트라하이드로나프틸 또는 디하이드로나프틸)는 방향족 기 및 포화 또는 불포화 탄화수소 기와의 결합으로 파악한다.
본 명세서에서 "지환식(기)"는 탄소와 수소만으로 구성된, 방향족 성이없는 고리에 결합하는 수소 원자가 1 개 이탈하여 생기는 부분(또는 작용기)을 말한다. 지환식 기는 상기 시클로 알킬기 및 시클로 알케닐기를 포함한다. 지환식기는 포화 또는 불포화 일 수있다. 포화 또는 불포화 지환식기의 예로는 시클로헥실, 디시클로펜타다이엔일, 데카리닐, 아다만틸, 시클로 헥세닐 및 기타 측쇄의 탄소 원자 수의 한도 범위 내에서 다양한 단 환상, 축합 고리 모양기가 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그 각 그룹은 말단에 위치하지 않은 경우에는 다른 그룹과의 결합 관계에 따라 2가 이상의 기일 수있다.
일반적으로 용어 "치환"는 특정 치환기 라디칼, 주어진 구조에서 하나 이상의 수소를 라디칼로 바꾼 것을 가리킨다. 본 명세서에서 정의된 기본의 치환기의 수는 치환 가능하다면 특별히 제한은 없으며, 1이상을 의미한다. 또한 특별히 언급한 경우를 제외하고 각 그룹의 설명은 그 작용기가 다른 기의 일부 또는 치환기인 경우에도 해당한다. 또한, 본 명세서에서 치환이라는 용어를 특히 명시하지 않은 치환기 내용은 치환되지 않은 치환기를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 어구 치환 또는 비치환은 치환되어 있어도 좋다는 표현으로 사용하였다.
"치환 알킬기", "치환 알케닐기", "치환 알키닐기", "치환 시클로 알킬기", "치환 시클로알케닐기", "치환 탄화수소기", "치환 방향족기", "치환 헤테로 방향족기", "치환 알킬렌기", "치환 알케닐렌기", "치환 또는 비치환 제2급 또는 제3급 히드록시기를 가진기" 및 "치환 아다만틸기"를 포함하는 본원 명세서에 기재의 기준에 치환기의 예로는 할로겐, 히드록시, C1-10 알킬기, C1 ~ 10 알콕시기, C2-10 알케닐기, C6-12 시클로 알킬기, C6-12 시클로 알케닐기 , C1-10 할로알킬기, C2-10 할로알케닐기, C6-18 탄화수소기, C6-18 방향족기, C6-18 헤테로 방향족기, C6-12 방향족기로 치환 된 C1-10 알킬기, C6-12 탄화수소기로 치환된 C1-10 알킬기, C6-12 방향족기로 치환된 C2-10 알케닐기, C6-12 탄화수소기로 치환된 C2-10 알케닐기, -CN, 옥소기(=O) -O(CH2)2O-, -OC(CH3)2O-, -OCH2O-, -O-, 에스테르기(-COO- 또는 -O-CO-), C6-12 탄화수소기로 치환된 에스테르기, C6-12 방향족기로 치환된 에스테르기, 에스테르기로 치환된 C6-18 탄화수소기, 에스테르기로 치환된 C1-10 알킬기, C1-6 알킬렌기, C2-6 알케닐렌기 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 상기 치환기의 바람직한 예로는 히드록시기, C6-18 탄화수소기, C1-10 알킬기, C6-12 방향족기로 치환된 C1-10 알킬기, C6-12 탄화수소기로 치환된 C1-10 알킬기, 에스테르기로 치환된 C6-18 탄화수소기, 에스테르기로 치환된 C1-10 알킬기, 에스테르기 (-COO- 또는 -O-CO-), C6-12 탄화수소기로 치환된 에스테르기, C6-12 방향족기로 치환된 에스테르기, C2-10 알케닐기, C6-12 방향족기로 치환된 C2-10 알케닐기, C6-12 탄화수소기로 치환된 C2-10 알케닐기, C1-10 알콕시메틸기, C6-12 시클로 알킬기, C6-12 시클로 알케닐기를 들 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 벤조일 옥시 기, 페닐기, 시클로 헥실기, 시클로 헥세닐기, 아다만틸기, 히드록시기로 치환된 아다만틸기를들 수있다.
본 명세서에서 "α치환 (메타)아크릴계 모노머"는 CH2=C(R1a)-COO-R1에 도시 된 바와 같이, 에스테르 기 -COO- 탄소의 바로 옆(α위치)의 이중결합을 형성하는 탄소가 대체되는 아크릴계 모노머를 가리킨다. 마찬가지로, "α치환 비닐 에스테르 계 단량체"는 CH2=C(R1a)-O-CO-R3에서 나타낸 바와 같이, 에스테르기 -O-CO- 산소의 바로 옆(α위치)의 이중 결합을 형성하는 탄소가 대체되는 아크릴계 모노머를 가리킨다. "α치환 비닐에테르계 모노머"는 CH2=C(R1a)-O-R4에 도시 된 바와 같이, 에테르기 -O- 산소의 바로 옆(α위치)의 이중결합을 형성하는 탄소가 대체되는 아크릴계 모노머를 가리킨다. "α치환 비닐계 모노머"는 CH2=C(R1a)-R5에 도시된 바와 같이, 비닐기의 말단 탄소가 아닌 내부 탄소가 대체되는 아크릴계 모노머를 가리킨다. R1, R3, R4, R5 및 R1a는 후술하는 바람직한 실시 예 (2-1) 경화성 수지 조성물에서 정의 된 바와 같다.
본 명세서에서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기는 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기를 1개 또는 2개 이상 함유하는 작용기를 나타낸다. 따라서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기는 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기 자체도 포함한다. 치환 또는 비치환 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기에서 치환 또는 비치환은 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기를 1개 또는 2개 이상 포함하면서 해당 OH기 이외의 부분이 치환되어 있는지 또는 치환되지 않은 것을 나타내는 것이지, 상기 OH기가 치환되어 있는지 또는 치환되지 않은 것을 나타내는 것은 아니다.
본 명세서에서 페놀성 OH 함유기는 페놀성 OH기를 1개 또는 2개 이상 함유하는 작용기를 나타낸다. 따라서 페놀성 OH 함유기는 또는 페놀성 OH기 자체도 포함한다. 치환 또는 비치환 페놀성 OH 함유기에서 치환 또는 비치환은 페놀성 OH기를 1개 또는 2개 이상 포함하면서 해당 히드록시기 이외의 부분이 치환되어 있는지 또는 치환되지 않은 것을 나타내는 것이지, 상기 OH기가 치환되어 있는지 또는 치환되지 않은 것을 나타내는 것은 아니다.
본 명세서에서 "용매화물"은 특별히 거절하지 않는 비공유 분자간 힘에 의해 결합 된 정비 또는 부정비의 양의 용매를 더 포함하는 화합물 또는 그의 염을 의미한다. 용매가 물이면, 상기 용매화물은 수화물이다.
본 명세서에서 "또는"는 문장 중에 열거 된 사항의 "하나 이상의"을 채용 할 때 사용된다. "혹은"도 마찬가지이다. 본 명세서에서 "두 값의 범위"라고 명기 한 경우, 그 범위는 두 값 자체도 포함한다. 따라서 범위를 나타내는 'X ~ Y'는 'X 이상, Y 이하"을 의미한다. 또한 특별한 고지가 없는 한, 「무게」와 「질량」, 「중량%」또는 "wt%"와 "질량%"는 각각 동의어로 취급한다. "약"이라는 표현은 특히 거절하지 않는 10 %의 허용 오차를 가지고 측정 값 인 경우는 유효 숫자 또는 표시되는 숫자 1 자리 아래 자리를 반올림하여 얻어지는 모든 범위의 수치를 말한다.
(2) 바람직한 실시형태의 설명
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 따라서 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 '당업자'라 함)은 본 명세서의 기재를 참작하여, 본 발명의 범위 내에서 적절하게 수정할 수 있음은 분명하다. 또한, 본 발명의 실시예는 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
(2-1) 경화성 수지 조성물
본 발명에 따른 분리층(20)은, 하기 경화성 수지 조성물로 형성되는 경화 수지막을 포함할 수 있다.
경화성 수지 조성물은 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머; 및 가교제;를 포함하며,
(a) 상기 측쇄는, 탄소원자 3 내지 30개를 포함하고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화의 탄화수소기를 포함하거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함하고, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O-, 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 포함할 수 있고,
필요에 따라, (b) 상기 가교제는, 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 분리층은 가열처리에 의해 경화되는 열경화성 수지 조성물이라 할 수 있다.
본 발명의 경화성 수지 조성물의 구성요소 중 하나인 쇄상 폴리머는, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한다.
본 발명에서 쇄상 폴리머의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄에 포함되는 탄소 원자수는 바람직하게는 3 내지 30개이다. 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄에서 상기 히드록실기의 개수는 1개 또는 2개 이상일 수 있다.
상기의 측쇄는 탄소원자 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어진다. 상기 측쇄는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하고 있어도 된다. 측쇄를 구성하는 포화 또는 불포화 탄화수소기는, 예를 들면 1개 단독으로 측쇄의 모든 탄소원자를 차지해도 되고, 또 복수의 포화 또는 불포화 탄소기가 상호간에 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 통해 연결한 것이어도 된다. 측쇄가 포화 또는 불포화 탄화수소기에 더해 방향족기를 포함할 경우, 포화 또는 불포화 탄화수소기와 방향족기는 직접 결합해 있어도 되고, 또한 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 통해 연결되어 있어도 된다.
본 발명에서 측쇄의 알코올성 제2급 및 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기는 본 발명의 경화성 수지 조성물을 유리 기판상에 도포하여 경화시켜서 성막한 분리층이, 소성 후에도 기판으로부터 이박리성을 유지 가능하도록 하는데 실질적인 결정적 요소이다. 또한, 측쇄의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기가 측쇄의 지환식 부분에 결합하는 것이 더욱 바람직하고, 측쇄의 지환식 부분도 분리층의 이박리성을 유지할 수 있는데 실질적인 결정적 요인이다. 이러한 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머는 적절한 가교제, 특히 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것의 수지 조성물로 경화시켰을 때, 내열성의 이박리막을 제공할 수 있다.
본 발명에서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 상기 측쇄를 갖춘 쇄상 폴리머는, 보다 바람직하게는 비치환 또는 α치환 (메타)아크릴계 모노머, 비치환 또는 α치환 비닐에스테르계 단량체, 비치환 또는 α치환 비닐에테르계 모노머 및 상기 이외의 비치환 또는 α치환 비닐계 모노머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 모노머 로 포함할 수 있다.
본 발명에서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 상기 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머는, 보다 바람직하게는 (메타)아크릴레이트계 모노머, 비닐에스테르계 모노머, 비닐에테르계 모노머, 상기 외의 비닐계 모노머 중 적어도 1종을 모노머 단위로 포함해서 이루어지는 것이다.
바람직하게는 본 발명의 쇄상 고분자는 CH2=C(R1a)-COO-R1CH2=C(R1a)-O-CO-R3, CH2=C(R1a)-O-R4 및 CH2=C(R1a)-R5 (여기서, R1, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 각 비닐기에 에스테르 결합을 통해 결합해 있을 경우에는 상기 에스테르 결합 구성 탄소원자를 포함해서 탄소원자 3 내지 30개, 더욱 바람직하게는 3 내지 25개, 더욱더 바람직하게는 3 내지 20개를 가지며, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가지고 있으며, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있다)로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 모노머를 포함한다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 쇄상 폴리머는 CH2=CH-COO-R1, CH2=C(CH3)-COO-R2, CH2=CH-O-CO-R3, CH2=CH-0-R4 및 CH2=CH-R5 (여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로, 각 비닐기에 에스테르 결합을 통해 결합해 있을 경우에는 상기 에스테르 결합 구성 탄소원자를 포함해서 탄소원자 3 내지 30개, 더욱 바람직하게는 3 내지 25개, 더욱더 바람직하게는 3 내지 20개를 가지며, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가지고 있으며, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있다)로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 모노머 단위를 포함해서 이루어진다.
상기에서, 포화 또는 불포화 탄화수소기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 시클로헥실, 디시클로펜타디에닐, 데카리닐, 아다만틸, 부테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 데실, 그 밖에 측쇄의 탄소수의 한도범위 내에서 다양한 직쇄상, 분기쇄상, 단환상, 축합환상의 기를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그들 각 기는 말단에 위치해 있지 않을 경우에는, 다른 기와의 결합 관계에 따라서 2가 이상을 기여도 된다. 방향족기의 예로는, 페닐, 비페닐릴, 나프틸 등과 같은 탄소환식 방향족기(단환기 및 축합환기) 및 피리딜, 피리미디닐, 퀴놀리닐, 트리아지닐 등의 헤테로 방향족기(단환기 및 축합환기)를 들 수 있고, 각 방향족기에 대해서도 말단에 위치해 있지 않은 경우에는 다른 기와의 결합 관계에 따라서 2가 이상의 기일 수있다. 한편, 본 명세서에서, 방향환 부분과 함께 환을 형성하는 포화 또는 불포화의 탄화수소쇄 부분을 가진 기(예를 들면 테트라히드로나프틸 또는 디히드로나프틸)는 방향족기와 포화 또는 불포화 탄화수소기와의 결합으로 파악한다.
본 발명에서, 알코올성 제2급 또는 제3급 히드록시기는 상기 측쇄를 구성하는 포화 또는 불포화 탄화수소기의 어느 제2급 또는 제3급 탄소원자상의 수소원자를 치환한 히드록시기이다.
쇄상 고분자의 측쇄의 히드록시기는 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기 또는 페놀성 OH기인 것이 바람직하고, 상기 측쇄의 일부 또는 전부를 구성하는 지환식기에 결합되는 것이 더욱 바람직하다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 하기 화학식 1 로 표시되는 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018016368838-pat00016
화학식 1에서, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
L2는 O 또는 NH이고,
R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되고,
단 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 1개는 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기거나,
혹은 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 2개가 하나가 되어, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 또는 페놀성 OH를 포함하는, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 이들을 포함하는 다환일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 1 중 R1a가 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일 결합, 및 치환 또는 비치환 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소 및 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되되, R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 하나는 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기, 페놀성 OH 함유기, 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유 탄화수소 라디칼 및 페놀성 OH 함유 탄화수소 라디칼로 이루어진 군에서 선택되는 모노머를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 1 중 R1a는 수소 및 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합 및 비치환 알킬렌기 이루어진 군에서 선택되고, R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소 및 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼로 이루어진 군에서 선택되되, R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 하나는 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기, 페놀성 OH 함유기, 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유 탄화수소 라디칼 및 페놀성 OH 함유 탄화수소 라디칼로 이루어진 군에서 선택되고, 다른 2개는 서로 독립적으로 수소 및 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼로 이루어진 군에서 선택되는 단량체 단위를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 하기 화학식 2 로 표시되는 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112018016368838-pat00017
화학식 2 에서,
R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되,
R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112018016368838-pat00018
화학식 3 에서, R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 2 중 R1a가 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합 및 치환 또는 비치환 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 상기 화학식 3으로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되, R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기이고, 상기 화학식 3 중 R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기로 이루어진 군에서 선택되는 모노머를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 2 중 R1a가 수소 및 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합 및 비치환 알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R5a 내지 R14a 중 R7a가 히드록시기이고, R9a가 상기 화학식 3으로 표시되는 작용기이며, 그 외에는 수소이거나 또는 R5a 내지 R14a가 하나가 되어 1개의 히드록시기로 치환된 환을 형성하고, 상기 화학식 3 중 R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기 및 치환 또는 비치환 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 모노머를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 1개의 히드록시기로 치환된 환은 적어도 1개의 히드록시기로 치환된 아다만탄일 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 하기 화학식 4로 표시되는 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112018016368838-pat00019
화학식 4 에서,
R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
L2는 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R16a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기 및 치환 또는 비치환 알키닐기로 이루어진 군에서 선택되고, R17a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기 및 치환 또는 비치환 알키닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 4 중 R1a가 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기에서 선택되고, R16a는 치환 또는 비치환 알킬기에서 선택되고, R17a는 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택된 모노머를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 하기 화학식 5로 표시되는 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112018016368838-pat00020
화학식 5 에서,
R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R18a는 적어도 1개의 히드록시기로 치환된 아다만틸기인 모노머를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 5 중 R1a가 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합 및 치환 또는 비치환 알킬렌기에서 선택되고, R18a는 적어도 1개의 히드록시기로 치환된 아다만틸기인 모노머를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 하기 화학식 6으로 표시되는 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112018016368838-pat00021
화학식 6 에서,
R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고, R19a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시킬로 알킬기 및 치환 또는 비치환 시클로 알케닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 측쇄 모양 폴리머는 상기 화학식 6 중 R1a가 수소 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, L1은 단일결합 및 치환 또는 비치환 알킬렌기에서 선택되고, R19a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로 알킬기 및 치환 또는 비치환 시클로 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되는 모노머를 포함할 수있다.
더욱 바람직하게는 상기 화학식 6 중 R19a는 치환 또는 비치환 아다만틸기일 수 있다.
바람직하게는, 상기 모노머 단위에서 R1a는 수소 또는 메틸일 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 R1a는 메틸일 수 있다.
본 발명의 쇄상 폴리머의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 바람직한 측쇄에는 다음의 것이 포함되나, 그러한 OH기를 가지면 되므로, 열거한 내용은 어디까지나 예시이며, 이에 한정되지 않는다.
(1a) A-O-CO-형(A는 측쇄의 잔부를 나타낸다. 이하 동일.) 측쇄: 2-히드록시에톡시카보닐, 2-히드록시프로폭시카르보닐, 4-(히드록시메틸)시클로헥실메톡시카보닐, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로폭시카르보닐, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로폭시카르보닐, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시카르보닐, 3-히드록시-1-아다만틸옥시카르보닐, 2-히드록시시클로헥실옥시카르보닐, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시카르보닐, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시카르보닐 등.
(2a) A-CO-O-형 측쇄: 2-히드록시프로필카르보닐옥시, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로필카르보닐옥시, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로필카르보닐옥시, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸카르보닐옥시, 3-히드록시-1-아다만틸카르보닐옥시, 2-히드록시시클로헥시록시카르보닐옥시, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸카르보닐옥시, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸카르보닐옥시 등.
(3a) A-O-형 측쇄: 2-히드록시프로폭시, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로폭시, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로폭시, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시, 3-히드록시-1-아다만틸옥시, 2-히드록시시클로헥시록시, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메톡시 등.
(4a) 기타: 2-히드록시프로필, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로필, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로필, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸, 3-히드록시-1-아다만틸, 2-히드록시시클로헥실, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸 등.
쇄상 폴리머에 이들 측쇄를 부여하는 모노머의 바람직한 예로는 이하의 것을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
(1b) 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로필(메타)아크릴레이트, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 1,3-아다만틸디올모노(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트 등의(메타)아크릴레이트.
(2b) 2-히드록시부탄산 비닐에스테르, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)부탄산 비닐에스테르, 3-벤조일옥시-2-히드록시부탄산 비닐에스테르, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실아세트산 비닐에스테르, 3-히드록시-1-아다만틸카르본산 비닐에스테르, 2-히드록시시클로헥시록실카르본산 비닐에스테르, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실아세트산 비닐에스테르, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실아세트산 비닐에스테르 등의 비닐에스테르.
(3b) 2-히드록시프로필비닐에테르, 2-히드록시-3-(시클로헥실카르보닐옥시)프로필비닐에테르, 3-벤조일옥시-2-히드록시프로필비닐에테르, 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸비닐에테르, 3-히드록시-1-아다만틸비닐에테르, 2-히드록시시클로헥실비닐에테르, 4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸에테르, 4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸에테르 등의 비닐에테르.
(4b) 1-펜텐-4-올, 4-히드록시-5-(시클로헥실카르보닐옥시)-1-펜텐, 5-벤조일옥시-4-히드록시-1-펜텐, 3-(4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실)-1-프로펜, (3-히드록시-1-아다만틸)에텐, (2-히드록시시클로헥실)에텐, 3-(4-운데카노일옥시-3-히드록시시클로헥실)-1-프로펜, 3-(4-부타노일옥시-3-히드록시시클로헥실)-1-프로펜 등의 비닐모노머.
(5b) 상기 (1a) 내지 (4a)를 각각 치환기로 가지는 무수 말레산 및 말레이미드.
본 발명의 쇄상 폴리머는, 상기의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 모노머에 더해, 히드록실기를 갖지 않고 측쇄의 탄소수가 1 내지 15인 비치환 또는 α치환 (메타)아크릴계 모노머, 비치환 또는 α치환 비닐에스테르계 모노머, 비치환 또는 α치환 비닐에테르계 모노머 및 이들 외의 비치환 또는 α치환 비닐계 모노머 중 적어도 1종을 추가 모노머 단위로 포함해서 이루어지는 것일 수 있다. 그러한 추가 모노머 단위는 바람직하게는 CH2=C(R1a)-COO-R6, CH2=C(R1a)-COO-R7, CH2=C(R1a)-O-CO-R8,(여기서, R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로, 탄소원자 1 내지 15개를 가지며, 히드록실기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.), CH2=C(R1a)-0-R9, CH2=C(R1a)-R10 (여기서, R9 및 R10은 서로 독립적으로, 탄소원자 3 내지 15개를 가지며, 히드록실기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.), C4(R1a)O3-R11 및 C4(R1a)HNO2-R12 (여기서, C4(R1a)O3-는 무수 말레산기를 나타내고, C4(R1a)HNO2-는 말레이미드기를 나타내고, R11 및 R12는 서로 독립적으로, 수소원자이거나 또는 탄소원자수 1 내지 15개를 가지며, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기 또는 페놀성 OH기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.)로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
본 발명의 쇄상 폴리머는, 상기의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 모노머에 더해, 히드록실기를 갖지 않고 측쇄의 탄소수가 1 내지 15인 (메타)아크릴계 모노머, 비닐에스테르계 모노머, 비닐에테르계 모노머 및 이들 외의 비닐계 모노머 중 적어도 1종을 추가 모노머 단위로 포함해서 이루어지는 것일 수 있다. 그러한 추가 모노머 단위는 바람직하게는 CH2=CH-COO-R6, CH2=C(CH3) -COO-R7, CH2=CH-O-CO-R8,(여기서, R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로, 탄소원자 1 내지 15개를 가지며, 히드록실기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.), CH2=CH-0-R9, CH2=CH-R10 (여기서, R9 및 R10은 서로 독립적으로, 탄소원자 3 내지 15개를 가지며, 히드록실기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.), C4HO3-R11 및 C4H2NO2-R12 (여기서, C4HO3-는 무수 말레산기를 나타내고, C4H2NO2-는 말레이미드기를 나타내고, R11 및 R12는 서로 독립적으로, 수소원자이거나 또는 탄소원자수 1 내지 15개를 가지며, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH기 또는 페놀성 OH기를 갖지 않고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 포함해서 이루어지거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함해서 이루어지며, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O- 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 가지고 있을 수 있고, 상기 탄화수소기 또는 방향족기는 아미노기를 가질 수 있다.)로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
상기의 히드록실기를 갖지 않는 모노머 단위의 바람직한 예로는 이하의 것을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
(1) 메틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트.
(2) 아세트산 비닐에스테르, 부탄산 비닐에스테르, 펜탄산 비닐에스테르, 헥산산 비닐에스테르, 시클로헥산카르본산 비닐에스테르, 안식향산 비닐에스테르, 시클로펜타디에닐카르본산 비닐에스테르, 노난산 비닐에스테르 등의 비닐에스테르.
(3) 프로필비닐에테르, 부틸비닐에테르, 에톡시에틸비닐에테르, 글리시딜비닐에테르, 펜틸비닐에테르, 테트라히드로푸르푸릴비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르, 페닐비닐에테르, 시클로펜타디에닐비닐에테르, 옥틸비닐에테르, 벤질비닐에테르, 2-(비닐옥시)에틸디메틸아민, 3-(비닐옥시)프로필 디메틸아민 등의 비닐에테르.
(4) 1-부텐, 4-에톡시-1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 비닐시클로헥산, 스티렌, 비닐톨루엔, 1-노넨, 3-페닐프로펜 등의 비닐 유도체.
(5) 말레산 무수물, 메틸말레산 무수물, 부틸말레산 무수물, 헥실말레산 무수물, 시클로헥실말레산 무수물, 페닐말레산 무수물, 옥틸말레산 무수물 등의 말레산 무수물 유도체.
(6) 말레이미드, 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, 부틸말레이미드, 헥실말레이미드, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드, 벤질말레이미드, 옥틸말레이미드 등의 말레이미드 유도체.
본 발명의 쇄상 폴리머는 모노머 단위의 단독 중합체이어도 좋고, 2종, 3종 또는 4종 이상의 종류의 모노머 단위를 포함하는 공중합체일 수 있으나, 상기 공중합체의 상기 모노머 단위의 최소 1종은 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 모노머이다. 바람직하게는 상기 공중합체는 1종 이상의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 갖는 모노머와 적어도 1종의 히드록시기를 갖지 않는 추가 모노머를 포함한다.
본 발명의 쇄상 폴리머 중, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 모노머 단위가 차지하는 비율은, 바람직하게는 30 내지 100몰%, 보다 바람직하게는 50 내지 100몰%, 보다 바람직하게는 60 내지 100몰%, 더욱 바람직하게는 80 내지 100몰%, 특히 바람직하게는 90 내지 100몰%이다.
본 발명에서 쇄상 폴리머는, 그 원료 모노머를 이용하여, 통상적인 방법으로, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 등 관용의 라디칼 중합 촉매를 사용하여, 중합 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 쇄상 폴리머의 분자량은 10000 내지 100000의 범위(겔 여과 크로마토그래피법에 의한 측정)인 것이 보통 바람직하지만, 특별히 이 범위에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 경화성 수지 조성물에서의 가교제로는 트리아진계 가교제, 글리콜우릴계 가교제 또는 이미다졸리디논계 가교제가 바람직하다. 보다 구체적으로는 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
이들 가교제의 바람직한 구체예로는, 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면 메톡시, 에톡시) 메틸화 멜라민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면 메톡시, 에톡시) 메틸화 구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면 메톡시, 에톡시) 메틸화 아세토구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 벤조구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면 메톡시, 에톡시) 메틸화 글리코루릴 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면 메톡시, 에톡시) 메틸화 이미다졸리디논, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것;을 들 수 있다. 여기서 "알콕시"는 탄소 수 1 내지 4인 것이 바람직하다.
그러한 가교제로서, 보다 구체적으로 예를 들면, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민, 테트라메톡시메틸메틸올멜라민, 테트라메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민, 테트라메톡시메틸구아나민, 테트라메톡시메틸아세토구아나민, 테트라메톡시메틸벤조구아나민, 트리메톡시메틸벤조구아나민, 테트라에톡시메틸벤조구아나민, 테트라메틸올벤조구아나민, 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리코루릴, 1,3,4,6-테트라키스(부톡시메틸)글리코루릴, 4,5-디히드록시-1,3-디메톡시 메틸-2-이미다졸리디논, 4,5-디메톡시-1,3-디메톡시메틸-2-이미다졸리디논 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 바람직하게는 상기 가교제는 하기 화학식 7로 표시되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112018016368838-pat00022
화학식 7 에서, R1b는 탄소수 1 내지 25의 치환 또는 비치환 알킬기, 탄소수 2 내지 25의 치환 또는 비치환 알케닐기, 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기, 탄소수 4 내지 25의 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 하기 화학식 8로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고,
R2b, R3b, R4b 및 R5b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112018016368838-pat00023
화학식 8 에서, R6b 및 R7b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 가교제는 상기 화학식 7의 R1b는 탄소수 1 내지 25의 치환 또는 비치환 알킬기, 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기, 상기 화학식 8로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고, R2b 내지 R7b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기에서 선택되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 바람직하게는 상기 가교제는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112018016368838-pat00024
화학식 9 에서, R8b 내지 R11b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 가교제는 상기 화학식 9의 R8b 내지 R11b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기에서 선택되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물일 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 바람직하게는 상기 가교제는 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
[화학식 10]
Figure 112018016368838-pat00025
화학식 10 에서, R12b 및 R13b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고, R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 가교제는 상기 화학식 10의 R12b 및 R13b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기에서 선택되고, R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기에서 선택되는 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 식 10에서 R14b 및 R15b가 수소일 수 있다.
본 발명의 가교제의 더욱 바람직한 구체적인 예로는 다음의 구조식에 표시되거나 열거된 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다:
Figure 112018016368838-pat00026
헥사메톡시메틸멜라민; 헥사부톡시메틸멜라민; 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리콜우릴; 1,3,4,6-테트라키스(부톡시메틸)글리콜우릴; 테트라메톡시메틸벤조구아나민; 4,5-디히드록시-1,3-비스(알콕시메틸)이미다졸리딘-2-온.
상기 가교제 중 축합체는, 바람직하게는 상기 화학식 7, 9 또는 10으로 표시되는 화합물들의 중합체를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 화합물들의 2량체, 3량체 및 4차 이상의 고차 중합체 중 적어도 1개를 포함할 수 있다.
상기 가교제는 상기 화학식 7, 9 또는 10으로 표시되는 화합물들에 대해 1 이상의 중량평균 중합도를 가지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 내지 1.8, 더 바람직하게는 1.3 내지 1.8, 특별하게는 1.5의 중량 평균 중합도를 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 화합물의 상기 축합체의 중량 평균 중합도가 1인 경우, 그 축합체는 그 화합물 자체임을 의미한다. 상기 중량 평균 중합도는 바람직하게는 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 3, 4 또는 그보다 큰 값이며, 보다 바람직하게는 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8이며, 더욱 바람직하게는 1.5이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경화성 수지 조성물에서 쇄상 폴리머와 가교제의 질량비는 예를 들어, 1:0.03 내지 1:2, 바람직하게는 1:0.05 내지 1:2, 1:0.05 내지 1:1, 1:0.03 내지 1:1, 더욱 바람직하게는 1:0.09 내지 1:1, 1:0.1 내지 1:0.5, 더욱 바람직하게는 1:0.09 내지 1:0.3, 1:0.1 내지 1:0.3이다.
본 발명에있어서, 경화성 수지 조성물은 또한 산 촉매를 포함한다. 상기 산 촉매는 모노머와 가교제 간 반응의 중합 촉매로서 필요에 따라 포함된다. 상기 산 촉매는 중합 촉매로서 관용의 것을 적절히 선택 사용할 수있다. 상기 산 촉매는 브뢴스테드 산, 루이스 산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있으며, 또는 그의 염 또는 그 용매화물일 수 있다. 상기 산 촉매로는, 예를 들면, 디노닐 나프탈렌 디술 폰산, 디노닐 나프탈렌 (모노)술폰산, 도데실 벤젠 술폰산, p-톨루엔 술 폰산(PTS), 인산, 황산 및 아세트산 등 양성자 산, 및 산에이도 SI-100L, SI-150L, SI-110L, SI-60L 및 SI-80L (三新化工業 (주)) 등의 열 산 발생 제로 이루어진 군에서 선택되는 화합물, 또는 그 염 또는 그 용매화물을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산(PTS), 도데실 벤젠 술폰산 및 열 산 발생제 산에이도 SI-100L (三新化工業 (주))로 이루어진 군에서 선택되는 화합물, 또는 그 염, 또는 그 용매화물일 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 산 촉매는 피리디니움-p-톨루엔술폰산, p-톨루엔 술폰산 또는 그 수화물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경화성 수지 조성물이 산 촉매를 더 포함하는 경우, 상기 쇄상 폴리머와 가교제 및 산 촉매의 질량비는 바람직하게는 1:0.03:0.05 내지 1:2:0.1, 보다 바람직하게는 1:0.05:0.05 내지 1:2:0.1, 더욱 바람직하게는 1:0.09:0.05 내지 1:1:0.08일 수 있다.
본 발명에서, 경화성 수지 조성물은 용제에 의해 적절한 농도로 희석된 것일 수 있다. 비점이 너무 낮거나 높거나 해서 경화성 수지 조성물을 유리제 등의 기판에 경화성 수지 조성물을 도포한 후 건조에 의한 균일한 도막 형성에 문제가 없는 한, 관용되는 비프로톤 용매를 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 프로필렌글리콜모노메틸에테르는 적합한 용제이나, 이에 한정되지 않는다. 용제에 의한 희석은 모노머의 중합 반응시나, 가교제, 촉매를 첨가한 경화성 수지 조성물의 도포 시 등에서의 취급 편의를 위한 것이므로 희석 정도에 특별한 상한, 하한은 없다.
(2-2) 분리층(경화수지막)
본 발명은 상기 (2-1)의 경화성 수지 조성물을 경화시켜 형성한 경화수지막을 분리층으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 (2-1)의 경화성 수지 조성물을 기판 표면상에 막 형태로 경화시켜 이루어지는, 이박리성 분리층을 제공할 수 있다.
본 발명의 경화성 수지막에 의해 형성되는 분리층은 본 명세서에서 정의된 "내열성"을 갖춤과 동시에, 내열성인 온도 범위에서 가열 처리 후에도 이박리성을 가진다.
본 발명의 경화성 수지 조성물은 대표적으로 쇄상 고분자, 가교제 및 필요에 따라 산 촉매를 더 용제에 용해한 용액을 유리 기판(바람직하게는 소다 라임 유리) 위에 도포하고, 열처리(100℃ 내지 230℃, 1 분 이상)하여 경화시킴으로써, 수백 nm 두께(바람직하게는 약 200nm 내지 약 300nm의 두께)의 이박리성 분리층을 투명 박막으로 성막할 수 있다. 이론에 구속되는 것을 바라지 않으나, 구조적으로는 쇄상 고분자의 측쇄의 히드록시기와 가교제가 가열에 의해 가교시 경화 수축에 박리 가능한 필름이다.
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상기 유리 기판에 조성물을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코팅, 스핀리스 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅 및 그라이바 고팅 등을 들 수 있다. 바람직하게는 스핀 코팅을 들 수 있다.
기판 상에 증착된 분리층은 150℃까지 가열을 견디고, 바람직하게는 230℃ 가열(소성)에 견딜 수 있다. 또한, 포토 레지스트 용제에 내성이 있고, 알칼리성 현상 용액에 견딜 수 있어, 회로 제작을 위한 수지베이스 필름으로 유리하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 분리층은 가열(소성) 후에도 이박리성을 가지고 있어, 박막임에도 불구하고 기존에 비해 고온에서의 소성 단계를 포함하는 회로 제작 프로세스에 사용 가능하여, 회로의 특성 유지에 유리하며, 또한 회로 제작 후에도 기재에서 무리없이 쉽게 박리 가능하다.
본 발명의 분리층은 하기 (3) 분리층 제조방법에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 분리층의 박리력은, 예를 들어 다음의 측정 방법을 통해 측정할 수 있다. 본 발명의 경화성 수지 조성물을, 대표적으로, 쇄상 고분자, 가교제 및 필요에 따라 산 촉매를 더욱 용제에 용해한 용액을 유리 기판(바람직하게는 소다 라임 유리) 위에 도포하고, 열처리(100℃ 내지 230℃, 1 분 이상)하여 경화시킴으로써, 유리 기판 상에 분리층을 형성한다. 측정 장치로서, 예를 들면, TENSILON RTG-1310(㈜ A&데이) 로드셀로 UR-100N-D형을 이용한다. 유리 기판 상의 분리층에 니치 반 테이프(24mm폭)을 붙여, 박리 각도 90°로 박리속도는 300mm/분의 일정한 속도로 당겨 박리력을 측정한다.
본 발명의 분리층은, 바람직하게는, 0.5N/mm2 이하의 소다 유리기판 또는 무 알칼리 유리기판에서의 박리력을 갖는다. 본 발명의 분리층은 더욱 바람직하게는 0.1N/mm2 이하의 소다 유리 기판 또는 무 알칼리 유리기판에서의 박리력을 갖는다. 본 발명의 분리층은 더욱 바람직하게는 0.09N/mm2 이하의 소다 유리기판 또는 무 알칼리 유리기판에서의 박리력을 갖는다.
소다 유리기판에서의 박리력의 바람직한 값으로는 0.5N/mm2 이하, 0.4N /mm2 이하, 0.3N/mm2 이하 0.2N/mm2 이하 0.1N/mm2 이하 0.09N/mm2 이하, 0.08N/mm2 이하, 0.07N/mm2 이하, 0.06N/mm2 이하, 0.05N/mm2 이하, 0.04N/mm2 이하, 0.03N/mm2 이하, 0.02N/mm2 이하, 0.01N/mm2 이하가 있다.
무 알칼리 유리 기판에서의 박리력의 바람직한 값으로는 5N/mm2 이하, 0.04N/mm2 이하, 0.03N/mm2 이하, 0.02N/mm2 이하, 0.01N/mm2 이하이다.
소다 유리 기판 또는 무 알칼리 유리기판에서의 상기 박리력이 0.5N/mm2 이하인 경우 상기 분리층은 이박리성을 갖춘 것으로 간주할 수 있다.
(3) 분리층의 제조방법
일부 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 (2-1)의 경화성 수지 조성물의 분리층 제조 방법으로서,
(i) 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 갖는 측쇄를 포함하는 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제를 준비하는 단계;
(ii) 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제를 포함하는 상기 경화성 수지 조성물을 기판 상에 도포하여 경화성 수지 조성물 도막을 형성하는 단계; 및
(iii) 상기 경화성 수지 조성물 도막에서 중합 반응을 시켜 경화시킴으로써 분리층을 형성하는 형성하는 단계를 포함하는 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 (iv) 상기 기판 상에 형성되어 있는 상기 분리층을 상기 기판에서 박리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 하기 실시예에 기재된 방법으로 실시될 수 있을 뿐만 아니라, 당업자에게 공지된 방법으로도 실시될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제조방법은 (i)단계 전에 (i') 적어도 1종의 원료 모노머를 중합시켜 상기 쇄상 폴리머를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
重合)법, 용액중화법, 유화중합법, 현탁중합법 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이러한 예시들에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 중합법 중에서는, 괴상중합법 및 용액중합법이 바람직하다.
또한, 모노머의 중합은, 예를 들면, 라디칼 중합법, 리빙 라디칼 중합법, 음이온중합법, 양이온중합법, 부가중합법, 중축합법 등의 방법으로 실시될 수 있다.
모노머를 용액중합법에 의해 중합시키는 경우, 예를 들어, 모노머를 용매에 용해시켜 얻은 용액을 교반하면서 중합개시제를 당해 용액에 첨가하여 모노머를 중합시킬 수 있으며, 중합개시제를 용매에 용해시켜 얻은 용액을 교반하면서 모노머를 당해 용액에 첨가하여 모노머를 중합시킬 수 있다. 용매는 모노머와 상용하는 유기용매인 것이 바람직하다.
모노머를 중합시킬 때 분자량을 조정하는 연쇄이동제를 사용할 수 있다. 연쇄이동제는, 통상적으로, 모노머와 혼합하여 사용할 수 있다. 연쇄이동제로는, 예를 들면, 2- (도데실티오카르보노티오일티오)-2-메틸프로피온산, 2-(도데실티오카르보노티오일티오) 프로피온산, 메틸 2- (도데실티오카르보노티오일티오)-2-메틸프로피오네이트, 2-(도데실티오카르보노티오일티오)-2-메틸프로피온산 3-아지도-1-프로판올 에스테르, 2-(도데실티오카르보노티오일티오)-2-메틸프로피온산 펜타 플루오로페닐 에스테르, 라우릴메르캅탄, 도데실 메르캅탄, 티오 글리세롤 등의 메르캅탄기 함유 화합물, 차아인산염나트륨, 아황산수소나트륨 등의 무기염 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 연쇄 이동제는 각각 단독으로 사용해도되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다. 연쇄 이동제의 양은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 전체 모노머 100 중량 부 당 약 0.01 중량부 내지 10 중량부이면 된다.
모노머를 중합시킬 때, 중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다. 중합 개시제로서는, 예를 들어, 열중합 개시제, 광중합 개시제, 레독스(redox) 중합 개시제, ATRP(원자 이동 라디칼 중합)개시제, ICAR ATRP 개시제, ARGET ATRP 개시제, RAFT(가역 추가 - 분열 연쇄 이동 중합)제, NMP (니트로옥사이드를 통해 중합)제, 고분자 중합 개시제 등을 들 수 있다. 이러한 중합 개시제는 각각 단독으로 사용해도되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
열 합 개시제로서는, 예를 들면, 아조이소부티로니트릴, 아조이소 부틸산메틸, 아조비스디메틸발레로니트릴 등의 아조계 중합 개시제, 과산화 벤조일, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과산화물계 중합 개시제 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 중합 개시제는 각각 단독으로 사용해도되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
중합 개시제로서 열중합 개시제를 사용하는 경우, 해당 열중합 개시제의 양은 전체 모노머 100 중량부 당 일반적으로 약 0.01 중량부 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 예를 들면, 2-옥소글루타릭산, 1-히드록시 시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸[4-(메틸 티오)페닐]-2-모르포리노프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1- 온, 벤조페논, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸 1-프로판-1- 온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르포리노페닐) 부탄-1-온, 비스 (2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀 옥사이드 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 중합 개시제는 각각 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
중합 개시제로서 광중합 개시제를 사용하는 경우 당해 광중합 개시제의 양은 전체 단량체 100 중량 부 당 일반적으로 약 0.01 중량 부 ~ 20 중량 부인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용 가능한 다른 중합 개시제로서는, 예를 들면, 과산화수소와 철(II)염, 과황산염 및 아황산수소나트륨 등의 산화 환원 중합 개시제 금속 촉매 하에서 알킬 할라이드를 사용 ATRP(원자 이동 라디칼 중합)개시제 금속과 질소 함유 리간드를 사용 ICAR ATRP 개시제와 ARGET ATRP 개시제, RAFT (가역적부가 - 개열연쇄이동중합)제, NMP (니트로옥사이드를 통해 중합)제, 폴리디메틸 실록산 단위 함유 고분자 아조 중합 개시제, 폴리에틸렌 글리콜 단위 함유 고분자 아조 중합 개시제 등의 고분자 중합 개시제 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 중합 개시제는 각각 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
중합 개시제로서 상기 사용 가능한 중합 개시제를 사용하는 경우, 해당 중합 개시제의 양은 전체 단량체 100 중량부 당 일반적으로 약 0.01 중량부 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.
일부 실시예에 있어서, 모노머에 전자선을 조사함으로써, 전자선 중합이 진행될 수 있다.
모노머를 중합시킬 때의 중합반응 온도 및 분위기에 대해서는 특별히 제한이 없다. 일반적으로 중합반응 온도는 약 50℃ 내지 약 120℃이다. 중합반응시의 분위기는, 예를 들면, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기 인 것이 바람직하다. 또한 모노머의 중합 반응 시간은 중합 반응온도 등에 따라 변하기 때문에 일률적으로는 결정할 수 없지만, 일반적으로 약 3 내지 20시간이다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제조 방법의 단계 (ii)에서 상기 기판은 바람직하게는 유리 기판이며, 보다 바람직하게는 소다 유리(소다 라임 유리) 또는 무 알칼리 유리(예를 들면, EAGLE-XG, 코닝)이며, 더욱 바람직하게는 소다 유리이다.
일 실시 예에서, 상기 제조 방법의 단계 (ii)에서 상기 경화성 수지 조성물을 상기 기판에 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수있다. 예를 들어, 스핀 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등을들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는 스핀 코팅을 사용하여 도포 할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제조방법의 단계 (ii)에서, 바람직하게는, 상기 조성물이 또한 산 촉매를 포함할 수 있다. 이론에 구속되는 것을 바라지 않지만, 상기 경화성 수지 조성물 도막은 산 촉매를 포함함으로써 산 촉매가 단계 (iii)에서 중합 반응에서 중합 촉매 역할을 하며 반응을 촉진 할 수 있기 때문이다. 따라서 다른 실시 예에서, 상기 제조 방법의 단계 (i)가 산 촉매를 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 상기 제조 방법은 단계 (iii)에서 상기 경화성 수지 조성물 도막을 가열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 가열 처리 온도로는 바람직하게는 100℃ 내지 230℃, 보다 바람직하게는 150℃ 내지 230℃를 예시로 들 수 있다. 상기 가열처리 시간은 바람직하게는 1 분 이상, 보다 바람직하게는 10 분, 20 분, 30 분, 40 분, 50 분, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 특히 바람직한 상기 가열 처리 시간은 10 분 내지 2시간이다.
상기 제조방법에 의해 제조된 분리층은 상기 (2-2)의 분리층의 특성을 가지며, 이박리성을 갖춘 박막일 수 있다.
(4) 필름 터치 센서 및 필름 터치 센서 구조체
본 실시형태에서 상기 분리층(20)은 캐리어 기판(10)상에 형성 후 그 상부에 전극 패턴층 등을 형성한 후에 최종적으로 캐리어 기판(10)으로부터 분리하게 된다.
분리층(20)의 캐리어 기판(10)과 분리 시 박리력은 0.5N/mm2 이하인 것이 바람직하며, 0.1N/mm2 이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 분리층(20)과 캐리어 기판(10)의 분리 시에 가해지는 물리적 힘이 1N/mm2, 바람직하게는 0.5N/mm2, 특히 바람직하게는 0.1N/mm2을 넘지 않도록 하는 물질로 분리층(20)이 형성되는 것이 바람직하다.
분리층의(20)의 캐리어 기판(10)과 분리 시 박리력이 1N/mm2 초과인 경우에는 캐리어 기판과의 분리 시 깔끔하게 분리되지 않아, 분리층(20)이 캐리어 기판상에 잔존할 가능성이 있으며, 또한 분리층(20), 보호층(30), 전극 패턴층(40), 절연층(50) 중 한 곳 이상에서 크랙이 생길 가능성도 있기 때문이다.
특히, 분리층의(20) 박리력은 0.1N/mm2 이하인 것이 보다 바람직한데, 0.1N/mm2 이하인 경우에는 캐리어 기판으로부터 박리 후에 필름에 발생하는 컬(curl)이 제어 가능하다는 측면에서 보다 바람직하다. 컬(curl)은 필름 터치 센서 기능적 측면에서 문제를 주지 않지만, 접합 공정, 커팅 공정 등의 공정에서 공정효율성을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 적게 발생하도록 하는 것이 유리하다.
여기서, 분리층(20)의 두께는 10 내지 1000nm가 바람직하고, 50 내지 500nm인 것이 보다 바람직하다. 분리층(20)의 두께가 10nm 미만이면 분리층 도포시의 균일성이 떨어져 전극 패턴 형성이 불균일하거나, 국부적으로 박리력이 상승하여 찢겨짐이 발생하거나, 캐리어 기판과 분리 후, 필름 터치 센서에 컬(curl)이 제어되지 않는 문제점이 있다. 그리고 두께가 1000nm를 초과하면 상기 박리력이 더 이상 낮아지지 않는 문제점이 있으며, 필름의 유연성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 다른 실시형태로서, 캐리어 기판(10)으로부터 분리층(20)에서 분리되지 않을 수도 있다. 이 경우 본 발명은 분리층(20)의 일면에 캐리어 기판(10)이 부착된 필름 터치 센서용 구조체를 제공한다.
한편, 분리층(20)의 상부에는 전극 패턴층(40)이 형성되는데, 상기 분리층(20)은 캐리어 기판으로부터 분리 후에는 전극 패턴층(40)을 피복하는 피복층의 기능을 하거나 전극 패턴층(40)을 외부의 접촉으로부터 보호하는 보호층의 기능을 하게 된다.
분리층(20)의 상부에는 다시 하나 이상의 보호층(30)이 더 형성될 수 있다. 분리층(20)만으로는 외부로부터의 접촉이나 충격에 대해 전극 패턴을 보호하기 힘들 수 있으므로, 하나 이상의 보호층(30)이 분리층(20)상에 형성될 수 있다.
보호층(30)은 유기절연막 또는 무기절연막중 적어도 하나를 포함하며, 코팅 및 경화의 방법 또는 증착을 통하여 형성될 수 있다.
보호층은 회로 접속을 위하여 패드 전극이 형성될 부분은 제거되거나 패드 전극이 형성될 부분은 제외하고 형성될 수 있다. 또한 패드 전극 하부에 패드 패턴층이 형성될 수도 있는데, 보호층은 패드 패턴층 형성을 위하여 분리층 상부를 전부 덮도록 도포하고 패터닝하거나, 패드 패턴층이 형성될 부분은 제외하고 도포하여 형성될 수 있다.
분리층(20) 또는 보호층(30)의 상부에는 전극 패턴층(40)이 형성된다. 전극 패턴층(40)은 터치 여부를 감지하는 센싱 전극(SE) 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극(PE)을 포함하여 구성된다. 여기서, 센싱 전극은 터치를 감지하는 전극뿐 아니라, 그 전극에 연결된 배선 패턴을 포함할 수 있다.
패드 패턴층은 패드 전극의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 패드 전극은 패드 패턴층을 통하여 회로 기판과 전기적으로 접속될 수 있으며, 회로 기판과 접속 시 접촉저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 회로 기판이 절연층 방향에서 접합되는 경우, 패드 전극 상부에 패드 패턴층이 형성되고, 회로기판이 분리층 방향에서 접합되는 경우에는 패드 전극 하부에 패드 패턴층이 형성될 수 있다. 패드 전극이 회로 기판과 접속시 접촉저항이 충분히 낮은 경우 패드 패턴층은 생략될 수 있다.
패드 패턴층은 금속, 금속나노와이어, 금속산화물, 탄소나노튜브, 그래핀, 전도성 고분자 및 도전성 잉크에서 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
전극 패턴층(40)은 금속, 금속나노와이어, 금속산화물, 탄소나노튜브, 그래핀, 전도성 고분자 및 도전성 잉크에서 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
여기서, 금속은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄, 팔라듐, 네오듐, 은-팔라듐-구리합금(APC) 중 어느 하나가 될 수 있다.
그리고, 금속나노와이어는 은나노와이어, 구리나노와이어, 지르코늄나노와이어, 금나노와이어 중 어느 하나가 될 수 있다.
그리고, 금속산화물은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 징크옥사이드(ZnO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 어느 하나가 될 수 있다.
또한 전극 패턴층(40)은 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀 (graphene)을 포함하는 탄소(carbon)계 물질로 형성할 수도 있다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 피닷(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline)을 포함하며, 이런 전도성 고분자로 형성될 수도 있다.
상기 도전성 잉크는 금속파우더와 경화성 고분자 바인더가 혼합된 잉크로, 이를 이용하여 전극을 형성할 수도 있다.
상기 전극 패턴층(40)은 전기 저항을 저감시키기 위해 경우에 따라서는 도 2a와 같이 제1 전극층(41) 및 제2 전극층(42)의 형태로 2 이상의 도전층으로 이루어 질 수 있다.
전극 패턴층(40)은 일 실시예로 ITO, AgNW(은나노와이어), 메탈 메쉬로 1층으로 형성할 수 있으며, 2 이상의 층을 형성하는 경우에는 제1 전극층(41)을 ITO와 같은 투명 금속산화물로 형성하고, 전기적 저항을 더 낮추기 위하여 ITO 전극층 상부에 금속이나 AgNW 등을 이용하여 제2 전극층(42)을 형성할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 전극 패턴층(40)은 일 실시예로 도 2b와 같이 제2 전극층(42) 상에 ITO와 같은 투명 금속산화물로 제3 전극층(43)이 더 형성될 수 있다.
전극 패턴층(40)의 전기 전도도 향상을 위하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 전극 패턴층을 적어도 1층 이상 포함하여 형성할 수 있다. 보다 상세하게는, 전극 패턴층은 분리층 또는 보호층 상에 금속 또는 금속산화물로 도전층을 형성한 후 추가로 투명 도전층을 적층하여 전극 패턴을 형성하거나, 분리층 또는 보호층 상에 1층 이상의 투명 도전층을 적층한 후 추가로 금속 또는 금속산화물로 도전층을 형성하여 전극 패턴을 형성할 수 있다. 상기 전극 패턴의 적층 구조의 구체적인 예는 다음과 같다. 분리층과 전극 패턴층 사이에 금속 또는 금속산화물 패턴층이 더 형성되는 구조, 전극 패턴층과 절연층 사이에 금속 또는 금속산화물 패턴층이 더 형성되는 구조, 보호층과 전극 패턴층 사이에 금속 또는 금속산화물 패턴층이 더 형성되는 구조일 수 있으며, 또한 투명 도전성 재료로 이루어지는 전극 패턴층을 1층 이상 더 포함할 수 있다.
적용 가능한 전극 패턴층(40)의 적층 구조의 구체적인 예는 다음과 같다.
금속산화물을 적층하고 그 상부에 은나노와이어를 적층하는 구조, 금속산화물을 적층하고 그 상부에 금속을 적층하는 구조, 금속산화물을 적층하고 그 상부에 메탈 메쉬 전극을 적층하는 구조, 은나노와이어를 적층하고 그 상부에 금속산화물을 적층하는 구조, 금속을 적층하고 그 상부에 금속산화물을 적층하는 구조, 메탈 메쉬 전극을 적층하고 그 상부에 금속산화물을 적층하는 구조, 금속산화물을 적층하고 그 상부에 은나노와이어를 적층하고 그 상부에 금속 또는 금속산화물을 더 적층하는 구조, 은나노와이어를 적층하고 그 상부에 금속산화물을 적층하고 그 상부에 금속층을 더 적층하는 구조 등이 있으며, 상기 전극 적층 구조는 터치 센서의 신호처리, 저항을 고려하여 변경할 수 있으며 상기 기재한 적층 구조에 제한되는 것은 아니다.
전극 패턴층은 제1 전극 패턴층과 제2 전극 패턴층 사이에 전기절연층이 형성될 수 있고, 전기 절연층을 패터닝하여 컨택홀을 형성하여 제2 도전층을 브릿지 전극이 되도록 형성할 수도 있다.
또한, 전극 패턴층의 구조를 터치 센서 방식의 관점에서 설명하면 다음과 같다.
전극 패턴층의 패턴 구조는 정전용량 방식에 사용되는 전극 패턴구조가 바람직하며, 상호 정전용량 방식(mutual-capacitance) 또는 셀프 정전용량 방식(self-capacitance)이 적용될 수 있다.
상호 정전용량 방식(mutual-capacitance)일 경우, 가로축과 세로축의 격자 전극구조일 수 있다. 가로축과 세로축의 전극의 교차점에는 브릿지 전극을 포함할 수 있으며, 또는, 가로축 전극 패턴층과 세로축 전극 패턴층이 각각 형성되어 전기적으로 이격되는 형태일 수도 있다.
셀프 정전용량 방식(self-capacitance)일 경우, 각 지점의 한 개의 전극을 사용해 정전용량 변화를 읽어내는 방식의 전극층 구조일 수 있다.
전극 패턴층(40)의 상부에는 절연층(50)이 형성된다. 절연층은 전극 패턴의 부식을 막고 전극 패턴의 표면을 보호하는 역할을 할 수 있다. 절연층(50)은 전극이나 배선의 틈 사이를 메우고 일정한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 전극 패턴층(40)과 접하는 면의 반대편 표면은 전극의 요철이 드러나지 않도록 평탄하게 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 절연층(50)은 패드 전극이나 패드 패턴층이 회로 기판과 접속되는 공간을 제공하기 위해 패드 전극 부분의 적어도 일부분이 노출되도록 형성하고, 센싱 전극을 보호하기 위해 센싱 전극을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
상기 보호층(30)과 상기 절연층(50)의 25℃에서의 탄성율 차는 300MPa 이하인 것이 바람직하다. 이는 각층의 스트레스 해소능력 차이에 의한 크랙 발생을 억제하기 위한 것으로, 상기 보호층과 상기 절연층의 탄성율차를 25℃ 에서 300MPa 이하가 되도록 하는 이유는 탄성율 차이가 300MPa을 초과하면, 두 층간의 변형에너지 및 스트레스 해소능력에 불균형이 발생하여 크랙이 발생하기 때문이다.
또한, 25℃ 에서의 탄성율 차이를 측정하는 이유는 사용자가 사용하는 환경에서 크랙이 발생하지 않아야 하기 때문이다.
절연층은 보호층과의 탄성율 차이가 300Mpa 이하가 되는 것을 만족하는 유기절연물질이면 특별히 제한되지 않으나, 절연층은 열경화성 또는 UV경화성 유기고분자인 것이 바람직하다. 절연층은 에폭시 화합물, 아크릴 화합물, 멜라닌 화합물 등 물질에서 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 절연층은 재료 형태의 관점에서, 경화성 프리폴리머, 경화성 폴리머 및 가소성 폴리머에서 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
절연층(50)은 그 자체가 광학필름의 역할을 할 수 있다. 이 경우 필름화 가능한 바니쉬(varnish) 타입의 재료로 이루어진 것이 바람직하며, 바니쉬타입의 재료는 폴리다이메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane), 폴리오가노실록산(POS: polyorganosiloxane) 등의 폴리실리콘계 또는 폴리이미드계 또는 스판덱스 등의 폴리우레탄계 등 물질에서 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 절연층(50)은 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수도 있으며 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명의 필름 터치 센서는 패드 전극이 회로기판과 전기적으로 접속될 수 있다.
회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 일례로 들 수가 있으며, 터치 제어 회로와 본 발명의 필름 터치 센서를 전기적으로 접속시키는 기능을 한다.
회로 기판의 일단에는 패드 전극과 대응하는 전극이 형성되어 있으며, 도전성 접착제에 의해 패드 전극과 회로기판이 전기적으로 접속될 수 있다. 또한 상기 필름 터치 센서는 패드 전극 상부의 적어도 일부 오픈된 영역을 통해 회로기판과 접속되거나, 분리층을 통하여 회로 기판과 접속될 수 있다. 패드 전극의 상부 또는 하부에는 저항이 낮은 물질로 이루어진 패드 패턴층이 형성될 수 있고, 이 경우 회로 기판은 패드 패턴층을 통하여 패드 전극과 접속될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 또 다른 실시예는 도 3에서와 같이, 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 전극 패턴 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층; 상기 절연층 상에 직접 형성되는 광학필름; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
절연층(50)은 그 자체가 점착제나 접착제로 이루어진 접착층의 기능을 할 수 있다. 이 절연층은 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄, 에폭시, 실리콘 및 아크릴로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 또한 절연층(50)이 접착층의 기능을 할 경우, 절연층(50) 상부에 직접 광학 필름(100)이 접합될 수도 있다.
여기서, 상기 광학필름(100)은 투명필름 또는 편광판이 될 수 있다.
투명필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 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 필름의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 1 내지 500㎛ 정도이다. 특히 1 내지 300㎛가 바람직하고, 5 내지 200㎛가 보다 바람직하다.
이러한 투명 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. 상기 투명 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 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 프라이머 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.
또한, 투명필름은 등방성필름, 위상차필름 또는 보호필름(Protective Film)일 수 있다.
등방성필름일 경우 면내 위상차(Ro, Ro=[(nx-ny)ⅹd], nx, ny는 필름 평면 내의 주굴절률, d는 필름 두께이다)가 40nm 이하이고, 10nm 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 내지 +75nm 이며, 바람직하게는 -80nm 내지 +60nm, 특히 -70nm 내지 +45nm 가 바람직하다.
위상차필름은 고분자필름의 일축 연신, 이축 연신, 고분자코팅, 액정코팅의 방법으로 제조된 필름이며, 일반적으로 디스플레이의 시야각보상, 색감개선, 빛샘개선, 색미조절 등의 광학특성 향상 및 조절을 위하여 사용된다.
위상차필름의 종류에는 1/2 이나 1/4 등의 파장판, 양의 C플레이트, 음의 C플레이트, 양의 A플레이트, 음의 A플레이트, 이축성 파장판을 포함한다.
보호필름은 고분자수지로 이루어진 필름의 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나 폴리프로필렌 등의 자가점착성을 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.
그리고 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 또 다른 실시예는 도 4에서와 같이, 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 전극 패턴 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층; 상기 절연층 상에 형성되는 접착층; 상기 접착층 상에 형성되는 광학필름; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
절연층(50)의 상부에 광학필름을 더 포함할 수 있다. 이 경우 절연층(50)과 광학필름(100)사이에 별도의 접착층(60)을 형성하여 이에 의해 접합될 수 있다. 접착층(60)은 점착제 또는 접착제로 형성되며, 열경화형이나 UV경화형 모두 가능하다.
광학필름(100)의 접합에 사용되는 접착제나 점착제는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄, 에폭시, 실리콘, 아크릴계 물질인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 공정을 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 필름 터치 센서 제조 방법의 제1 실시예에 따른 공정 단면도이며, 이를 참조하여 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법을 구체적으로 설명한다.
도 5a에 도시된 바와 같이 먼저 캐리어 기판(10)상에 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 혼합하고, 도포하여 분리층(20)을 형성한다.
구체적으로, (a) 상기 측쇄는, 탄소원자 3 내지 30개를 포함하고, 적어도 1개의 포화 또는 불포화의 탄화수소기를 포함하거나, 또는 적어도 1개의 방향족기를 더 포함하고, 탄소원자 사이를 연결하는 -COO-, -O-, 및 -CO-로 이루어진 군에서 선택된 결합을 포함할 수 있고,
필요에 따라, (b) 상기 가교제는, 트리아진계 가교제 또는 글리코루릴계 가교제에서 선택된 것인 경화성 수지 조성물로 형성된 것일 수 있다.
여기서 분리층을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다.
예를 들면, 스핀 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등을 들 수 있다.
분리층(20)을 형성하기 위한 경화 공정은 열경화 또는 UV경화를 단독으로 사용하거나, 열경화 및 UV 경화를 조합하여 사용할 수 있다.
캐리어 기판(10)은 글래스 기판이 사용되는 것이 바람직하나, 글래스 기판으로 제한되지 않고 다른 기재도 캐리어 기판(10)으로 사용될 수 있다. 다만, 전극 형성시의 공정 온도를 견딜 수 있도록 고온에서도 변형이 되지 않는, 즉 평탄성을 유지할 수 있는 내열성을 가진 재료가 바람직하다.
이어, 도 5b에서와 같이, 캐리어 기판(10) 상에 형성된 분리층(20) 상에 유기 절연막을 도포하여 보호층(30)을 형성한다.
보호층(30)은, 회로 접속을 위한 패드 패턴층 형성을 위하여 패터닝 등의 방법으로 제거되거나, 패드 패턴층이 형성될 부분은 제외하고 도포할 수 있다. 그리고, 보호층이 형성되지 않은 부분에는 회로 기판과의 접속을 위한 패드 패턴층을 형성할 수 있는데, 본 실시예에서는 패드 패턴층이 없는 것을 설명한다.
그 다음 보호층(30) 상에 전극 패턴층을 형성하는데, 본 실시예에서는 전극 패턴층이 단일층의 적층구조로 된 것을 설명한다.
먼저, 도 5c와 같이 투명 도전층으로서, ITO 투명 전극층을 형성하고, 그 위에 감광성 레지스트(미도시)을 형성한다. 이후에 포토리소그래피 공정을 통하여 선택적으로 패터닝하여 도 5d와 같이 전극 패턴층(40)을 형성한다.
상기 투명 도전층은 CVD(Chemical Vapor Deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 스퍼터링(Sputtering)공정, 스크린인쇄, 그라비아(Gravure)인쇄, 리버스오프셋(Reverse Offset), 잉크젯(Ink Jet) 등의 인쇄공정, 건식 또는 습식의 도금 공정을 이용하여
성막할 수 있으며, 스퍼터링공정으로 성막하는 경우에는 원하는 전극 패턴 형상을 갖는 마스크를 기재 위에 배치하고 스퍼터링공정을 실시하여 전극 패턴층을 형성할 수도 있다. 또한 상기의 성막방식으로 전면에 도전층을 형성하고 포토리소그래피 공법을 이용하여 전극 패턴을 형성할 수도 있다.
감광성 레지스트는 네가티브형(negative type) 감광성 레지스트 또는 포지티브형(positive type) 감광성 레지스트가 사용될 수 있으며, 패터닝과정을 마친 후 감광성 레지스트는 필요에 따라서 전극 패턴층(40)상에 잔존하여도 되고, 제거되어도 된다. 본 실시예에서는 포지티브형 감광성 레지스트를 사용하여, 패터닝과정을 마친 후 전극 패턴상에서 제거된 구조로 된 것을 설명한다.
다음으로, 도 5e와 같이 전극 패턴층(40)이 덮히도록 절연층(50)을 형성한다. 절연층(50)의 두께는 전극의 두께보다 같거나 더 두껍도록 하여 절연층의 상부면이 평탄한 형태를 가지도록 형성한다. 즉, 전극의 요철이 전사되지 않도록 적절한 점탄성을 가진 절연재료를 사용하여야 한다.
구체적으로 전극 패턴층 상부에 절연층이 되는 액상의 재료를 도포하고, 도막화단계를 통하여 절연층을 형성한다.
여기서 절연층을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다.
예를 들면, 스핀 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등을 들 수 있다.
절연층 도막화는 열경화, UV경화, 열건조, 진공건조 등의 방법 중 적어도 한가지 방법으로 수행할 수 있으며, 절연층 재료의 특성에 따라 선택된다.
절연층은 그 자체로 지지체의 기능을 할 수 있다. 이 경우 절연층이 광학필름의 기능을 하므로 추가로 광학필름을 부착하지 않아도 된다. 절연층의 상부면이 평탄하지 않는 경우, 절연층이 요철로 인하여 광학필름의 역할이 불가능하다. 절연층 상부에 추가로 광학필름을 부착하는 경우 균일한 접합이 불가능하고 터치 센서의 성능이 저하되는 문제점이 발생한다.
여기서, 절연층(50)은 패드 전극이나 패드 패턴층이 회로 기판과 접속되는 공간을 제공하기 위해 패드 전극 부분의 적어도 일부분이 노출되도록 형성하고, 센싱 전극을 보호하기 위해 센싱 전극을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
패드 전극이 노출되도록 절연층(50)을 형성하는 방법은, 절연층이 전극 패턴층 상부를 전부 덮도록 도포하고 패터닝하여 형성하는 방법 또는 절연층을 패드 전극이 노출되도록 패드 전극영역은 제외하고 도포하여 형성하는 방법이 있다.
절연층 형성 후 패드 패턴층을 형성할 수도 있는데, 본 실시예에서는 패드 패턴층이 없는 구조를 설명한다.
본 발명의 필름 터치 센서의 제조 방법은 절연층 형성단계 이후에, (a) 상기 절연층상에 광학필름을 부착하는 광학필름 부착단계, (b) 상기 전극 패턴층과 회로 기판을 접합하는 회로 기판 접합단계, 및 (c) 상기 캐리어 기판으로부터 상기 분리층을 분리하는 캐리어 기판 제거단계 중에서 선택된 하나 이상의 단계를를 임의의 순서로 실시할 수 있다.
상기 (a), (b), (c)단계 중에서 선택된 하나 이상의 단계를 실시하는 구체적인 방법은 하기에서 개별적으로 설명된다.
상기 절연층을 형성한 후, 도 5f 와 같이 터치 센서의 제조 공정을 진행하기 위하여 사용된 캐리어 기판(10)으로부터 전극이 형성된 분리층(20)을 분리한다.
본 발명에서는 상기 분리층(20)을 캐리어 기판(10)으로부터 박리하는 방법을 사용하여 분리한다.
박리하는 방법은 리프트오프(Lift-off) 또는 필오프(Peel-off)의 방법이 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우 박리시 가해지는 힘의 크기는 분리층의 박리력에 따라 달라질 수 있으나, 1N/mm2 이하가 바람직하며, 0.5N/ mm2 이하가 보다 바람직하고, 0.1N/mm2 이하가 보다 더 바람직하다. 박리력이 1N/mm2를 초과할 경우, 캐리어 기판으로부터 박리시에 필름 터치 센서가 찢어지는 문제가 발생할 수 있으며, 필름 터치 센서에 과도한 힘이 가해져 필름 터치 센서가 변형되어 디바이스의 기능을 하지 못할 수 있다.
다음으로, 필름 터치 센서와 회로 기판을 접합할 수 있는데, 이 때 도전성 접착제를 사용하여 회로 기판과 접합할 수 있다.
도전성 접착제는, 에폭시, 실리콘, 우레탄, 아크릴, 폴리이미드계 수지 등의 바인더에 은, 구리, 니켈, 카본, 알루미늄, 도금 등의 도전성 필러가 분산되어 있는 것을 말한다.
회로 기판은 캐리어 기판과 터치 센서를 분리하기 전 또는 분리한 후에 접합이 가능하다.
캐리어 기판과 분리하기 전에 회로 기판을 접합하는 경우에는, 절연층 도포단계, 절연층 도막화단계 및 광학필름 부착단계 중 적어도 하나의 단계에서 패드 전극의 일부가 노출되도록 적층구조를 형성하거나, 별도의 패터닝단계를 거쳐 패드 전극의 일부가 노출되도록 적층구조를 형성할 수 있다. 그리고 상기 노출된 패드 전극에 회로 기판을 접합하고 캐리어 기판과 분리한다. 패드 전극 상부에 패드 패턴층이 형성되는 경우는 상기 패드 패턴층에 회로 기판을 접합하고 기판을 분리한다.
캐리어 기판과 분리한 후에 회로 기판을 접합하는 경우에는, 분리층 방향에서 분리층을 관통하여 패드 전극과 접합할 수 있는데, 패드 전극 하부에는 패드 패턴층이 형성될 수 있고, 이 경우 회로 기판은 패드 패턴층을 통하여 패드 전극과 접속된다. 또한 회로 기판은 절연층 또는 광학필름방향에서 노출된 패드 전극 또는 패드 패턴층에 접합될 수 있다.
회로 기판이 패드 전극과 접속될 때 패드 패턴층을 통하여 접속하는 방법은 회로 기판과 패드 전극의 접촉 저항을 낮추기 위한 것으로 제조 공정 및 제품 사양에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.
도 6a 내지 6b는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법의 제2 실시예에 따른 공정 단면도이며, 이를 참조하여 본 발명에 따른 필름 터치 센서 제조 방법의 제2 실시예를 설명한다.
캐리어 기판(10)상에 분리층(20)을 형성하고, 보호층(30) 형성 후 전극 패턴층(40)과 절연층(50)을 형성하는 과정은 상기 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.
다만, 본 발명의 제2 실시예는 절연층(50)의 상부에 광학필름(100)을 부착할 수 있다. 절연층이 접착층의 기능을 포함하고 있어서 도 6a와 같이 절연층 상부에 직접 광학필름(100)을 접합하는 것이 특징이다.
이와 같이, 광학필름을 접합하는 단계에서 광학필름을 절연층에 부착하는 압력조건은, 필름에 가해지는 압력이 1 내지 200Kg/cm2의 조건이고, 바람직하게는 10 내지 100Kg/cm2의 조건이다.
그 후에 도 6b와 같이 분리층을 캐리어 기판(10)으로부터 박리하는 방법을 사용하여 분리한다. 그 후에 패드 전극 또는 패드 패턴층에 회로 기판을 접합한다.
도 7a 내지 7b는 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 제조 방법의 제3 실시예에 따른 공정 단면도이며, 이를 참조하여 본 발명에 따른 필름 터치 센서 제조 방법의 제3 실시예를 설명한다.
본 발명의 제3 실시예는 절연층(50)을 형성한 후에, 절연층(50)의 상부에 접착층(60)을 형성하여 광학필름(100)을 부착하는 것이다. 이 경우 접착층(60)은 광학필름(100)의 일면에 먼저 코팅 또는 접합하여 형성하거나, 절연층 상면에 접착층을 코팅 또는 접합하여 광학필름(100)을 부착할 수 있다.
도 7a와 같이, 절연층 상에 접착층을 형성하여 광학필름을 접착한 적층 구조를 나타냈다.
다음으로, 도 7b와 같이 분리층을 캐리어 기판(10)으로부터 박리하는 방법을 사용하여 분리한다. 그 후에 패드 전극 또는 패드 패턴층에 회로 기판을 접합한다.
그리고 본 발명에 따른 필름 터치 센서의 또 다른 실시예는 도 8에서와 같이, 분리층; 상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 및 상기 전극 패턴 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며, 상기 분리층의 상기 전극 패턴층이 형성되는 반대 면에 점착제 또는 접착제를 매개로 형성되는 기능성 필름층(80)을 더 포함할 수 있다.
상기 분리층(20)과 상기 기능성 필름층(80) 사이에는 접착층(70)이 더 포함될 수 있으며, 상기 접착층(70)은 점착제 또는 접착제로 형성되며, 이 때, 점착제 또는 접착제는 당분야에 공지된 점착제 또는 접착제가 별다른 제한 없이 사용될 수 있으나, 점착제 또는 접착제는 열경화형 및 UV경화형 중 적어도 하나의 방식의 점착제 또는 접착제일 수 있다.
상기 기능성 필름층(80)은 당분야에 공지된 기능성 필름층이 별다른 제한 없이 사용될 수 있으나, 기능성 필름 또는 기재 필름 상에 기능성 코팅층이 형성된 필름일 수 있으며, 이들로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 필름 또는 코팅층이 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기능성 필름은 투명 필름, 위상차 필름, 등방성 필름, 보호 필름, 편광판, 편광자, 배리어 필름 등일 수 있고, 배리어 필름은 단층의 필름일 수도 있고, 기재 필름 상에 무기막 및 유기막이 적어도 1층 도포된 복층의 필름일 수도 있다. 복층의 배리어 필름의 예를 들면, 무기막/COP(Cyclo-olefin Polymer)필름/무기막/유기막, 무기막/하드코팅/COP필름/하드코팅/무기막, 무기막/하드코팅/TAC(Triacetyl cellulose)필름/하드코팅/무기막/유기막, 유기막/하드코팅/TAC필름/하드코팅/무기막/유기막 등의 구조를 가질 수 있다.
기능성 코팅층은 전술한 기능성 필름과 같은 기능을 가지는 코팅층들일 수 있으며, 예를 들면 코팅형 유기막층, 코팅형 위상차층, 코팅형 편광자층, 코팅형 배향막층 등일 수 있다. 또한, 기재 필름 당분야에 공지된 필름이 특별한 제한 없이 적용될 수 있으며, 전술한 기능성 필름이 사용될 수도 있다.
한편, 상기 기능성 필름층(80)은 상기 광학필름(100)과 동일한 군에서 선택된 필름일 수 있으며, 필요에 따라 광학필름(100)과 함께 사용되거나, 광학필름(100) 없이 분리층의 하부에 접합될 수 있으며, 상기와 같은 적층 구조에 의해서 본 발명에 의해 제조된 필름 터치 센서를 휘거나 구부리거나 말 경우, 가해지는 외부의 수 또는 팽창 응력으로부터 상기 전극 패턴층(40)을 더욱 보호해 줄 수 있다는 점에서 바람직한 효과를 제공한다.
상기 접착층(70)은 기능성 필름층(80)의 일면에 먼저 코팅 또는 접합하여 형성하거나, 분리층(20) 하면에 접착층을 코팅 또는 접합한 후 기능성 필름층(80)을 부착할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 다 설명하진 않았지만, 각층을 적층하는 공정의 순서는 변경될 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 필름 터치 센서는 표시 패널과의 접합 시, 기능성 필름층이 시인 측에 위치하도록 배치되어 사용이 가능하며, 반대로 표시 패널쪽에 부착이 되도록 배치될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 필름 터치 센서 및 그의 제조 방법은 캐리어 기판상에서 터치 센서를 구현하므로 필름 기재상에서 직접 터치 센서를 구현하는 공정에서는 불가능한 고정세(fine pitch), 내열성을 확보하고, 필름 기재를 다변화할 수 있도록 한 것이다. 즉 내열성이 약한 광학필름이나 기능성 필름층도 전극 형성 후에 접합을 하게 되기 때문에 사용이 가능한 것이다.
또한, 캐리어 기판상에 형성되는 분리층을 제거하지 않고 캐리어 기판과 분리한 이후 또는 분리 이전에 패드 패턴층에 회로 기판을 부착하여 공정의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 분리층과 절연층 사이에 탄성율이 제어된 보호층을 추가로 형성하여 스트레스 해소능력 차이에 의한 크랙 발생을 억제하며 필름 터치 센서의 컬(Curl)을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 및 합성예
1. 경화성 수지 조성물의 구성 요소로서 중합체의 제조
경화성 수지 조성물의 구성 요소로서, 다음과 같이 중합체를 제조하였다.
[제조예 1] 중합체 A-1의 제조
하기 화학식 1-1의 2-히드록시프로필메타크릴레이트를 모노머로 이용하고, 그 100질량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)에 30질량%가 되도록 용해시켰다. 얻어진 용액에 질소 가스를 불어넣으면서 80℃까지 승온하고 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 모노머 총량에 대해 5몰% 첨가한 뒤, 80℃에서 8시간 반응을 실시하여 중합체 A-1을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 25,000이었다.
[화학식 1-1]
Figure 112018016368838-pat00028
[제조예 2] 중합체 A-2의 제조
하기 화학식 1-2의 3-벤조일옥시-2-히드록시프로필메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-2를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)를 측정한 바, 22000이었다.
[화학식 1-2]
Figure 112018016368838-pat00029
[제조예 3] 중합체 A-3의 제조
하기 화학식 1-3의 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸메타크릴레이트 를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-3를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 32,000이었다.
[화학식 1-3]
Figure 112018016368838-pat00030
[제조예 4] 중합체 A-4의 제조
하기 화학식 1-4의 1,3-아다만틸디올모노메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-4를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 18,000이었다.
[화학식 1-4]
Figure 112018016368838-pat00031
[제조예 5] 중합체 A-5
하기 화학식 1-5의 2-히드록시시클로헥실메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-5를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바 36,000이었다.
[화학식 1-5]
Figure 112018016368838-pat00032
[제조예 6] 중합체 A-6의 제조
하기 화학식 1-6의 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-6을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 42,000이었다.
[화학식 1-6]
Figure 112018016368838-pat00033
[제조예 7] 중합체 A-7의 제조
하기 화학식 1-7의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 중합체 A-7을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 18,000이었다.
[화학식 1-7]
Figure 112018016368838-pat00034
[제조예 8] 중합체 A-8의 제조
화학식 1-1의 2-히드록시프로필메타크릴레이트 및 n-부틸아크릴레이트를 모노머로 사용하고, 이들 50질량부씩을 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)에 합계 30질량%가 되도록 용해시켰다. 얻어진 용액에 질소 가스를 불어넣으면서 80℃까지 승온하고 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 모노머 총량에 대해 5몰% 첨가한 뒤, 80℃에서 8시간 반응을 실시하여 중합체 A-8을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 18,000이었다.
[제조예 9] 중합체 A-9의 제조
화학식 1-1의 2-히드록시프로필메타크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-9를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 25,000이었다.
[제조예 10] 중합체 A-10의 제조
화학식 1-1의 2-히드록시프로필메타크릴레이트 및 스티렌을 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-10을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 22,000이었다.
[제조예 11] 중합체 A-11의 제조
화학식 1-3의 4-벤조일옥시-3-히드록시시클로헥실메틸메타크릴레이트 및 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-11을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바 35,000이었다.
[제조예 12] 중합체 A-12의 제조
화학식 1-5의 2-히드록시시클로헥실메타크릴레이트 및 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-12를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 25,000이었다.
[제조예 13] 중합체 A-13의 제조
화학식 1-6의 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-13을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바 38,000이었다.
[제조예 14] 중합체 A-14의 제조
화학식 1-6의 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-14를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바 36,000이었다.
[제조예 15] 중합체 A-15의 제조
화학식 1-6의 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 중합체 A-15를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바 39,000이었다.
[제조예 16] 중합체 A-16의 제조
하기 화학식 1-8의 4-(4-메톡시페닐프로페노일) 옥시-3-하이드록시클로헥실메틸 메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 하기 화학식 1-8-1의 중합체 A-16을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 A-16 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 27,700이었다.
[화학식 1-8]
Figure 112018016368838-pat00035
[화학식 1-8-1]
Figure 112018016368838-pat00036
[제조예 17] 중합체 A-17의 제조
하기 화학식 1-9의 4-아다만탄카르복시옥시-3-히드록시시클로헥실메틸메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 화학식 1-9-1의 중합체 A-17을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 A-17 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 31,700이었다.
[화학식 1-9]
Figure 112018016368838-pat00037
[화학식 1-9-1]
Figure 112018016368838-pat00038
[제조예 18] 중합체 A-18의 제조
화학식 1-5의 2-히드록시시클로헥실메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 하기 화학식의 중합체 A-18을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 25,500이었다.
Figure 112018016368838-pat00039
[제조예 19] 중합체 A-19의 제조
하기 화학식 1-10의 3-히드록시아다만틸 메틸-2-메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 하기 화학식 1-10-1의 중합체 A-19를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 35,700이었다.
[화학식 1-10]
Figure 112018016368838-pat00040
[화학식 1-10-1]
Figure 112018016368838-pat00041
[제조예 20] 중합체 A-20의 제조
하기 화학식 1-11의 2-히드록시-4-메타크릴옥시메틸-시클로헥실-3-시클로헥센-1-카르복실레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 하기 화학식 1-11-1의 중합체 A-20를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 26,700이었다.
[화학식 1-11]
Figure 112018016368838-pat00042
[화학식 1-11-1]
Figure 112018016368838-pat00043
[제조예 21] 중합체 A-21의 제조
하기 화학식 1-12의 4-(2-시클로헥실아세틸)옥시-3-히드록시시클로헥산메틸 2-메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 1과 동일하게 해서 화학식 1-12-1의 중합체 A-21를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 30,700이었다.
[화학식 1-12]
Figure 112018016368838-pat00044
[화학식 1-12-1]
Figure 112018016368838-pat00045
[제조예 22] 중합체 A-22의 제조
화학식 1-5의 2-히드록시시클로헥실메타크릴레이트 및 벤질메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 하기 화학식의 중합체 A-22를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 32,700이었다.
Figure 112018016368838-pat00046
[제조예 23] 중합체 A-23의 제조
화학식 1-8의 4-(4-메톡시페닐프로펜오일)옥시-3-히드록시시클로헥실메틸메타크릴레이트 및 화학식 1-13의 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트를 모노머로 이용하고, 그 100질량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)에 20질량%가 되도록 용해시켰다. 얻어진 용액에 질소 가스를 불어넣으면서 80℃까지 승온하고 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 모노머 총량에 대해 4몰% 첨가한 뒤, 80℃에서 8시간 반응을 실시하여 중합체를 얻었다. 그 후, 4-메톡시시아나믹산과 메타크릴산을 각각 99중량부 및 1질량부, 또 테트라에틸암모늄브로마이드 3몰% 첨가한 뒤 100℃까지 승온하고, 38시간 반응을 실시하여 중합체 하기 화학식 1-13-1의 A-23을 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 42,900이었다.
[화학식 1-13]
Figure 112018016368838-pat00047
[화학식 1-13-1]
Figure 112018016368838-pat00048
[제조예 24] 중합체 A-24의 제조
메틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 및 디시클로펜타디에닐 메타크릴레이트를 모노머로 사용한 것 외에는 제조예 8과 동일하게 해서 하기 화학식의 중합체 A-24를 얻었다. 겔 여과 크로마토그래피에 의해 이 중합체의 평균 분자량(MW)을 측정한 바, 35,700이었다.
Figure 112018016368838-pat00049
2. 분리층의 형성
본 발명의 각종 경화성 수지 조성물을 이하와 같이 제조하여 2종의 유리 기판상에 도포하여 가열 경화시켜서 성막하였다.
[합성예 1]
중합체 A-1의 4.4질량부, 가교제로 하기 화학식 B-1의 헥사메톡시메틸멜라민(니카랏쿠MW-30, ㈜三和ケミカル) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 0.7mm 두께의 소다 유리 및 0.5mm 두께의 무알칼리 유리(EAGLE-XG, コ*jニング社) 위에 각각 스핀 코팅에 의해 도포하고, 150℃ 이상에서 30분간 가열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[화학식 B-1]
Figure 112018016368838-pat00050
[합성예 2]
중합체 A-1의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 3]
중합체 A-1의 2.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 2.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 4]
중합체 A-2의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 5]
중합체 A-3의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 6]
중합체 A-4의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 7]
중합체 A-5의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 8]
중합체 A-8의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 9]
중합체 A-9의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 10]
중합체 A-10의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산의 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 11]
중합체 A-11의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 12]
중합체 A-12의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 13]
중합체 A-1의 4.4질량부, 가교제로 하기 화학식 B-2의 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리코루릴(니카랏쿠MW-270, ㈜三和ケミカル) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[화학식 B-2]
Figure 112018016368838-pat00051
[합성예 14]
중합체 A-1의 4.4질량부, 가교제로 하기 화학식 B-3의 테트라메톡시메틸벤조구아나민 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[화학식 B-3]
Figure 112018016368838-pat00052
[합성예 15]
중합체 A-1의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 라우릴벤젠술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 16]
중합체 A-1의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 열산 발생제 산에이드 SI-100L(三新化모노머를 중합시키는 방工業（주)）0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 1]
중합체 A-6의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 2]
중합체 A-7의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 3]
중합체 A-13의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 4]
중합체 A-14의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 5]
중합체 A-15의 4.4질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 6]
중합체 A-1의 4.4질량부, 이소시아누레이트계 가교제로 듀라네이트 TPA-100(旭化成 ㈜) 0.4질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 17]
중합체 A-16의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 18]
중합체 A-17의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 19]
중합체 A-18의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 20]
중합체 A-19의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 21]
중합체 A-20의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 22]
중합체 A-21의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 23]
중합체 A-22의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[합성예 24]
중합체 A-23의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
[비교합성예 7]
중합체 A-24의 3.2질량부, 가교제 헥사메톡시메틸멜라민(화학식 B-1) 0.8질량부 및 중합 촉매로서 피리디늄-p-톨루엔술폰산 0.2질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 95질량부에 용해시켰다. 이 용액을 이용해서, 합성예 1과 마찬가지로 소다 유리 및 무알칼리 유리 위에 각각 도포, 열처리하여 약 300nm의 막두께를 성막했다.
실시예 및 비교예
상기 합성예 1 내지 23 및 비교합성예 1 내지 7에서 형성한 분리층상에 보호층으로서 유기절연막을 도포 및 경화한 후, ITO를 증착하고 포토레지스트를 이용하여 전극 패턴층을 형성하였다. 이후, 상기의 포토레지스트를 재차 도포 및 경화하고, 통상의 포토리소공정을 통하여 패드전극 부분의 일부분을 노출시킨 후, 점착제가 접합되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 롤라미네이터를 사용하여 접합하여, 실시예 1 내지 23 및 비교예 1 내지 7의 필름 터치 센서를 제조하였다.
시험예: 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 6의 분리층의 물성 평가
1. 박리력 측정
상기 실험예 및 비교예의 필름 터치 센서를 글래스로부터 박리시키는데 필요한 힘의 크기(박리력)을 다음과 같은 방법을 통해 정량적으로 측정하였다. 측정 장비로 TENSILON RTG-1310(㈜ A&데이), 로드셀로 UR-100N-D형을 이용한 측정은 유리 기판 상에 형성된 필름 터치 센서에 니치 반 테이프(24mm폭)을 붙여, 박리 각도 90°로 박리속도는 300mm/분의 일정한 속도로 당겨 박리력을 측정하여 그 값을 하기 표 1에 나타내었다. 실시예 1 내지 16의 박리력은 소수점 이하 3자리로 표현하였으며, 나머지는 소수점 이하 2자리까지 표시하였다.
구분 기판: 소다 유리 박리력(N/mm2) 기판:EAGLE-XG
박리력(N/mm2)
실시예 1 0.021 0.031
실시예 2 0.031 0.035
실시예 3 0.041 0.042
실시예 4 0.032 0.035
실시예 5 0.013 0.038
실시예 6 0.078 0.085
실시예 7 0.019 0.036
실시예 8 0.062 0.084
실시예 9 0.048 0.064
실시예 10 0.035 0.045
실시예 11 0.024 0.039
실시예 12 0.018 0.028
실시예 13 0.025 0.042
실시예 14 0.031 0.051
실시예 15 0.036 0.038
실시예 16 0.058 0.074
비교예 1 3.0 4.2
비교예 2 3.8 5.2
비교예 3 4.2 4.6
비교예 4 2.8 3.7
비교예 5 2.2 3.2
비교예 6 8.7 9.2
표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1 내지 6의 박리력이 2.2 내지 8.7N/mm2(소다 유리 기판) 및 3.2 내지 9.2N/mm2(EAGLE-XG 기판)이었던 반면, 실시예 1 내지 16의 박리력은 0.013 내지 0.078N/mm2(소다 유리 기판) 및 0.028 내지 0.085N/mm2(EAGLE-XG 기판)으로, 비교예에 비해 2자릿수나 작은 것으로 나타났다. 실제로, 비교예의 필름 터치 센서는 높은 박리력으로 인해 필름 터치 센서나 기판이 파괴되었음에 반해, 실시예의 각 필름 터치 센서는 모두, 무리 없이 용이하게 박리할 수 있었다.
2. 소성 후 경화 수지 박막에 대한 박리력 평가
경화 수지 박막 상에 포토리소그라피법이나 인쇄법을 이용한 패터닝으로 회로 제작할 때의 소성 공정을 상정하여, 경화 수지 박막을 소성했을 경우의 박리력을 계측했다. 즉, 실시예 1 및 7, 비교예 1 및 2에 대해, 소다 유리 기판상에 형성된 경화 수지 박막을 230℃에서 1시간 또는 3시간 소성하고, 상기 1에 기재한 장치 및 방법으로 각각의 박리력을 계측했다. 결과를, 그 실시예 및 비교예에서의 소성 전 박리력(초기 박리력)값과 함께 표 2에 나타내었다.
구 분 초기 박리력
(N/mm2)		 230℃가열 1시간 후 박리력 (N/mm2) 230℃가열 3시간 후 박리력 (N/mm2)
실시예 1 0.021 0.021 0.031
실시예 7 0.019 0.037 0.042
비교예 1 3.0 4.5 5.7
비교예 2 3.8 4.6 7.2
표 2에서 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 7의 경우, 230℃에서 1시간 또는 3시간 소성한 후에도, 소성 전의 비교예 1 및 2의 박리력과 비교할 때 2자릿수나 낮은 박리력을 나타냈으며, 기판에서 무리없이 용이하게 박리할 수 있었다. 반면, 비교예 1 및 2의 경우에는 소성 전보다 한층 더 강하게 유리 기판에 접착되어 있었다.상기 2와 동일한 방법으로 경화 수지 박막 상에 포토리소그라피법이나 인쇄법을 이용한 패터닝으로 회로 제작할 때의 소성 공정을 상정하여, 경화 수지 박막을 소성했을 경우의 박리력을 계측했다. 즉, 실시예 12, 17 내지 24 및 비교예 7에 대해, 소다 유리 기판상에 형성된 경화 수지 박막을 230℃에서 20분 소성하고, 상기 1에 기재한 장치 및 방법으로 각각의 박리력을 계측했다. 결과를, 그 실시예 및 비교예에서의 소성 전 박리력(초기 박리력)값과 함께 표 3에 나타내었다.
구분 초기 박리력
(N/mm2)		 230℃가열 20분 후 박리력(N/mm2)
실시예 12 0.03 0.03
실시예 17 0.04 0.04
실시예 18 0.04 0.04
실시예 19 0.04 0.04
실시예 20 0.04 0.04
실시예 21 0.05 0.05
실시예 22 0.07 0.07
실시예 23 0.08 0.08
실시예 24 0.05 0.05
비교예 7 3.8 3.8
표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 12, 17 내지 24는 230℃에서 20분 소성한 후에도, 소성 전과 마찬가지로 소성 전의 비교예 7에 비해 2자릿수나 낮은 박리력을 나타냈으며, 기판에서 무리없이 용이하게 박리할 수 있었다. 반면, 비교예 7은 소성 전과 마찬가지로 박리력이 높았으며, 유리 기판에서 쉽게 떼어낼 수 없었다.3. 가교제 및 혼합 비율을 변화시킨 경우의 소성 후 박리력 평가
가교제의 종류와 고분자/가교제의 혼합비율을 다음 표 5와 같이 변화시킨 경우, 실시예 25 내지 27 및 비교예 8 내지 10 의 박리력 측정을 실시하였다.
<평가 기준>
기판: 소다 유리 (주석 처리면에 코팅)
제막: 스핀 코트 >150℃ 또는 230℃에서 30 분간 베이킹
※ 마감 막 두께 50 ~ 200nm
박리 시험 조건: 니치 반 테이프(24mm 폭)로 박리 시험 실시.
사용된 폴리머는 중합체 A-3였다.
사용된 가교제는 표 4와 같다. 표 4 중, MW-30은 상기 식 (B-1)의 헥사메톡시메틸멜라민(니카랏쿠 MW-30, (주)三和ケミカル)이며, MW-30LF는 헥사메톡시메틸멜라민(낮은 유리 포름알데히드 제품) (니카랏쿠 MW-30LF, (주)三和ケミカル)이며, MX-270은 상기 식 (B-2)의 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리코루릴 (니카랏쿠 MW-270, (주)三和ケミカル)이다.
MW-30 MW-30LF MX-270
구조
Figure 112018016368838-pat00053
Figure 112018016368838-pat00054
Figure 112018016368838-pat00055
중앙골격 트리아진 글리코루릴
MW-30를 기준화합물로 하여, 다른 화합물의 혼합 비율을 변경하며 박리력 및 박리 특성을 검토 하였다(실시예 25 내지 27 및 비교예 8 내지 10). 실험 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5 중, 박리시험 항목에서 "*j"는 형성된 필름 터치 센서가 무리없이 쉽게 벗겨져 이박리성을 나타냈다는 것이고, "Х"는 쉽게 떼어낼 수 없고, 이박리성을 갖지 않았다는 것을 의미한다.
폴리머 가교제 혼합비율
(폴리머/가교제)		 박리특성
박리력(N/mm2) 박리시험
실시예 25 중합체
A-3		 MW-30 45/50 0.02 *j
비교예 8 90/10 7.5 Х
비교예 9 MW-30LF 45/50 8.1 Х
비교예 10 91/10 7.2 Х
실시예 26 MX-270 45/50 0.02 *j
실시예 27 90/10 0.02 *j
표 5에서 볼 수 있듯이, MW-30을 사용한 경우, 폴리머/가교제의 혼합 비율이 45/50일 경우 박리력은 0.02로 낮았으며, 이박리성을 나타냈다. 혼합 비율이 90/10일 경우 박리력은 7.5로 크고, 이박리성을 나타내지 않았다. MX-270을 사용하는 경우 혼합 비율이 45/50인 경우 및 90/10인 경우 모두에서 낮은 박리력 및 이박리성을 나타냈다. 한편 MW-30LF은 혼합비율이 45/50인 경우 및 90/10인 경우 모두에서 박리력이 높았으며, 이박리성을 나타내지 않았다. 이는 MW-30LF는 포름 알데히드가 적어 MW-30에 비해 메틸올 부분(열 가교 반응 점)이 부족하기 때문으로 추정된다.4. 분리층의 박리력의 역치 측정
폴리머, 가교제 및 산 촉매의 중량비(wt%)을 변화시키며, 제작된 분리층의 박리력 측정을 실시했다. 즉, 실시예 28 내지 38 및 비교예 11 내지 15에 대해 다음 표 6에 기재된 중량비로 고분자, 가교제 및 산 촉매를 사용하여 제조한 용액을 소다 유리 기판 상에 도포하고, 230℃ 에서 20 분간 소성 한 것 이외에는 실시 예 1과 동일하게하여 분리층을 성막한 뒤, 위 1에 기재한 장치 및 방법에 따라 각각의 박리력을 측정하여 비교하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
폴리머 가교제 산촉매
함량(wt%)		 박리력
(N/mm2)
성분 함량(wt%) 성분 함량(wt%)
비교예 11 A-3 90 B-1 5 5 5.23
비교예 12 A-3 87 B-1 8 5 2.12
실시예 28 A-3 85 B-1 10 5 0.02
실시예 29 A-3 63 B-1 32 5 0.03
실시예 30 A-3 45 B-1 50 5 0.02
비교예 13 A-3 90 B-2 5 5 5.20
비교예 14 A-3 94 B-2 1 5 7.90
실시예 31 A-3 87 B-2 8 5 0.02
실시예 32 A-3 85 B-2 10 5 0.03
비교예 15 A-5 94 B-2 1 5 8.39
실시예 33 A-5 92 B-2 3 5 0.06
실시예 34 A-5 90 B-2 5 5 0.02
실시예 35 A-5 87 B-2 8 5 0.03
실시예 36 A-5 85 B-2 10 5 0.02
실시예 37 A-16 70 B-1 25 5 0.02
실시예 38 A-17 70 B-1 25 5 0.02
표 6에 나타난 바와 같이, 가교제 B-1은 고분자, 가교제 및 산 촉매의 총량을 기준으로 함량이 10중량% 이상일 때 이박리성이 발현되었으며(실시예 28 내지 30), 가교제 B-2은 고분자, 가교제 및 산 촉매의 총량을 기준으로 3중량% 이상의 함량일 때 이박리성이 발현되었다 (실시예 33 내지 38). 또한, 표 5의 비교예 8에서는 고분자/가교제의 혼합 비율이 90/10인 경우 이박리성이 나타나지 않았지만, 산 촉매를 사용한 거의 같은 혼합 비율(85/10)의 표 6의 실시예 28에서는 이박리성이 발현하였다. 따라서 산 촉매 첨가시 이박리성이 용이하게 나타난다고 할 수 있다.
　이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 본 발명을 예시하였지만, 본 발명은 특허청구 범위에 의해서만 그 범위가 해석되어야 할 것이며, 상기 예시로 든 바람직한 실시예에 한정되어서는 안될 것으로 이해된다.
10 : 캐리어 기판 20 : 분리층
30 : 보호층 40 : 전극 패턴층
41 : 제1 전극층 42 : 제2 전극층
43 : 제3 전극층
50 : 절연층 60, 70 : 접착층
80: 기능성 필름층 100 : 광학필름

Claims (55)

  1. 분리층;
    상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 및
    상기 전극 패턴층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며,
    상기 분리층은,
    알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH기 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 포함하고,
    상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 모노머 및 하기 화학식 2로 표시되는 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 모노머로부터 유래된 단위를 포함하는 것인 경화성 수지 조성물로 형성되며,
    상기 가교제는, 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 필름 터치 센서:
    [화학식 1]
    Figure 112018016368838-pat00056

    (화학식 1 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L2는 O 또는 NH이고,
    R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되고,
    단 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 1개는 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기거나,
    혹은 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 2개가 하나가 되어, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 또는 페놀성 OH를 포함하는, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 이들을 포함하는 다환임)
    [화학식 2]
    Figure 112018016368838-pat00057

    (화학식 2 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되, 단 R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기임)
    [화학식 3]
    Figure 112018016368838-pat00058

    (화학식 3 중, R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기인, 필름 터치 센서.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 메틸렌기인, 필름 터치 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 6으로 표시되는 모노머 단위를 포함하는, 필름 터치 센서:
    [화학식 6]
    Figure 112018016368838-pat00059

    (화학식 6 중,
    R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R19a는 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 L1은 치환 또는 비치환 알킬렌기인, 필름 터치 센서.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 L1은 메틸렌기인, 필름 터치 센서.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 R19a는 페닐기인, 필름 터치 센서.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 트리아진계 화합물, 트리아진계 화합물의 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-1으로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
    [화학식 B-1]
    Figure 112018016368838-pat00060
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 단일 결합인, 필름 터치 센서.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R14a 중 어느 2개 이상이 히드록시기이고, 나머지는 수소인, 필름 터치 센서.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R14a 중 어느 하나가 히드록시기이고, 나머지는 수소인, 필름 터치 센서.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 R5a 내지 R13a는 수소이고, R14a는 히드록시기인, 필름 터치 센서.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 글리코우릴계 화합물, 글리코우릴계 화합물의 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-2로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
    [화학식 B-2]
    Figure 112018016368838-pat00061
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 B-3으로 표시되는 화합물인, 필름 터치 센서:
    [화학식 B-3]
    Figure 112018016368838-pat00062
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 용액으로 제공되는, 필름 터치 센서.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 용액의 용매는 알코올을 포함하는, 필름 터치 센서.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 알코올은 1급 알코올을 포함하는, 필름 터치 센서.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 알코올은 에탄올을 포함하는, 필름 터치 센서.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 알코올의 함량은 상기 용매 중량 중 10 중량% 이상으로 존재하는, 필름 터치 센서.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 멜라민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 아세토구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 벤조구아나민, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 완전 또는 부분 알콕시메틸화 글리콜우릴, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 완전 또는 부분 알콕시메틸화 이미다졸리디논, 그 축합체 및 이들의 혼합물;로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 필름 터치 센서.
  24. 청구항 1에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 7, 9 및 10으로 표시되는 화합물 및 이들의 각 축합체로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 필름 터치 센서:
    [화학식 7]
    Figure 112018016368838-pat00063

    (화학식 7 중, R1b는 탄소수 1 내지 25의 치환 또는 비치환 알킬기, 탄소수 2 내지 25의 치환 또는 비치환 알케닐기, 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기, 탄소수 4 내지 25의 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 하기 화학식 8로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고,
    R2b, R3b, R4b 및 R5b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
    [화학식 8]
    Figure 112018016368838-pat00064

    (화학식 8 중, R6b 및 R7b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
    [화학식 9]
    Figure 112018016368838-pat00065

    (화학식 9 중, R8b, R9b, R10b 및 R11b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
    [화학식 10]
    Figure 112018016368838-pat00066

    (화학식 10 중, R12b 및 R13b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬기, 및 탄소수 2 내지 10의 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택됨)
  25. 청구항 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제 중 축합체는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10으로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는, 필름 터치 센서.
  26. 청구항 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제 중 축합체는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10로 표시되는 화합물의 2량체, 3량체 및 4차 이상의 고차 중합체 중 적어도 1개를 포함하는, 필름 터치 센서.
  27. 청구항 1 또는 24에 있어서, 상기 가교제는 상기 화학식 7, 화학식 9 또는 화학식 10으로 표시되는 화합물에 대해 1.3 내지 1.8의 중량평균 중합도를 각각 가지는 것인, 필름 터치 센서.
  28. 청구항 1 또는 24에 있어서,
    R1b는 탄소수 6 내지 25의 치환 또는 비치환 방향족기 및 하기 화학식 11로 표시되는 2치환 아민으로 이루어진 군에서 선택되고,
    R2b 내지 R13b 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환 알킬이고,
    R14b 및 R15b는 서로 독립적으로 수소인, 터치 필름 센서:
    [화학식 11]
    Figure 112018016368838-pat00067
  29. 청구항 1에 있어서, 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제의 질량비는 1: 0.05 내지 1:2인, 필름 터치 센서.
  30. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 산 촉매를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 산 촉매는 브뢴스테드산, 루이스산, 이들의 혼합물, 이들의 염 및 이들의 용매화물로 이루어진 군에서 선택되는, 필름 터치 센서.
  32. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 계면 활성제, 필러, 첨가제 및 발포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  33. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 계면 활성제를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  34. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 발포제를 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  35. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 150℃에서 1분의 가열에 의해 경화되는 경화성을 가지는, 필름 터치 센서.
  36. 청구항 1에 있어서, 분리층은 400nm에서 99%의 이상의 투과율(%T) 및 0.1 이하의 b*을 가지는, 필름 터치 센서.
  37. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃ 내지 300℃의 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
  38. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃ 내지 260℃의 1 내지 2시간, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
  39. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃에서 8시간 이상, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
  40. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 230℃에서 1 내지 2시간, 내열성을 가지는, 필름 터치 센서.
  41. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 소다 유리제 기판 또는 무알칼리 유리제 기판에서 0.5N/mm2 이하의 박리력을 가지는, 필름 터치 센서.
  42. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 소다 유리제 기판 또는 무알칼리 유리제 기판에서 0.1N/mm2 이하의 박리력을 가지는, 필름 터치 센서.
  43. 청구항 1에 있어서, 상기 필름 터치 센서는 상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  44. 청구항 1에 있어서, 상기 절연층의 상부에 배치되는 광학필름을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  45. 청구항 1에 있어서, 상기 전극 패턴층은 금속, 금속나노와이어, 금속산화물, 탄소나노튜브, 그래 핀, 전도성 고분자 및 도전성 잉크로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 형성된, 필름 터치 센서.
  46. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층의 상기 전극 패턴층이 형성되는 반대 면에 점착제 또는 접착제를 매개로 형성되는 기능성 필름층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
  47. 청구항 46에 있어서, 상기 기능성 필름층은 투명 필름, 위상차 필름, 등방성 필름, 보호 필름, 편광판, 편광자, 배리어 필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 기능성 필름인, 필름 터치 센서.
  48. 청구항 46에 있어서, 상기 기능성 필름층은 기재 필름 상에 기능성 코팅층이 형성된 필름이고,
    상기 기능성 코팅층은 코팅형 유기막층, 코팅형 위상차층, 코팅형 편광자층, 코팅형 배향막층인, 필름 터치 센서.
  49. (i) 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 갖는 측쇄를 포함하는 쇄상 폴리머와 가교제를 준비하는 단계;
    (ii) 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제를 포함하는 경화성 수지 조성물을 기판 상에 도포하여 경화성 수지 조성물 도막을 형성하는 단계; 및
    (iii) 상기 경화성 수지 조성물 도막에서 중합 반응을 시켜 경화시킴으로써 분리층을 형성하는 단계;를 포함하는, 필름 터치 센서의 제조방법.
  50. 청구항 49에 있어서, 상기 제조방법은
    (iv) 상기 기판 상에 형성되어 있는 상기 분리층을 상기 기판에서 박리하는 단계를 더 포함하는 필름 터치 센서의 제조방법.
  51. 청구항 49에 있어서, 상기 쇄상 폴리머를 구성하는 모노머 단위에서 알코올성 제2급 또는 제3급 OH함유기 또는 페놀성 OH함유기를 포함하는 모노머 단위가 차지하는 비율은 30 내지 100몰%인, 필름 터치 센서의 제조방법.
  52. 청구항 49에 있어서, 상기 가교제는 완전 또는 부분 알콕시메틸화 멜라민, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 구아나민, 완전 또는 부분 알콕시메틸화 아세토구아나민, 또는 완전 또는 부분 알콕시메틸화 벤조구아나민, 및 완전 또는 부분 알콕시메틸화 글리콜우릴로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 필름 터치 센서의 제조방법.
  53. 청구항 49에 있어서, 상기 쇄상 폴리머와 상기 가교제의 질량비는 1: 0.05 내지 1:2인, 필름 터치 센서 제조방법.
  54. 캐리어 기판;
    상기 캐리어 기판 상에 형성되는 분리층;
    상기 분리층 상에 형성되되, 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 형성되는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층;
    상기 전극 패턴층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴층의 일부 또는 전부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며,
    상기 분리층은,
    알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기를 가진 측쇄를 구비한 쇄상 폴리머 및 가교제를 포함하고,
    상기 쇄상 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 모노머 및 하기 화학식 2로 표시되는 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 모노머로부터 유래된 단위를 포함하는 것인 경화성 수지 조성물로 형성되며,
    상기 가교제는, 트리아진계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 글리콜우릴계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물; 및 이미다졸리디논계 화합물, 그 축합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 필름 터치 센서용 구조체:
    [화학식 A]
    Figure 112022087329917-pat00068

    (화학식 A 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L2는 O 또는 NH이고,
    R2a, R3a 및 R4a는 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되고,
    단 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 1개는 치환 또는 비치환의 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 함유기 또는 페놀성 OH 함유기거나,
    혹은 R2a, R3a 및 R4a 중 적어도 2개가 하나가 되어, 알코올성 제2급 또는 제3급 OH 또는 패놀성 OH를 포함하는, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기, 및 이들을 포함하는 다환임)
    [화학식 B]
    Figure 112022087329917-pat00069

    (화학식 11 중, R1a는 수소, 치환 또는 비치환 알킬기 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환 알킬렌기 및 치환 또는 비치환 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R5a 내지 R14a는 서로 독립적으로 수소, 히드록시기 및 하기 화학식 C로 표시되는 작용기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 하나가 되어 환을 형성하되, 단 R5a 내지 R14a 또는 상기 환의 치환기 중 적어도 하나는 히드록시기임)
    [화학식 C]
    Figure 112022087329917-pat00070

    (화학식 C 중, R15a는 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 시클로알킬기, 치환 또는 비치환 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 및 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기로 이루어진 군에서 선택됨)
  55. 청구항 54에 있어서, 상기 필름 터치 센서용 구조체는 상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서용 구조체.
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