KR20150024674A - 하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널은 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 형성되어 있는 제1 층, 그리고 상기 제1 층 위에 형성되어 있는 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진다.

Description

하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널 {HARD-COAT WINDOW AND TOUCH PANEL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD) 또는 유기 발광 표시 장치(OLED) 등의 평판 표시 장치가 개발되었다. 이러한 평판 표시 장치에는 사용자의 편의를 위해 터치 패널이 탑재되고 있다.
외부 충격에 의하여, 터치 패널을 보호하기 위하여, 하드 코트 윈도우를 형성한다. 하드 코트 윈도우를 형성하기 위하여, 스퍼터링의 방법을 이용하거나, 프로스트처리 방식을 이용한다.
스퍼터링 방법으로 투명한 하드 코트 윈도우를 형성하는 일반적인 방법은 실리콘(Si)을 타겟으로 하여 아르곤(Ar)과 산소(O2)를 혼합한 기체 분위기에서 이산화규소(SiO2)막을 형성하는 것이다.
그러나, 터치 패널을 포함하는 평판 표시 장치가 발달함에 따라, 실리콘 산화막보다 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강한 하드 코트 윈도우의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강한 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우는 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 형성되어 있는 제1 층, 그리고 상기 제1 층 위에 형성되어 있는 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진다.
상기 제1 층은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어질 수 있다.
제1 층의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm이고, 제2 층의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 터치 부, 상기 터치 부 표면 위에 위치하는 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 형성되어 있는 제1 층, 그리고 상기 제1 층 위에 형성되어 있는 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루진다.
본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널에 따르면, 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강하다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우를 포함하는 터치 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실험예의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실험예의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 한 실험예의 결과를 나타내는 그래프이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우는 투명한 베이스 기판(10) 위에 형성되어 있는 제1 층(20)과 제1 층(20) 위에 형성되어 있는 제2 층(30)을 포함한다.
베이스 기판(10)은 투명한 플라스틱 또는 투명한 유리 등을 포함한다.
제1 층(20)은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어지고, 제2 층(30)은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진다.
제1 층(20)의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm일 수 있고, 제2 층(30)의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm일 수 있다.
제1 층(20)은 밀착층(adhesive layer)의 역할을 한다. 제2 층(30)은 하드 코트 층(hard-coat layer)의 역할을 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우의 제조 방법에 따르면, 아르곤(Ar), 산소(O2), 메탄(CH4), 질소(N2)의 혼합 가스 분위기에서, 실리콘(Si)을 타겟으로 하여, 밀착층인 제1 층(20)과 하드 코트 층인 제2 층(30)을 스퍼터링 방법으로 적층한다.
하드 코트 층인 제2 층(30)이 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어짐으로써, 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강하다.
예를 들어, 증착 장치의 진공도는 1.0x10-3Pa이하의 분위기, 증착 온도는 약 50℃ 내지 약 150℃일 수 있다. 분위기 가스는 아르곤(Ar)과 약 1% 내지 약 20%의 분압인 질소(N2)의 혼합 기체, 그리고 아르곤(Ar)과 약 1% 내지 약 20%의 분압인 산소(O2), 약 1% 내지 약 20%의 분압인 메탄(CH4)의 혼합 기체일 수 있다.
보다 구체적으로, 1x10-３Pa이하로 배기된 진공 챔버 내에서 아르곤(Ar)과 1%에서 20%의 분압을 가지는 질소(N2)의 혼합 기체를 약 2.7-1Pa 내지 약 3.7ㅧ10-1Pa의 압력이 되도록 공급하고, 실리콘(Si) 타겟 재료를 사용하여, 약 3nm 내지 약 10nm 두께의 밀착증인 제1 층(20)을 형성한다.
이어서, 아르곤(Ar)과 약 1% 내지 약 20%의 분압인 산소(O2), 약 1% 내지 약 20%의 분압인 메탄(CH4)의 혼합 기체를 약 2.7-1Pa 내지 약 3.7ㅧ10-1Pa의 압력이 되도록 공급하고, 실리콘(Si) 타겟 재료를 사용하여, 하드 코트 층인 제2 층(30)을 형성한다.
그러면, 도 2를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우를 포함하는 터치 패널에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 하드 코트 윈도우를 포함하는 터치 패널의 단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 베이스 기판(10)의 한 면에 위치하는 터치 부(40), 베이스 기판(10)의 다른 한 면에 위치하는 제1 층(20)과 제1 층(20) 위에 형성되어 있는 제2 층(30)을 포함한다.
베이스 기판(10)은 투명한 플라스틱 또는 투명한 유리 등을 포함한다.
제1 층(20)은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어지고, 제2 층(30)은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진다.
제1 층(20)의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm일 수 있고, 제2 층(30)의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm일 수 있다.
제1 층(20)은 밀착층(adhesive layer)의 역할을 한다. 제2 층(30)은 하드 코트 층(hard-coat layer)의 역할을 한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 터치 부(40) 위에 위치하는 베이스 기판(10), 베이스 기판(10) 위에 형성되어 있으며, 밀착층인 제1 층(20), 그리고 제1 층(20) 위에 형성되어 있으며, 하드 코트 층인 제2 층(30)을 포함한다. 제1 층(20)은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어지고, 제2 층(30)은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진다.
본 실시예에 따른 터치 패널의 하드 코트 층인 제2 층(30)이 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어짐으로써, 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강하다.
그러면, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 실험예의 결과에 대하여 설명한다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실험예의 결과를 나타내는 그래프이다.
본 실험예에서는 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)과 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막을 각기 형성하여, 그 막 특징을 비교하였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)과 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막의 내 약품성을 측정하기 위하여, 약 0.4wt%인 완충 불산액(BHF; Buffered HF)을 이용하여, 완충 불산액을 디핑(dipping)한 시간에 따라 에칭 속도 변화를 측정하여, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막에 비교하여, 에칭 속도 변화가 매우 적어, 내약품성이 높아졌음을 알 수 있었다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)과 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막의 막 표면의 특징을 측정하여 위하여, 원자간력현미경(AFM;Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면 형태(surface morphology)를 나타내는 평균 표면 거칠기(average surface roughness; Ra)를 측정하여, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)과 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막의 마찰 계수를 4회에 걸쳐 측정하여, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막에 비교하여, 표면 거칠기가 매우 감소했음을 알 수 있었다. 보다 구체적으로, 약 1.9배 감소하였음을 알 수 있었다.
막 마찰 계수 (LF/NF)(?/?)
(LF: lateral force/ NF: nomal force)
1 2 3 4 평균
탄소주입 실리콘 산화막(SiOC) 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22
이산화 규소(SiO2)막 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막에 비교하여, 마찰 계수가 작음을 알 수 있었다. 보다 구체적으로, 약 13% 작다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막에 비교하여 표면 거칠기와 마찰 계수가 줄어, 막 표면 특징이 우수해 졌음을 알 수 있었다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)과 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막의 막 경도를 측정하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막에 비교하여, 경도가 증가하였음을 알 수 있었다. 구체적으로 약 6% 막 경도가 증가하였다.
이처럼, 기존의 하드 코트 층인 이산화 규소(SiO2)막과 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)을 비교한 결과, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코트 윈도우와 이를 포함하는 터치 패널의 하드 코트 층인 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)은 내약품성이 약 200% 향상하였고, 평균 거칠기는 1.9배 작아졌고, 마찰 계수도 약 13% 낮아졌고, 막 경도는 약 6% 향상되었음을 알 수 있었다.
이처럼, 본 실시예에 따른 하드 코트 윈도우 및 이를 포함하는 터치 패널에 따르면, 하드 코트 층인 제2 층(30)을 포함하고, 제2 층(30)은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어짐으로써, 외부의 충격에 강해 흠집이 나지 않고, 내약품성(chemical resistance)이 강하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 베이스 기판,
    상기 베이스 기판에 형성되어 있는 제1 층, 그리고
    상기 제1 층 위에 형성되어 있는 제2 층을 포함하고,
    상기 제2 층은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진 하드 코트 윈도우.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 층은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어진 하드 코트 윈도우.
  3. 제2항에서,
    제1 층의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm이고, 제2 층의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm인 하드 코트 윈도우.
  4. 제1항에서,
    제1 층의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm이고, 제2 층의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm인 하드 코트 윈도우.
  5. 터치 부,
    상기 터치 부 표면 위에 위치하는 베이스 기판,
    상기 베이스 기판에 형성되어 있는 제1 층, 그리고
    상기 제1 층 위에 형성되어 있는 제2 층을 포함하고,
    상기 제2 층은 탄소주입 실리콘 산화막(SiOC)으로 이루어진 터치 패널.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 층은 실리콘나이트라이드(SiN)로 이루어진 터치 패널.
  7. 제6항에서,
    제1 층의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm이고, 제2 층의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm인 터치 패널.
  8. 제5항에서,
    제1 층의 두께는 약 3nm 내지 약 10nm이고, 제2 층의 두께는 약 100nm 내지 약 500nm인 터치 패널.
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