KR20190036634A

KR20190036634A - 포스 터치 센서 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190036634A
Application number: KR1020170125767A
Authority: KR
Inventors: 금동기; 김지연; 탁광용
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-05
Also published as: CN109582169A; TW201921231A; KR102341650B1; JP2019066468A; US20190095025A1

Abstract

본 발명의 포스 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포스 터치 센서는 디스플레이에 접착된 하부 전극층, 편광판에 접착된 상부 전극층 및 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층에 접착된 투명 유전체층을 포함한다.
본 발명에 따르면, 포스 터치 센서를 구성하는 기능층을 간소화하여 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시키고 제조비용 및 제조시간을 줄이는 동시에, 제조공정을 간소화하고 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

포스 터치 센서 및 그 제조방법{FORCE TOUCH SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 포스 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 포스 터치 센서를 구성하는 기능층을 간소화하여 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시키고 제조비용 및 제조시간을 줄이는 동시에, 제조공정을 간소화하고 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 포스 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 센서의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 센서의 이용이 증가하고 있다.

터치 센서는, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널 (touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린 상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.

그러나 종래 기술에 따르면, 터치 센서가 사용자에 의해 입력된 터치의 좌표를 센싱할 뿐이고 사용자에 의해 가해진 힘의 크기를 센싱할 수 없거나, 사용자에 의해 가해진 힘을 센싱하기 위해 별도의 힘 센서를 필요로 하였고, 이로 인해 제품 단가가 상승하게 된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 터치 좌표와 터치력을 동시에 감지할 수 있는 포스 터치 센서가 도입되었다.

도 1은 종래의 포스 터치 센서를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 포스 터치 센서(400)는 상부 기재필름(410), 상부 전극층(420), 유전체층(430), 하부 전극층(440) 및 하부 기재필름(450)을 포함하며, 터치 위치뿐만 아니라, 터치 포스의 크기도 감지한다.

이러한 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.

사용자의 터치 입력이 없는 경우, 상부 전극층(420)과 하부 전극층(440) 사이에 위치하는 유전체층(430)은 두께 d1을 갖는다.

반면, 사용자가 상부 전극층(420) 상의 특정 지점을 터치하는 경우, 사용자에 의한 터치 압력에 의해 유전체층(430)의 두께는 d2로 줄어든다.

종래의 포스 터치 센서는 유전체층(430)의 이러한 두께 변화 및 이에 대응하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 사용자로부터 입력되는 터치 입력의 위치뿐만 아니라, 터치 포스의 크기도 감지하며, 이를 수식으로 표현하면 다음 수학식 1과 같다.

수학식 1에서, △C는 터치 지점의 정전용량의 변화값이고, ε는 유전체층(430)의 유전율이고, S는 상부 전극층(420)과 하부 전극층(440)의 터치 지점에 대응하는 영역의 면적이고, △d는 유전체층(430)의 두께 변화값이다.

한편, 종래의 포스 터치 센서의 구조에 따르면, 상부 전극층(420)은 상부 기재필름(410)에 형성된 상태로 접착제(460)를 매개로 편광판(200)에 접착되고, 하부 전극층(440)은 하부 기재필름(450)에 형성된 상태로 접착제(470)를 매개로 디스플레이(100)에 접착된다.

이와 같이, 종래의 포스 터치 센서(400)는 상부 기재필름(410) 및 하부 기재필름(450)을 포함하는 구조를 갖기 때문에, 박형화에 한계가 있고, 플렉서블 특성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상부 기재필름(410) 및 하부 기재필름(450)으로 인해 제조비용이 상승하고 제조시간이 길어질 뿐만 아니라, 제조공정이 복잡해지고 수율이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0117120호(공개일자: 2015년 10월 19일, 명칭: 터치 입력 장치 및 이를 갖는 전자 장치)

본 발명은 포스 터치 센서를 구성하는 기능층을 간소화하여 박막 특성 및 플렉서블 특성을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 상부 기재필름 및 하부 기재필름을 생략함으로써 제조비용 및 제조시간을 줄이는 동시에, 제조공정을 간소화하고 제품 수율을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 포스 터치 센서는 디스플레이에 접착된 하부 전극층, 편광판에 접착된 상부 전극층 및 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층에 접착된 투명 유전체층을 포함한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 하부 전극층 및 상기 상부 전극층은 각각 기재 필름을 사용하지 않고 상기 디스플레이 및 상기 편광판에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 하부 전극층은 IZO/APC/IZO를 포함하는 3중막 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 하부 전극층의 두께는 600 - 1000Å 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 하부 전극층의 면저항은 0.5 - 10Ω/□ 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법은 디스플레이에 하부 전극층을 전사하는 하부전극층 전사단계, 편광판에 상부 전극층을 전사하는 상부전극층 전사단계 및 투명 유전체층을 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층에 접착하는 투명유전체층 접착단계를 포함한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 하부전극층 전사단계는, 제1 캐리어 기판 상에 제1 분리층을 형성하는 단계, 상기 제1 분리층 상에 하부 전극층을 형성하는 단계, 상기 제1 분리층 상에 형성된 하부 전극층을 디스플레이에 접착하는 단계 및 상기 제1 캐리어 기판을 박리하여 분리하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 상부전극층 전사단계는, 제2 캐리어 기판 상에 제2 분리층을 형성하는 단계, 상기 제2 분리층 상에 상부 전극층을 형성하는 단계, 상기 제2 분리층 상에 형성된 상부 전극층을 편광판에 접착하는 단계 및 상기 제2 캐리어 기판을 박리하여 분리하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극층은 IZO/APC/IZO를 포함하는 3중막 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극층의 두께는 600 - 1000Å 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극층의 면저항은 0.5 - 10Ω/□ 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 포스 터치 센서를 구성하는 기능층이 간소화되어 박막 특성 및 플렉서블 특성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상부 기재필름 및 하부 기재필름을 생략함으로써 제조비용 및 제조시간이 줄어드는 동시에, 제조공정이 간소화되고 제품 수율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 포스 터치 센서를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법의 공정 순서도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 하부전극층 전사단계의 예시적인 공정 순서도이고,
도 5 내지 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 하부전극층 전사단계의 예시적인 공정 단면도들이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상부전극층 전사단계의 예시적인 공정 순서도이고,
도 10 내지 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 상부전극층 전사단계의 예시적인 공정 단면도들이고,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 투명유전체층 접착단계의 예시적인 공정 단면도이다.

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

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

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

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

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

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

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

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서(300)는 하부 전극층(30), 상부 전극층(70) 및 투명 유전체층(90)을 포함한다.

하부 전극층(30)은 접착제(40)를 매개로 디스플레이(100)에 직접 접착되어 있고, 상부 전극층(70)은 접착제(80)를 매개로 편광판(200)에 직접 접착되어 있다.

투명 유전체층(90)의 양면은 각각 하부 전극층(30)과 상부 전극층(70)에 직접 접착되어 있다. 예를 들어, 투명 유전체층(90)은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)이고, 하부 전극층(30) 및 상부 전극층(70)은 각각 기재 필름을 사용하지 않고 디스플레이(100) 및 편광판(200)에 직접 접착되도록 구성될 수 있다.

하부 전극층(30)과 상부 전극층(70)을 OCA 또는 OCR과 같은 접착 기능을 갖는 동시에 특정 유전율을 갖는 물질을 이용해 접착하면, 단순히 하부 전극층(30)과 상부 전극층(70)을 OCA 또는 OCR로 접착하는 공정만을 수행함으로써, 정전용량 변화 감지에 필수적인 투명 유전체층(90)을 동시에 구현할 수 있기 때문에, 포스 터치 센서(300)를 제조하기 위한 공정이 간소화되고 제조비용이 저감된다.

앞서, 도 1을 참조하여 설명한 종래의 포스 터치 센서(400)는 상부 기재필름(410)에 상부 전극층(420)을 형성한 상태에서 접착제(460)을 매개로 편광판(200)과 상부 기재필름(410)을 접착한 구조를 갖는다. 유사하게, 하부 기재필름(450)에 하부 전극층(440)을 형성한 상태에서 접착제(470)을 매개로 디스플레이(100)와 하부 기재필름(450)을 접착한 구조를 갖는다. 이와 같이, 종래의 포스 터치 센서(400)는 상부 기재필름(410)과 하부 기재필름(450)을 필수적으로 포함하는 구조를 갖기 때문에, 이 기재필름들(410, 450)로 인해 포스 터치 센서(400)의 두께가 증가하여 박막 특성 및 플렉서블 특성이 저하되고, 이 기재필름들(410, 450)을 이용한 공정의 추가로 인해 제조비용 및 제조시간이 증가하는 동시에, 제조공정이 복잡해지고 제품 수율이 저하되는 문제점들이 있었다.

반면, 도 2에 개시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서(300)는 하부 전극층(30)이 접착제(40)를 매개로 디스플레이(100)에 직접 접착되고, 상부 전극층(70)도 접착제(80)를 매개로 편광판(200)에 직접 접착된 구조를 갖는다. 이와 같이 기재필름들(410, 450)이 생략된 구조에 따르면, 포스 터치 센서(300)를 구성하는 기능층이 간소화되어 박막 특성 및 플렉서블 특성이 향상되고, 제조비용 및 제조시간이 줄어드는 동시에, 제조공정이 간소화되고 제품 수율이 향상되는 효과가 있다.

예를 들어, 원가 절감 및 감도 향상을 위하여, 하부 전극층(30)은 IZO/APC/IZO를 포함하는 3중막 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 하부 전극층(30)의 두께는 600 - 1000Å 일 수 있으며, 하부 전극층(30)의 최적 두께는 약 840Å일 수 있다. 하부 전극층(30)의 두께가 600 - 1000Å 인 경우, 포스 터치 센서(300)의 내구성 및 전기적인 감도를 유지하는 동시에, 광 투과성을 포함하는 광학 특성, 박형 특성 및 플렉서블 특성을 유지할 수 있다.

예를 들어, 포스 터치 센서(300)의 감도를 포함하는 전기적인 특성을 확보하기 위하여, 하부 전극층(30)의 면저항은 0.5 - 10Ω/□ 를 갖도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 투명 유전체층(90)의 모듈러스(modulus)는 0.10 - 5Mpa로 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 투명 유전체층(90)은 -40 - 80도의 온도에서 0.10 - 5Mpa의 모듈러스를 갖도록 구성될 수 있다.

다음 표 1은 투명 유전체층(90)의 온도에 따른 모듈러스 변화량에 대한 실험 데이터이다.

온도(℃)	모듈러스(Mpa)
-40	2.34
0	0.30
25	0.19
60	0.14
80	0.13
100	0.11

표 1을 참조하면, 투명 유전체층(90)의 모듈러스는 온도에 반비례하는 특성을 가지며, 투명 유전체층(90)이 -40 - 80도의 온도에서 0.10 - 5Mpa의 모듈러스를 갖도록 구성되지 않으면, 투명 유전체층(90)의 회복력이 저하되고 모듈러스 특성 유지를 위해 두께를 변경해야 하기 때문에, 포스 터치 센서(300)의 박막화 및 플렉서블 특성 유지가 어려워진다.

예를 들어, 사용자에 의해 입력되는 포스 터치 인식 등을 포함하는 포스 터치 센서(300)가 적용된 전자 장치의 성능 유지를 위하여 투명 유전체층(90)의 두께 회복력은 90 - 100%/sec일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 투명 유전체층(90)은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 투명 유전체층(90)의 두께는 10 - 150um일 수 있다. 이와 같이 구성하면, 투명 유전체층(90)의 다양한 두께 변화 레벨에 대응하는 정전용량 변화 레벨을 감지할 수 있으며, 이 정전용량 변화 레벨을 입력값으로 이용하여 사용자의 터치 포스의 크기를 감지할 수 있다. 투명 유전체층(90)의 두께가 10um 미만인 경우 감지할 수 있는 정전용량 변화 레벨의 수가 적어져 사용자의 터치 포스의 크기 레벨의 수가 적어지고, 투명 유전체층(90)의 두께가 150um를 초과하는 경우 터치 시점 이전의 두께로 회복하는데 소요되는 시간이 증가하고 박막화가 어려워 광 투과성 등의 광학 특성 및 플렉서블 특성이 저하된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법의 공정 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법은 하부전극층 전사단계(S10), 상부전극층 전사단계(S20) 및 투명유전체층 접착단계(S30)를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서 제조방법에 있어서, 하부전극층 전사단계(S10)와 상부전극층 전사단계(S20)는 순서를 달리하여 수행되거나 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 앞서 상세히 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서(300)의 구성요소들이 갖는 물성 특징들이 제조방법에 그대로 적용될 수 있으며, 이하에서는 가급적 중복되는 설명을 지양하도록 한다.

하부전극층 전사단계(S10)에서는, 디스플레이(100)에 하부 전극층(30)을 전사하는 과정이 수행된다.

예를 들어, 하부전극층 전사단계(S10)의 예시적인 공정 순서도와 공정 단면도들을 나타낸 도 4 내지 도 8을 추가로 참조하여 하부전극층 전사단계(S10)의 예시적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5를 추가로 참조하면, 단계 S12에서는, 제1 캐리어 기판(10) 상에 제1 분리층(20)을 형성하는 과정이 수행된다.

예를 들어, 제1 캐리어 기판(10)으로는 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공하며 열이나 화학 처리에 영향이 거의 없는 재료라면 특별한 제한이 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 유리, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스(SUS) 등이 사용될 수 있다.

제1 분리층(20)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포스 터치 센서(300)를 제조하는 공정에서, 제1 분리층(20) 상에 형성된 하부 전극층(30)을 제1 캐리어 기판(10)으로부터 박리하기 위해 형성되는 층이다.

예를 들어, 제1 분리층(20)과 제1 캐리어 기판(10)은 물리적 방법(빛, 열 등), 화학적 방법(화학반응), 기계적 방법(힘 및 진동) 중 하나 또는 복수의 방법을 조합한 방법을 통하여 분리될 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 분리층(20)은 후술하는 단계 S18을 통해 제1 캐리어 기판(10)을 분리하는 과정에서, 분리의 대상이 되는 구성요소들 간에 접착력의 차이가 날 수 있도록 조절하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 하부 전극층(30)과 제1 분리층(22) 간의 결합력은 제1 캐리어 기판(10)과 제1 분리층(20) 간의 결합력보다 크도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 하부 전극층(30)과 제1 분리층(20) 간의 결합에 영향을 주지 않고 제1 캐리어 기판(10)을 제1 분리층(20)으로부터 안정적으로 박리할 수 있다.

제1 분리층(20)의 예시적인 소재로는, 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스타일렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계(aromatic acetylene) 고분자 등의 고분자로 제조된 것일 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.

제1 분리층(20)의 박리력은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.01N/25mm 이상 1N/25mm 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.01N/25mm 이상 0.1N/25mm 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 포스 터치 센서(300)의 제조공정에서, 하부 전극층(30) 또는 하부 전극층(30)이 형성되어 있는 제1 분리층(20)을 제1 캐리어 기판(10)으로부터 잔여물 없이 용이하게 박리할 수 있으며, 박리시 발생하는 장력에 의한 컬(curl) 및 크랙을 저감할 수 있다.

제1 분리층(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 10 내지 1,000nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 500nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 박리력이 안정하고, 균일한 패턴을 형성할 수 있다.

도면상 도시하지는 않았으나, 제1 분리층(20)에는 제1 보호층이 형성될 수 있다.

제1 보호층은 필요에 따라 생략될 수 있는 선택적인 구성요소로서, 포스 터치 센서(300)를 제조하는 공정 중에 제1 분리층(20)이 하부 전극층(30) 형성에 사용되는 프로세스 케미칼이나 현상액, 공정간 발생하는 세정액 등에 노출되어 손상되는 것을 방지한다.

제1 보호층의 소재로는 당 기술분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로, 제1 보호층은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.

유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4 및 도 6을 추가로 참조하면, 단계 S14에서는, 제1 분리층(20) 상에 하부 전극층(30)을 형성하는 과정이 수행된다.

도 4 및 도 7을 추가로 참조하면, 단계 S16에서는, 제1 분리층(20) 상에 형성된 하부 전극층(30)을 접착제(40)을 매개로 디스플레이(100)에 접착하는 과정이 수행된다.

도 4 및 도 8을 추가로 참조하면, 단계 S18에서는, 제1 캐리어 기판(10)을 박리하여 분리하는 과정이 수행된다. 도 8에는 제1 분리층(20)이 하부 전극층(30)에 잔류하는 것으로 도시하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 제1 분리층(20)은 제1 캐리어 기판(10)과 함께 하부 전극층(30)으로부터 박리되어 분리될 수도 있다.

상부전극층 전사단계(S20)에서는, 편광판(200)에 상부 전극층(70)을 전사하는 과정이 수행된다.

예를 들어, 상부전극층 전사단계(S20)의 예시적인 공정 순서도와 공정 단면도들을 나타낸 도 9 내지 도 13을 추가로 참조하여 상부전극층 전사단계(S20)의 예시적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

상부전극층 전사단계(S20)는 앞서 상세히 설명한 하부전극층 전사단계(S10)와 유사한 단계로서, 제1 캐리어 기판(10), 제1 분리층(20), 제1 보호층 등에 대한 설명은 제2 캐리어 기판(50), 제2 분리층(60), 제2 보호층에 그대로 적용될 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 단계 S22에서는, 제2 캐리어 기판(50) 상에 제2 분리층(60)을 형성하는 과정이 수행된다.

도 9 및 도 11을 참조하면, 단계 S22에서는, 제2 분리층(60) 상에 상부 전극층(70)을 형성하는 과정이 수행된다.

도 9 및 도 12를 참조하면, 단계 S22에서는, 제2 분리층(60) 상에 형성된 상부 전극층(70)을 편광판(200)에 접착하는 과정이 수행된다.

도 9 및 도 13을 참조하면, 단계 S22에서는, 제2 캐리어 기판(50)을 박리하여 분리하는 과정이 수행된다.

다음으로, 도 14를 추가로 참조하면, 투명유전체층 접착단계(S30)에서는, 투명 유전체층(90)의 양면을 각각 하부 전극층(30)과 상부 전극층(70)에 접착하는 과정이 수행된다.

투명유전체층 접착단계(S30)가 수행되면, 하부 전극층(30)은 접착제(40)를 매개로 디스플레이(100)에 직접 접착되고, 상부 전극층(70)은 접착제(80)를 매개로 편광판(200)에 직접 접착되고, 투명 유전체층(90)의 양면은 각각 하부 전극층(30)과 상부 전극층(70)에 직접 접착된 구조를 갖게 된다. 예를 들어, 투명 유전체층(90)은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)이고, 하부 전극층(30) 및 상부 전극층(70)은 각각 기재 필름을 사용하지 않고 디스플레이(100) 및 편광판(200)에 직접 접착되도록 구성될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 포스 터치 센서를 구성하는 기능층이 간소화되어 박막 특성 및 플렉서블 특성이 향상되는 효과가 있다.

10: 제1 캐리어 기판
20: 제1 분리층
30: 하부 전극층
40, 80: 접착제
50: 제2 캐리어 기판
60: 제2 분리층
70: 상부 전극층
90: 투명 유전체층
100: 디스플레이
200: 편광판
300: 포스 터치 센서
S10: 하부전극층 전사단계
S20: 상부전극층 전사단계
S30: 투명유전체층 접착단계

Claims

디스플레이에 접착된 하부 전극층;
편광판에 접착된 상부 전극층; 및
상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층에 접착된 투명 유전체층을 포함하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 하부 전극층 및 상기 상부 전극층은 각각 기재 필름을 사용하지 않고 상기 디스플레이 및 상기 편광판에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 하부 전극층은 IZO/APC/IZO를 포함하는 3중막 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 하부 전극층의 두께는 600 - 1000Å 인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 하부 전극층의 면저항은 0.5 - 10Ω/□ 인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서.
디스플레이에 하부 전극층을 전사하는 하부전극층 전사단계;
편광판에 상부 전극층을 전사하는 상부전극층 전사단계; 및
투명 유전체층을 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층에 접착하는 투명유전체층 접착단계를 포함하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 하부전극층 전사단계는,
제1 캐리어 기판 상에 제1 분리층을 형성하는 단계;
상기 제1 분리층 상에 하부 전극층을 형성하는 단계;
상기 제1 분리층 상에 형성된 하부 전극층을 디스플레이에 접착하는 단계; 및
상기 제1 캐리어 기판을 박리하여 분리하는 단계를 포함하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 상부전극층 전사단계는,
제2 캐리어 기판 상에 제2 분리층을 형성하는 단계;
상기 제2 분리층 상에 상부 전극층을 형성하는 단계;
상기 제2 분리층 상에 형성된 상부 전극층을 편광판에 접착하는 단계; 및
상기 제2 캐리어 기판을 박리하여 분리하는 단계를 포함하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Regin)인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 하부 전극층은 IZO/APC/IZO를 포함하는 3중막 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 하부 전극층의 두께는 600 - 1000Å 인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 하부 전극층의 면저항은 0.5 - 10Ω/□ 인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 모듈러스는 0.10 - 5MPa인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 두께 회복력은 90 - 100%/sec인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 0.10 - 5MPa의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층은 -40 - +80도의 온도 범위에서 90 - 100%/sec의 두께 회복력을 갖는 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 투명 유전체층의 두께는 10-150um인 것을 특징으로 하는, 포스 터치 센서 제조방법.