KR20160091764A

KR20160091764A - 필름 터치 센서 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160091764A
Application number: KR1020150012284A
Authority: KR
Inventors: 박용수; 차진규; 천재학
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2035-01-26
Also published as: CN107209595A; CN107209595B; TWI735419B; KR102276210B1; US20170357342A1; WO2016122116A1; US10585504B2; TW201636795A

Abstract

본 발명은 터치 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리층; 상기 분리층 상에 위치하는 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 위치하는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 패드 전극과 접속된 회로 기판; 및 상기 센싱 전극 및 회로 기판 상의 패드 영역에 부착된 기재 필름을 포함함으로써, 패턴층 형성이 용이하며, 패드 영역의 파손을 억제할 수 있는 터치 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

필름 터치 센서 및 그의 제조 방법{Film Touch Sensor and Method for Fabricating the Same}

본 발명은 필름 터치 센서에 관한 것이다.

터치입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치인식이 가능한 터치센서에 대한 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.

예를 들어, 터치 방식의 디스플레이를 갖는 전자기기의 경우 초경량, 저전력을 달성하고 휴대성이 향상된 초박막의 유연성 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목받으면서 이러한 디스플레이에 적용 가능한 터치센서의 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 진행중에 있다.

이러한 유연성 디스플레이에 터치입력방식을 적용하기 위해서는 휘어짐 및 복원력이 우수하고 유연성 및 신축성이 뛰어난 터치센서가 요구된다.

이와 같은 유연성 디스플레이 제조를 위한 필름 터치 센서에 관하여 투명 수지 기재 중에 매설된 배선을 포함하는 배선 기판이 제시되고 있다.

캐리어 기판상에 금속배선을 형성하는 배선형성공정과, 상기 금속배선을 덮도록 투명 수지 용액을 도포 건조하여 투명 수지 기재를 형성하는 적층 공정 및 상기 캐리어 기판으로부터 투명 수지 기재를 박리시키는 박리공정을 포함하는 것이다.

이와 같은 제조 방법에서는 박리공정을 원활하게 수행하기 위하여, 실리콘 수지나 불소수지와 같은 유기 박리재, 다이아몬드 라이크 카본(Diamond Like Carbon, DLC) 박막, 산화 지르코늄 박막 등의 무기 박리재를 기판의 표면에 미리 형성시키는 방법을 사용한다.

그러나 무기 박리재를 이용하는 경우, 캐리어 기판으로부터 기재 및 금속 배선을 박리시킬 때, 배선 및 기재의 박리가 원활하게 진행되지 않아 기판 표면에 금속 배선 및 기재의 일부가 잔류하는 문제가 있으며, 박리재로 사용된 유기 물질이 배선 및 기재의 표면에 묻어나오는 문제가 있다.

즉, 박리재를 이용하더라도 금속배선을 캐리어 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 캐리어 기판상에 형성시킨 후, 빛이나 용매를 이용하여 희생층을 제거함으로써 금속배선 및 고분자 물질(유연기판)을 캐리어 기판으로부터 박리시킨다.

하지만, 이와 같은 방법은 대형 사이즈에서의 희생층 제거 공정이 어렵고, 고온공정이 불가능하여 다양한 필름기재를 사용할 수 없는 문제가 있다.

한편, 캐리어 기판으로부터 물리적으로 박리하는 방법도 제안되었으나, 이러한 경우에는 터치 센서가 파손되는 등의 문제가 있다.

한국등록특허 제1191865호

본 발명은 캐리어 기판 상에서 공정이 진행되어, 패턴층 등의 형성이 용이한 필름 터치 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 캐리어 기판으로부터의 박리가 용이한 필름 터치 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 캐리어 기판으로부터 박리시 발생할 수 있는 파손을 억제할 수 있는 필름 터치 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 분리층;

상기 분리층 상에 위치하는 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 위치하는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층;

상기 패드 전극과 접속된 회로 기판; 및

상기 센싱 전극 및 회로 기판 상의 패드 영역에 부착된 기재 필름을 포함하는, 필름 터치 센서.

2. 위 1에 있어서, 상기 분리층은 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 고분자로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 제조된 것인, 필름 터치 센서.

3. 위 1에 있어서, 상기 회로 기판과 기재 필름 사이의 밀착력이 1N/25mm 이상인, 필름 터치 센서.

4. 위 1에 있어서, 상기 전극 패턴층은 금속산화물류; 금속류; 금속 나노와이어; 탄소계 물질류; 및 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성된 것인, 필름 터치 센서.

5. 위 1에 있어서, 상기 분리층과 전극 패턴층 사이에 위치하는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.

6. 위 1에 있어서, 상기 기재 필름과 전극 패턴층 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.

7. 위 6에 있어서, 25℃에서의 보호층과 절연층의 탄성율차가 300Mpa 이하인, 필름 터치 센서.

8. 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 단계;

상기 분리층 상에 센싱 전극과 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층을 형성하는 단계;

상기 패드 전극에 회로 기판을 접속시키는 단계;

상기 전극 패턴층 및 회로 기판 상에 기재 필름을 부착하는 단계 및

상기 분리층을 캐리어 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.

9. 위 8에 있어서, 상기 캐리어 기판은 글라스 기판인, 필름 터치 센서의 제조 방법.

10. 위 8에 있어서, 상기 분리층은 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 고분자로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 형성되는, 필름 터치 센서의 제조 방법.

11. 위 8에 있어서, 상기 분리층은 캐리어 기판에 대한 박리력이 1N/25mm 이하인, 필름 터치 센서의 제조 방법.

12. 위 8에 있어서, 상기 전극 패턴층을 형성하기 전에 분리층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.

13. 위 8에 있어서, 상기 회로 기판과 기재 필름 사이의 밀착력이 1N/25mm 이상인, 필름 터치 센서의 제조 방법.

14. 위 8에 있어서, 상기 기재 필름의 부착 전에 전극 패턴층 상에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.

15. 위 8에 있어서, 상기 분리층은 캐리어 기판과 박리 후의 표면에너지가 30 내지 70 mN/m인, 필름 터치 센서의 제조 방법.

16. 위 8에 있어서, 상기 분리층과 상기 캐리어 기판과의 표면에너지 차이가 10 mN/m 이상인, 필름 터치 센서의 제조 방법.

본 발명은 캐리어 기판 상에서 터치 센서를 구현하기 위한 패턴층 형성 등의 공정을 진행하고 이후에 기재 필름을 부착하므로, 기재 필름의 열 손상 등을 방지할 수 있다.

본 발명은 캐리어 기판이 충분한 지지 역할을 수행하여, 용이하게 패턴층을 형성할 수 있다.

본 발명은 캐리어 기판으로부터의 박리시에 분리층도 캐리어 기판으로부터 함께 박리하므로 전극 패턴층을 보호할 수 있다.

본 발명은 캐리어 기판으로부터 박리시 발생할 수 있는 파손을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 필름 터치 센서의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 필름 터치 센서(b)와 기재 필름이 회로 기판에 부착되지 않은 필름 터치 센서(a)의 박리시를 비교한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 필름 터치 센서의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 필름 터치 센서 제조 방법의 개략적인 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 필름 터치 센서 제조 방법의 개략적인 공정도이다.

본 발명은 분리층; 상기 분리층 상에 위치하는 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 위치하는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층; 상기 패드 전극과 접속된 회로 기판; 및 상기 센싱 전극 및 회로 기판 상의 패드 영역에 부착된 기재 필름을 포함함으로써, 패턴층 형성이 용이하며, 패드 영역의 파손을 억제할 수 있는 터치 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서는 분리층, 전극 패턴층, 회로 기판 및 기재 필름을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 터치 센서는 캐리어 기판(10) 상에서 제조 공정이 진행되고, 제조된 적층체를 캐리어 기판(10)으로부터 분리하여 제조되는 것으로서, 분리층(20)은 캐리어 기판(10)과의 분리를 위해 형성되는 층이다.

분리층(20)은 캐리어 기판(10)과의 분리 이후에 제거되지 않고 전극 패턴층을 피복하여 전극 패턴층을 보호하는 층이 된다.

분리층(20)은 고분자 유기막일 수 있으며, 예를 들면 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 고분자 등의 고분자로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 분리층(20)은 캐리어 기판(10)으로부터 용이하게 박리되며, 박리시에 후술할 보호층(30)으로부터는 박리되지 않도록, 상기 소재 중 캐리어 기판(10)에 대한 박리력이 1N/25mm 이하인 소재로 제조되는 것이 바람직하다.

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 기판(10)과 분리 후, 필름 터치 센서의 컬(curl)이 제어되지 않는 문제점이 있다. 그리고 두께가 1000nm를 초과하면 상기 박리력이 더 이상 낮아지지 않는 문제점이 있으며, 필름의 유연성이 저하되는 문제점이 있다.

분리층(20)은 캐리어 기판(10)과 박리 후의 표면에너지가 30 내지 70mN/m인 것이 바람직하며, 분리층(20)과 캐리어 기판(10)과의 표면에너지 차이는 10mN/m 이상인 것이 바람직하다. 분리층(20)은 필름 터치 센서 제조 공정에서, 캐리어 기판(10)과 박리될 때까지의 공정에서 캐리어 기판(10)과 안정적으로 밀착되어야 하고, 캐리어 기판(10)으로부터 박리시에는 필름 터치 센서의 찢김이나 컬이 발생하지 않도록 용이하게 박리되어야 한다. 분리층(20)의 표면에너지를 30 내지 70mN/m이 되도록 하면 박리력 조절이 가능하고, 분리층(20)과 인접하는 보호층(30) 또는 전극 패턴층과의 밀착력이 확보되어 공정 효율이 향상된다. 또한 분리층(20)과 캐리어 기판(10)과의 표면에너지 차이가 10mN/m 이상일 경우 캐리어 기판(10)으로부터 원활하게 박리되어 필름 터치 센서의 찢김이나 필름 터치 센서의 각 층에 발생할 수 있는 크랙을 방지할 수 있다.

분리층(20) 상에는 전극 패턴층이 위치한다.

전극 패턴층은 센싱 전극(50) 및 그 일단에 형성된 패드 전극(40)을 포함한다.

센싱 전극(50)은 터치를 감지하는 전극뿐 아니라, 그 전극에 연결된 배선 패턴을 포함할 수 있다.

패드 전극(40)은 센싱 전극(50)의 일단, 구체적으로 보호층(30) 상의 패드 영역에 형성될 수 있다.

패드 영역이란 터치 센서에서 패드부에 대응되는 영역을 의미하는 것으로서, 보호층(30) 상의 패드 영역은 보호층(30) 상에서 패드부에 대응되는 영역을 의미한다.

전극 패턴층으로는 전도성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물류; 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC로 이루어진 군에서 선택된 금속류; 금, 은, 구리 및 납으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 나노와이어; 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 (graphene)으로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 물질류; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 폴리아닐린(PANI)으로 이루어진 군에서 선택된 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 전극 패턴층은 전기 저항을 저감시키기 위해 경우에 따라서는 제 1 전극층 및 제 2 전극층의 형태로 2 이상의 도전층으로 이루어 질 수 있다.

전극 패턴층은 일 실시예로 ITO, 은나노와이어(AgNW), 메탈 메쉬로 1층으로 형성할 수 있으며, 2 이상의 층을 형성하는 경우에는 제 1 전극층을 ITO와 같은 투명 금속 산화물로 형성하고, 전기적 저항을 더 낮추기 위하여 ITO 전극층 상부에 금속이나 AgNW 등을 이용하여 제 2 전극층을 형성할 수 있다.

전극 패턴층의 전기 전도도 향상을 위하여, 금속 또는 금속산화물로 이루어진 전극 패턴층을 적어도 1층 이상 포함하여 형성할 수 있다. 보다 상세하게는, 전극 패턴층은 분리층 또는 보호층상에 금속 또는 금속산화물로 투명 도전층을 형성한 후 추가로 투명 도전층을 적층하여 전극 패턴을 형성하거나, 분리층 또는 보호층상에 1층 이상의 투명 도전층을 적층한 후 추가로 금속 또는 금속산화물로 투명 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 패턴층의 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 금속층을 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 제한 되는 것은 아니다.

전극 패턴층은 제 1 전극 패턴층과 제 2 전극 패턴층 사이에 전기절연층이 형성될 수 있고, 전기 절연층을 패터닝하여 컨택홀을 형성하여 제 2 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.

본 발명의 필름 터치 센서는 상기 분리층(20)과 전극 패턴층 사이에 위치한 보호층(30)을 더 포함할 수 있다.

보호층(30)은 분리층(20) 상에 위치하여, 분리층(20)과 마찬가지로 전극 패턴층을 피복하여 전극 패턴층의 오염 및 캐리어 기판(10)으로부터 분리시의 전극 패턴층의 파단을 방지하는 역할을 한다.

보호층(30)으로는 당분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막으로 제조된 것일 수 있다.

회로 기판(60)은 상기 패드 전극(40) 상에서 상기 패드 전극(40)에 전기적으로 접속된다.

회로 기판(60)은 연성 인쇄 회로 기판(60)(FPCB)일 수 있다.

기재 필름(70)은 상기 센싱 전극(50) 및 회로 기판(60) 상의 패드 영역에 부착된다.

통상적으로 플렉서블 터치 센서 등의 박막 터치 센서에 사용되는 얇은 기재 필름(70)은 쉽게 휘거나 뒤틀릴 수 있어 제조 공정 중 취급이 어려워, 캐리어 기판(10) 상에 필름 터치 센서를 제조하고, 이를 캐리어 기판(10)으로부터 박리하는 방법이 주로 사용된다.

일반적인 필름 터치 센서의 경우 도 2 (a)에 도시된 바와 같이 기재 필름(70)이 패드 영역에는 부착되지 않는데, 상기 방법으로 제조되는 박막 터치 센서의 경우 캐리어 기판(10)으로부터 박리시 터치 센서의 패드 영역이 파단되거나 크랙이 발생하는 문제가 있다.

그러나, 본 발명의 필름 터치 센서는 도 2 (b)에 도시된 바와 같이 기재 필름(70)이 센싱 전극(50)뿐만 아니라 회로 기판(60) 상의 패드 영역에도 부착되어, 기재 필름(70)이 패드 영역을 보호하는 역할을 한다. 이에 따라, 캐리어 기판(10)으로부터 박리시에도 패드 영역이 파손되지 않는다.

뿐만 아니라, 터치 센서가 표시 장치에 적용될 때 회로 기판은 상측 또는 하측으로 휘어져 표시 장치의 마더보드에 연결되는데, 기재 필름이 패드 영역을 덮지 않아 회로 기판이 노출된 경우에는 회로 기판의 휨에 대한 복원력 때문에 회로 기판과 패드 패턴 간의 접속이 끊어지거나, 회로나 패턴이 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명의 터치 센서는 기재 필름(70)이 회로 기판(60) 상의 패드 영역에도 부착되므로, 이러한 문제점을 억제할 수 있다.

기재 필름(70)으로는 당 분야에 널리 사용되는 소재로 제조된 투명 필름이 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌(예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 제조된 필름일 수 있다.

또한, 투명 필름은 등방성 필름 또는 위상차 필름일 수 있다.

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

위상차 필름은 고분자필름의 일축 연신, 이축 연신, 고분자코팅, 액정코팅의 방법으로 제조된 필름이며, 일반적으로 디스플레이의 시야각보상, 색감개선, 빛샘개선, 색미조절 등의 광학특성 향상 및 조절을 위하여 사용된다.

또한, 기재 필름(70)으로 편광판을 사용할 수도 있다.

편광판은 폴리비닐알콜계 편광자의 일면 또는 양면에 편광자 보호필름이 부착된 것일 수 있다.

또한, 기재 필름(70)으로 보호필름을 사용할 수도 있다.

보호필름은 고분자 수지로 이루어진 필름의 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나 폴리프로필렌 등의 자가점착성을 가진 필름일 수 있으며, 터치 센서 표면의 보호, 공정정 개선을 위하여 사용될 수 있다.

기재 필름(70)의 광투과율은 바람직하게는 85% 이상이며, 보다 바람직하게는 90% 이상일 수 있다. 또한, 상기 기재 필름(70)은 JIS K7136에 따라 측정되는 전체 헤이즈값이 10% 이하인 것이 바람직하고, 7% 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 기재 필름(70)의 두께는 제한되지 않지만 바람직하게는 30 내지 150㎛이며, 보다 바람직하게는 70 내지 120 ㎛이다.

기재 필름(70)은 점착제 또는 접착제로 부착될 수 있다.

점착제 또는 접착제로는 당 분야에 공지된 열경화 또는 광경화성 점착제 또는 접착제를 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계, 아크릴계 등의 열경화 또는 광경화성 점착제 또는 접착제를 사용할 수 있다.

회로 기판(60)과 기재 필름(70) 사이의 밀착력은 특별히 한정되지 않으나 1N/25mm 이상인 것이 바람직하다. 밀착력이 1N/25mm 미만이면 밀착력이 충분하지 못하여 후술할 박리 공정 중 또는 제품의 사용 중에 회로 기판(60)과 기재 필름(70)이 충분히 밀착되지 못하고 박리될 수 있어, 회로 기판(60)의 파손 억제능이 부족할 수 있다. 회로 기판(60)의 파손을 최소화한다는 측면에서 상기 밀착력이 3N/25mm 이상인 것이 바람직하다.

필요에 따라, 본 발명의 터치 센서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기재 필름(70)과 전극 패턴층 사이에 절연층(90)을 더 포함할 수 있다.

절연층(90)은 전극 패턴층의 단위 패턴들 사이의 절연 효과를 상승시키고, 전극 패턴층을 더욱 보호하는 역할을 한다.

기재 필름(70)과 마찬가지로, 절연층(90)도 패드 영역까지 덮도록 형성된다.

상기 보호층(30)과 상기 절연층(90)의 25℃에서의 탄성율 차는 300MPa 이하인 것이 바람직하고, 100Mpa 이하인 것이 보다 바람직하다. 이는 각층의 스트레스 해소능력 차이에 의한 크랙 발생을 억제하기 위한 것으로, 상기 보호층(30)과 상기 절연층(90)의 탄성율차를 25℃에서 300MPa 이하가 되도록 하는 이유는 탄성율 차이가 300MPa을 초과하면, 두 층간의 변형에너지 및 스트레스 해소능력에 불균형이 발생하여 크랙이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 25℃에서의 탄성율 차이를 측정하는 이유는 사용자가 사용하는 환경에서 크랙이 발생하지 않아야 하기 때문이다.

절연층(90)은 보호층(30)과의 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.

절연층(90)은 그 자체로 점착층 또는 접착층일 수 있다. 그러한 경우, 별도의 점착제, 접착제 없이, 절연층(90) 상에 바로 기재 필름(70)을 부착할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 터치 센서의 제조 방법을 제공한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서의 제조 공정도인데, 이하, 이를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 터치 센서의 제조 방법의 일 구현예에 따르면, 먼저, 도 4 (a)와 같이, 캐리어 기판(10) 상에 분리층(20)을 형성한다.

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 글라스, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 글라스가 사용될 수 있다.

분리층(20)은 전술한 고분자 소재로 형성될 수 있다.

금속 소재로 형성되는 전극 패턴층의 경우 캐리어 기판(10)으로부터의 박리가 어려울 수 있는데, 분리층(20)의 경우 캐리어 기판(10)으로부터 잘 박리되므로, 분리층(20)을 형성하는 경우 캐리어 기판(10)으로부터 박리시에 터치 센서에 가해지는 충격이 적어 전극 패턴층 손상 등의 문제를 줄일 수 있다.

상기 박리시 가해지는 물리적 손상을 최소화한다는 측면에서 바람직하게는 분리층(20)은 캐리어 기판(10)에 대한 박리력이 1N/25mm 이하일 수 있다.

분리층(20)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 슬릿 코팅법, 나이프 코팅법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 노즐 코팅법, 모세관 코팅법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.

전술한 방법에 의해 분리층(20)을 형성한 이후에, 추가적인 경화 공정을 더 거칠 수 있다.

분리층(20)의 경화 방법은 특별히 한정되지 않고 광경화 또는 열경화에 의하거나, 상기 2가지 방법을 모두 사용 가능하다. 광경화 및 열경화를 모두 수행시 그 순서는 특별히 한정되지 않는다.

다음으로, 상기 분리층(20) 상에 전극 패턴층을 형성한다.

도 4 (c)에는 후술할 보호층(30)을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우, 보호층(30) 상에 전극 패턴층을 형성하는 단계를 예시한 것으로서, 이에 제한되는 것은 아니다.

전극 패턴층은 센싱 전극(50) 및 패드 전극(40)을 포함하는 것으로, 보호층(30) 상에 센싱 전극(50)을 형성하고, 그 일단에 패드 전극(40)을 형성한다.

구체적으로, 패드 전극(40)은 보호층(30) 상의 패드 영역에 형성할 수 있다.

패드 전극(40) 및 센싱 전극(50)은 동시에 형성할 수도 있고, 각각 형성할 수도 있으며, 각각 형성하는 경우 그 형성 순서는 제한되지 않는다.

전극 패턴층은 전술한 소재로, 보호층(30)의 형성 방법과 동일한 방법으로 형성 가능하다.

본 발명은 상기 전극 패턴층을 형성하는 단계 이전에 분리층(20) 상에 보호층(30)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 4 (b)는 이러한 경우를 예시한 것이다. 그러한 경우, 보호층(30) 상에 전극 패턴층이 형성된다.

보호층(30)은 전술한 소재로 형성될 수 있으며, 그 형성 방법도 특별히 한정되지 않고 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.

분리층(20)의 형성 방법과 동일한 방법이 사용 가능하다.

이후에, 도 5 (d)와 같이, 상기 패드 전극(40)에 회로 기판(60)을 접속시킨다.

회로 기판(60)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다.

다음으로, 도 5 (e)와 같이, 상기 센싱 전극(50) 및 회로 기판(60) 상의 패드 영역에 기재 필름(70)을 부착한다.

본 발명은 기재 필름(70)을 센싱 전극(50)뿐만 아니라 회로 기판(60) 상의 패드 영역에도 부착함으로써 기재 필름(70)이 패드 영역을 보호하여, 후술할 캐리어 기판(10)으로부터 박리시에 패드 영역이 파손되지 않고, 표시 장치에 적용시에 회로 기판(60)의 휨에 대한 복원력에 의한 문제를 억제할 수 있다.

기재 필름(70)은 전술한 소재로 제조된 필름, 또는 편광판, 위상차 필름, 또는 보호 필름일 수 있다.

기재 필름(70)은 전술한 광투과율 및 헤이즈 값을 갖는 것일 수 있다.

필요에 따라, 본 발명의 터치 센서의 제조 방법은 상기 기재 필름(70)의 부착 전에, 전극 패턴층 상에 절연층(90)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

절연층(90)을 형성하는 경우 전극 패턴층의 단위 패턴들 사이의 추가적인 절연 효과 및 전극 패턴층 보호 효과를 가질 수 있다.

이후에, 도 5 (f)와 같이, 상기 분리층(20)을 캐리어 기판(10)으로부터 박리한다.

상기 박리 이후에도 분리층(20)은 제거되지 않고 터치 센서에 잔존하여, 전극 패턴층을 보호하는 피복의 역할을 할 수 있다.

이상, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하였으나, 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.

10: 캐리어 기판 20: 분리층
30: 보호층 40: 패드 전극
50: 센싱 전극 60: 회로 기판
70: 기재 필름 80: 접착제층
90: 절연층

Claims

분리층;
상기 분리층 상에 위치하는 센싱 전극 및 상기 센싱 전극의 일단에 위치하는 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층;
상기 패드 전극과 접속된 회로 기판; 및
상기 센싱 전극 및 회로 기판 상의 패드 영역에 부착된 기재 필름을 포함하는, 필름 터치 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 분리층은 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 고분자로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 제조된 것인, 필름 터치 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 회로 기판과 기재 필름 사이의 밀착력이 1N/25mm 이상인, 필름 터치 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 전극 패턴층은 금속산화물류; 금속류; 금속 나노와이어; 탄소계 물질류; 및 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성된 것인, 필름 터치 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 분리층과 전극 패턴층 사이에 위치하는 보호층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
청구항 1에 있어서, 상기 기재 필름과 전극 패턴층 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하는, 필름 터치 센서.
청구항 6에 있어서, 25℃에서의 보호층과 절연층의 탄성율차가 300Mpa 이하인, 필름 터치 센서.
캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 단계;
상기 분리층 상에 센싱 전극과 패드 전극을 포함하는 전극 패턴층을 형성하는 단계;
상기 패드 전극에 회로 기판을 접속시키는 단계;
상기 전극 패턴층 및 회로 기판 상에 기재 필름을 부착하는 단계 및
상기 분리층을 캐리어 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 캐리어 기판은 글라스 기판인, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 분리층은 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 고분자로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 형성되는, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 분리층은 캐리어 기판에 대한 박리력이 1N/25mm 이하인, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 전극 패턴층을 형성하기 전에 분리층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 회로 기판과 기재 필름 사이의 밀착력이 1N/25mm 이상인, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 기재 필름의 부착 전에 전극 패턴층 상에 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 분리층은 캐리어 기판과 박리 후의 표면에너지가 30 내지 70 mN/m인, 필름 터치 센서의 제조 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 분리층과 상기 캐리어 기판과의 표면에너지 차이가 10 mN/m 이상인, 필름 터치 센서의 제조 방법.