KR20150054613A - 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 패널의 제조 방법은 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성되고, 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성하는 제1축 정전전극과, 세로 방향의 상기 각각의 제1축 정전전극과 인접하도록 형성한 복수개의 제2축 정전전극을 투명 도전층으로 형성하는 단계; 터치 패널의 상부면에 절연 물질의 감광성 소재를 형성하고, 투명 감광성 소재로 형성된 층에서 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 제거하여 개방하는 단계; 및 터치 패널의 상부면에 금속층을 형성하고, 금속층을 선택적으로 제거하여 가로 방향으로 형성된 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단이 위치한 영역을 수평 방향으로 하나로 연결하여 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단과 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 금속층의 제1 금속도선으로 형성하는 단계를 포함한다.

Description

한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널 및 제조 방법{Touch Panel for Implementing Touch Sensor of One-Film and Method for Making the Same}
본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 ITO 필름 한 장에 구동 전극과 센싱 전극을 형성하고 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역에서 복수개의 전극 단자를 하나로 묶는 방법으로 패드 수량을 감소시키는 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널 및 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널은 버튼을 손가락으로 접촉하여 컴퓨터 등을 대화적, 직감적으로 조작함으로써 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력 장치이다.
이러한 터치 패널은 접촉을 감지하는 방식에 따라 저항막 방식과 정전용량 방식, 적외선방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며, 현재는 저항막 방식이 많이 사용되어지고 있으나, 향후 내구성 및 경박 단소한 특성에 유리한 정전용량 방식의 사용이 증가될 것이다.
이와 같은 정전용량방식의 터치 패널, 특히 터치스크린은 그 구조가 PET(Polyethylene Terephthalate)나 유리 등의 투명한 절연체 필름 상에 투광 도전체로 이루어진 ITO(Indium Tin Oxide)와, ITO의 테두리에 실버 페이스트 등의 리드선으로 이루어진 패드를 접착제층이나 절연체층을 부가하여 상하로 적층하여 구성된다.
여기서, ITO는 X축의 X축 정전전극을 등 간격으로 형성한 X축 ITO와 Y축의 Y축 정전전극을 등 간격으로 형성한 Y축 ITO로 구성하여 적층되도록 한다.
위와 같이 형성된 터치스크린은 사용자의 터치에 따른 터치 신호를 컨트롤러가 입력 받아서 좌표 신호를 출력하는 것이다.
그런데 이와 같이 X축 또는 Y축에 나란하게 배치되는 정전전극은 리드선으로부터 각각 다른 이격거리를 가지고 배치된다. 이들 사이에는 다른 정전전극이 배치되므로 리드선이 연결되는 부분에서 바라보면 각각의 정전전극은 서로 다른 전기적 특성을 가지게 된다.
이하에서는 이러한 터치 패널의 종래 기술에 관하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 Y축 전극 패턴을 나타낸 도면이고, 도 3은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태에서의 층 구조를 나타낸 도면이다.
도 1은 종래의 바텀(Bottom) 패턴층을 나타내는 도면으로서 X축 전극 패턴을 나타내고, 도 2는 종래의 탑(Top) 패턴층을 나타내는 도면으로서 Y축 전극 패턴을 나타낸다.
도 1 및 도 2와 같은 X축 정전전극(10)을 갖는 바텀(Bottom) 패턴과 Y축 정전전극(20)을 갖는 탑(Top) 패턴을 각각 제작하여 층간 합지한 후 윈도우를 부착하여 터치 패널을 제조한다. 이러한 제조 과정에 의해 완성된 터치 패널은 평면도를 도 3에 도시하였다.
도 3을 참조하면, 종래의 정전방식 터치 패널은 구동 전극인 X축 정전전극(10)을 갖는 바텀(Bottom) 패턴과 센싱 전극인 Y축 정전전극(20)을 갖는 탑(Top) 패턴이 패널의 상부면에 고루 형성되고, 일측에 연결전극(30, 40)을 형성하였다.
이러한 종래의 정전방식 터치 패널의 층 구조를 보면 도 4와 같다.
도 4를 참조하면, 종래에는 탑(Top) 패턴과 바텀(Bottom) 패턴을 각각 제작하므로 탑(Top) 패턴과 바텀(Bottom) 패턴에 사용되는 ITO 필름이 2장 필요하였다.
또한, ITO 필름 상부에는 OCA가 필수적으로 부가되어야 하는데, ITO 필름이 2장 사용되므로 OCA도 2장 필요하였다.
따라서, 종래의 터치 패널은 하나의 터치 패널 제품을 만들기위해 ITO 필름과 OCA가 각각 두 장이 사용되기 때문에 가격적으로 비싼 단점이 있다.
종래의 터치 패널은 송신 전극과 수신 전극으로 2개 층을 사용하기 때문에 두께 축소가 어렵고 높은 원자재 비용과 공정 비용이 높게 발생하며 투과도가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 터치 패널은 탑 패턴층과 바텀 패턴층의 합지할 때, 셀바이셀(Cell by cell) 방식이 아니라 시트바이시트(Sheet by sheet) 방식으로 하기 때문에 패턴층 별로 불량률을 측정하는 특성에 의해 수율이 좋지 않았다. 특히, 층별 합지시 얼라인 공차를 맞추기가 힘들어 수율이 좋지 않고, 타이트한 공차 관리가 어려운 단점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 정전용량 터치 패널의 구조의 개발이 필요한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 ITO 필름 한 장에 구동 전극과 센싱 전극을 형성하고 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역에서 복수개의 전극 단자를 하나로 묶는 방법으로 패드 수량을 감소시키는 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널 및 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 터치 패널의 제조 방법은,
터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성되고, 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성하는 제1축 정전전극과, 세로 방향의 상기 각각의 제1축 정전전극과 인접하도록 형성한 복수개의 제2축 정전전극을 투명 도전층으로 형성하는 단계;
터치 패널의 상부면에 절연 물질의 감광성 소재를 형성하고, 투명 감광성 소재로 형성된 층에서 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 제거하여 개방하는 단계; 및
터치 패널의 상부면에 금속층을 형성하고, 금속층을 선택적으로 제거하여 가로 방향으로 형성된 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단이 위치한 영역을 수평 방향으로 하나로 연결하여 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단과 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 금속층의 제1 금속도선으로 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널은 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성하고, 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성하는 제1축 정전전극과, 세로 방향의 각각의 제1축 정전전극과 인접하도록 형성한 복수개의 제2축 정전전극을 나타내는 투명 도전층;
터치 패널의 상부면에 형성되고, 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역이 개방된 절연 물질의 감광성 소재; 및
가로 방향으로 형성된 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단이 위치한 영역을 수평 방향으로 하나로 연결하여 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단과 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 제1 금속도선으로 형성하는 금속층을 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 ITO 필름 한장에 구동 전극과 센싱 전극을 형성한 터치 센서를 제조하여 두께를 줄일 수 있고 원자재 비용과 공정 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 Narrow 베젤(Bezel) 구현이 가능하여 사용자의 터치 영역인 원도우 영역을 넓게 형성하는 효과가 있다.
본 발명은 포토리소 공법에 기반하여 전극 트레이스 형성 후 Sharpness가 우수한 효과가 있다.
본 발명은 전극 단자를 연결하기 위한 점핑 연결 영역을 절연 및 개방한 후, 점핑 연결 영역을 실버 페이스트를 스크린 인쇄하여 하나로 묶는 방법으로 패드(Pad) 수량을 감소하는 효과가 있다.
본 발명은 메탈 스퍼터링 공정에 의해 금속층이 0.2㎛ 이하로 얇게 형성되어 OCA로 글라스와 합지시 기포가 감소되어 높은 수율을 확보하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 Y축 전극 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태에서의 층 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널의 제조 방법을 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널을 위에서 본 모습을 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 각각의 X축 정전전극와 이의 일측 끝단에 연결되는 금속 도선의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 각각의 Y축 정전전극와 이의 일측 끝단에 연결되는 금속 도선의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 도전층을 투명 전도성 감광필름으로 형성한 일례를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명 도전층을 전도성 고분자로 형성한 일례를 나타낸 도면이다.
아래에서는 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
터치 패널의 상호 정전용량 방식은 구동 전극에 구동 전압이 인가되면, 구동 전극과 센싱 전극의 사이에서 상호 캡(Mutual Cap)이 형성되고 센싱 전극에서 상호 캡의 전압값의 변화를 감지하여 터치 여부 및 터치 위치를 검출하게 된다.
센싱 전극(Receive, Rx)은 터치 패널의 터치 여부 및 터치 위치를 전압값의 변화로 감지하고, 구동 전극(Transfer, Tx)은 터치 패널의 구동 전압이 인가된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널의 제조 방법을 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널을 위에서 본 모습을 나타낸 평면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 한 장의 필름을 이용한 터치 센서를 구현하는 터치 패널을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 각각의 X축 정전전극와 이의 일측 끝단에 연결되는 금속 도선의 일례를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 각각의 Y축 정전전극와 이의 일측 끝단에 연결되는 금속 도선의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 절연체층(110)의 상면에 인덱스 매칭층(Index-Matching)(112)을 형성하고, 그 위에 투명 도전층(120)을 형성한다. 여기서, 절연체층(110)은 투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체로 형성되고, 유기 절연체는 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 아크릴의 플라스틱 소재를 포함하며 무기 절연체는 글라스(Glass) 소재, 광학 처리된 글라스 소재로 이루어진다.
인덱스 매칭층(Index-Matching)(112)은 투명 도전층(120)과의 굴절율 차이가 있는 절연 소재를 이용하여 절연막층을 형성하고, ITO(120) 패턴후 ITO 유무가 확인되지 않도록 처리하는 코팅이다,
인덱스 매칭층(112)은 투명 도전층(120)의 위에 패턴을 형성한 후 투명 도전층(120)이 있고 없는 부분의 반사율 차이로 인해 시인 현상을 개선하는 역할을 한다.
인덱스 매칭층(112)은 투명 도전층(120)의 위에 패턴이 형성된 경우, 투명 도전층(120)의 회로가 보이는 시인성을 개선할 수 있는 굴절율을 가진 절연막층이다.
인덱스 매칭층(112)은 정전 용량의 ITO 필름 제작시 ITO가 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분이 눈에서 감지하지 못하도록 ITO(120)의 하부층에 광학 처리를 하는 것을 의미한다.
인덱스 매칭층(112)은 건식 방식(증착)으로 SiO2,TiO2, Ceo2 등을 올리는 경우도 있고, 습식 방식으로 약품 처리를 하는 경우도 있다.
인덱스 매칭층(112)은 투명 도전층(120)의 높이를 보상할 수 있는 굴절율을 보유하고 있는 SiO2,TiO2, Ceo2, Nb2O5 등의 절연막층을 단독 또는 복수개의 층 구조로 형성한다.
투명 도전층(120)은 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide, TCO)와 같은 투명한 재질의 전도성 물질로 형성되며, 구체적으로는 ITO 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하거나 ITO, IZO, SnO2, AZO로 이루어지는 투명 전도성 물질로 형성한다.
또한, 투명 도전층(120)은 투명 전도성 감광필름, 전도성 고분자, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그라핀(Graphene), 전도성 폴리머, 은 나노와이어(Silver Nanowires, AGNW), Hybrid AGNW(CNT+AGNW), Hybrid 그라핀(AGNW+그라핀) 등으로 이루어지는 투명 전도성 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 투명 도전층(ITO 필름 등)(120)은 하부면에 인덱스 매칭층(절연막층)(112)을 포함하고 있다.
다음으로, 도 5의 (b), (c), (d)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 투명 도전층(120)의 상부면에 제1 감광성 소재(140)를 형성하고, 패턴이 형성된 제1 아트워크 필름(142)을 이용하여 UV 조사하면, 제1 감광성 소재(140)에 패턴을 형성하며(노광), 약한 알칼리 용액을 이용하여 제1 감광성 소재(140)에 개방 패턴을 형성한다(현상).
본 발명은 패턴이 형성된 제1 아트워크 필름(142)을 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 패턴이 형성된 패턴 툴(Tool)이면 어떠한 것도 가능하며, 패턴 툴 없이 직접적으로 패턴을 구현하는 장비를 이용하여 노광 공정을 수행할 수도 있다.
또한, 제1 감광성 소재(140)를 형성하는 공정은 액상 포토 레지스트를 코팅하거나 드라이필름을 라미네이팅하여 형성한다. 이외에 액상 타입의 실리콘, 에폭시 소재를 사용하는 경우 코팅 공정을, SiO2, TiO2의 절연 물질을 사용하는 경우, 증착 공정을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명은 도 6의 (e), (f)에 도시된 바와 같이, 개방 패턴이 형성된 제1 감광성 소재(140)에 산성 약품을 이용하여 투명 도전층(120)을 선택적으로 에칭하고 강알칼리 약품을 이용하여 제1 감광성 소재(140)를 제거하여 정전전극 패턴(121)을 형성한다(에칭 공정, 박리 공정). 여기서, 도 6의 (e), (f)는 포토리소그래피(Photolithography)의 공정에 의해 라미네이팅, 노광, 현상, 에칭, 박리 과정을 거친다.
정전전극 패턴(121)은 터치 패널의 원도우 영역(화면이 표시되는 영역)에 해당하는 부분으로 일정거리의 간격마다 이격되어 형성된 복수개의 정전전극을 나타내는 패턴을 나타내며, 사용자의 터치 패턴 영역을 나타낸다.
정전전극 패턴(121)은 복수개의 X축 정전전극(122)과, 각각의 X축 정전전극(122)과 인접하게 둘러싸고 있는 각각의 Y축 정전전극(124)을 포함한다.
복수개의 X축 정전전극(122)은 복수개의 구동 전극(Transfer, Tx)을 나타내고, 복수개의 Y축 정전전극(124)은 각각의 구동 전극을 둘러싸고 있는 센싱 전극(Receive, Rx)을 포함한다.
복수개의 X축 정전전극(122)은 도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 터치 패널의 원도우 영역에서 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성하고 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성한다.
복수개의 Y축 정전전극(124)은 도 8, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 세로 방향의 각각의 X축 정전전극(122)과 인접하여 둘러싸고 있는 복수개의 정전전극이며, 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 행마다 형성한다.
복수개의 X축 정전전극(122)은 가로 방향으로 형성한 각각의 X축 정전전극의 일측으로부터 FPCB 본딩 영역(200)의 일부 위치까지 각각 연장된다.
복수개의 Y축 정전전극(124)은 세로 방향으로 형성한 각각의 Y축 정전전극을 하나로 연결하여 FPCB 본딩 영역(200)의 일부 위치까지 연장된다.
FPCB 본딩 영역(200)은 터치 패널의 원도우 영역을 제외한 가장 자리 영역으로서 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 금속 전극 부분과 사용자가 터치하는 원도우 영역을 제외한 영역을 포함한다.
다음으로, 도 6의 (g)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 투명 도전층(120)으로 이루어진 정전전극 패턴(121)을 형성한 후, 터치 패널의 상부면에 투명한 재질의 투명 감광성 소재(150)를 형성한다(라미네이팅, 코팅 또는 증착 공정). 여기서, 투명 감광성 소재(150)는 감광성이 있는 투명 절연 물질로서 투명 드라이 필름을 일례로 들 수 있다.
투명 감광성 소재(150)를 사용하는 경우, 투명 원도우 영역에 남길 수 있어 후공정에서 스크래치 등의 불량을 방지할 수 있다.
만약, 불투명한 일반 드라이 필름, 액상 포토레지스트 등을 사용하는 경우, FPCB 본딩 영역(200)에 있는 감광성 소재를 남기고 원도우 영역 부분에 있는 감광성 소재를 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 제거하는 공정을 추가적으로 수행한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 절연 물질로 투명 감광성 소재(150)를 사용하는 것으로 한다.
다음으로, 도 7의 (h), (i)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 투명 감광성 소재(150)의 상부면에 제2 아트워크 필름(152)을 형성하고 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 터치 패널의 투명 감광성 소재(150)로 이루어진 층에서 점핑 연결 영역(160)을 선택적으로 제거하여 개방한다.
점핑 연결 영역(160)은 투명 감광성 소재(150)로 형성된 층에서 FPCB 본딩 영역(200)의 일부 위치까지 연장되어 가로 방향으로 형성한 각각의 X축 정전전극(122)의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 나타낸다.
점핑 연결 영역(160)은 투명 감광성 소재(150)로 형성된 층에서 FPCB 본딩 영역(200)의 일부 위치까지 연장되어 세로 방향으로 형성한 각각의 Y축 정전전극(124)의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 나타낸다.
더욱 상세하게 설명하면, 본 발명은 점핑 연결 영역(160)을 개방하는 패턴이 형성된 제2 아트워크 필름(152)을 이용하여 UV 조사하면, 투명 감광성 소재(150)에 패턴을 형성하고(노광), 약한 알칼리 용액을 이용하여 투명 감광성 소재(150)에 점핑 연결 영역(160)을 개방하는 패턴을 형성한다(현상).
여기서, 투명 감광성 소재(150)에 점핑 연결 영역(160)을 개방하는 패턴은 도 7의 (j)와 같이, 터치 패널의 상부면에 형성된 투명 감광성 소재(150)로 이루어진 층에서 터치 패널의 점핑 연결 영역(160)에 해당하는 영역이 개방된 패턴을 의미한다.
본 발명은 패턴이 형성된 제2 아트워크 필름(152)을 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 점핑 연결 영역(160)을 개방하는 패턴이 형성된 패턴 툴(Tool)이면 어떠한 것도 가능하며, 패턴 툴 없이 직접적으로 패턴을 구현하는 장비를 이용하여 노광 공정을 수행할 수도 있다.
다음으로, 도 7의 (j) (k)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 터치 패널의 상부면에 금속층(130)를 형성한다. 금속층(130)의 회로 형성은 메탈 스퍼터(Metal Sputter)로 증착한 후 포토리소그래피의 공정을 이용하여 패턴을 형성한다.
금속층(130)은 Cu, Cu alloy, Ag, Ag alloy, Ni+Cr, Ni+Ni alloy, Mo/Ag, Mo/Al/Mo, Ni+Cr/Cu/Ni+Cr, Ni alloy/Cu, Ni alloy/Cu/Ni alloy, Mo/APC, Cu/Ni+Cu+Ti, Ni+Cu+Ti/Cu/Ni+Cu+Ti, 카본 등 전도성 물질을 모두 포함한다.
예를 들면, 금속층(130)은 은 페이스트로 형성할 수 있고, 구리를 증착시킬 수도 있는 등 다양한 방법이 가능하다.
금속층(130)은 다양한 금속을 사용할 수 있으며 제조의 용이성 및 전기 전도도를 고려하여 구리 또는 알루미늄으로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명은 포토리소그래피의 공정에 의해 금속층(130)을 선택적으로 제거하여 가로 방향으로 형성된 각각의 X축 정전전극(122)의 일측 끝단이 위치한 영역인 점핑 연결 영역(160)을 수평 방향으로 하나로 연결하여 각각의 X축 정전전극(122)의 일측 끝단과 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 제1 금속도선(132)을 형성한다(도 8, 도 9 및 도 10).
또한, 본 발명은 포토리소그래피의 공정에 의해 금속층(130)을 선택적으로 제거하여 FPCB 본딩 영역(200)의 일부 위치까지 연장된 Y축 정전전극(124)의 일측 끝단부터 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 제2 금속도선(134)을 형성한다(도 8, 도 9 및 도 11). 여기서, 포토리소그래피(Photolithography)의 공정에 의해 라미네이팅, 노광, 현상, 에칭, 박리 과정을 거친다.
도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 금속 도선(132)은 가로 방향으로 형성된 각각의 X축 정전전극(122)의 일측 끝단 부분을 수평 방향으로 하나로 묶어 FPCB가 결합하는 금속 전극 부분까지 연결된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 제2 금속 도선(134)은 세로 방향으로 형성된 각각의 Y축 정전전극(124)의 일측 끝단 부분부터 FPCB가 결합하는 금속 전극 부분까지 연결된다.
다른 실시예로서, 본 발명은 제1 감광성 소재(140)에 개방 패턴을 형성한 후, 실크 스크린 인쇄용 잉크를 사용하여 실버 페이스트를 스크린 인쇄하거나 실버 페이스트를 도포한 후 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 감광성 실버 페이스트 인쇄를 이용하여 전극 단자(제1 금속도선(132), 제2 금속도선(134))를 하나로 묶는 방법으로 패드(Pad) 수량을 감소한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 도전층을 투명 전도성 감광필름으로 형성한 일례를 나타낸 도면이다.
본 발명의 투명 도전층(120)은 투명 전도성 감광필름(170, 172)으로 구성할 수 있다. 투명 전도성 감광필름(170, 172)은 투명 감광성 수지층(172)과 그 위에 적층된 투명 전도성 물질(170)를 포함한다.
투명 전도성 물질(170)은 전도성과 감광성이 있는 투명한 재질의 물질로서 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그라핀(Graphene), 전도성 폴리머, 은 나노와이어(Silver Nanowires, AGNW), Hybrid AGNW(CNT+AGNW), Hybrid 그라핀(AGNW+그라핀) 등으로 이루어지는 투명 전도성 물질로 형성하며, 전도성 고분자, Cu, Cu alloy, Ag, Ag alloy, Ni+Cr, Ni+Ni alloy, Mo/Ag, Mo/Al/Mo, Ni+Cr/Cu/Ni+Cr, Ni alloy/Cu, Ni alloy/Cu/Ni alloy, Mo/APC, Cu/Ni+Cu+Ti, Ni+Cu+Ti/Cu/Ni+Cu+Ti, 카본, 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide, TCO) 등 전도성 물질을 모두 포함하는 개념이다.
본 발명은 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 투명 전도성 감광필름(170, 172)으로 형성된 층에서 투명 감광성 수지층(172)과 그 위에 적층된 투명 전도성 물질(170)을 선택적으로 제거하여 복수개의 X축 정전전극(122)와 복수개의 Y축 정전전극(124)을 형성한다.
더욱 상세하게 설명하면, 본 발명은 패턴이 형성된 제1 아트워크 필름(142)을 이용하여 UV 조사하면, 투명 전도성 감광필름(170, 172)에 패턴을 형성하고(노광), 약한 알칼리 용액을 이용하여 투명 전도성 감광필름(170, 172)에 개방 패턴을 형성한다(현상). 여기서, 투명 전도성 감광필름(160)에 형성된 개방 패턴은 복수개의 X축 정전전극(122)과 복수개의 Y축 정전전극(124)을 포함한 정전전극 패턴(121)을 나타낸다.
본 발명은 절연체층(110)의 상부면에 투명 전도성 감광필름(170, 172)을 형성한 후, 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 정전전극 패턴(121)을 형성한다. 그 이후에 전극 형성 절차는 도 6의 (g)부터 도 7의 (k)까지의 전극 형성 절차와 동일하게 수행하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명 도전층을 전도성 고분자로 형성한 일례를 나타낸 도면이다.
본 발명의 투명 도전층(120)은 전도성 고분자로 구성할 수 있다.
전도성 고분자는 유기계 화합물로 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 등이 사용될 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물의 경우가 가장 바람직하고, 전술한 유기계 화합물 중 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 전술한 유기계 화합물에 카본 나노튜브 등을 더 혼합하는 경우 전도성을 높일 수 있다.
전도성 고분자는 2중 결합 벤젠고리의 구조에 의해 전도성을 유지한다.
전도성 고분자는 습식 공정에 의해 전도성을 없앨 수 있는데 습식 공정은 도 8에 도시된 바와 같이, 부식액(ETCHANT)(180)과 반응시켜 2중 결합 벤젠고리의 구조를 끓어 단일 결합으로 만들면 전도성을 없앨 수 있다.
이와 같이 전도성 고분자를 비전도성 고분자(190)로 만들면 고분자층을 그대로 유지하되 전도성을 잃게 되며 특별한 촉매제 없이 다시 2중 결합으로 복원되지 않으므로 전도성이 원상 복귀하지 않는다.
본 발명은 절연체층(110)의 상부면에 전도성 고분자를 형성한 후, 습식 공정에 의해 복수개의 X축 정전전극(122)과 복수개의 Y축 정전전극(124)을 포함한 정전전극 패턴(121)의 전도성 고분자의 전도성을 유지하고, 터치 패턴이 아닌 영역의 전도성 고분자의 전도성을 잃게 하여 비전도성 고분자(190)로 만든다(전도성 고분자 패턴닝 공정). 그 이후에 전극 형성 절차는 도 6의 (g)부터 도 7의 (k)까지의 전극 형성 절차와 동일하게 수행하므로 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 FPCB 본딩 영역(200)을 전도성 고분자로 커버하여 산화 발생 구역의 부식을 방지하고 외부의 압력으로 금속 균열되는 문제점을 방지하고 FPCB 본딩시 완충 역할을 수행하며 별도의 실링, 발수 코팅 공정이 생략되어 공정 비용이 감소된다.
본 발명은 전도성 고분자의 특성을 이용하여 터치 센서를 구현함으로써 시인성 측면에서 우수하며 이로 인하여 인덱스 매칭층 공정이 불필요하다.
본 발명은 전도성 고분자의 코팅 속도가 ITO 또는 메탈 증착 속도에 비해 월등히 뛰어나기 때문에 생산성 및 단가적인 측면에서 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 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.
110: 절연체층
112: 인덱스 매칭층
120: 투명 도전층
121: 정전전극 패턴
122: X축 정전전극
124: Y축 정전전극
130: 금속층
132: 제1 금속도선
134: 제2 금속도선
140: 제1 감광성 소재
142: 제1 아트워크 필름
150: 투명 감광성 소재
152: 제2 아트워크 필름
160: 점핑 연결 영역
170: 투명 전도성 물질
172: 투명 감광성 수지층
180: 부식액
190: 비전도성 고분자
200: FPCB 본딩 영역

Claims (16)

  1. 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성되고, 상기 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성하는 제1축 정전전극과, 세로 방향의 상기 각각의 제1축 정전전극과 인접하도록 형성한 복수개의 제2축 정전전극을 투명 도전층으로 형성하는 단계;
    상기 터치 패널의 상부면에 절연 물질의 감광성 소재를 형성하고, 상기 감광성 소재로 형성된 층에서 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 상기 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 제거하여 개방하는 단계; 및
    상기 터치 패널의 상부면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 상기 가로 방향으로 형성된 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단이 위치한 영역을 수평 방향으로 하나로 연결하여 상기 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단과 상기 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 상기 금속층의 제1 금속도선으로 형성하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 제거하여 개방하는 단계는,
    상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 상기 세로 방향으로 형성한 제2축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역을 제거하여 개방하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속층의 제1 금속도선으로 형성하는 단계는,
    상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장된 제2축 정전전극의 일측 끝단 부분과 상기 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 상기 금속층의 제2 금속도선으로 형성하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층으로 형성하는 단계는,
    상기 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측으로부터 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 각각 연장되고, 상기 세로 방향으로 형성한 각각의 제2축 정전전극을 하나로 연결하여 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층으로 형성하는 단계는,
    한 장의 투명 도전층에 상기 터치 패널의 구동 전압이 인가하는 구동 전극(Transfer, Tx)으로 상기 각각의 제1축 정전전극과, 상기 터치 패널의 터치 여부 및 터치 위치를 전압값의 변화로 감지하는 센싱 전극(Receive, Rx)으로 상기 각각의 제2축 정전전극을 동시에 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층으로 형성하는 단계는,
    상기 터치 패널의 상부면에 전도성 고분자로 이루어진 층을 형성하는 단계; 및
    부식액과 반응시켜 2중 결합 벤젠고리의 구조를 끓어 단일 결합으로 만들어 전도성을 없애는 습식 공정에 의해 상기 전도성 고분자로 형성된 층에서 상기 복수개의 제1축 정전전극과 상기 복수개의 제2축 정전전극의 전도성 고분자의 전도성을 유지하고 상기 각각의 제1축 정전전극과 상기 각각의 제2축 정전전극에 해당하지 않는 부분의 전도성 고분자의 전도성을 잃게 하여 비전도성 고분자로 만드는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층으로 형성하는 단계는,
    상기 터치 패널의 상부면에 투명 절연 물질로 이루어진 투명 감광성 수지층과, 그 위에 적층되고 전도성과 감광성이 있는 투명한 재질의 투명 전도성 물질로 이루어진 투명 전도성 감광필름을 형성하는 단계; 및
    포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 상기 투명 전도성 감광필름으로 형성된 층에서 상기 투명 전도성 감광필름을 선택적으로 제거하여 상기 복수개의 제1축 정전전극과 상기 복수개의 제2축 정전전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 터치 패널에 있어서,
    상기 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 일정거리의 간격마다 가로 방향으로 이격되어 복수개의 정전전극을 형성하고, 상기 복수개의 정전전극을 일정거리 이격하여 열마다 형성하는 제1축 정전전극과, 세로 방향의 상기 각각의 제1축 정전전극과 인접하도록 형성한 복수개의 제2축 정전전극을 나타내는 투명 도전층;
    상기 터치 패널의 상부면에 형성되고, 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 결합되는 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 상기 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역이 개방된 절연 물질의 감광성 소재; 및
    상기 가로 방향으로 형성된 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단이 위치한 영역을 수평 방향으로 하나로 연결하여 상기 각각의 제1축 정전전극의 일측 끝단과 상기 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 하나로 묶어 제1 금속도선으로 형성하는 금속층
    을 포함하는 터치 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 상기 가로 방향으로 형성한 각각의 제1축 정전전극의 일측으로부터 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 각각 연장되고, 상기 세로 방향으로 형성한 각각의 제2축 정전전극을 하나로 연결하여 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장하는 터치 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 감광성 소재는 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장되어 상기 세로 방향으로 형성한 제2축 정전전극의 일측 끝단 부분이 위치한 영역이 개방되는 터치 패널.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 FPCB 본딩 영역의 일부 위치까지 연장된 제2축 정전전극의 일측 끝단 부분과 상기 FPCB와 결합되는 금속 전극 부분까지 제2 금속도선으로 형성하는 터치 패널.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 각각의 제2축 정전전극은 상기 각각의 제1축 정전전극을 둘러싸고 있는 형태인 터치 패널.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 상기 터치 패널의 구동 전압이 인가하는 구동 전극(Transfer, Tx)으로 상기 각각의 제1축 정전전극과, 상기 터치 패널의 터치 여부 및 터치 위치를 전압값의 변화로 감지하는 센싱 전극(Receive, Rx)으로 상기 각각의 제2축 정전전극을 동시에 한 장으로 형성하는 터치 패널.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 투명한 재질의 전도성 물질의 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide, TCO), 전도성 고분자, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그라핀(Graphene), 전도성 폴리머, 은 나노와이어(Silver Nanowires, AGNW), 투명 전도성 감광필름 중 하나의 물질인 터치 패널.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 투명 절연 물질로 이루어진 투명 감광성 수지층과, 그 위에 적층되고 전도성과 감광성이 있는 투명한 재질의 투명 전도성 물질로 이루어진 투명 전도성 감광필름이고, 포토리소그래피의 노광 및 현상 공정에 의해 상기 투명 전도성 감광필름으로 형성된 층에서 상기 투명 전도성 감광필름을 선택적으로 제거하여 상기 복수개의 제1축 정전전극과 상기 복수개의 제2축 정전전극을 형성하는 터치 패널.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 전도성 고분자인 경우, 상기 복수개의 제1축 정전전극과 상기 복수개의 제2축 정전전극의 전도성 고분자의 전도성을 유지하고, 나머지 영역의 전도성 고분자의 전도성을 잃게 하여 비전도성 고분자로 만드는 터치 패널.
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