JP2013254469A - タッチセンサ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】タッチセンサの表面で発生する反射を減少させることができ、タッチセンサの視認性を改善することができるとともに、タッチ電極を金属メッシュパターンに形成する際、黒化処理工程を省略することができるタッチセンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によるタッチセンサ100は、透明基材110と、透明基材110の一面に形成された樹脂層130、150と、樹脂層130、150の一面に形成された電極140、160と、を含み、樹脂層130、150の一面は凹凸状の基材凹凸部で形成されるものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、タッチセンサ及びその製造方法に関する。
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、ポータブル伝送装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置(Input Device)を用いてテキスト及びグラフィック処理を行う。
しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチセンサ(Touch Sensor)が開発された。
タッチセンサは、電子手帳、液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display Device)、PDP(Plasma Display Panel)、El(Electroluminescence)などの平板ディスプレイ装置及びCRT(Cathode Ray Tube)などの画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながら所望の情報を選択するようにするために利用される機器である。
タッチセンサの種類は、抵抗膜方式(Resistive Type)、静電容量方式(Capacitive Type)、電磁方式(Electro−Magnetic Type)、表面弾性波方式(SAW Type;Surface Acoustic Wave Type)及び赤外線方式(Infrared Type)に区分される。このような多様な方式のタッチセンサは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在最も幅広い分野で用いられているものは、抵抗膜方式のタッチセンサ及び静電容量方式のタッチセンサである。
現在、特許文献1に開示されたように、静電容量方式のタッチセンサでは、透明電極としてITO(Indium−Tin oxide)、伝導性高分子(Conductive Polymer)、金属などを使用している。
しかし、透明基材上に金属をパターニングしてタッチセンサを形成する場合、金属表面が滑らかであるため表面で反射が生じやすい。従って、透明基材を介してディスプレイを見ると、タッチセンサの透明電極が見えるため、視認性において問題がある。
韓国公開特許第2011−0102794号公報
本発明は、タッチセンサの表面反射を減少させることができるタッチセンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によるタッチセンサは、透明基材と、前記透明基材の一面に形成された樹脂層と、前記樹脂層の一面に形成された電極と、を含み、前記樹脂層の一面は凹凸状の基材凹凸部で形成されるものである。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記樹脂層は、インプリント樹脂からなることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記電極は、タッチ電極からなることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記基材凹凸部に位置する前記タッチ電極の一面は、前記基材凹凸部に対応する形状の電極凹凸部で形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記タッチ電極は、金属メッシュパターンに形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記タッチ電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記タッチ電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記基材凹凸部は、モスアイ(moth−eye)型に形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサにおいて、前記基材凹凸部のピッチは、150〜300nmであり、高さはピッチの1〜3倍に形成されることが好ましい。
一方、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、透明基材の一面に樹脂層を形成する樹脂層の形成段階と、前記樹脂層の一面に凹凸状の基材凹凸部を形成する基材凹凸部の形成段階と、前記基材凹凸部に電極を形成する電極の形成段階と、を含むものである。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記基材凹凸部の形成段階は、前記樹脂層がインプリント樹脂からなり、前記インプリント樹脂の一面をインプリントして前記基材凹凸部を形成することが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記電極の形成段階は、前記基材凹凸部に位置する電極の一面に前記基材凹凸部に対応する形状の電極凹凸部を形成することが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記電極は、タッチ電極からなることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記電極の形成段階において、前記タッチ電極は、メッキまたはスパッタリングにより形成することが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記タッチ電極は、金属メッシュパターンに形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記タッチ電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記タッチ電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成することが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、前記電極の形成段階において、前記基材凹凸部をモスアイ(moth−eye)型に形成することが好ましい。
また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法において、前記基材凹凸部の形成段階において、前記基材凹凸部のピッチは150〜300nmに、高さはピッチの1〜3倍になるように形成することが好ましい。
本発明によると、タッチセンサの表面で発生する反射を減少させることができ、タッチセンサの視認性を改善することができる。
また、本発明によると、タッチ電極を金属メッシュパターンに形成する際、黒化処理工程を省略することができる。
本発明の一実施例によるタッチセンサを示す分離斜視図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサを示す側断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に説明するための断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法で製造されたタッチセンサにおける凹凸部の反射率を示すグラフである。 本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法で製造されたタッチセンサ及び従来のタッチセンサの透過度を示すグラフである。
本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例によるタッチセンサを示す分離斜視図であり、図2は、本発明の一実施例によるタッチセンサを示す側断面図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施例によるタッチセンサ100は、透明基材110と、透明基材110に形成される樹脂層130、150と、樹脂層130、150に形成された電極と、を含む。この際、電極は、タッチ電極140、160からなる。
以下、図1及び図2を参照して、本発明の一実施例に係るタッチセンサ100について詳細に説明する。
図1及び図2を参照すると、透明基材110は、ガラスまたはフィルムからなり電極が形成される基板部を提供する。この際、透明基材110は、一定厚さの四角板状に形成することができるが、本発明の一実施例による透明基材110の形状は、これに限定されるものではない。
図1及び図2を参照すると、樹脂層130、150は、透明基材110の一面に形成される。
また、樹脂層130、150は、インプリント樹脂からなることが好ましい。ここで、インプリント樹脂は、熱可塑性樹脂からなることが好ましいが、本発明の一実施例によるインプリント樹脂は、これに限定されるものではない。
図1及び図2を参照すると、基材凹凸部131、151は、樹脂層130、150の一面に凹凸状に形成される。
ここで、基材凹凸部131、151のピッチ(pitch)は、150〜300nmであり、高さは、ピッチの1〜3倍に形成されることが好ましい。
また、基材凹凸部131、151の凹凸の形状は、モスアイ(moth−eye;ハエの目)状に形成することができるが、本発明の基材凹凸部131、151の形状は、必ずしもこれに限定されるものではない。
さらに、基材凹凸部131、151は、インプリント樹脂を透明基材110の一面に積層または塗布して樹脂層130、150を形成した後、スタンプなどを使用して樹脂層130、150の一面を加圧して形成することができる。
図1及び図2を参照すると、タッチ電極140、160は、樹脂層130、150の一面である基材凹凸部131、151に形成される。この際、図1における樹脂層130、150の一面は、樹脂層130、150の上面を示すが、本発明の樹脂層130、150の一面の位置は、樹脂層130、150の上面に限定されるものではなく、樹脂層130、150の一面は、樹脂層130、150の下面になることもできることは言うまでもない。
また、タッチ電極140、160は、基材凹凸部131、151の一面にスパッタリング(sputtering)またはメッキなどの方法を用いて金属を蒸着することにより形成することができる。
さらに、タッチ電極140、160は、タッチを感知する電極パターン141、161及び電極配線142、162を含む。
また、電極パターン141、161は、第1電極パターン141及び第2電極パターン161からなり、電極配線142、162は、第1電極配線142及び第2電極配線162からなることが好ましい。
この際、第1電極パターン141の縁には、第1電極パターン141から電気的信号の伝達を受ける第1電極配線142が形成され、第2電極パターン161の縁には、第2電極パターン161から電気的信号の伝達を受ける第2電極配線162が形成される。
さらに、電極パターン141、161は、金属メッシュからなることが好ましい。ここで、金属メッシュは、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせを用いてメッシュパターン(Mesh Pattern)に形成されることが好ましい。
一方、電極パターン141、161を銅(Cu)で形成する場合、基材凹凸部131、151により光の反射が防止され、電極パターン141、161の表面に光が反射することを防止するための別の黒化処理工程を省略することができる。
また、電極パターン141、161は、線幅を7μm以下に形成し、ピッチを900μm以下に形成することにより、視認性を改善することができる。しかし、本発明の一実施例による電極パターン141、161の線幅及びピッチは、これに限定されるものではない。
なお、電極パターン141、161は、前記金属の他にも銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成することができる。
一方、図1及び図2を参照すると、本発明の一実施例によるタッチセンサ100は、タッチ電極160が形成された樹脂層150の一面に積層形成される保護層190をさらに含む。ここで、保護層190は、樹脂層150に形成されたタッチ電極160を水分、衝撃またはその他の外部環境から保護する。
一方、図1及び図2を参照すると、電極配線142、162が銀ペーストのような金属で構成される場合、外部で電極配線142、162が認識される可能性があるため、これを防止するためにカバーフィルム120を透明基材110の一面の縁に沿って形成することができる。このようなカバーフィルム120は、例えば、ブラックインクのように明度の低いインクを透明基材110の一面に印刷することで形成することができる。
前記のような本発明の一実施例によるタッチセンサ100は、透明基材110の一面に基材凹凸部131、151を形成することにより光の反射を減少または防止することができ、これにより視認性を改善することができる。
また、タッチ電極140、160を金属メッシュパターンに形成すると、透明基材110の一面に形成された基材凹凸部131、151またはタッチ電極140、160の下面に形成された電極凹凸部143、163により視認性が改善され、視認性改善のための別の黒化処理工程を省略することができる。
図3は、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を示すフローチャートであり、図4〜図13は、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
図3を参照すると、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、樹脂層130の形成段階(S10)と、基材凹凸部の形成段階(S20)と、電極の形成段階(S30)と、を含む。
以下、図3〜図13を参照して、本発明の一実施例であるタッチセンサの製造方法についてより詳細に説明する。また、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、本発明の一実施例によるタッチセンサ100に対する製造方法に関するものであり、重複する説明は省略し、同一の構成に対しては同一の図面符号を付記する。
図3及び図4を参照すると、樹脂層130の形成段階(S10)は、透明基材110の一面に樹脂層130を形成する。ここで、樹脂層130は、インプリント樹脂からなることが好ましい。この際、インプリント樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂からなることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
図3及び図5〜図7を参照すると、基材凹凸部の形成段階(S20)は、樹脂層130の一面をインプリントして凹凸面を形成する。
より詳細に説明すると、下面に突起部171が突出形成されたスタンプ170を使用して樹脂層130の一面を加圧すると、樹脂層130の一面のうち突起部171によって加圧される部分に凹凸溝が形成されることにより、樹脂層130に基材凹凸部131が形成することができる。ここで、基材凹凸部131の形状は、例えば、円錐型、角錘(pyramid)型などの複数の突起が並んで突出形成されたモスアイ(moth−eye)型に形成することができるが、本発明の一実施例による基材凹凸部131の形状は、これに限定されるものではない。
この際、基材凹凸部131のピッチ(ピッチ;pitch)は、150〜300nmに、高さは、ピッチの1〜3倍になるように形成することが好ましい。
図3及び図9〜図11を参照すると、電極の積層段階(S30)は、樹脂層130の基材凹凸部131にタッチ電極140を積層する。ここで、電極の積層段階(S30)は、金属層の積層段階と、レジストの形成段階と、露光段階と、レジストの除去段階と、を含む。
図9を参照すると、金属層の積層段階は、樹脂層130の基材凹凸部131に金属層を形成する。この際、基材凹凸部131に対応するように、金属層の下面に電極凹凸部143を形成することが好ましい。
また、金属層は、金属にメッキまたはスパッタリング(Sputtering)を施す方法で形成することができるが、本発明の金属層形成方法は、必ずしもこれに限定されるものではない。
図10を参照すると、レジストの積層段階は、金属層の一面にレジスト(resist)180を選択的に形成する。この際、レジスト180は、絶縁物質からなることができる。
図11を参照すると、露光段階は、レジスト180が選択的に形成された金属層の一面を露光し、金属層の一面のうちレジスト180が形成されていない部分を除去する。これにより、レジスト180が形成されたレジスト180の下部に位置した金属層がパターンを形成することにより、タッチ電極160を形成することができる。この際、タッチ電極160は、メッシュパターンに形成することができる。
図12を参照すると、レジストの除去段階は、金属層で形成されたレジスト180を除去する。この際、レジスト180は、除去液により除去されることができるが、本発明のレジスト180の除去方法は、これに限定されるものではない。
一方、図13を参照すると、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、タッチ電極140、160を複数の層で形成することができる。ここで、タッチ電極140、160は、第1タッチ電極140及び第2タッチ電極160で構成することができる。この際、図5〜図11により製造されるタッチ電極の製造過程をもう一度繰り返して、図13に図示された第1タッチ電極140の上部に第2タッチ電極160を形成することができる。
さらに、第2タッチ電極160を形成するために、第1タッチ電極140が形成された樹脂層130の一面にインプリント樹脂をさらに塗布または積層することにより樹脂層150を形成し、スタンプ170を用いてさらに形成された樹脂層150の一面に基材凹凸部151を形成する。
この際、基材凹凸部151の一面に金属層を形成し、レジストを選択的に積層した後、金属層に露光を施すことによりレジストが積層されていない部分を除去して第2タッチ電極160を形成することができる。この際、金属層に積層されたレジストは除去する。ここで、第2タッチ電極160を形成する過程は、第1タッチ電極140を形成する過程と同一であるため、より詳細な説明は省略する。
一方、第1タッチ電極140と第2タッチ電極160は、互いに交差するように形成することができる。この際、例えば、第1タッチ電極140は、横方向に形成され、第2タッチ電極160は、縦方向に形成されることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。
また、タッチ電極140、160である第1タッチ電極140と第2タッチ電極160は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせで形成することができるが、本発明のタッチ電極140、160の材質は、これに限定されるものではない。
また、第1タッチ電極140と第2タッチ電極160は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成することができる。
図14は、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法で製造されたタッチセンサで凹凸部の反射率を示すグラフである。
図14に図示されたように、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法で製造されたタッチセンサにおいて、凹凸状に形成された凹凸部のピッチ(pitch)が150〜300nmである場合、反射率が0.5以下になることが分かる。この際、凹凸部の反射率を測定する際に測定された凹凸部の凹凸幅は、85nmであるが、本発明は、これに限定されるものではない。
図15は、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法で製造されたタッチセンサ及び従来のタッチセンサの透過度を示すグラフである。
図15に図示されたように、入射される光線(光)がタッチセンサを透過する際、凹凸部が形成されていない従来のタッチセンサAに比べて凹凸部が形成された本発明のタッチセンサBにおける透過度が高いことが分かる。
従って、本発明の一実施例によるタッチセンサの製造方法は、透明基材110の一面に基材凹凸部131、151を形成して光の反射を減少させることができ、これにより視認性を改善することができる。
また、タッチ電極140、160を金属メッシュパターンに形成すると、透明基材110の一面に形成された基材凹凸部131、151またはタッチ電極140、160の下面に形成された電極凹凸部143、163により視認性が改善され、視認性を改善するための別の黒化処理工程を省略することができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、タッチセンサの表面反射を減少させることができるタッチセンサ及びその製造方法に適用可能である。
100 タッチセンサ
110 透明基材
120 カバーフィルム
130、150 樹脂層
131、151 基材凹凸部
140、160 タッチ電極(電極)
141、161 電極パターン
142、162 電極配線
143、163 電極凹凸部
170 スタンプ
171 突起部
180 レジスト
190 保護層

Claims (19)

  1. 透明基材と、
    前記透明基材の一面に形成された樹脂層と、
    前記樹脂層の一面に形成された電極と、を含み、
    前記樹脂層の一面は凹凸状の基材凹凸部で形成されるタッチセンサ。
  2. 前記樹脂層は、インプリント樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
  3. 前記電極は、タッチを検知するタッチ電極からなることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
  4. 前記基材凹凸部に位置する前記タッチ電極の一面は、前記基材凹凸部に対応する形状の電極凹凸部で形成されることを特徴とする請求項3に記載のタッチセンサ。
  5. 前記タッチ電極は、金属メッシュパターンに形成されることを特徴とする請求項3に記載のタッチセンサ。
  6. 前記タッチ電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせで形成されることを特徴とする請求項5に記載のタッチセンサ。
  7. 前記タッチ電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成されることを特徴とする請求項5に記載のタッチセンサ。
  8. 前記基材凹凸部は、モスアイ(moth−eye)型に形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
  9. 前記基材凹凸部のピッチは150〜300nmであり、高さはピッチの1〜3倍に形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ。
  10. 透明基材の一面に樹脂層を形成する樹脂層の形成段階と、
    前記樹脂層の一面に凹凸状の基材凹凸部を形成する基材凹凸部の形成段階と、
    前記基材凹凸部に電極を形成する電極の形成段階と、
    を含むタッチセンサの製造方法。
  11. 前記基材凹凸部の形成段階は、
    前記樹脂層がインプリント樹脂からなり、
    前記インプリント樹脂の一面をインプリントして前記基材凹凸部を形成することを特徴とする請求項10に記載のタッチセンサの製造方法。
  12. 前記電極の形成段階は、
    前記基材凹凸部に位置する電極の一面に前記基材凹凸部に対応する形状の電極凹凸部を形成することを特徴とする請求項10に記載のタッチセンサの製造方法。
  13. 前記電極は、タッチを検知するタッチ電極からなることを特徴とする請求項10に記載のタッチセンサの製造方法。
  14. 前記電極の形成段階において、
    前記タッチ電極はメッキまたはスパッタリングにより形成することを特徴とする請求項13に記載のタッチセンサの製造方法。
  15. 前記タッチ電極は、金属メッシュパターンに形成されることを特徴とする請求項13に記載のタッチセンサの製造方法。
  16. 前記タッチ電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)またはこれらの組み合わせで形成されることを特徴とする請求項15に記載のタッチセンサの製造方法。
  17. 前記タッチ電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成することを特徴とする請求項15に記載のタッチセンサの製造方法。
  18. 前記電極の形成段階において、
    前記基材凹凸部をモスアイ(moth−eye)型に形成することを特徴とする請求項10に記載のタッチセンサの製造方法。
  19. 前記基材凹凸部の形成段階において、
    前記基材凹凸部のピッチは150〜300nmに、高さはピッチの1〜3倍になるように形成することを特徴とする請求項11に記載のタッチセンサの製造方法。
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