KR100519370B1 - 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법 - Google Patents

편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오차 없이 터치 패널과 편광판을 형성하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 복수개의 터치 패널이 형성된 터치 패널 원판의 하부면에 편광판 원판을 부착한 후, 단일 터치 패널 크기로 컷팅함에 그 특징이 있다.

Description

편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법{Method for Forming Touch Panel with Polarizer Layer}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 오차 없이 터치 패널과 액정 패널을 일체형으로 형성하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
각종 전자 기기를 효율적으로 사용하기 위하여, 리모콘이나 별도의 입력 장치 없이 표시장치의 표시면에서 신호를 입력하기 위한 터치 패널이 널리 사용되고 있다. 즉, 전자 수첩과, 액정 표시 장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro Luminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 화상 표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상을 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 터치패널이 널리 이용되고 있다.
특히, 컴퓨터, 휴대용 전송 장치, 구면 또는 비구면 디스플레이 장치 그 밖의 개인전용 정보처리장치(PDA) 등에 일체화되거나 부가되는 터치 패널은 입력 장치(Input Device)의 하나이지만 마우스나 키보드 등과 같은 다른 입력 장치들에 비해 입력이 간단하고 오조작은 적으며 손으로 문자 입력까지 가능한 입력 특성이 있어 다양한 형태와 방식으로 알려져 있다.
현재의 터치 패널은 입력 장치로서의 일반적 기능보다는 고신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성, 재료나 물질을 포함한 설계 및 가공과 관련된 제조 기술 등과 같이 미세한 기술로 관심이 바뀌고 있다.
이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 아날로그 저항형(analog resistive type), 디지털 저항형(digital resistive type), 정전 용량형(capacitive type), 초음파형, 광(적외선) 센서형(infrared sensor type), 전자 유도형 등으로 구분할 수 있다.
상기 터치패널의 기본 구조는 상부 전극이 형성된 상부 투명기판과, 하부 전극이 형성된 하부 투명 기판이 일정 공간을 갖고 적층되어 있다. 따라서, 상부 전극이 형성되어 있는 상부 기판에 펜 또는 손가락 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 상부 기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전되고, 그 위치의 저항값 또는 커패시터 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾게되는 장치이다.
상기 터치 패널은 상부 전극이 형성된 상부 투명기판과, 하부 전극이 형성된 하부 투명 기판이 일정 공간을 갖고 적층되어 있는 구조로 되어 있다.
이와 같은 일반적인 터치 패널은 모두 표시장치보다 크게 형성되기 때문에 별 문제가 없으나, 액정 표시 장치를 일체형으로 형성하는 터치 패널은 액정 표시 장치에 그 크기를 맞추기 때문에 액정 표시 장치의 마진보다 터치 패널의 데드 스페이스가 더 작게됨으로 공정상 문제가 발생한다.
이와 같은 종래의 아날로그 저항막 방식의 터치패널을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 터치 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 I~I'선상의 구조 단면도이다.
종래의 터치패널은, 상술한 바와 같이, 액정 표시 장치의 표시면 위에 설치되어 신호 입력 수단으로 이용되는 것이므로, 도 1 및 도 2와 같이, 상기 액정 표시 장치의 표시면에 해당되는 표시 영역(viewing area, V/A)과, 상기 표시 영역을 감싸도록 표시 영역 주변부에 형성되는 데드 스페이스(dead space)(20) 영역으로 구분된다. 그리고, 상기 데드 스페이스(20)에서 상기 상하 기판이 절연성 접착제에 의해 합착되게 된다.
따라서, 표시장치의 표시면에 상응하는 직사각형 모양으로 PET(Poly Ethylene Terephtalate) 필름의 상하판(도 2의 1, 2)의 내측면에 각각 투명 전극(도 2의 3, 4)이 형성되고, 이와 같은 상하판은 일정 간격을 갖고(dot space) 접착제에 의해 데드 스페이스 영역(20)에서 합착된다.
따라서, 펜이나 손가락 등으로 상기 상부 기판의 어느 한 점에 접촉하게 되면 상기 투명 전극(3, 4)이 상기 점에서 상호 접촉되어 그 위치의 저항치에 의하여 변화된 전압 값이 출력되게 된다. 이와 같이 접촉되는 위치의 저항 값 또는 커패시터 값에 의해 변화된 전압 값을 읽어야 하기 때문에, 상기 투명 전극(3, 4)에 전압을 인가하고 임의의 접촉된 위치에 따라 변화되는 전압 값을 읽어내기 위한 신호선(7)이 연결되어야 한다.
이와 같은 신호선(7)은 상기 데드 스페이스(20) 부분에서 투명 전극과 연결된다.
그리고, 가벼운 압력으로 투명 전극(3, 4) 사이가 잘못 접촉되지 않도록 상기 투명 전극(3, 4) 상에 에폭시(epoxy), 아크릴 수지 등 절연성 합성 수지로 이루어지는 도트 스페이서(6)가 소정 간격 이격되어 형성된다. 상기 도트 스페이서(6)에 의하여 압력 위치 이외의 조작면을 의도하지 않고 손으로 가볍게 건드려도 건드려진 위치가 압력 위치로서 검출되는 일이 없다.
도 3은 일반적인 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타낸 단면도이다.
도 3과 같이, 일반적으로 액정 표시 장치(LCD)를 표시 장치로 하는 터치 패널의 경우 터치 패널(60)이 최상단에 위치하며, 상부 편광판(52)을 사이에 두고 액정 패널(30, 40)이 구성되며, 상기 액정 패널(30, 40)의 하부에는 하부 편광판(51) 및 백 라이트 유닛(미도시, 투과형 액정 표시 장치의 경우에만 구성됨)이 형성된다. 그리고, 상기 터치 패널(60), 액정 패널(30, 40) 및 백 라이트 유닛의 측면을 포함하여 상기 터치 패널의 상부 가장자리에 케이스 탑(70)이 구성된다.
그리고, 상기 액정 패널은 칼라 필터 어레이가 형성되는 상부 기판(40)과, 박막 트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 기판(30)과, 두 기판 사이에 형성되는 액정층(미도시)으로 구성된다.
이 경우 상기 액정 패널은 상기 터치 패널(60)에 비해 어느 정도 마진을 더 두어 두 개의 패널을 부착시에 여유를 줄 수 있도록 하며, 상기 액정 패널 내에서도 하부 기판(30) 쪽은 게이트 드라이버 및 소오스 드라이버를 형성하기 위해 상부 기판(40)에 비해 마진을 더 두었다.
이어, 일반적인 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 제조 방법을 설명한다.
도 4는 종래의 편광판 일체형 터치 패널의 제조 공정시 터치 패널과 편광판과의 합착을 나타낸 평면도이다.
도 4와 같이, 도 3에서 도시한 일반적인 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 먼저 완성된 단품의 터치 패널(60)과 상기 단품의 터치 패널의 사이즈에 맞게 컷팅(cutting)된 액정 패널의 상부 편광판(52)을 래미네이팅(laminating)기에 의해 부착시켜 필름 타입의 편광판 일체형 터치 패널(52 + 60)을 형성한 후, 상기 필름 타입의 편광판 일체형 터치 패널(52 + 60)을, 상하부 기판(40, 30)이 합착되고 그 하부에 하부 편광 기판(51)이 부착된 액정 패널의 상부 기판(40)의 상부에 부착시켜 형성하게 된다.
그 밖의 방법으로, 단품의 터치 패널의 사이즈에 맞게 컷팅된 상기 상부 편광판(52)을 먼저 액정 패널의 상부 기판(40)에 부착시킨 후, 상기 상부 편광판(52)이 부착된 액정 패널의 상부에 상기 완성된 터치 패널을 래미네이팅시키는 방법도 가능하다.
이하, 편광판 일체형 터치 패널의 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 4와 같이, 단품으로 완성된 터치 패널(60)과 이와 동일한 사이즈의 상부 편광판(52)을 준비한다.
도시되어 있지 않지만, 상기 터치 패널(60)은 표시 영역과 데드 스페이스 영역이 구분되어 정의된 PET 재질의 상하판(61, 62)과, 상기 상하판(61, 62) 상에 서로 대향되도록 형성된 투명 전극(미도시)과, 상기 데드 스페이스 영역에서 상기 상하판(61, 62)을 합착시키도록 도포된 양면 접착제(미도시)를 포함하여 형성된다.
이러한 상하판 사이에 양면 접착제를 적층한 형태의 터치 패널(60)은 터치 패널 원판 형태로 제조되는 것이다.
그리고, 상기 상부 편광판(52)은 옥소나 2색성 염료 등의 2색성 색소를 흡착 배향시킨 폴리비닐알콜(PVA)의 연장 필름에 보호 필름으로 트리 아세틸 아세테이트(TAC) 필름을 상하에서 끼우도록 하여 접합하여 형성한 것을 사용하고 있다.
이와 같이, 준비된 각각의 원판 형태의 터치 패널과 상부 편광판은 래미네이팅 공정에 앞서 각각의 단일 크기로 컷팅한다.
이어, 래미네이팅기에서는 상기 각각 컷팅되어 단품 크기로 완성된 터치 패널(60)과, 상기 터치 패널(60)의 크기에 맞게 컷팅된 편광판(52)을 부착시키게 되는데, 실제로 래미네이팅 공정을 진행시켜 보면, 터치 패널(60)과 상부 편광판(52)은 다음과 같은 여러 가지의 부착 형태가 나타나게 된다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 공정을 통해 형성된 여러 경우의 편광판 일체형 터치 패널을 나타낸 평면도이다.
도 5a는 터치 패널(60)과 상부 편광판(52)이 정확히 얼라인되었을 때를 나타낸 도면이다.
그러나, 별도로 제조되는 터치 패널(60)에 상부 편광판(52)을 부착하다 보면, 도 5b와 같이, 서로 어긋나게 부착이 일어나거나, 또는 도 5c와 같이, 컷팅된 상부 편광판(52)의 사이즈가 터치 패널(60)에 부합하지 않는 경우가 발생하기 마련이다.
이와 같이, 상기와 같은 종래의 편광판 일체형 터치 패널은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 별도로 제조된 터치 패널과 상부 편광판을 부착하는데 있어 부착 오차(Misalign) 또는 크기의 편차가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 오차 없이 터치 패널과 편광판을 동일 사이즈로 형성하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법은 복수개의 터치 패널이 형성된 터치 패널 원판의 하부면에 편광판 원판을 부착한 후, 단일 터치 패널 크기로 컷팅함에 그 특징이 있다.
상기 편광판 원판은 상기 터치 패널 원판과 동일 사이즈임이 바람직하다.
상기 터치 패널 원판과 상기 편광판 원판은 접착층에 의해 서로 부착됨이 바람직하다.
상기 접착층은 상기 편광판 원판의 상부 또는 상기 터치 패널 원판의 하부에 먼저 형성하여 둠이 바람직하다.
상기 터치 패널 원판과 상기 편광판 원판의 부착은 래미네이팅기에서 이루어짐이 바람직하다.
상기 터치 패널 원판은 서로 대향되어 연질의 필름의 내측면에 투명 전극이 형성된 상판 및 하판이 도트 스페이서를 갖고 각각의 터치 패널의 비 표시 영역에서 접착제에 의해 합착된 것이 바람직하다.
상기 편광판 원판은 광학성 필름과, 상기 광학성 필름 상하에 보호용 상하부 기재가 형성된 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 편광판 일체형 터치 패널의 편광판과 터치 패널의 합착 방법을 나타낸 도면이다.
도 6과 같이, 각각 터치 패널 원판(310)과 편광판 원판(320)을 준비한다.
도시되어 있지 않지만, 상기 터치 패널 원판(310)은 표시 영역과 데드 스페이스 영역이 구분되어 정의된 PET 재질의 상하 기판과, 상기 상하 기판의 내측면에 서로 대향되도록 형성된 투명 전극, 상기 상하 기판의 투명 전극 사이에 도트 스페이서(dot spacer)를 갖고 상기 데드 스페이스 영역에서 상기 상하 기판을 합착시키도록 도포된 양면 접착제로 형성된 터치 패널이 영역을 달리하여 복수개 형성되어 있다.
즉, 상기 터치 패널 원판(310)은 상부 기판과 하부 기판이 데드 스페이스 영역에서 접착제 성분으로 합착되어 있는 상태이다.
또한, 상기 상부 편광판 원판(320)은 광학 필름의 일 예인 옥소나 2색성 염료 등의 2색성 색소를 흡착 배향시킨 폴리비닐알콜(PVA)의 연장 필름에 보호 필름으로 트리 아세틸 아세테이트(TAC) 필름을 상하에서 끼우도록 하여 접합하여 형성한 것을 사용하고 있다.
래미네이팅기에서는 상기 터치 패널 원판(310)과, 상부 편광판 원판(320)을 부착시키고, 도 7과 같이, 부착이 완료된 상기 터치 패널 원판(310a)과 상부 편광판 원판(320a)을 각각의 터치 패널의 크기에 맞게 컷팅시킨다.
이러한 터치 패널 원판(310)과 상부 편광판 원판(320)을 부착시에는 하부 편광판에 대응되는 방향으로 래밍네이팅(laminating) 해야한다.
즉, 액정 패널의 노멀리 화이트 모드(Normally White mode-NW mode) 또는 노멀리 블랙 모드(Normally Black mode-NB mode) 및 편광판이 보통 모드(Ordinary mode-O mode) 또는 이상 모드(Extraordinary mode-E mode)인가에 따라 상부 편광판의 흡수축과 하부 편광판의 흡수축의 방향을 맞추어야 한다.
이 경우는, 상기 터치 패널 원판(310)의 하부면 또는 상부 편광판 원판(320)의 상부면 중 어느 하나에 접착층을 먼저 형성하여 상기 래미네이팅기에서 부착 공정을 진행한다. 상기 접착층은 상하 표면에 접착 성분이 있는 것을 이용한다.
따라서, 터치 패널 원판(310)과 편광판 원판(320)을 래미네이팅한 후 단일 터치 패널 크기에 맞게 동시에 컷팅함으로써, 종래의 터치 패널과 편광판을 각각 먼저 컷팅한 후에 래미네이팅 공정을 진행할 때 발생되는 터치 패널과 편광판의 부착 오차를 줄일 수 있고, 또한, 각각 컷팅시 발생하는 각각의 사이즈 불일치 문제를 해결할 수 있다. 즉, 터치 패널(310a)과 편광판(320a)의 얼라인시 발생되는 문제를 미리 원판 상태로 부착하여 형성함으로써, 방지할 수 있게 되는 것이다.
이어, 도시되어 있지는 않지만, 상기 단일 터치 패널의 크기로 컷팅된 상부 편광판이 부착된 터치 패널(310a +320a)을 별도로 합착 및 컷팅 공정이 완료되고 하부에 하부 편광판이 부착된 액정 패널의 상부에 부착하도록 한다.
이 경우, 상부 편광판(320a)은 상기 터치 패널(310a)과 동일 공정에서 형성되므로, 터치 패널과 동일 사이즈이고, 하부에 위치하는 액정 패널(미도시)은 상기 터치 패널에 비해 마진을 더 갖기 때문에, 부착시에는 터치 패널을 액정 패널에 맞추어 얼라인시키도록 한다.
그리고, 상부 편광판(320a)의 하부면에는 접착층을 미리 형성하여 두어, 별도의 접착 성분 없이, 하부에 액정 패널과의 부착 공정을 원할히 할 수 있다.
한편, 상기 터치 패널 원판(310a)과 상부 편광판 원판(320a)을 래미네이팅 공정을 통해 부착한 후, 각각 단일 터치 패널 크기로 컷팅을 한 후에는 각각의 터치 패널의 데드 스페이스의 소정 영역에 상기 상하판에 형성된 투명 전극에 신호를 인가하고 검출하는 신호선들의 케이블인 FPC(Flexible Printed Cable)을 삽입하여 가열 및 압착하여 형성한다.
상기 편광판 일체형 터치 패널과 부착이 이루어지는 액정 패널은 칼라 필터 어레이가 형성된 상부 기판과 TFT 어레이가 형성된 하부 기판 사이에 액정층이 주입되어 구성되며, 하부 기판의 경우 게이트 드라이버 및 소오스 드라이버를 형성하기 위해 상부 기판에 비해 마진을 더 둔다.
이어, 투과형 액정 표시 장치의 경우는 백 라이트 유닛을 상기 액정 패널 하부에 위치시키고, 반사형 액정 표시 장치의 경우는 백 라이트 유닛 없이 상기 터치 패널 및 액정 패널의 측부를 감싸며 상기 터치 패널의 데드 스페이스 영역의 일부를 덮도록 케이스 탑을 형성한다.
도 8은 도 6 및 도 7의 공정을 통해 제조된 편광판 일체형 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 8과 같이, 터치 패널을 상부 편광판과 일체형으로 형성하게 되면 동일한 사이즈로 형성하게 되면 종래에 문제시되면 둘 사이의 부착 오차나 사이즈 편차 문제가 해결할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 편광판 일체형 터치 패널은 다음과 같은 효과가 있다.
액정 패널의 상부 편광판과 터치 패널을 원판 상태에서 부착한 후, 컷팅하게 되면 상부 편광판 및 터치 패널이 동일한 사이즈를 유지할 수 있어, 부착 오차 및 사이즈 편차를 동시에 해결할 수 있다.
도 1은 종래의 터치 패널을 개략적으로 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 I~I'선상의 구조 단면도
도 3은 일반적인 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타낸 단면도
도 4는 종래의 편광판 일체형 터치 패널의 제조 공정시 터치 패널과 편광판과의 부착을 나타낸 평면도
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 공정을 통해 형성된 여러 경우의 편광판 일체형 터치 패널을 나타낸 평면도
도 6 및 도 7은 본 발명의 편광판 일체형 터치 패널의 편광판과 터치 패널의 합착 방법을 나타낸 도면
도 8은 도 6 및 도 7의 공정을 통해 제조된 편광판 일체형 터치 패널
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
310 : 터치 패널 원판 320 : 편광판 원판

Claims (7)

  1. 복수개의 터치 패널이 형성된 터치 패널 원판의 하부면에 편광판 원판을 부착한 후, 단일 터치 패널 크기로 터치 패널 원판과 편광판 원판을 함께 컷팅함을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 편광판 원판은 상기 터치 패널 원판과 동일 사이즈임을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 패널 원판과 상기 편광판 원판은 접착층에 의해 서로 부착됨을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 편광판 원판의 상부 또는 상기 터치 패널 원판의 하부에 먼저 형성하여 둠을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 터치 패널 원판과 상기 편광판 원판의 부착은 래미네이팅기에서 이루어짐을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 패널 원판은
    서로 대향되어 연질의 필름의 내측면에 투명 전극이 형성된 상판 및 하판이 도트 스페이서를 갖고 각각의 터치 패널의 비 표시 영역에서 접착제에 의해 합착된 것을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 편광판 원판은
    광학성 필름과, 상기 광학성 필름 상하에 보호용 상하부 기재가 형성된 것임을 특징으로 하는 편광판 일체형 터치 패널의 제조 방법.
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