KR100997712B1

KR100997712B1 - 슬림형 윈도우 터치스크린 패널

Info

Publication number: KR100997712B1
Application number: KR1020100038250A
Authority: KR
Inventors: 신동진
Original assignee: 삼광웰텍주식회사
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2010-12-01

Abstract

본 발명은 슬림형 윈도우 터치스크린 패널에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 윈도우 터치스크린 패널(Window Touch Screen Panel)에 있어서, 상기 패널은 하부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, ITO 필름을 보호하는 윈도우 필름과, 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름을 일체화시켜 스퍼터링 방법에 의해 제조되는 윈도우 ITO 필름층과, 상기 윈도우 ITO 필름층의 하면에 전기적인 배선회로가 패터닝(Patterning)되어 인쇄되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 인쇄단자를 보호하기 위한 제1 투명 인쇄층을 갖는 상부기판과; 상기 상부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, 강화 유리에 감지전극 기능을 갖는 ITO가 코팅된 ITO 강화 유리층과, 상기 ITO 강화 유리층의 상면에 전기적인 배선회로가 패터닝되어 인쇄되는 제2 전극층과, 상기 제2 전극층인쇄단자를 보호하기 위한 제2 투명 인쇄층을 갖는 하부기판과; 상기 상ㆍ하부기판의 사이즈에 맞게 접착부재가 재단되며, 상기 재단된 접착부재의 중심 기준점을 맞추는 직경 0.8mm 가이드(Guide) 타공과, 상기 상ㆍ하부기판의 가시영역 박리 전에 반 칼 작업(score cutting)을 실행하는 하프 컷(Half CUT) 및 상기 하프 컷된 가시영역의 불필요한 부재를 제거 박리한 후, 상기 상부기판의 제1 전극층과 하부기판의 제2 전극층을 상호 부착시키는 절연성을 갖는 양면테이프와; 상기 상부기판과 하부기판 사이에 평소 접촉을 방지하고 터치펜 또는 손가락으로 압력을 가할 경우 통전시키며, 압력이 해제될 경우 상부기판을 탄성력으로 회복시키는 도트 스페이서가 포함되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널을 제공한다.
본 발명에 의하면, 두께가 한층 더 얇으면서도 충분한 내구성과 동시에 패널의 슬림화를 기대할 수 있으며, 슬림(Slim)화로 광투과율이 크게 향상되어 디스플레이 휘도를 낮춰도 기존 제품과 같은 성능을 구현하므로 소비전력의 감소 및 배터리의 이용 시간을 늘릴 수가 있고, 윈도우 필름(혹은 PET Film)상에 원하는 영역에 투명전극(ITO)을 선택적으로 코팅이 가능하므로, 레이저 습식 에칭(Wet Etching)과 같은 공정이 배제되어 제조 공정을 단축시켜 공정비용을 줄일 수 있다.

Description

슬림형 윈도우 터치스크린 패널{SL Window Touch Screen Panel}

본 발명은 터치스크린 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스퍼터링 방식을 이용한 터치스크린 패널의 제조공정을 줄임으로써, 슬림화로 광투과율을 향상시키며, 저탄소 녹색성장을 도모할 수 있도록 한 슬림형 윈도우 터치스크린 패널에 관한 것이다.

최근 디스플레이ㆍ강화유리에 투명전극을 일체화시킨 터치스크린패널(Touch Screen Panel: TSP)이 출시되면서 터치스크린 시장 경쟁 구도가 더욱 치열해지고 있다.

터치스크린패널(TSP)은 전자수첩, 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescense) 등의 평판 디스플레이 장치와 CRT(Cathod Ray Tube)의 다양한 장점을 가진 플랫패널디스플레이(Flat-Panel-Display)의 기능을 갖고, 사용자가 디스플레이를 통해 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구로, 크게 1)저항막 방식(Resistive Type), 2)정전용량 방식(Capacitive Type), 3)저항막-멀티터치 방식(Resistive-Multi Type) 등으로 구분된다.

1) 저항막 방식(Resistive Type)은 유리나 플라스틱 판위에 저항성분의 물질을 입히고, 그 위에 폴리에틸렌 필름을 덮어씌운 형태로 되어 있으며, 두면이 서로 닿지 않도록 일정한 간격으로 절연봉이 설치되어 있다. 작동원리는 저항막의 양단에서 일정한 전류를 흘려주면 저항막이 저항 성분을 갖는 저항체와 같이 작용하기 때문에 양단에 전압이 걸리게 된다. 손가락으로 접촉을 하게 되면 위쪽표면의 폴리에스틸 필름이 휘어 두면이 접속하게 된다. 따라서 두면의 저항 성분 때문에 저항의 병렬접속과 같은 형태가 되고, 저항값의 변화가 일어나게 된다. 이때, 양단에 흐르는 전류에 의하여 전압의 변화도 일어나게 되는데, 바로, 이러한 전압의 변화정도로써 접촉된 손가락의 위치를 알 수 있다. 저항막 방식은 표면 압력에 의한 작동으로 해상도가 높고 응답속도가 가장 빠른 반면에, 한 포인트 밖에 실행하지 못하며 파손에 대한 위험이 큰 단점을 가지고 있다.

2) 정전용량 방식(Capacitive Type)은, 열처리가 되어 있는 유리양면에 투명한 특수전도성 금속(TAO)을 코팅하여 만들어진다. 스크린의 네 모서리에 전압을 걸어주게 되면 고주파가 센서 전면에 퍼지게 되고, 이때 스크린에 손가락이 접촉하면 전자의 흐름이 변화하고 이런 변화를 감지하여 좌표를 알아낸다. 정정용량 방식은 여러 포인트를 동시에 눌러서 실행 가능하며 해상도가 높고 내구성이 좋은 장점을 가진 반면에, 반응속도가 떨어지며 장착에 어려운 단점을 가지고 있다.

3) 저항막-멀티터치 방식(Resistive-Multi-Touch Type)은, 한 포인트 밖에 실행할 수 없는 저항막 방식의 최대 단점을 보완 개선시켜 정정용량 방식과 동일하게 실행 가능하도록 구현한 것을 말한다.

또한, 터치스크린패널(TSP)은, 신호증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도뿐만 아니라 각각의 터치스크린패널의 특징적인 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력특성, 내구성 및 경제성 등을 고려하여 개개의 전자제품에 선택되며, 특히 전자수첩, PDA, 휴대용 PC 및 모바일 폰(핸드폰) 등에 있어서는 저항막 방식(Resistive Type)과 정전용량 방식(Capacitive Type)이 널리 이용된다.

터치스크린 제조 기술에 있어 향후 방향은, 종래의 복잡한 공정을 최대한 줄이더라도 충분한 내구성을 갖도록 터치스크린패널의 두께를 더 얇게 제조할 필요가 있다. 그 이유는 광투과율을 높여 디스플레이 휘도를 낮춰도 기존 제품과 같은 성능을 구현하도록 함으로써 소비전력을 감소시켜 배터리의 이용 시간을 늘릴 수 있기 때문이다.

도 1에 따르면, 일반적인 저항막 방식(Resistive Type)의 터치스크린패널이 제안된 바 있다.

이 기술의 구성을 살펴보면, 액정표시장치의 일면에 마련되는 윈도우 필름(or Overlay Film, 101)과, 원도우 필름의 하면에 부착되며 액정디스플레이 모듈(미도시)에 정보를 전기적으로 입력하기 위해 마련되는 제1/제2 ITO 필름(102, 113)을 포함하며, 윈도우 필름은 제1 ITO 필름(102)을 보호하기 위하여 구비되는 것으로 일반적인 PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작되며, 제1 ITO 필름(102)은 OCA(Optical Clear Adhesive, 103)에 의하여 윈도우 필름(혹은 Overlay Film, 101)과 부착된다. 제1 ITO 필름(102) 및 제2 ITO 필름(113)은, 각각 가장자리(Edge)에 마련되는 은(Silver)을 사용한 제1/제2 전극층(104, 112)이 인쇄되어 있으며, 제1/제2 전극층(104, 112)간에는 절연을 위해 양면테이프(120)가 부착되고 Dot Spacer(130)에 의하여 일정 간격 이격되어 손가락 또는 터치 펜 등을 사용한 외부의 압력(터치) 시 상호 전기적으로 연결됨으로써, 정확한 터치위치를 감지하게 된다.

그러나 이 기술의 도 1을 참조하면, 윈도우 필름(or Overlay Film, 101)과 제1 ITO 필름(102) 간에는 광투명접착제(Optical Clear Adhesive: OCA, 103)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정으로 광투과율이 떨어질 뿐만 아니라, 윈도우 필름(or Overlay Film, 101)을 배치하고 OCA(103)에 의하여 제1 ITO필름(102)에 부착하는 별개의 공정을 수행해야 하므로 공정처리가 복잡하고 공정비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 이 기술은 ITO 필름이 형성되어 있는 ITO막을 레이저 습식식각 에칭(Wet Etching)을 통하여 패터닝하므로 윈도우 필름(혹은 PET 필름)에 원하는 영역에 ITO을 선택적으로 코팅할 수 없다.

한편, 도 1의 문제점을 개선하기 위한 도 2에 따르면, 대한민국등록특허공보 제10-0893499호(2009. 04.17)의 터치패널이 제안된 바 있다.

이 기술은 제1 기판(201)과, 제1 기판의 하면에 코팅되는 제1 ITO코팅층(202)과, 제1 ITO코팅층의 하면 가장자리(Edge)에 프린트되는 제1 전극(203)을 포함하는 제1 도전유닛(200); 및 제2 기판(211)과, 제2 기판의 상면에 코팅되는 제2 ITO코팅층(212)과, 제2 ITO코팅층의 상면 가장자리에 프린트되는 제2 전극(213)을 포함하는 제2 도전유닛(210)을 구성하여 터치패널의 광투과율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 터치패널의 두께를 줄일 수 있도록 하여 비용절감 및 슬림한 형태의 제품디자인이 가능해짐을 특징으로 한다.

그러나 이 기술은 제1/제2 기판(강화유리)에 제1/2 ITO(투명전극)을 코팅함으로써 외부로부터 충격에 대응할 수 있는 강도 확보와 오버레이 필름(혹은 Window 필름)을 생략할 수 있는 반면에, 강화유리는 터치스크린패널(TSP) 제조에 중요한 부품이지만, 오염 물질 처리 문제 때문에 주로 중국 업체들이 공급하고 있어 낮은 수율과 잦은 불량 및 외부충격에 의한 비산문제가 있다. 따라서 비산문제를 해결하기 위해 이 기술의 도 4 내지 도 7(미도시)에 의하면, 제1 전극(강화유리)의 상부에 도전유닛 보호부를 두어 비산방지필름의 역할을 하도록 제2/제3 실시가 개시되어 있으나 결국에는 터치패널을 더 얇게 구현하는데 있어 여전히 한계가 있기 마련이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는, 윈도우 필름과 ITO 필름 층을 부착하는 별도의 광투명접착제(OCA)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정 대신에 저항값의 균일성과 바탕 재료의 밀착성이 우수한 스퍼터링(Sputtering) 방식에 의해 윈도우 필름과 ITO 필름을 하나로 일체화시켜 윈도우 ITO 필름을 제조함으로써, 터치스크린패널이 보다 더 얇으면서도 충분한 내구성을 갖는 슬림화와 광투과율의 향상으로 소비전력을 감소시켜 배터리의 이용 시간을 늘리고, 윈도우 필름(혹은 PET Film)상에 원하는 영역에 ITO을 선택적으로 코팅(Coating)이 가능하여 레이저 습식 에칭(Wet Etching)과 같은 공정이 배제되므로, 제조 공정을 단축시켜 저탄소 녹색성장을 도모할 수 있도록 한 슬림형 윈도우 터치스크린 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 윈도우 터치스크린 패널(Window Touch Screen Panel)에 있어서, 상기 패널은 하부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, ITO 필름을 보호하는 윈도우 필름과, 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름을 일체화시켜 스퍼터링 방법에 의해 제조되는 윈도우 ITO 필름층과, 상기 윈도우 ITO 필름층의 하면에 전기적인 배선회로가 패터닝(Patterning)되어 인쇄되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 인쇄단자를 보호하기 위한 제1 투명 인쇄층을 갖는 상부기판과; 상기 상부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, 강화 유리에 감지전극 기능을 갖는 ITO가 코팅된 ITO 강화 유리층과, 상기 ITO 강화 유리층의 상면에 전기적인 배선회로가 패터닝되어 인쇄되는 제2 전극층과, 상기 제2 전극층인쇄단자를 보호하기 위한 제2 투명 인쇄층을 갖는 하부기판과; 상기 상ㆍ하부기판의 사이즈에 맞게 접착부재가 재단되며, 상기 재단된 접착부재의 중심 기준점을 맞추는 직경 0.8mm 가이드(Guide) 타공과, 상기 상ㆍ하부기판의 가시영역 박리 전에 반 칼 작업(score cutting)을 실행하는 하프 컷(Half CUT) 및 상기 하프 컷된 가시영역의 불필요한 부재를 제거 박리한 후, 상기 상부기판의 제1 전극층과 하부기판의 제2 전극층을 상호 부착시키는 절연성을 갖는 양면테이프와; 상기 상부기판과 하부기판 사이에 평소 접촉을 방지하고 터치펜 또는 손가락으로 압력을 가할 경우 통전시키며, 압력이 해제될 경우 상부기판을 탄성력으로 회복시키는 도트 스페이서가 포함되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널을 제공한다.

바람직하게는, 상기 윈도우 필름은, PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 전극층은, 상기 윈도우 ITO 필름층의 하면 에지(Edge) 부분에 사전에 패터닝되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 상부기판은, 상부기판의 하면에 문자 또는 로고를 삽입할 수 있는 윈도우 인쇄층(미도시)이 형성되며, 윈도우 인쇄층은 상기 윈도우 ITO 필름층에 내재되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2 전극층은, 상기 ITO 강화 유리층의 상면 에지(Edge) 부분에 사전에 패터닝되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1/제2 투명 인쇄층은, 인쇄단자를 보완하고 불필요한 동작영역을 절연하기 위해 상ㆍ하부기판의 제1/제2 전극층에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 슬림형 윈도우 터치스크린 패널은, 두께가 0.6 ~ 0.968T인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 윈도우 ITO 필름은, 저항막 방식(Resistive Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 윈도우 ITO 필름은, 정전용량 방식(Capacitive Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 윈도우 ITO 필름은, 저항막-멀티터치 방식(Resistive-Multi-Touch Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 슬림형 윈도우 터치스크린 패널에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 윈도우 필름(혹은 PET 필름)과 ITO 필름을 부착하는 별도의 OCA 공정 없이 스퍼터링 방식에 의해 하나로 일체화시킨 윈도우 ITO 필름(Window ITO Film)을 제조함으로써,

(1)터치스크린패널(TSP)은 별도의 윈도우 필름(혹은 PET 필름)에 감지전극(혹은 ITO 필름)을 형성해 OCA 등 접착 물질을 이용한 라미네이션(Lamination) 공정이 필요 없게 된다.

(2)터치스크린패널(TSP)은 스퍼터링 방식에 의한 하나로 통합된 윈도우 투명전극 필름(Window ITO Film) 제조가 가능하므로, 두께가 한층 더 얇으면서도 충분한 내구성과 동시에 패널의 슬림화를 기대할 수 있다.

(3)터치스크린패널(TSP)은 슬림화로 광투과율이 크게 향상되므로, 디스플레이 휘도를 낮춰도 기존 제품과 같은 성능을 구현하며, 소비전력의 감소와 배터리의 이용 시간을 늘릴 수가 있다.

(4)터치스크린패널(TSP)은 윈도우 필름(혹은 PET Film)상에 원하는 영역에 ITO을 선택적으로 코팅이 가능하므로, 레이저 및 습식 에칭(Wet Etching)과 같은 공정이 배제되어 제조 공정을 단축시켜 저탄소 녹색성장을 도모할 수 있는 독특한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 저항막 방식(Resistive Type)의 터치스크린 패널의 구성을 나타낸 단면도
도 2의 (가)와 (나)는 도 1을 개선시킨 터치스크린 패널의 분해사시도 및 터치패널의 구성을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널의 세부 구성을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널에 대한 양면테이프의 제조 구성을 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널에 대한 윈도우 ITO 필름(Window ITO Film)을 스퍼터링(Sputtering) 방식에 의해 제조된 실물사진
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널의 두께를 기존의 제품과 비교한 실물사진

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널(TSP)을 상세하게 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시하더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 핵심 기술적인 해결수단은, 크게 상부기판(300), 하부기판(310), 양면테이프(320), 도트 스페이서(Dot Spacer, 330)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 상부기판(300)은, 모바일 폰(휴대폰) 등의 액정표시장치의 일면에 배치되어 화상이 형성되는 액정디스플레이 모듈(미도시, Liquid Crystal Display Module)에 정보를 전기적으로 입력하기 위하여, ITO 필름(Indium Tin Oxide Film, 102)을 보호하는 윈도우 필름(Window Film, 101)과 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름(Indium Tin Oxide Film, 102)을 일체화시켜 스퍼터링(Sputtering) 방식에 의해 제조되는 윈도우 ITO 필름층(Window Indium Tin Oxide Film floor, 301)과, 상기 윈도우 ITO 필름층(301)의 하면에 전기적인 배선회로가 패터닝(Patterning)되어 인쇄되는 제1 전극(302) 및 상부기판(300)의 제1 전극 하면에 인쇄되는 제1 투명 인쇄층(303)을 포함한다.

여기서 상기 상부기판(300)은 후술하는 하부기판(310)과 일정한 간격을 두고 배치되는 것으로 한다.

또한, 상부기판(300)은, 상부기판의 하면에 문자 또는 로고를 삽입할 수 있는 윈도우 인쇄층(미도시)이 형성되는데, 상기 윈도우 인쇄층은 윈도우 ITO 필름층(301)에 포함시킬 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 ITO 필름(Window Indium Tin Oxide Film Floor, 301) 층은, 종래의 기술에서 사용되어진 윈도우 필름(Window Film, 101)과 ITO 필름(Indium Tin Oxide Film, 102)을 부착하기 위해 별도의 광투명접착제(Optical Clear Adhesive: OCA, 103)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정 대신에, 터치패널의 용도에 적합한 저항값의 균일성과 바탕 재료의 밀착성이 우수하고 윈도우 ITO 필름(Window ITO Film, 301) 제조에 가장 적합한 스퍼터링(Sputtering) 방법에 의해 윈도우 필름(101)과 ITO 필름(102)을 일체화시켜 제조한다.

여기서, ITO(Indium Tin Oxide)란 주석 산화물을 지칭하며, 투명하면서 전기가 통하는 물질을 말한다. 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide)는 In₂O₃: SnO₂ = 90 : 10 ~ 95 : 5의 비율로 Sn doped In₂O₃로서 ITO는 나노신소재인 ATO와 유사한 특성을 지니지만 ATO에 비하여 높은 전기전도도가 우수하면서 Band-gap이 2.5eV이상으로 가시광역에서 높은 투과성을 나타내기 때문에 각종 디스플레이 패널, 전저파 차폐 Film, 유기 EL등에 사용되고 있다. 또한 다른 투명전극 재료에 비해 전극 패턴 가공성이 우수하고, 화학적 열적 안정성이 뛰어나며 코팅(Coating)시 저항이 낮다.

한편, 윈도우 ITO 필름(Window ITO Film, 301)의 제조 방법에는 진공증착 방법(Vacuum Plating, Evaporation, 이온증착 방법(Ion Plating Method), 스퍼터링 방법(Sputtering Method) 등이 있다. 이 중에서도 본 발명은 터치스크린 패널의 저항값의 균일성과 바탕 재료의 밀착성이 우수하고 윈도우 ITO 필름 제조에 가장 적합한 스퍼터링 방법이 사용된다.

여기서, 스퍼터링(Sputtering)이란 목적물 표면에 막의 형태로 부착하는 기술, 즉 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(thin film)이나 후막(thick film)을 형성하는 경우에 사용된다.

따라서 본 발명은 윈도우 필름(101)과 ITO 필름(102)을 별도의 OCA(103)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정에 따른 종래 기술의 광투과율 저하 등과 같은 문제점을 개선하고자 스퍼터링(Sputtering)의 특성을 이용하여, 윈도우 필름(101)과 ITO 필름(102)을 일체화시킴으로써, 슬림화된 하나의 윈도우 ITO 필름(301)으로 부터 터치스크린 패널의 두께를 보다 더 얇게 제조할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

또한, 윈도우 필름(Window Film, 101)은, 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름(102)을 보호하는 수단으로, PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작되며, PET는 플라스틱 성형 재료의 하나로서 유리섬유로 강화한 PET성형 재료는 열경화성 수지에 비길 만큼 물성이 좋아 전자 부품, 자동차 전장 부품, 열기구 등에 사용되고 있다. 또한 PET의 무독성, 무취, 투명도 등이 높다.

또한, 광투명접착제(Optical Clear Adhesive: OCA, 103)는, 터치스크린 패널(TSP)의 제조 시 각각의 필름을 붙이는 양면테이프의 역할을 하는 수단으로, ITO(Indium Tin Oxide)의 패터닝(Patterning)을 눈에 보이지 않게 보완하기도 한다. 그러나 OCA(103)는 앞서 배경기술에서 살핀 문제점으로, 본 발명에서는 스퍼터링 방법에 의해 이들을 모두 극복하도록 하였다.

여기서 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널(TSP)은, 스퍼터링(Sputtering) 방법에 의해 윈도우 필름(혹은 PET Film)상에 원하는 영역에 ITO(Indium Tin Oxide Film)을 선택적으로 코팅이 가능하므로, 기존의 레이저 및 습식 에칭(Wet Etching)과 같은 공정이 배제되어 제조 공정을 단축시켜 공정비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 터치스크린 패널 제작에 따른 환경오염 물질의 배출을 줄일 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 제1 전극(302)은, 전기적인 배선회로가 사전에 패터닝(Patterning)되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 수단으로, 윈도우 ITO 필름층(Window Indium Tin Oxide Film floor, 301)의 하면에는 터치스크린 패널의 제조 공정에 따라 특정한 형태의 ITO 필름과 같은 감지전극의 ITO 패터닝(Patterning) 층이 형성될 수 있는데, 이때 상기 윈도우 ITO 필름층(301)의 하면 에지(Edge) 부분에는 제1 전극이 인쇄되며, 제1 전극(302)의 인쇄방법은 전기 전도도가 우수한 은(Silver) 분말이 사용된다.

또한, 도 3을 참조하면, 하부기판(310)은, 모바일 폰 등의 액정표시장치의 일면에 배치되어 화상이 형성되는 액정디스플레이 모듈(미도시, Liquid Crystal Display Module)에 정보를 전기적으로 입력하기 위하여, 상기 상부기판(300)과 일정한 간격을 두고 배치되며, 강화 유리(Tempered Glass)에 감지전극 기능을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide)가 코팅된 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass, 313)와, 상기 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass, 313)의 상면에는 전기적인 배선회로가 패터닝(Patterning)되어 인쇄되는 제2 전극(312)을 포함한다.

또한, 도 3을 참조하면, 제2 전극(312)은, 전기적인 배선회로가 사전에 패터닝(Patterning)되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 수단으로, 상기 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass, 313)의 상면 에지(Edge) 부분에 인쇄된다.

여기서 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass, 313)는, 앞서 언급된 상부기판(300)과 같이, 강화 유리(Tempered Glass)의 상면에 ITO(Indium Tin Oxide)를 코팅하기 위해서는 스퍼터링(Sputtering) 방법이 이용될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4의 (가),(나)를 참조하면, 양면테이프(320)는, 상부기판의 제1 전극(302)과 하부기판의 제2 전극(312)을 절연성을 갖고 상호 부착시키는 접착부재로, 상부기판(300)의 제1 전극(302)과 하부기판의 제2 전극(312)을 합지하기 위한 양면테이프의 제작 공정을 갖는다. 이때의 공정은 먼저 제작되는 상ㆍ하부기판의 사이즈에 맞게끔 재단한다. 다음은 상기 재단된 양면접착부재의 중심 기준점을 맞추기 위해 직경 0.8mm 가이드(Guide)를 타공(Punch Hole) 한다. 또한, 상기 상ㆍ하부기판의 가시영역 박리를 위해 반 칼 작업(도 4의 (나) 붉은 선 참조)을 실행하는 하프 컷(Half CUT) 공정 및 상기 하프 컷된 가시영역의 불필요한 접착부재를 제거ㆍ박리한 후, 상기 상부기판의 제1 전극층과 하부기판의 제2 전극층을 상호 절연성을 갖도록 부착시킨다.

또한, 도 3을 참조하면, 도트 스페이서(Dot Spacer, 330)는, 상부기판(300)과 하부기판(310) 사이의 블랭킹(Blanking) 부분에 조금만한 반투명 점들로 패턴화(Patterned)되어 있다. 이는 상부기판(300)과 하부기판(310) 사이에서 평소 압력이 가해지지 않으면 두 판은 접촉하지 않아야 하고, 압력이 가해졌다가 해제되면 탄성력에 의해 상부기판(300)을 복구시키기 위한 수단으로, 이는 명확히 상부기판(300)을 이루는 윈도우 ITO 필름(301)의 처짐이나 압력에 의한 상부기판(300)의 회복을 돕는다. 또한 도트 스페이서(Dot Spacer, 330)에 의하여 일정 간격으로 이격되어 터치 펜 또는 손가락 등을 사용한 외부의 입력(터치) 시 상호 전기적으로 연결됨으로써 정확한 터치위치를 감지하게 된다.

다시 말해서 상부기판(300)을 터치펜이나 손가락으로 이용하여 압력을 가하게 되면, 상부기판(300)과 하부기판(310)이 접촉하게 되고, 이로 인하여 저항값이 변하게 되는데, 이때 같이 변하는 전압의 변화(전위차)로부터 제어부가 접촉된 위치좌표를 정확하게 알아내는 것이다.

이와 같이, 상ㆍ하부기판(300, 310)의 제작이 완성되면 상ㆍ하부기판(300, 310)을 양면테이프(320)로 합지시킨다. 그리고 하부기판의 ITO 강화 유리층(313) 하면과 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC, 340)를 라미네이션(Lamination)한 후, 필름의 셀 사이즈(Cell Size)에 맞게 재단 또는 절단되었는지를 컴퓨터수치제어(Computer Numerical Control: CNC)를 실시하게 된다.

또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널은, 상ㆍ하부기판의 제1/제2 전극(302, 312)층의 인쇄단자를 보완하고 불필요한 동작영역을 절연하기 위해 상기 제1/제2 전극(302, 312)에 제1/제2 투명 인쇄층(303, 311)이 각각 형성되는 것을 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬림형 터치스크린 패널의 두께와 일반적인 윈도우 터치스크린 패널의 두께를 용이하게 비교할 수 있도록 실물 사진을 나타내었다.

사진을 통해서 보면, 본 발명은 윈도우 ITO 필름층(301)으로 하는 상부기판(300)과, ITO 강화 유리(313) 및 PCB(부호 미도시)로 하는 하부기판을 갖는 2층 구조로 이루어져 그 두께가 0.6~0.968T인 반면에, 일반적인 터치스크린 패널은 윈도우 필름(101) 및 ITO 필름(102) 층으로 하는 상부기판과, ITO 강화 유리(114) 및 PCB(부호 미도시)로 하는 하부기판을 갖는 3층 구조로 이루어져 그 두께가 1.206T이다. 따라서 본 발명과 일반적인 터치스크린 패널 간에는 1.25 ~ 2.01배의 두께 차이를 보여주고 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림형 윈도우 터치스크린 패널의 윈도우 ITO 필름(Window Indium Tin Oxide Film, 301)은, 저항막 방식(Resistive Type)과 정전용량 방식(Capacitive Type) 및 저항막-멀티터치 방식(Resistive-Multi-Touch Type)에 모두 적용 가능하다.

그 이유는, 앞서 언급된 바와 같이, 윈도우 ITO 필름층(Window Indium Tin Oxide Film Floor, 301)은, 종래의 기술에서 사용되어진 ITO 필름을 보호하기 위한 윈도우 필름(Window Film, 101)과 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름(102)을 부착하기 위해 별도의 OCA(103)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정 대신에, 터치패널의 용도에 적합한 저항값의 균일성과 바탕 재료의 밀착성이 우수하고 윈도우 ITO 필름(Window Indium Tin Oxide Film, 301) 제조에 가장 적합한 스퍼터링(Sputtering) 방법에 의해 상기 윈도우 필름(Window Film, 101)과 ITO 필름(102)을 일체화시켜 제조함으로써, 비록 터치스크린의 구동방식이 상이하더라도 윈도우 ITO 필름 기능 그 자체로, 모두 적용이 가능하기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 슬림형 윈도우 터치스크린 패널(SL Window TSP)은, 윈도우 필름(101)에 ITO 필름(102)과 같은 감지전극을 형성하여 별도의 OCA(Optical Clear Adhesive, 103)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정이 필요 없을 뿐만 아니라, 두께가 한층 더 얇으면서도 충분한 내구성과 동시에 패널의 슬림화를 기대할 수 있다. 또한, 슬림(Slim)화로 광투과율이 크게 향상되어 디스플레이 휘도를 낮춰도 기존 제품과 같은 성능을 구현하므로 소비전력의 감소 및 배터리의 이용 시간을 늘릴 수가 있다. 그리고 윈도우 필름(혹은 PET Film)상에 원하는 영역에 ITO을 선택적으로 코팅이 가능하므로, 레이저 및 습식 에칭(Wet Etching)과 같은 공정이 배제되어 제조 공정을 단축시켜 공정비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 300 : 상부기판 101 : 윈도우 필름
102 : ITO 필름(제1 ITO 필름) 103 : OCA
104, 203, 302 : 제1 전극 303, 제1 투명 인쇄층
110, 310 : 하부기판 311 : 제2 투명 인쇄층
112, 213, 312 : 제2 전극 113 : 제2 ITO 필름
114, 313 : ITO 강화 유리 120, 320 : 양면테이프
130, 231, 330 : 도트 스페이서 200 : 제1 도전 유닛
201 : 제1 기판 202 :제1 ITO 코팅층
210 : 제2 도전 유닛 211 : 제2 기판
212 : 제2 ITO 코팅층 301 : 윈도우 ITO 필름
340 : 폴리카보네이트

Claims

윈도우 터치스크린 패널(Window Touch Screen Panel)에 있어서,
상기 패널은 하부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, ITO 필름을 보호하는 윈도우 필름과, 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름을 일체화시켜 스퍼터링 방법에 의해 제조되는 윈도우 ITO 필름층과, 상기 윈도우 ITO 필름층의 하면에 전기적인 배선회로가 패터닝(Patterning)되어 인쇄되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 인쇄단자를 보호하기 위한 제1 투명 인쇄층을 갖는 상부기판과;
상기 상부기판과 일정한 간격을 두고 배치되되, 강화 유리에 감지전극 기능을 갖는 ITO가 코팅된 ITO 강화 유리층과, 상기 ITO 강화 유리층의 상면에 전기적인 배선회로가 패터닝되어 인쇄되는 제2 전극층과, 상기 제2 전극층인쇄단자를 보호하기 위한 제2 투명 인쇄층을 갖는 하부기판과;
상기 상ㆍ하부기판의 사이즈에 맞게 접착부재가 재단되며, 상기 재단된 접착부재의 중심 기준점을 맞추는 직경 0.8mm 가이드(Guide) 타공과, 상기 상ㆍ하부기판의 가시영역 박리 전에 반 칼 작업(score cutting)을 실행하는 하프 컷(Half CUT) 및 상기 하프 컷된 가시영역의 불필요한 부재를 제거 박리한 후, 상기 상부기판의 제1 전극층과 하부기판의 제2 전극층을 상호 부착시키는 절연성을 갖는 양면테이프와;
상기 상부기판과 하부기판 사이에 평소 접촉을 방지하고 터치펜 또는 손가락으로 압력을 가할 경우 통전시키며, 압력이 해제될 경우 상부기판을 탄성력으로 회복시키는 도트 스페이서가 포함되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 필름은, PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전극은, 상기 윈도우 ITO 필름층의 하면 에지(Edge) 부분에 사전에 패터닝되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 상부기판은, 상부기판의 하면에 문자 또는 로고를 삽입할 수 있는 윈도우 인쇄층(미도시)이 형성되며, 윈도우 인쇄층은 상기 윈도우 ITO 필름층에 내재되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 제2 전극은, 상기 ITO 강화 유리층의 상면 에지(Edge) 부분에 사전에 패터닝되어 은(Silver) 분말로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 제1/제2 투명 인쇄층은, 인쇄단자를 보완하고 불필요한 동작영역을 절연하기 위해 상ㆍ하부기판의 제1/제2 전극층에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 슬림형 윈도우 터치스크린 패널은, 두께가 0.6 ~ 0.968T인 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 ITO 필름은, 저항막 방식(Resistive Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 ITO 필름은, 정전용량 방식(Capacitive Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 ITO 필름은, 저항막-멀티터치 방식(Resistive-Multi-Touch Type)에 적용 가능한 것을 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널.