KR101030504B1 - 박막형 터치스크린 패널 제조방법 - Google Patents

박막형 터치스크린 패널 제조방법 Download PDF

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Abstract

보다 경량화되고 슬림화된 터치스크린 패널을 제조할 수 있는 박막형 터치스크린 패널 제조방법이 제안된다. 제안된 박막형 터치스크린 패널 제조방법에서는 유리기판에 금속막을 형성하고, 금속막을 식각하여 금속배선전극 및 로고를 형성한 후에, 금속배선전극 및 로고가 형성된 유리기판 상에 제1메탈마스크를 이용하여 하부투명전극을 형성한다. 하부투명전극이 형성되면, 하부투명전극 상에 제2메탈마스크를 이용하여 절연막을 형성하고, 절연막 상에 제3메탈마스크를 이용하여 상부투명전극을 형성한 후, 상부투명전극이 형성된 유리기판의 가장자리에 노출된 금속배선전극 및 로고가 형성된 부분에 금속배선전극의 보호 및 패턴 제거를 위한 유기막을 형성한다.
유리기판, 메탈마스크

Description

박막형 터치스크린 패널 제조방법{Manufacturing method of thin film type touchscreen panel}
본 발명은 박막형 터치스크린 패널 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 보다 경량화되고 슬림화된 터치스크린 패널을 제조할 수 있는 박막형 터치스크린 패널 제조방법에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 게임기 등 정보통신 기기에 터치스크린의 적용이 증가하면서 터치스크린에 대한 관심이 증가하고 있다. 터치스크린이란 손이나 도구 등으로 접촉 시 그 위치를 인식하는 특수 입력 장치를 장착한 화면으로, 입력 방식은 화면상의 문자나 특정 위치에 직접 터치에 의해 그 위치를 파악하고 이를 소프트웨어를 통해 처리한다. 터치스크린은 안내용 및 판매용, 일반 업무용, 내비게이션, 휴대기기와 같은 정보통신기기 등 다양한 분야에 적용되고 있고, 특히 최근 휴대정보기기의 종류 및 기능이 다양화되면서 이에 대한 사용이 증가하고 있다.
터치스크린의 종류는 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 나눌 수 있다. 저항막 방식의 경우 투명전극 층이 코팅되어 있는 2장의 기판을 투명전극 층이 내면에서 서로 마주보도록 합착시킨 구조로 되어 있다. 이 때 한쪽의 투명전극 상에 위치 검출을 위한 전기적 신호가 인가되는 상태에서 손가락 또는 펜에 의해 기판이 터치되면 상부 기판의 투명전극 층이 하부 기판의 투명전극 층과 접촉함으로써 반대쪽의 투명전극 상에서 그 전기적 신호가 검출되고, 검출된 전기적 신호의 크기를 이용하여 그 위치를 결정한다. 정전용량 방식은 기판 상의 투명 전극 상에 X,Y 검출용 신호가 인가되면 절연막에 일정한 정전용량 층을 형성되고 이 부분을 통해 신호가 전달되어 그 신호의 크기를 계산 및 위치 검출하는 방식이다.
저항막 방식의 경우, 접촉하였을 때만 전기가 흐르기 때문에 다른 터치스크린 패널과 비교해서 소비전력면에서는 우수하다. 그러나, 정전용량 방식은 적층하여 구성하기 때문에 저항막식 터치스크린 패널처럼 중간에 공기층이 없고 계면에서 발생하는 반사율을 크게 억제할 수 있으며 게다가 간섭 불균일(뉴톤링)이나 반짝거림이 발생하기 힘든 구성으로 되어 있어 광학특성 면에서 뛰어나다. 그리고 상부기판에 X 축 전극, 하부기판에 Y축 전극이 형성되어 매트릭스 구조를 가짐으로 멀티터치 입력이 가능하다.
이러한 터치스크린 패널은 종래에는 공정이 복잡하고, 박막 공정으로도 최소한의 두께를 보장할 수 없으면서 터치면이 되는 별도의 윈도우가 필요하므로 두께가 두꺼운 문제점이 있었다. 따라서, 보다 간단하게 제조할 수 있으면서도 슬림화 될 수 있는 터치스크린을 개발하고자 하는 노력이 있어왔다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 경량화되고 슬림화된 터치스크린 패널을 제조할 수 있는 박막형 터치스크린 패널 제조방법을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 박막형 터치스크린 패널 제조방법은 유리기판에 금속막을 형성하는 단계; 금속막을 식각하여 금속배선전극 및 로고를 형성하는 단계; 금속배선전극 및 로고가 형성된 유리기판 상에 제1메탈마스크를 이용하여 하부투명전극을 형성하는 단계; 하부투명전극 상에 제2메탈마스크를 이용하여 절연막을 형성하는 단계; 절연막 상에 제3메탈마스크를 이용하여 상부투명전극을 형성하는 단계; 및 상부투명전극이 형성된 유리기판의 가장자리에 노출된 금속배선전극 및 로고가 형성된 부분에 금속배선전극의 보호 및 패턴 제거를 위한 유기막을 형성하는 단계;를 포함한다.
여기서, 금속배선전극을 형성하는 단계는, 금속막 상에 포토레지스트를 형성하여 금속막을 식각하여 수행될 수 있다.
여기서, 절연막은 SiO2 또는 TiO2를 포함할 수 있고, 상부투명전극 및 하부투명전극은 산화인듐주석 또는 전도성 고분자를 포함할 수 있다.
또한, 상부투명전극 상에 AR 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 금속막, 상부투명전극 및 하부투명전극은 진공 플라즈마 코팅 방법을 수행하여 형성하고, 절연막은 진공 E-Beam 코팅 방법을 수행하여 형성할 수 있다. 또는, 상부투명전극, 하부투명전극 및 절연막은 롤 프린팅 코팅방법을 수행하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따르는 터치스크린 제조방법은, 강화유리 기판에 투명전극 등을 박막으로 제조할 수 있어서 보다 경량화되고 슬림화된 터치스크린 패널을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 고투과 유리기판에 메탈마스크를 이용하여 패턴된 윈도우 일체형 터치스크린 패널을 제조할 수 있어서 가격경쟁력이 우수한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 터치스크린 패널의 단면도이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 터치스크린 패널(100)은 유리기판(110) 상에 형성된 금속배선전극(120); 금속배선전극(120)과 전기적으로 연결되도록 형성된 하부투명전극(130); 하부투명전극(130)상에 형성되고, 상부투명전극(150)과 하부투명전극(130)을 전기적으로 절연시키는 절연막(140); 절연막(140) 상에 형성되고, 금속배선전극(120)과 전기적으로 연결되는 상부투명전극(150) 및 상부투명전극(150)이 형성된 유리기판(110)의 가장자리에 노출된 금속배선전극(120) 및 로고(미도시)가 형성된 부분에 금속배선전극(120)의 보호 및 금속배선전극(120)의 패턴 제거를 위한 유기막(160)을 포함한다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널(100)은 유리기판(110)을 사용하여 유리기판(110)의 상면에 금속배선 및 투명금속들을 적층하여 형성한다. 유리기판(110)은 강화유리를 사용하는 것이 바람직하다. 강화유리는 성형 판유리를 연화온도(軟化溫度)에 가까운 500∼600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표 면부를 압축변형시키고 내부를 인장 변형시켜 강화한 유리이다. 보통 유리에 비해 굽힘강도는 3∼5배, 내충격성도 3∼8 배나 강하며, 내열성도 우수하다. 따라서, 기판으로 보통유리를 사용하는 경우에 비해 터치스크린 패널(100)의 내구성 향상을 도모할 수 있다.
기판으로 PET 필름과 같은 폴리머기판을 사용하는 경우에는 폴리머의 특성상 약 100℃ 근처에서 제조한다. 그러나, 투명전극의 재료로 쓰이는 ITO를 사용하는 경우, 양질의 결정성 ITO 막을 얻거나 비저항이 작은 막을 얻으려고 할 경우에는 고온을 적용하여야 한다. 폴리머 기판이 아닌 유리기판(110)을 사용하는 경우에는, 고온을 적용할 수 있으므로 저저항의 투명전극을 얻을 수 있다. 이외에도, 투명전극의 안정성, 치수안정성, 불순물 석출방지 등을 고려하면, 유리기판(110)을 사용하는 것이 장점을 가진다.
유리기판(110) 상에는 각각의 하부투명전극(130) 및 상부투명전극(150)을 전원과 연결시키기 위하여 형성된 금속배선전극(120)이 형성된다. 금속배선전극(120)은 하부투명전극(130) 및 상부투명전극(150)과 전기적으로 연결되도록 형성되는데, 각각 서로 단락되지 않도록 연결된다. 금속배선전극(120)이 형성될 때, 동일한 금속막을 이용하여 로고(미도시)를 형성할 수 있다.
투명전극(Transparent Electrode)이란 터치스크린 패널(100)의 표면에 투명 성을 유지하면서 도전성을 부여하는 박막 전극이다. 따라서, 투명하면서도 전도성이 있는 막으로서 ITO를 사용할 수 있고, 최근 희소금속인 인듐의 고갈문제 등으로 인하여 대체재료로서 전도성 고분자나 전도성 미립자를 사용하고 있다.
상부투명전극(120) 및 하부투명전극(140)은 터치스크린의 특성상 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 전도성 고분자로는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 및 폴리티오펜이 있다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널(100)은 상부투명전극(150)이 강화유리 윈도우로 사용될 수 있어 윈도우 일체형의 패널의 구현이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린 패널(100)은 저비용의 보다 간단한 공정으로 제조가 가능하므로 가격경쟁력이 우수하다.
하부투명전극(130) 및 상부투명전극(150)은 서로 전기적으로 절연되어야 하므로, 터치스크린 패널(100)은 상부투명전극(150)과 하부투명전극(130) 사이에 절연막(140)을 포함한다. 절연막(140)은 SiO2 또는 TiO2와 같은 절연물질을 포함할 수 있다.
상부투명전극(150)까지 형성하여 터치스크린 패널(100)을 형성하면, 상부투 명전극(150)이 형성된 유리기판(110)의 가장자리에 노출된 금속배선전극(120) 및 로고(미도시)가 형성된 부분에 금속배선전극(120)의 보호 및 패턴 제거를 위한 유기막(160)이 위치한다. 유기막(160)은 금속배선전극(120)의 패턴을 제거하기 위하여 금속배선전극(120)과 동일한 색을 갖도록 형성된 보호막이다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널(100)은 상부투명전극(150)상에 형성되는 AR 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다. AR 코팅층(미도시)은 반사방지코팅으로서, 반사에 의해 빛이 되돌아오는 양을 줄이는 코팅방법으로 형성되는데 터치스크린 패널(100)에는 사용하는 것이 바람직하다.
터치스크린 패널(100)은 도전성 스타일러스 펜(conductive stylus pen)(미도시)이나 손가락과 같은 도전체가 상부투명전극(150) 근처에 위치하거나 또는 터치하였을 경우 전압드롭이 발생하여 터치 위치를 검출한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 터치스크린 패널 제조방법의 설명에 제공되는 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 터치스크린 패널 제조방법은 유리기판에 금속막을 형성하는 단계; 금속막을 식각하여 금속배선전극을 형성하는 단계; 금속배선전극이 형성된 유리기판 상에 제1메탈마스크를 이용하여 하부투명전극을 형성하는 단계; 하부투명전극 상에 제2메탈마스크를 이용하여 절연막을 형성하는 단계; 절연막 상에 제3메탈마스크를 이용하여 상부투명전 극을 형성하는 단계; 및 상부투명전극이 형성된 유리기판의 가장자리에 노출된 금속배선전극 및 로고가 형성된 부분에 금속배선전극의 보호 및 패턴 제거를 위한 유기막을 형성하는 단계;를 포함한다.
박막형 터치스크린 패널 제조방법에서는 먼저, 유리기판(210)에 금속배선전극(220) 및 로고(미도시)를 형성하기 위한 금속막(215)을 형성한다(도 2a참조). 금속막(215)은 유리기판(210)에 진공 플라즈마 코팅방법을 이용하여 형성된다. 금속막(215)은 원하는 형상으로 원하는 위치에 금속배선전극(220) 및 로고(미도시)를 형성하기 위하여 포토레지스트(223)층을 형성하고 식각된다(도 2b참조).
금속배선전극(220)의 상면에 제1메탈마스크(225)를 위치시킨다(도 2c참조). 제1메탈마스크(225)에 투명전극물질을 도포하여 금속배선전극(220)이 형성되지 않은 유리기판(210) 상에 하부투명전극(230)을 형성하되, 금속배선전극(220) 일부와 전기적으로 연결되도록 형성한다(도 2d참조). 하부투명전극(230)이 형성되면, 제2메탈마스크(235)를 상면에 위치시킨다.
제2메탈마스크(235)를 이용하여 하부투명전극(230)상에 절연막(240)을 도포한다(도 2e 참조). 마지막으로 절연막(240) 상에 제3메탈마스크(245)를 이용하여 상부투명전극(250)을 형성한다(도 2f참조). 투명전극물질을 이용하여 하부투명전극(230) 및 상부투명전극(250)을 형성할 때에는 진공 플라즈마 코팅 방법을 수행하 여 형성할 수 있다. 또는, 하부투명전극(230) 및 상부투명전극(250)은 롤프린팅 코팅방법을 수행하여 형성할 수 있다.
상부투명전극(250)을 형성하면, 절연막(240) 및 상부투명전극(250)은 외측면이 노출되어 있다. 따라서, 금속배선전극(220)의 패턴을 제거하기 위하여 상부투명전극(250)이 형성된 유리기판(210)의 가장자리에 노출된 금속배선전극(220)을 둘러싸도록 유기막(260)을 형성한다. 또한, 도면에서 도시하지 않았지만 유리 윈도우로 이용되는 상부투명전극(250)의 상면에 AR 코팅층을 형성할 수 있다. 절연막(240)을 형성할 때에는 E-Beam 코팅 방법을 수행하여 형성할 수 있다. 또는, 절연막(240)은 롤 프린팅 코팅방법을 수행하여 형성할 수 있다.
본 발명에서와 같이 유리기판(210)상에 하부투명전극(230), 절연막(240) 및 상부투명전극(250)을 모두 메탈마스크를 이용하여 형성함으로써 보다 간단한 공정을 사용하여 가격경쟁력 면에서 장점이 있으면서도 박막화가 가능하여 초슬림한 경량의 터치스크린 패널의 제조가 가능하다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 터치스크린 패널의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 터치스크린 패널 제조방법의 설명에 제공되는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 터치스크린 패널 110 유리기판
120 금속배선전극 130 하부투명전극
140 절연막 150 상부투명전극
160 유기막

Claims (8)

  1. 유리기판에 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막을 식각하여 금속배선전극 및 로고를 형성하는 단계;
    상기 금속배선전극 및 로고가 형성된 유리기판 상에 제1메탈마스크를 이용하여 하부투명전극을 형성하는 단계;
    상기 하부투명전극 상에 제2메탈마스크를 이용하여 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막 상에 제3메탈마스크를 이용하여 상부투명전극을 형성하는 단계; 및
    상기 상부투명전극이 형성된 상기 유리기판의 가장자리에 노출된 금속배선전극 및 상기 로고가 형성된 부분에 상기 금속배선전극의 보호 및 패턴 제거를 위한 유기막을 형성하는 단계;를 포함하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속배선전극을 형성하는 단계는, 상기 금속막상에 포토레지스트를 형성하여 상기 금속막을 식각하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은 SiO2 또는 TiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부투명전극 및 하부투명전극은 산화인듐주석 또는 전도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리기판은 강화유리기판인 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부투명전극 상에 AR 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속막, 상부투명전극 및 하부투명전극은 진공 플라즈마 코팅 방법을 수행하여 형성하고,
    상기 절연막은 진공 E-Beam 코팅 방법을 수행하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부투명전극, 하부투명전극 및 절연막은 롤 프린팅 코팅방법을 수행하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 터치스크린 패널 제조방법.
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