KR101077433B1 - 터치스크린의 제조방법 - Google Patents

터치스크린의 제조방법 Download PDF

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KR101077433B1
KR101077433B1 KR1020100070064A KR20100070064A KR101077433B1 KR 101077433 B1 KR101077433 B1 KR 101077433B1 KR 1020100070064 A KR1020100070064 A KR 1020100070064A KR 20100070064 A KR20100070064 A KR 20100070064A KR 101077433 B1 KR101077433 B1 KR 101077433B1
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touch screen
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transparent substrate
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정일권
이종영
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 터치스크린의 제조방법에 관한 것으로, (A) 투명기판을 준비하는 단계, (B) 상기 투명기판에 전도성 고분자를 포함하는 패턴화된 투명전극을 형성하되, 상기 투명전극의 서로 다른 열의 패턴이 연결부위에 의해 연결되도록 형성하는 단계, 및 (C) 상기 투명전극의 상기 연결부위를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 서로 다른 열의 패턴이 확실하게 이격되도록 투명전극을 형성하여 정확한 터치 위치의 검출이 가능한 터치스크린의 제조방법을 제공한다.

Description

터치스크린의 제조방법{Method of manufacturing touch screen}
본 발명은 터치스크린의 제조방법에 관한 것이다.
전자공학기술과 정보기술이 발전을 거듭함에 따라 업무환경을 포함한 일상생활에서 전자기기가 차지하는 비중은 꾸준히 증가하고 있다. 특히, 전자기술이 계속 발전함에 따라, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행하고 있다. 그러나, 이러한 입력 장치들은 개인용 컴퓨터의 용도 확대에 따라 개발된 것으로서 최근의 소형화, 박형화 추세에 있는 휴대용 기기에 적용되기에는 문제점이 있다. 이에 따라, 휴대용 기기에 적합한 입력 수단으로 터치스크린이 대두되고 있다.
터치스크린은 일반적으로 디스플레이 장치에 설치되어 사용자가 접촉하는 화면상의 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보로 하여 디스플레이의 화면 제어를 포함한 전자기기의 제어를 수행하기 위한 장치로서, 간단하면서도 오조작이 적고 공간 절약이 가능하며, IT 기기와의 연동성이 용이한 점 등 다양한 장점이 있다.
한편, 터치스크린은 저항막 방식(Resistive Type), 정전용량 방식(Capacitive Type), 전기자기장 방식(Electro-Magnetic Type), 소오 방식(Saw Type), 및 인프라레드 방식(Infrared Type) 등 여러 방식으로 사용되고 있는데, 기능적인 측면과 경제적인 측면을 모두 고려한 저항막 방식과 정전용량 방식이 많이 이용되고 있는 실정이다. 최근에는 내구성이 좋고 멀티 터치를 용이하게 구현할 수 있는 정전용량 방식의 터치스크린에 대한 연구가 이루어지고 있다.
정전용량 방식의 터치스크린은 일반적으로 투명기판과 투명기판에 형성되는 투명전극을 포함한다. 이때, 투명전극은 여러 열로 구성된 패턴을 가질 수 있고, 서로 다른 열의 패턴은 약 100㎛ 정도로 이격되어 형성되는 것이 바람직하다.
그러나, 종래기술에 따른 터치스크린의 투명전극은 서로 다른 열의 패턴을 약 100㎛ 정도로 이격하여 형성하기 어려운 문제점이 있었다. 구체적으로, 투명전극을 전도성 고분자의 프린팅에 의해 형성하는 경우, 전도성 고분자의 번짐성 때문에 서로 다른 열의 패턴이 원하지 않게 연결되는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여, 패턴 간의 간격을 제어하려 해도, 서로 다른 열의 패턴 사이 간격이 약 100㎛ 정도로 좁기 때문에, 기술적으로 구현하기가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 서로 다른 열의 패턴이 원치 않게 연결된 것을 간과하고 터치스크린을 제조하는 경우, 서로 다른 열의 패턴이 전기적으로 연결되어 A 지점을 터치하였는데 B 지점을 터치한 것으로 인식하는 등, 터치 위치가 정확하게 측정되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 열의 패턴이 확실하게 이격되도록 투명전극을 형성하여, 터치 위치가 정확하게 측정되는 터치스크린의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린의 제조방법은, (A) 투명기판을 준비하는 단계, (B) 상기 투명기판에 전도성 고분자를 포함하는 패턴화된 투명전극을 형성하되, 상기 투명전극의 서로 다른 열의 패턴이 연결부위에 의해 연결되도록 형성하는 단계, 및 (C) 상기 투명전극의 상기 연결부위를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 투명전극은, 터치 신호를 감지하는 센싱부, 및 서로 같은 열의 상기 센싱부를 연결하는 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 센싱부는 서로 다른 열의 센싱부와 상기 연결부위에 의해 연결된 마름모 형상이고, 상기 (C) 단계에서, 상기 센싱부는 상기 연결부위가 제거된 육각형 또는 오각형 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (C) 단계에서, 상기 투명전극의 상기 연결부위는 레이저공법 또는 에칭공법으로 제거되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 투명전극은 프린팅 공법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, (D) 상기 투명전극이 형성된 상기 투명기판에 접착층을 형성하여 윈도우판을 접합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 터치스크린의 제조방법은, 투명전극에 있어서 서로 다른 열의 패턴 간을 연결되게 형성하고 연결부위를 이후에 제거함으로써, 서로 다른 열의 패턴 간을 확실하게 이격시켜, 터치 위치를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 투명전극의 서로 다른 열의 패턴 간을 이격시키기 위해 복잡한 제어를 통할 필요가 없고, 비교적 간이한 레이저공법 또는 에칭공법에 의해 연결부위를 제거함으로써, 공정시간 및 공정비용이 절감되는 장점이 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린의 제조방법을 설명하기 위한 공정사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 용어에 있어서, “접촉입력”이라 함은 "접촉”과 "접근”을 모두 통칭하는 의미이다. “접촉”은 완전히 닿는 경우를 의미하고 “접근”은 완전히 닿지는 않더라도 매우 근접한 경우를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린(100)의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린(100)에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 투명전극(120)이 투명기판(110)의 양면에 형성된 정전용량 방식의 터치스크린(100)에 대해 주로 설명할 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 투명전극(120)이 투명기판(110)의 일면에 형성된 정전용량 방식의 터치스크린, 또는 투명전극(120)이 형성된 투명기판(110) 두 장을 접착층으로 접합한 정전용량 방식의 터치스크린의 경우도 포함함을 미리 밝혀둔다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 투명기판(110)을 준비한다.
이때, 투명기판(110)은 터치스크린(100)의 하부에 설치되는 디스플레이(미도시)로부터의 영상이 사용자에게 깨끗하게 전달될 수 있도록 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 투명기판(110)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 또는 고리형 올레핀 고분자(COC)로 구성될 수 있다. 이외에도 일반적으로 이용되는 유리(Glass) 또는 강화유리를 활용할 수도 있다.
또한, 투명기판(110)에는 투명전극(120)이 형성되는바, 투명전극(120)과의 접착력을 향상시키기 위하여 고주파 처리 또는 프라이머(Primer) 처리를 하는 것이 바람직하다.
다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 투명기판(110)의 양면에 투명전극(120)을 형성한다.
이때, 투명전극(120)은 접촉입력시 정전용량의 변화를 감지하는 부재로서, 투명기판(110)의 일면에 형성된 투명전극(120)은 X축 패턴을 이루고 타면에 형성된 투명전극(미도시)은 Y축 패턴을 이룰 수 있다. 구체적으로, 투명전극(120)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등과 같은 특정물체의 접촉입력으로부터 정전용량의 변화를 감지하여 이를 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부(미도시)는 눌림 위치의 좌표를 인식하여 원하는 동작을 구현할 수 있다. 구체적으로, 전극(130)에 의해 전압을 인가받아 고주파를 투명전극(120)의 전면에 퍼지게 한 후, 신체 등이 접촉입력을 인가하면, 투명전극(120)을 전극으로 하고 윈도우판(140) 및/또는 투명기판(110)을 유전체로하여 소정의 커패시턴스 변화가 발생하고, 제어부(미도시)에서 변형된 파형을 감지하여 접촉 위치, 또는 접촉 발생 여부 등을 인식할 수 있다.
여기서, 투명전극(120)은 정전용량의 변화를 감지할 수 있도록 전도성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 투명전극(120)은 투명기판(110)의 전면에 형성되기 때문에 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 투명전극(120)은 예를 들어, 폴리-3, 4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트(PEDOT/PSS), 폴리 아닐린 등을 단독 또는 혼합한 전도성 고분자를 포함할 수 있다.
한편, 투명전극(120)은 예를 들어, 실크스크린 프린팅 공법, 잉크젯 프린팅 공법, 그라비아 프린팅 공법, 또는 오프셋 프린팅공법 등의 프린팅 공법을 통하여 투명기판(110)에 형성할 수 있다. 예를 들어, 실크스크린 프린팅 공법에 의해 투명전극(120)을 형성하는 경우, 스크린을 강한 장력으로 팽팽하게 당긴 상태에서 스크린 위에 전도성 고분자로 구성된 잉크 페이스트를 올린 후, 스퀴지(squeegee)를 내리 누르면서 이동시켜 스크린의 메시를 통해 페이스트를 투명기판(110)의 표면으로 밀어내어 전사한다. 이때, 스크린의 패턴이 투명전극(120)으로 전사될 수 있다.
또한, 투명전극(120)은 막대형, 육각형, 마름모형, 삼각형 등 다양한 형상의 패턴으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 일 예로서 투명전극(120)이 마름모형의 패턴으로 형성된 경우를 설명하도록 하겠다. 여기서, 투명전극(120)의 패턴은 터치 신호를 감지하는 마름모형의 센싱부(121)가 브릿지(122)에 연결된 형상일 수 있다. 구체적으로, 센싱부(121)는 마주보는 두 꼭지점에 브릿지(122)가 연결되어 다른 센싱부(121)와 연결될 수 있다. 또한, 투명전극(120)은 다른 열의 센싱부(121)와는 연결부위(123)를 통해 연결되도록 형성될 수 있다. 연결부위(123)는 이후에 제거되는 부분으로서, 서로 다른 열의 패턴을 이격되도록 형성하더라도 전도성 고분자의 번지는 성질 때문에, 의도하지 않더라도 생겨날 수 있다. 즉, 프린팅 공법에 의해 전도성 고분자를 포함하는 투명전극(120)을 형성할 때, 스크린의 개구부가 이격되도록 형성되더라도, 전도성 고분자의 번짐성 때문에 서로 다른 열의 센싱부(121)의 두 꼭지점이 연결되게 형성될 수 있다. 또는, 서로 다른 열의 센싱부(121) 간은 거리가 약 100㎛로서 이를 제어하는 것이 어렵기 때문에, 의도적으로 서로 다른 열의 패턴이 연결부위(123)에 의해 연결되도록 형성할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 투명전극(120)이 투명기판(110)의 양면에 형성되어 각각 X축 패턴과 Y축 패턴을 이루는 것으로 설명하였으나, 투명기판(110)의 일면에만 투명전극(120)이 형성되는 경우 X축 패턴끼리와 Y축 패턴끼리는 브릿지를 통해 연결되고, 브릿지 간에는 절연층이 형성되어 전기적으로 절연될 수 있다.
또한, 본 단계에서는 투명전극(120)에 전압을 인가하는 전극(130)이 형성될 수 있다. 전극(130)은 예를 들어, 은 페이스트(Ag Paste) 또는 유기은으로 조성된 물질과 같이, 투명전극(120)에 전압을 공급할 수 있도록 전기전도성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 전극(130)은 투명기판(110) 또는 투명전극(120)에 프린팅 공법 등으로 형성될 수 있다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 투명전극(120)의 연결부위(123)를 제거한다.
이때, 연결부위(123)가 형성된 경우 서로 다른 열의 패턴이 단락되어 정확한 터치 위치의 측정이 어려운바, 연결부위(123)는 제거하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 레이저로 식각하거나 에칭액을 도포하여 제거할 수 있다.
이에 따라, 본래 마름모형의 센싱부(121)는 마주보는 두 꼭지점이 잘려나가 육각형으로 형상이 변할 수 있다. 이때, 가장자리의 센싱부(121)는 하나의 꼭지점만 잘려나가 오각형으로 형상이 변할 수 있다. 또한, 연결부위(123)가 제거됨에 따라, 서로 다른 열의 패턴은 각각 독립적으로 신호를 전달할 수 있다. 또한, 서로 다른 열의 패턴이 상호 이격되므로 정확하게 터치 지점을 측정할 수 있다. 또한, 비교적 간단한 레이저공법 또는 에칭공법 등으로 연결부위(123)를 제거하므로, 공정시간 및 공정비용이 절감될 수 있다.
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 투명전극(120)이 형성된 투명기판(110)에 접착층(141)을 형성하여 윈도우판(140)을 접합한다.
이때, 윈도우판(140)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정물체로부터 접촉입력을 받는 부분으로 터치스크린(100) 입력부의 외형을 유지한다. 따라서, 윈도우판(140)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 유리와 같이, 터치스크린(100)을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 크고, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있도록 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 접착층(141)은 투명기판(110)의 전면에 형성될 수 있고, 디스플레이를 볼 수 있도록 투명해야 하는바 예를 들어, 광학 투명 접착제(OCA; Optical Clear Adhesive)로 구성될 수 있다.
한편, 윈도우판(140)을 접합하기 전에 전극(130)과 외부의 기판을 연결하는 연성인쇄케이블(FPC; 미도시)을 더 형성할 수 있다.
이와 같은 제조공정에 의해 도 4에 도시한 바람직한 실시예에 따른 터치스크린(100)이 제조된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린의 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
110 : 투명기판 120 : 투명전극
121 : 센싱부 122 : 브릿지
123 : 연결부위 130 : 전극
140 : 윈도우판 141 : 접착층

Claims (6)

  1. (A) 투명기판을 준비하는 단계;
    (B) 상기 투명기판에 전도성 고분자를 포함하는 패턴화된 투명전극을 형성하되, 상기 투명전극의 서로 다른 열의 패턴이 연결부위에 의해 연결되도록 형성하는 단계; 및
    (C) 상기 투명전극의 상기 연결부위를 제거하는 단계;
    를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은,
    터치 신호를 감지하는 센싱부; 및
    서로 같은 열의 상기 센싱부를 연결하는 브릿지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 (B) 단계에서, 상기 센싱부는 서로 다른 열의 센싱부와 상기 연결부위에 의해 연결된 마름모 형상이고,
    상기 (C) 단계에서, 상기 센싱부는 상기 연결부위가 제거된 육각형 또는 오각형 형상인 것을 특징으로 하는 터치스크린의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (C) 단계에서, 상기 투명전극의 상기 연결부위는 레이저공법 또는 에칭공법으로 제거되는 것을 특징으로 하는 터치스크린의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B) 단계에서, 상기 투명전극은 프린팅 공법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    (D) 상기 투명전극이 형성된 상기 투명기판에 접착층을 형성하여 윈도우판을 접합하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린의 제조방법.
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