KR101105692B1 - 터치 패널용 면상 부재 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 기판상에 제 1축으로 연결된 셀들로 구성된 제 1축 도전성 투명 패턴 및 제 2축으로 서로 이격된 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 형성하는 단계; (b) 상기 제 1축 도전성 투명 패턴을 구성하는 셀들의 연결부위 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 절연층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 절연층 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 상기 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 연결하는 브릿지 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해 스퍼터링 공정을 이용하지 않고 절연층 및 브릿지 전극을 형성함으로써, 비진공 공전 (Non Sputtering Process) 및 대면적 연속공정을 가능하게 한다. 그 결과, 생산 효율을 크게 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 터치 패널용 면상 부재 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비진공 공정 (Non Sputtering Process) 및 대면적 연속공정을 가능하게 할 수 있는 터치 패널용 면상 부재 제조 방법에 관한 것이다.
개인 휴대 정보 단말기 (PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들 디스플레이에 입력수단 (포인팅 디바이스 (pointing device))을 함께 구비하기 위한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널에는 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등 외에도 정전용량 방식 (capacitive type) (용량 결합방식이라고도 함) 이 알려져 있다.
일반적으로 정전용량방식은 아날로그(Analog)방식과 디지털(Digital)방식으로 나뉘어 진다. 아날로그 방식은 센서전극이 시트(Sheet)형태의 전극으로 센싱 동작영역내 패턴이 필요없는 반면, 디지털 방식은 센싱 동작영역내 센서용 전극의 패턴이 필요하다. 이러한 디지털 방식에 있어서, 용량성 터치 패널은 터치 위치가 확인될 수 있는 기초된 전류를 유도하기 위하여 인체의 정전기(electrostatics)와 투명 전극 사이에서 유발된 용량(capacitance)의 변화를 채용한다. 이러한 인체, 예를 들어, 손가락 또는 첨필(stylus)이 터치 패널을 터치한 위치를 검출하기 위하여, 다양한 용량성 터치 패널 기술들이 개발되고 있다. 하나의 예로서 미국 등록번호 6,970,160은 터치 감각면(touch-sensitive surface) 상의 터치 위치를 검출하기 위한 격자형 터치 센싱 시스템(lattice touch-sensing system)을 개시하고 있다. 상기 격자형 터치 센싱 시스템은 절연물질로 분리된 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함할 수 있고, 상기 각 층은 실질적으로 평행한 전도성 요소들(conducting elements)로 이루어지고, 상기 두 센싱 층의 전도성 요소들은 서로 실질적으로 직교한다. 각 요소는 협소한 용량성 정사각 스트립(narrow conductive rectangular strips)으로 서로 연결된 일련의 다이아몬드 형상의 패치로 구성될 수 있다. 주어진 센싱 층의 각 전도성 요소는 일단 또는 양단에서 대응되는 리드 라인(lead line) 세트의 리드 라인과 전기적으로 연결된다. 제어 회로가 또한 포함될 수 있으며, 상기 제어 회로는 여기 신호(excitation signal)를 상기 대응되는 리드 라인 세트를 통하여 전도성 요소들의 양 세트에 제공하고, 표면상에 터치가 발생되는 경우 센서 요소들로부터 발생되는 센싱 신호(sensing signal)를 수신하며, 각 층에서의 affected bars의 위치에 기초하여 상기 터치의 위치를 결정한다.
전술한 선행 기술들은 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함하는 구성으로 대부분 이루어지는데, 상기 두 개의 용량성 센싱층은 상기 층들 사이의 용량성 효과(capacitive effect)를 가져오기 위해 절연 물질로 상호 공간을 두고 형성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치패널용 면상 부재의 입체 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 터치패널용 면상 부재는 기판 (110), 및 기판 상에 형성된 제 1축 도전성 투명 패턴 (120) 및 제 2축 도전성 투명 패턴 (130)을 포함한다. 더욱 상세하게는, 제 1축 도전성 투명 패턴 (120)은 제 1축 도전성 투명 패턴 셀 (121)들과 이들을 연결하는 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부 (123)로 구성된다. 또한, 제 2축 도전성 투명 패턴 (130)은 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들과 이들을 연결하는 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부 (133)로 구성된다. 여기서, 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부 (133)는 제 1축 투명 패턴부상에 절연층 (50)을 사이에 두고 형성된다.
도 2a는 종래 기술의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도이다. 도 2a를 참조하면, 기판 (110)상에 제 1축 도전성 투명 패턴 (120)과 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들을 형성한다 (a단계). 단 본 도면에서는 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부 (123)와 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)의 단면으로 나타난다. 여기서, 제 1축 도전성 투명 패턴 (120)과 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들의 형성 방법은, 예를 들어, 에칭 (etching), 스퍼터링 (sputtering) 또는 스크린 프린팅 (screen prointing) 이 이용될 수 있으며, 투명패턴의 재료는 일반적으로 ITO (Iidium-Tin Oxide)가 사용된다. 그 후, 포토 레지스트 (PR; Photo Resist) (10)를 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들 위에 형성하고 (b단계), 절연재료를 도포하여 절연 재료 도포층 (30)을 형성한다 (c단계). 그 후, PR (10)를 제거하여 제 1축 도전성 투명 패턴 연결 (123)부 상에 절연층 (50)을 형성한다 (d 단계). 그 다음, 도시된 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들을 연결할 부분을 제외한 부분에 PR (15)를 형성하고 그 위에 도전 재료를 도포하여 도전 재료 도포층 (70)을 형성한 후 (e단계), PR (15)를 제거하여 브릿지 전극 (90)을 형성한다 (f단계).
도 2b는 도 2a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도이다. 도 2b를 참조하면, 절연층 (50) 상에 브릿지 전극 (90)이 형성되어, 서로 이격되어 있던 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들을 전기적으로 연결한다.
도 3a는 종래 기술의 또 다른 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도이다. 도 3a를 참조하면 기판 (110) 상에 제 1축 도전성 투명 패턴을 형성할 부분을 제외하고 PR (10)를 형성한다 (a단계). 그 후, PR (10) 위에 도전성 투명 재료를 도포하여 도전성 투명 재료 도포층 (122)을 형성하고 (b단계), PR (10)를 제거하여 제 1축 도전성 투명 패턴 (120)을 형성한다. 단 본 단면도에는 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부 (123)가 형성된 것으로 나타난다 (c단계). 그리고 도시된 바와 같이 PR (20)을 형성하고 (d단계), 그 위에 절연 재료를 도포하여 절연 재료 도포층 (30)을 형성한 후 (e단계), PR (20)를 제거하여 절연층 (50)을 형성한다 (f단계). 그 다음 기판 (110)의 상면 중, 제 2축 도전성 투명 패턴이 형성될 부분 외의 부분에 PR (40)를 형성하고(g단계), 그 위에 도전성 투명 재료를 도포하여 도전성 투명 재료 도포층 (132)을 형성한 후(h단계), PR (40)를 제거하여 제 2축 도전성 투명 패턴 (130)을 형성한다 (i단계).
도 3b는 도 3a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도이다. 도 3b를 참조하면, 제 2축 도전성 투명 패턴 (130)은 별도의 브릿지 전극 없이, 도전성 투명 재료에 의해 연결되어 있다. 이러한 제 2축 도전성 투명 패턴 (130)은 각각 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)과 이들을 연결하는 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부 (133)가 일체로 구성된다.
한편, 전술한 종래 기술에 따른 터치 패널용 면상 부재의 제조 방법은 절연층 (50)과 절연층 위를 지나는 브릿지 전극 (90) 또는 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부 (133)의 형성 공정에 있어서, 스퍼터링 공정, 예를 들어, 도 2a의 c단계 내지 e단계, 도 3a의 b단계 내지 h단계와 같은 진공 증착 공정을 이용한다. 그러나 이와 같은 PR를 이용한 스퍼터링 공정은 대면적 연속 공정이 불가하므로 생산 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 스퍼터링 공정을 활용하지 않고 절연층과 브릿지 전극을 형성하여 생산 효율을 높일 수 있는 터치 패널용 면상 부재 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재의 제조 방법은, (a) 기판상에 제 1축으로 연결된 셀들로 구성된 제 1축 도전성 투명 패턴 및 제 2축으로 서로 이격된 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 형성하는 단계; (b) 상기 제 1축 도전성 투명 패턴을 구성하는 셀들의 연결부위 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 절연층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 절연층 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 상기 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 연결하는 브릿지 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 (b)단계의 절연층은 0.1㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성할 수 있으며, 상기 (c)단계의 브릿지 전극은 상기 절연층 폭의 1% 내지 99%의 폭으로 형성할 수 있다.
한편, 상기 브릿지 전극은 탄소 나노 튜브 (CNT; carbon nanotube) 또는 은 나노-와이어 (Ag Nano-wire)에 전도성 폴리머를 혼합한 액상타입의 재료로 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 제 1축 또는 제 2축 도전성 투명 패턴 셀의 재료는 ITO (Iidium-Tin Oxide)일 수 있다.
본 발명에 의해, 제 1, 제 2축 방향으로 형성된 도전성 투명패턴을 연결함에 있어, 스퍼터링 공정을 이용하지 않고 절연층 및 브릿지 전극을 형성함으로써, 비진공 공정 (Non Sputtering Process) 및 대면적 연속공정을 가능하게 한다. 그 결과, 생산 효율을 크게 개선할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치패널용 면상 부재의 입체 사시도.
도 2a는 종래 기술의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도.
도 2b는 도 2a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도.
도 3a는 종래 기술의 또 다른 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도.
도 3b는 도 3a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도 및 상면도.
도 2a는 종래 기술의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도.
도 2b는 도 2a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도.
도 3a는 종래 기술의 또 다른 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도.
도 3b는 도 3a의 공정에 따라 제조된 터치 패널용 면상 부재에 관한 상면도.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도 및 상면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널용 면상 부재를 제조하기 위한 공정의 단면도 및 상면도이다. 도 4를 참조하면, 좌측의 상면도에서, A-A'축을 기준으로 단면을 나타내는 것이 우측의 단면도이다. 구체적으로는, 기판상에 제 1축으로 연결된 셀 (121)들로 구성된 제 1축 도전성 투명 패턴 (120) 및 제 2축으로 서로 이격된 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들을 형성한다 (a단계). 여기서 제 1축과 제 2축은 실질적으로 수직을 이루는 것이 바람직하나, 수직이 아닌 사이 각이 포함되는 각도로 기판의 표면에 배열될 수 있음은 자명하다. 또한, 상기 제 1축 도전성 투명 패턴 셀 (121) 또는 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)의 재료는 ITO (Iidium-Tin Oxide)인 것이 바람직하다.
그 후, 제 1축 도전성 투명 패턴을 구성하는 셀 (121)들의 연결부위, 즉 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부 (123) 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 절연층 (50)을 형성한다 (b단계). 여기서, 절연층 (50)의 폭에는 제한이 없다. 그러나 두께는 후에 형성될 브릿지 전극의 인쇄 특성을 감안하여 최대 0.1㎛ 내지 100㎛로 형성하는 것이 바람직하다.
그 후, 절연층 상에 OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 제 2축 도전성 투명 패턴 셀 (131)들을 연결하는 브릿지 전극 (90)을 형성한다 (c단계). 여기서 브릿지 전극 (90)은 탄소 나노튜브 (CNT; carbon nanotube) 또는 은 나노-와이어 (Ag Nano-wire)에 전도성 폴리머를 혼합한 액상타입의 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 브릿지 전극 (90)의 폭은 상기 절연층의 폭보다 1% 내지 99%로 작게 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 브릿지 전극 (90)의 두께는 전기 저항 특성을 감안하여 다양하게 형성할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10, 15, 20, 40: 포토 레지스트 (PR) 30: 절연재료 도포층
50: 절연층 70: 도전재료 도포층
90: 브릿지 전극 110: 기판
120: 제 1축 도전성 투명 패턴 121: 제 1축 도전성 투명 패턴 셀
122, 132: 도전성 투명 재료 도포층
123: 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부
130: 제 2축 도전성 투명 패턴 131: 제 2축 도전성 투명 패턴 셀
133: 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부
50: 절연층 70: 도전재료 도포층
90: 브릿지 전극 110: 기판
120: 제 1축 도전성 투명 패턴 121: 제 1축 도전성 투명 패턴 셀
122, 132: 도전성 투명 재료 도포층
123: 제 1축 도전성 투명 패턴 연결부
130: 제 2축 도전성 투명 패턴 131: 제 2축 도전성 투명 패턴 셀
133: 제 2축 도전성 투명 패턴 연결부
Claims (5)
- (a) 기판상에 제 1축으로 연결된 셀들로 구성된 제 1축 도전성 투명 패턴 및 제 2축으로 서로 이격된 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 형성하는 단계;
(b) OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 상기 제 1축 도전성 투명 패턴을 구성하는 셀들의 연결부위 상에 0.1㎛ 내지 100㎛의 두께의 절연층을 형성하는 단계; 및
(c) OFF-SET 또는 Ink-Jet 공정을 이용하여 상기 절연층 상에 상기 제 2축 도전성 투명 패턴 셀들을 연결하는 브릿지 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 (c)단계의 브릿지 전극은 상기 절연층 폭의 1% 내지 99%의 폭으로 형성하는 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 브릿지 전극은 탄소 나노 튜브 (CNT; carbon nanotube) 또는 은 나노-와이어 (Ag Nano-wire)에 전도성 폴리머를 혼합한 액상타입의 재료로 구성된 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 제 1축 또는 제 2축 도전성 투명 패턴 셀의 재료는 ITO (Iidium-Tin Oxide)인 터치패널용 면상 부재 제조 방법.
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