KR101233656B1

KR101233656B1 - 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법

Info

Publication number: KR101233656B1
Application number: KR1020120015183A
Authority: KR
Inventors: 유흥상
Original assignee: 유흥상
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-02-15

Abstract

본발명은 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 관한 것으로, 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 있어서, 상기 터치스크린 패널용 유리판(10) 뒷면의 일부를 마스킹하는 마스킹 단계; 마스킹되지 않은 유리 뒷면 표면을 샌딩 또는 에칭하여 요철부를 형성하는 단계; MgO를 먼저 진공증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계; Ag를 스퍼터링 방법에 의해 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂를 스퍼터링 방법에 의해 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층(40)을 형성하는 단계; 마스킹을 제거하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층을 포함한 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 SiO₂ 코팅층(50)을 형성하는 단계; 상기 SiO₂ 코팅층(50) 위에 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 ITO 코팅층(60)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것으로, 본발명은 터치스크린 패널에 두께가 얇고 작업공정이 간단하며 제작단가가 저렴한 터치스크린 패널의 백색코팅층을 진공코팅하는 현저한 효과가 있다.

Description

터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법{vacuum coating method of white coating layer for touch screen panel}

본 발명은 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치스크린 패널에 진공코팅방법에 의해 백색코팅을 형성하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이·강화유리에 투명전극을 일체화시킨 터치스크린패널(Touch Screen Panel: TSP)이 개발되는 추세이며, 이에 대하여 일례로서 특허등록공보 등록번호 10-0974073호에 배경기술로서 기재되어 있는 바와 같이, 터치스크린패널(TSP)은 전자수첩, 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma DisplayPanel), 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 최대단점을 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.

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 모듈에 정보를 전기적으로 입력하기 위해 마련되는 제1/제2 ITO필름을 포함하며, 윈도우 필름은 제1 ITO 필름을 보호하기 위하여 구비되는 것으로 일반적인 PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작되며, 제1 ITO 필름은 OCA(Optical Clear Adhesive)에 의하여 윈도우 필름(혹은 Overlay Film)과 부착된다. 제1 ITO 필름 및 제2 ITO 필름은, 각각 가장자리(Edge)에 마련되는 은(Silver)을 사용한 제1/제2 전극층이 인쇄되어 있으며, 제1/제2전극층간에는 절연을 위해 양면테이프가 부착되고 Dot Spacer에 의하여 일정 간격 이격되어 손가락 또는 터치 펜 등을 사용한 외부의 압력(터치) 시 상호 전기적으로 연결됨으로써, 정확한 터치위치를 감지하게 된다.

그러나 윈도우 필름(or Overlay Film)과 제1 ITO 필름 간에는 광투명접착제(Optical Clear Adhesive: OCA)를 이용한 라미네이션(Lamination) 공정으로 광투과율이 떨어질 뿐만 아니라, 윈도우 필름(or Overlay Film1)을 배치하고 OCA에 의하여 제1 ITO필름에 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, 대한민국등록특허공보 10-0893499호(2009. 04.17)의 터치패널이 제안된 바 있다.

이 기술은 제1 기판과, 제1 기판의 하면에 코팅되는 제1 ITO코팅층과, 제1 ITO코팅층의 하면 가장자리(Edge)에 프린트되는 제1 전극을 포함하는 제1 도전유닛; 및 제2 기판과, 제2 기판의 상면에 코팅되는 제2 ITO코팅층과, 제2 ITO코팅층의 상면 가장자리에 프린트되는 제2 전극을 포함하는 제2도전유닛을 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 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 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 종래기술인 특허등록공보 등록번호 10-0974073호는 윈도우 터치스크린 패널(Window Touch Screen Panel)의 제조 방법에 있어서, 상기 제조 방법은 감지전극 기능을 갖는 ITO 필름(Indium Tin Oxide Film)을 보호하는 윈도우 필름(Window Film)과, 상기 ITO 필름을 일체화시켜 스퍼터링(Sputtering) 방법에 의해 윈도우 ITO 필름(Window Indium Tin Oxide Film)을 제조하는 단계 및; 상기 제조된 윈도우 ITO 필름층의 하면에 전기적인 배선회로를 패터닝(Patterning)하여 제1 전극층 인쇄 및 제1 전극층의 인쇄단자를 보호하기 위한 제1 투명 인쇄층을 형성시켜 상부기판을 제작하는 단계를 포함하며, 또한, 상기 상부기판의 제1 전극층과 하부기판의 제2 전극층을 상호 부착시키는 절연성을 갖는 양면테이프를 제조하되, 상기 양면테이프는 상기 상·하부 기판의 사이즈에 맞게 재단하는 단계와, 상기 재단된 양면테이프의 중심 기준점을 맞추기 위해 직경 0.8mm 가이드(Guide) 타공하는 단계와, 상기 기판들의 가시영역 박리를 위해 반 칼 작업을 실행하는 하프 컷(Half CUT)하는 단계 및 상기 하프컷된 가시영역의 불필요한 양면테이프를 제거 박리하는 단계를 거쳐 상·하부기판을 합지하기 위한 준비 단계를 갖고, 또한, 상기 상부기판과 하부기판 사이에 평소 접촉을 방지하고 터치펜 또는 손가락으로 압력을 가할 경우 통전시키며, 압력이 해제될 경우 상부기판을 탄성력으로 회복시키도록 감지전극 기능을 갖는 ITO가 코팅된 ITO강화 유리(ITO Tempered Glass)층의 상면에 도트 스페이서(Dot Spacer)를 형성하는 단계와; 상기 상부기판과 일정한 간격을 두고 배치시키되, 상기 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass)층의 상면에 전기적인 배선회로를 패터닝(Patterning)하여 제2 전극층 인쇄 및 상기 제2 전극층의 인쇄단자를 보호하는 제2 투명 인쇄층을 형성시켜 하부기판을 제작하는 단계와; 상기 하부기판의 ITO 강화 유리(ITO Tempered Glass)층의 하면에 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC)를 라미네이션 (Lamination)하는 단계와, 상기 라미네이션(Lamination)한 후, 필름의 셀사이즈(Cell Size)에 맞게 재단 또는 절단되었는지를 컴퓨터수치제어(Computer Numerical Control: CNC)를 실시하는 단계를 포함하여 특징으로 하는 슬림형 윈도우 터치스크린 패널의 제조 방법이 공개되어 있다.

또한, 특허등록공보 등록번호 10-0997712호에는 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 상·하부기판의 사이즈에 맞게 접착부재가 재단되며, 상기 재단된 접착부재의 중심 기준점을 맞추는 직경 0.8mm 가이드(Guide) 타공과, 상기 상·하부기판의 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 패널이 공개되어 있다.

또한, 특허공개번호 10-2010-0054673호에는 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름과; 상기 ITO 필름에 증착된 제1금속층과; 상기 제1금속층 상에 도금된 제2금속층을 포함 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 내구성을 보장할 수 있으며 감도가 우수한 터치 스크린 및 그 제조방법이 공개되어 있다.

또한, 특허등록번호 10-1011334호에는 필름/유리 구성의 터치패널에서의 위쪽 전극부재의 투명절연필름이 전체 주변에서 상향 경사단면을 갖고, 또 필름/필름 구성의 터치패널에서의 위쪽 전극부재의 투명절연필름 및 아래쪽 전극부재의 명절연필름이 전체 주변에서 상향 경사단면을 갖도록 되어 있는 터치패널이 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 상기 스크린인쇄층을 포함한 유리뒷면에 ITO 코팅필름이나 ITO 코팅글라스를 접착하게 되어, 제작단가가 비싸지며, 작업이 복잡해지는 단점이 있었다. 또한, 터치스크린에 백색코팅을 하는 방법으로서 단순히 터치스크린의 테두리를 도장하거나 실크스크린인쇄함으로써 두께가 터치스크린의 중앙부위보다 두꺼워 지고 따라서 테두리부위와 중앙부위가 만나는 부위의 단차가 크게 되어 제품불량이 발생하기 쉬우며 작업이 번거롭고 복잡하다는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 터치스크린 패널에 두께가 얇고 작업공정이 간단하며 제작단가가 저렴한 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 관한 것으로, 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 있어서, 상기 터치스크린 패널용 유리판(10) 뒷면의 일부를 마스킹하는 마스킹 단계; 마스킹되지 않은 유리 뒷면 표면을 샌딩 또는 에칭하여 요철부를 형성하는 단계; MgO를 먼저 진공증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계; Ag를 스퍼터링 방법에 의해 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂를 스퍼터링 방법에 의해 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층(40)을 형성하는 단계; 마스킹을 제거하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층을 포함한 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 SiO₂ 코팅층(50)을 형성하는 단계; 상기 SiO₂ 코팅층(50) 위에 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 ITO 코팅층(60)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 터치스크린 패널에 두께가 얇고 작업공정이 간단하며 제작단가가 저렴한 터치스크린 패널의 백색코팅층을 진공코팅하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명 진공코팅방법에 의해 제조되는 터치스크린 패널 단면도
도 2는 본발명 진공코팅방법 순서도
도 3은 본발명 진공코팅장치 배치도
도 4는 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 내부개략도
도 5는 본발명의 Sputte rmodule, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 절개개략도
도 6은 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 분해개략도
도 7은 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 평면개략도
도 8은 도 7의 부분확대도

본발명은 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 관한 것으로, 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 있어서, 상기 터치스크린 패널용 유리판(10) 뒷면의 일부를 마스킹하는 마스킹 단계; 마스킹되지 않은 유리 뒷면 표면을 샌딩 또는 에칭하여 요철부를 형성하는 단계; MgO를 먼저 진공증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계; Ag를 스퍼터링 방법에 의해 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂를 스퍼터링 방법에 의해 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층(40)을 형성하는 단계; 마스킹을 제거하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층을 포함한 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 SiO₂ 코팅층(50)을 형성하는 단계; 상기 SiO₂ 코팅층(50) 위에 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 ITO 코팅층(60)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유리판(10)은 직사각형 형상이며, 상기 마스킹단계에서, 마스킹부위는 유리판(10)의 테두리를 제외한 가운데 직사각형 부분인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 요철부의 입도는 500메쉬보다 크기가 작게 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계에서, MgO 대신 같은 백색산화물인 CaO, TiO₂, SrO₂, Al₂O₃, Y₂O₃ 중의 어느 하나를 선택하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계에서, Ag 대신 Al을 사용하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 진공코팅방법에 의해 제조되는 터치스크린 패널 단면도, 도 2는 본발명 진공코팅방법 순서도, 도 3은 본발명 진공코팅장치 배치도, 도 4는 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 내부개략도, 도 5는 본발명의 Sputte rmodule, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 절개개략도, 도 6은 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 분해개략도, 도 7은 본발명의 Sputter module, Linear ion source 및 Thermal evaporation source가 설치된 진공코팅장치 평면개략도, 도 8은 도 7의 부분확대도이다.

본발명은 백색코팅층이 형성되는 터치스크린 패널에 있어서, 상기 터치스크린 패널은 유리판 뒷면으로 코팅층이 순차적으로 형성되되, 상기 코팅층은 유리판(10) 뒷면 중심부와 테두리부가 각각 달리 형성되는 것이다.

상기 중심부 부위 코팅층은 SiO₂ 코팅층(50) 및 ITO 코팅층(60)이 순차적으로 형성되고, 상기 테두리 부위 코팅층은 백색코팅층으로 MgO코팅층(20), Ag코팅층(30), TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂ 코팅층(40), SiO₂ 코팅층(50) 및 ITO 코팅층(60)으로 이루어지는 것이다.

그리고 상기 SiO₂ 코팅층(50) 및 ITO 코팅층(60)은 유리판 뒷면 중심부와 테두리부 전체에 걸쳐서 형성된다.

본발명은 터치스크린 패널용 유리판(10) 뒷면의 일부를 먼저 마스킹한다. 상기 마스킹은 금속판을 이용하거나 실크스크린 인쇄를 한다. 그리고 유리 뒷면 표면에서 마스킹되지 않은 부위를 샌딩 또는 에칭하여 요철부를 형성하게 된다. 상기와 같이 요철부를 형성하는 이유는 요철부에 의해 빛이 잘 산란되게 하기 위함이다.

다음으로 상기 샌딩 또는 에칭되어 요철부가 형성된 유리뒷면에 MgO를 진공증착방법 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 MgO코팅층(20)을 형성한다. MgO는 요철부의 산란광과 결합되어 백색으로 표현된다. 한편, 상기 MgO는 백색산화물로서, CaO, TiO₂, SrO₂, Al₂O₃, Y₂O₃ 등의 백색산화물을 대신 사용할 수 있다.

다음으로 상기 MgO코팅층 위에 Ag를 스퍼터링방법에 의하여 Ag코팅층(30)을 형성한다. 상기 Ag코팅층(30)은 백라이트 빛이 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층 또는 MgO코팅층의 미세틈새를 투과하여 상부의 유리면으로 새어나오는 것을 방지하는 기능을 한다.

만일 Ag코팅층(30)을 하지 않은 채 상기 새어나오는 빛을 방치하면, 새어나오는 빛에 방해를 받아 요철부와 MgO코팅층에 의한 백색구현이 정확하게 되지 않는다. 한편, Ag 대신 알루미늄(Al)을 스퍼터링하여 Al코팅층을 형성할 수 있다.

다음으로 상기 Ag코팅층(30)위에 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂를 스퍼터링 방법에 의하여 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층(40)을 형성한다. 상기 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층은 일명 블랙코팅이라 부르는 것으로 검은색의 비전도막이 형성된다. 다음으로 마스킹을 제거하고, 상기 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층을 포함한 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 SiO₂ 코팅층(50)을 형성한다.

그리고 마지막으로 상기 SiO₂ 코팅층(50) 위에 전체에 걸쳐서 스퍼터링방법에 의해 ITO 코팅층(60)을 형성한다.

본발명에서 주로 핸드폰에서 사용하는 터치스크린 패널의 유리판(10)은 직사각형 형상이며, 상기 마스킹단계에서, 마스킹부위는 유리판(10)의 테두리를 제외한 가운데 직사각형 부분인 것이다.

한편, 상기 요철부의 입도는 500메쉬보다 크기가 작게 샌딩 또는 에칭 하게 된다.

본발명의 제조방법을 구체적으로 기재하면 다음과 같다.

먼저 유리판 뒷면의 일부를 마스킹하는 것으로, 마스킹은 금속판이나 실크스크린 인쇄를 한다. 마스킹재료로 금속판을 사용할 경우, 유리 전면에 자석을 붙여서 금속판이 유리 전면에서 이탈되지 않고 고정되게 한다.

이후 마스킹되지 않은 유리 전면 표면을 샌딩 또는 에칭한다. 샌딩 또는 에칭된 표면은 난반사가 되어 산란이 쉽게 발생하게 한다. 이 후 코팅을 한다. 샌딩 또는 에칭을 한 면은 500메쉬보다 크기가 작게 한다.

이후 코팅을 하되, MgO를 먼저 진공증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하고 이후 Ag를 스퍼터링 방법에 의해 코팅한다.

이후 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂로 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 블랙코팅을 한다.

이후 유리판 뒷면 전체에 SiO₂ 코팅을 스퍼터링 방법으로 한다. SiO₂ 코팅은 절연효과와 투광성을 가지게 하는 목적으로 한다.

그리고 상기 SiO₂ 코팅된 부위 위에 ITO 전도성 코팅을 스퍼터링 방법으로 코팅하게 된다. ITO 코팅은 전도성 효과를 가지게 하는 목적으로 한다.

본발명을 설치장비와 관련하여 설명하면 다음과 같다. 본발명은 LIS(Linear Ion Source), thermal source, Sputter module 가 장착된 복합 증착장비를 사용하여 백색 coating 을 구현하는 것이 바람직하다.

물론 상기의 기능과 동일한 기능을 가진 각각의 장비를 별개로 구비하고 별개공정을 통하여 구현하는 것도 가능하나, 하나의 진공챔버 내에 상기 장비들을 같이 구비하고 작업하는 것이 효율적이며 경제적이다.

LIS 는 전처리(pretreatment) 용으로 사용되는 것으로, 먼저 샌딩(sanding) 처리된 유리를 진공 chamber 에 장입한 후, LIS에 의해 클리닝하게 된다.

LIS를 사용하여 클리닝을 한 다음 중앙에 설치된 thermal source를 사용하여 MgO를 진공증착 또는 스퍼터링(sputtering) 방법에 의하여 코팅한다. MgO 코팅후 sputtering 방식으로 Ag를 코팅하고 그 위에 sputtering 방식으로 black color 코팅층인 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층 코팅한다.

그리고 본발명에 의한 백색코팅에 대해 설명하면, 유리뒷면에서 빛을 조사 하였을 경우 black layer에 의해 빛의 투과율은 0 %가 되며, 반대로 유리 전면에서 조사하였을 경우에는 Ag 층에 의하여 빛은 투과되지 못하고 100 % 반사된다. 그리고 반사된 빛은 MgO 층과 샌딩(sanding) 처리된 유리 표면에 의하여 난반사효과에 의하여 백색광으로 반사되며 백색 으로 보이게 된다.

백색코팅층의 두께는 4.5㎛이하이며, 저항은 7㏁/㎠ 이상이며, 평균 광투과율은 0.3%이하가 된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 진공코팅장치는 기존의 sputter 진공코팅 방식에 chamber 중앙에 저항가열식 증발원(thermal evaporation source)을 장착함으로써 증착을 효율적으로 구현 할 수 있다.

Linear ion source는 chamber 벽면에 설치하여 Ar을 이용한 sample의 전처리 (pre - treatment) 공정과 클리닝 공정을 수행한다.

그리고 본 발명에서 사용되는 스퍼터링 방법은 관용의 스퍼터링(sputtering) 기술을 말하는 것으로, 구체적으로 설명하면 스퍼터링(sputtering)이란 plasma 상태에서 형성된 Ar 양이온(positive ion)이 sputter module에 장착된 cathode에 인가된 전기장에 의해 cathode 위에 놓여있는 target 쪽으로 가속되어 target과 충돌함으로써 target을 구성하고 있는 원자가 튀어나오는 현상이다.

이 스퍼터링은 가열과정이 없기 때문에 텅스텐과 같은 고용점 금속이라도 증착이 가능하다. 일반적인 진공증착에서는 금속을 고온으로 가열하여 증발시키기 때문에 합금인 경우 그 성분 금속 각각의 증기압이 서로 달라 문제가 생긴다. 그러나 스퍼터링은 금속뿐만 아니라 석영 등 무기물이라도 박막을 용이하게 만들 수 있다.

스퍼터링 장치는 간단한 2극 전극으로 구성되어 있으며 아르곤(Ar) 가스를 흘리면서 글로우(glow) 방전을 시킨다. 증착하고자하는 물질을 원형 또는 직사각형의 타겟(target)으로 만들어 여기에 음의 고전압을 인가하면 Ar+ ion의 충돌에 의해 튀어나온 타겟 원자가 마주 보고 있는 기판에 쌓여 박막이 형성된다.

스퍼터링은 진공증착방법인 이베퍼레이션(Evaporation) 과 비교하면 날아가는 타깃 원자의 속도가 100배 정도 빠르기 때문에 박막과 기판의 부착강도가 크다. 2극 스퍼터링 이외에 기판과 타깃 사이에서 음극과 양극으로 플라즈마를 발생시키는 4극 스퍼터링 방식, 그리고 고주파를 이용하는 RF 방식, 최근에는 전기장 이외에 자기장을 이용한 마그네트론 스퍼터링 방식 등이 있다.

그리고 상기 스퍼터링방식과 저항가열방식에 대한 기본원리는 본출원인인 기 출원하여 등록받은 등록번호 20-0185068에는 스퍼터링방식과 저항가열방식의 기본 원리에 대하여 기재되어 있다. 그 구성을 인용하면, 스퍼터링되는 타겟은 sputter module의 cathode에 clamp로 장착되어 있다.

여기서 상기 이베퍼레이터는 저항가열식 또는 전자빔 방식으로 코팅물질을 용융증발시켜 코팅하고, 상기 스퍼터링 타겟은 코팅물질을 스퍼터하여 비산시켜 피증착물을 증착하게 된다.

상기 저항 가열방식은 저항체에 전류를 흘려 주울열을 발생하는것을 이용한 가열방식을 사용한다. 여기서는 물체에 직접 전류를 흘려서 가열하는 직접식과 발열체의 열을 복사 대류 전도 등으로 피가열물에 전달하는 간접식의 양자 방식을 모두 채택할 수 있다.

플라즈마 또는 글로우 방전은 상기한 방전 수단 사이에서 상기한 불활성 주입가스와 전원 공급장치으로부터 공급된 고압 전압의 스파크에 의해서 플라즈마 또는 글로우 방전대가 형성된다. 이러한 상태에서 상기 내통이 회전하면서 치구에 안착되어 있는 피코팅체의 코팅부위에 상기한 방전대를 거치면서 에칭이 이루어지고, 이와 동시에 스퍼터링 타겟 및 이베퍼레이터에 의해서 용융된 코팅물질이 비산 또는 스퍼터되어 상기한 피증착물에 다층의 박막이 형성되게 된다.

피증착물의 증착 공정을 요약하면, 증착하고자 하는 기판(피증착물)을 내통의 치구에 장착한 후, 진공배기 장치를 통하여 진공증착 챔버를 진공배기하고, 챔버 내부가 일정한 진공상태에 도달하면 치구가 장착된 내통을 회전시켜 피증착물의 증착할 부분이 상기 스퍼터링 타겟 또는 이베퍼레이터로부터 용융 비산 또는 스퍼터되는 증착물질이 피증착물 표면에 균일하게 증착이 이루어지는 것이 일반적인 방법이다.

따라서 본발명은 터치스크린 패널에 두께가 얇고 작업공정이 간단하며 제작단가가 저렴한 터치스크린 패널의 백색코팅층을 진공증착하는 현저한 효과가 있다.

400 : 챔버
500 : 선형 이온 소스(Linear ion source)
100 : 스퍼터 110 : 저항가열식 증발원
10 : 유리판 20 : MgO코팅층
30 : Ag코팅층 40 : TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층
50 : SiO₂ 코팅층 60 : ITO 코팅층

Claims

터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법에 있어서, 상기 터치스크린 패널용 유리판(10) 뒷면의 일부를 마스킹하는 마스킹 단계; 마스킹되지 않은 유리 뒷면 표면을 샌딩 또는 에칭하여 요철부를 형성하는 단계; MgO를 먼저 진공증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 코팅하여 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계; Ag를 스퍼터링 방법에 의해 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂를 스퍼터링 방법에 의해 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층(40)을 형성하는 단계; 마스킹을 제거하는 단계; TiO + SiO 또는 SiO₂ + TiO₂층을 포함한 유리판(10) 뒷면 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 SiO₂ 코팅층(50)을 형성하는 단계; 상기 SiO₂ 코팅층(50) 위에 전체에 걸쳐서 스퍼터링 방법에 의해 ITO 코팅층(60)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법
제1항에 있어서, 상기 유리판(10)은 직사각형 형상이며, 상기 마스킹단계에서, 마스킹부위는 유리판(10)의 테두리를 제외한 가운데 직사각형 부분인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법
제1항에 있어서, 상기 요철부의 입도는 500메쉬보다 크기가 작게 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법
제1항에 있어서, 상기 MgO코팅층(20)을 형성하는 단계에서, MgO 대신 같은 백색산화물인 CaO, TiO₂, SrO₂, Al₂O₃, Y₂O₃ 중의 어느 하나를 선택하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법
제1항에 있어서, 상기 Ag코팅층(30)을 형성하는 단계에서, Ag 대신 Al을 사용하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 백색코팅막 진공코팅 방법