KR101286789B1

KR101286789B1 - 터치 패널의 제조 방법 및 터치 패널

Info

Publication number: KR101286789B1
Application number: KR1020110105058A
Authority: KR
Inventors: 세쯔오 고바야시; 신지 세끼구찌; 야스유끼 미시마
Original assignee: 파나소닉 액정 디스플레이 주식회사; 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-07-17
Also published as: JP2012088761A; US20120090976A1; EP2441579A3; EP2441579A2; KR20120039485A; CN102455822A; TW201228823A

Abstract

본원 발명은, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 준비하는 공정과, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과, 상기 제1 기판의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정과, 상기 제1 기판에서 상기 볼록부가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판을 상기 제1 기판과 간격을 두고 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법을 제공한다.

Description

터치 패널의 제조 방법 및 터치 패널{MANUFACTURING METHOD OF TOUCH PANEL AND TOUCH PANEL}

본 발명은, 터치 패널의 제조 방법 및 터치 패널에 관한 것이다.

터치 패널에는, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 및 펜 입력에 대응하는 정전 용량 결합 방식의 터치 패널이 알려져 있다(일본 특개 2010-113516호 공보 참조).

또한, 일본 특개 2008-155387호 공보에는, 광 중합성 조성물을 경화하여 얻어지는 두께 0.1∼1㎜의 수지 형성체의 한쪽의 면에, 투명 도전막이 형성된 적층체이며, 또한, 수지 성형체의 면이 안티 뉴턴링 기능을 갖는 요철이 형성된 면이며, 그 표면 거칠기(Ra)가, JIS B0601:2001에서 50∼150㎚인 적층체에 대하여 제안이 이루어져 있다.

그러나, 저항막 방식 터치 패널에서, 공기층을 개재하여 설치되는 2개의 기판끼리가 흡착함으로써 야기되는 뉴턴링의 발생은, 특허 문헌 2에 기재된 발명에 의해 개선이 보이지만, 특허 문헌 2에서 형성되는 안티 뉴턴링 기능을 갖는 요철은 표시 화면에서 요철의 존재를 인식할 수 있을 정도로 큰 것이다. 예를 들면 액정 디스플레이 등의 표시 장치와 조합하여 사용된 경우, 액정 디스플레이에 의해 표시되는 표시 화면의 표시 품질이 저하된다고 하는 문제가 있다.

터치 패널이 표시 장치와 조합하여 사용된 경우, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화면의 표시 품질을 유지하면서, 뉴턴링의 발생을 억제하기 위해서는, 안티 뉴턴링 기능을 갖는 요철이 인식할 수 없을 정도로 미소하게 형성될 필요가 있고, 또한 그 요철의 형성 방법의 확립이 필요하다.

본 발명의 목적은, 표시 장치와 조합하여 사용된 경우에서도, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화상의 표시 품질을 유지할 수 있고, 뉴턴링의 발생을 억제하는 터치 패널의 제공과, 그 터치 패널의 제조 방법의 제공에 있다.

또한, 본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 명백하게 된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널의 제조 방법은, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 준비하는 공정과, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과, 상기 제1 기판의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정과, 상기 제1 기판에서 상기 볼록부가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판을 상기 제1 기판과 간격을 두고 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 기판은 글래스 기판인 것으로 해도 된다. 또한, 상기 실란 커플링제는 상기 용액 중에 0.1∼0.01wt％ 포함되는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 제1 기판은, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하고, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 유전막을 구비하는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 유전막의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과, 상기 유전막의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 유전막의 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝인 것으로 해도 된다.

또한, 상기 제1 기판은, 상기 제2 기판과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막을 구비하고, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막을 구비하고, 상기 제2 기판의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과, 상기 제2 기판의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명에 따른 터치 패널은, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 간격을 두고 대향하는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 기판의, 상기 제2 기판과 대향하는 면의 표면에, 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여 형성되는, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 기판은 글래스 기판인 것으로 해도 된다. 또한, 상기 제1 기판은, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하고, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 유전막을 구비하는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 제1 기판은, 상기 제2 기판과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막을 구비하고, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막을 구비하는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 유전막의 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝인 것으로 해도 된다.

본 발명에 의해, 표시 장치와 조합하여 사용된 경우에서도, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화상의 표시 품질을 유지할 수 있고, 뉴턴링의 발생을 억제하는 터치 패널의 제공과, 그 터치 패널의 제조 방법의 제공이 이루어진다. 본 발명의 그 밖의 효과에 대해서는, 명세서 전체의 기재로부터 명백해진다.

도 1은 실란 커플링제가, 무기질 재료와 화학적으로 결합하는 모습을 설명하는 도면.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 터치 패널의 단면의 일부를 도시하는 도면.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 터치 패널이, 수지 펜에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도.
도 4는 도 3에서의 Ⅳ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 터치 패널의 단면의 일부를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에서의 Ⅵ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 터치 패널이, 수지 펜에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도.
도 8은 도 7에서의 Ⅷ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도.
도 9는 제3 실시 형태에 따른 터치 패널의 단면의 일부를 도시하는 도면.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 터치 패널이, 수지 펜에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도.
도 11은 도 10에서의 XI부를 확대하여 도시하는 부분 확대도.
도 12는 제1 실시 형태에 따른 터치 패널이 이용되고 있는 액정 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 도면.

본 실시 형태에 따른 터치 패널의 제조 방법은, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 준비하는 공정과, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정과, 제1 기판의 표면과 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정과, 제1 기판에서 볼록부가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판을 제1 기판과 간격을 두고 설치하는 공정을 포함하는 것이다.

우선 실란 커플링제를 포함하는 용액을 준비하는 공정에 대하여 설명을 행한다. 실란 커플링제는, 1분자 중에 반응성이 상이한 2종류의 관능기를 갖는 것이다. 실란 커플링제의 화학식은, 하기 화학식 1로 표현된다.

여기서, 상기 화학식 1에서의 X는, 유기질 재료와 화학 결합하는 반응기이며, 예를 들면, 아미노기, 비닐기, 에폭시기, 메타크릴기, 머캅토기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 화학식 1에서의 OR은, 글래스나 금속 등의 무기질 재료와 화학 결합하는 반응기이고, 예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 염소 등의 할로겐기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

더 구체적으로 본 실시 형태에 적용할 수 있는 실란 커플링제로서는, 예를 들면, 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, β-(3, 4 에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에폭시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-우레이도프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 이용되는 실란 커플링제를 포함하는 용액에는, 실란 커플링제의 1종류를 단독으로 포함하는 것으로 해도 되고, 조성이 상이한 복수종의 실란 커플링제가 포함되는 것으로 해도 된다. 실란 커플링제를 포함하는 용액 중에 포함되는 용매는, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용제 또는 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소계 용제를 이용한다.

여기서, 종래에서 실란 커플링제는 희석 수용액 중에 분산되어 사용되는 것이 일반적이었다. 실란 커플링제는, 물이 존재하는 용매 중에 첨가됨으로써 분자 내에 실라놀기를 용이하게 형성한다. 그리고, 실란 커플링제의 분자간에서 각각의 실라놀기끼리가 축합 반응을 행함으로써, 실록산 결합의 생성이 촉진된다. 그 결과, 큰 분자 구조의 실란 커플링제에 유래하는 피막을 형성할 수 있어, 균일한 표면 처리가 형성된다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 터치 패널의 제조 방법에서는, 실란 커플링제에 의해 균일한 표면 처리가 형성되는 것보다도, 표면에 미소한 볼록부가 랜덤하게 형성되는 것이 바람직하다. 때문에, 용제 중에 수분이 혼입됨으로써 실란 커플링제의 알킬실릴기가 실라놀기로 변성하고, 실란 커플링제의 분자간에서 일어나는 축합 반응에 의해 형성되는 볼록부의 크기가 커지고, 또한 축합 반응의 진행도에 따라 볼록부의 크기도 다양한 것으로 되게 되는 것은 본 실시 형태에 따른 터치 패널의 제조 방법에서는 바람직하지 않다.

따라서 용매 중에는 수분이 보다 적은 쪽이 바람직하다. 용매 중에 포함되는 물은 0wt％∼2.0wt％인 것은 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0wt％∼1.0wt％이다. 특히 바람직하게는 0wt％∼0.5wt％이다.

준비된 용매 99.0∼99.99중량부와, 실란 커플링제 1.0∼0.01중량부를, 전체 100중량부로 되도록 혼합하여 실란 커플링제를 포함하는 용액을 조제한다. 실란 커플링제를 포함하는 용액의 조정은, 미리 용매를 비이커 등의 용기 넣고, 용매를 교반하면서 실란 커플링제를 서서히 첨가하고, 실란 커플링제의 첨가 후 30분 정도 더 교반을 함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 교반 후, 용액 내에 불용물, 부유물이 눈에 띄는 경우에는, 미리 불용물, 부유물을 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 구멍 직경 0.5㎛ 이하의 카트리지를 사용한 순환 여과 처리를 행함으로써, 불용물, 부유물을 미리 제거하는 것이 바람직하다.

여기서 용액에 첨가되는 실란 커플링제는, 0.1∼0.01wt％로 용액 중에 포함되는 것은 바람직하다. 실란 커플링제는, 0.1∼0.01wt％로 용액 중에 포함됨으로써, 뉴턴링을 억제하는 효과는 더욱 높아진다. 0.01wt％ 미만이면 뉴턴링을 억제하는 효과가 저감되고, 0.1wt％를 초과하여 첨가되면 코스트적으로 바람직하지 않다.

다음으로, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정에 대하여 설명을 행한다. 표면에 수산기를 갖는 것으로서는, 글래스, 금속, 실리콘 단결정 등의 무기질 재료가 있다. 제1 기판의 표면은, 미리 UV 세정을 행하는 것이 바람직하다. UV 세정을 행함으로써, 제1 기판의 표면에 부착된 유기물 등을 제거할 수 있어, 본 공정에서의 볼록부의 형성이 균질한 것으로 된다.

실란 커플링제를 포함하는 용액의 도포는, 스핀 코터를 이용하여 행하는 것으로 해도 되고, 롤 코터를 이용하여 행하는 것으로 해도 되고, 또한, 스프레이 도포에 의해 행하는 것으로 해도 된다. 또한, 실란 커플링제를 포함하는 용액의 도포는, 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정과, 제1 기판의 표면과 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정에 대하여 설명을 행한다.

도 1은, 실란 커플링제가, 제1 기판(100)과 화학적으로 결합하는 모습을 설명하는 도면이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 무기질 재료에 의해 형성되는 제1 기판(100)과 화학적으로 결합하여 형성되는 볼록부(10)는 구조 중에, 실란 커플링제의 구조에 유래하는 산화 규소 골격(-Si-O-)과, 유기 관능기(X)를 갖는 것이다. 실란 커플링제의 분자 중에 포함되는 반응기(화학식 1에서의 -OR기)는, 공기 중의 물과 반응하여 수산기(실라놀기)를 형성한다. 실란 커플링제의 분자 중에 형성된 수산기의 일부는, 다른 실란 커플링제의 분자 중에 형성된 수산기와 부분적으로 축합 반응을 한다. 또한, 실란 커플링제의 분자 중에 형성된 수산기의 다른 일부는, 무기질 재료의 표면에 존재하는 수산기(11)의 위치에 흡착 및 수소 결합을 하여, 탈수 축합을 행하여 화학적으로 결합한다.

볼록부(10)를 형성하는 공정은, 제1 기판(100)의 표면에 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정에 의해 도포된 용액을 풍건함으로써, 용액의 용매가 휘발함과 함께, 제1 기판(100)의 표면과 실란 커플링제가 화학적으로 결합하는 반응이 진행됨으로써 행해진다.

또한, 볼록부(10)를 형성하는 공정은, 단순히 풍건할 뿐만 아니라 가열 처리를 행함으로써, 제1 기판(100)의 표면과 실란 커플링제가 화학적으로 결합하는 반응이 촉진되게 되어 바람직하다. 예를 들면 가열 처리는, 140℃∼50℃/1분∼5분의 조건에서 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 110℃∼60℃/1분∼5분의 조건에서 행해지는 것은 더욱 바람직하다.

마지막으로, 제1 기판(100)에서 볼록부(10)가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판(200)을 제1 기판(100)과 간격을 두고 설치하는 공정에 대하여 설명을 행한다. 제1 기판(100)에 볼록부(10)가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판(200)을 제1 기판(100)과 간격을 두고 설치하는 공정은, 제1 기판(100)에서 볼록부(10)가 형성된 면 상에, 도트 스페이서를 형성하고, 또한 도트 스페이서에 겹쳐서 제2 기판(200)을 설치함으로써 실현된다.

또한, 제1 기판(100) 상에 형성된, 실란 커플링제와 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)를, 상기 도트 스페이서 대신으로 하여, 제2 기판(200)을 직접 겹침으로써도, 제1 기판(100)에서 볼록부(10)가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판(200)을 제1 기판(100)과 간격을 두고 설치하는 공정은 실현된다.

이하, 본 실시 형태에 따른 터치 패널의 제조 방법과, 제조된 터치 패널이 적응되는 예를 구체적으로 설명한다.

[제1 실시 형태]

본 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법은, 펜 입력ㆍ다점 검출이 가능한 정전 용량 터치 패널과, 소위 저항막 방식 터치 패널에 적응된다. 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 펜 입력ㆍ다점 검출이 가능한 정전 용량 터치 패널이다.

도 2는 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법에 의해 제조된, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 표면에 수산기를 갖는 제1 기판(100)과, 제1 기판(100)과 간격을 두고 대향하는 제2 기판(200)을 포함하고, 제1 기판(100)의, 제2 기판(200)과 대향하는 면의 표면에, 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여 형성되는, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)를 갖는 것이다.

제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에서의 제1 기판(100)은, 투명 기판(글래스 기판)(101)이 이용되고 있다. 투명 기판(101) 상에, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 전극(102) 및 제2 전극(103)이 구비되어 있다. 제1 절연막(104), 제2 절연막(105)은 모두, 제1 전극(102), 제2 전극(103)의 각각을 보호하는, 배선 보호용의 패시베이션막으로서 형성되어 있다. 그리고, 제1 절연막(104), 제2 절연막(105)은 모두, CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나, 침전법에 의해 SiO₂, 인 실리케이트 글래스 등에 의해 형성된 것이다.

제1 기판(100)의 최표면, 즉 제2 절연막(105)의 표면에는, 실란 커플링제와 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)가 형성된다.

제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법에 대하여 설명을 한다. 우선, 처음에 아세트산에틸 99.9wt％를 비이커에 칭량하고, 교반을 행하면서 서서히 γ-아미노프로필트리에톡시실란(KBE903, 신에츠화학공업사제) 0.1wt％를 첨가하였다. 그리고 γ-아미노프로필트리에톡시실란을 아세트산에틸 중에 전량 첨가한 후, 30분 더 교반을 행하였다. 교반 후, 용액 내에 불용물, 부유물 등은 발견되지 않았지만, 구멍 직경 0.5㎛ 이하의 카트리지를 사용한 순환 여과 처리를 행하였다. 이와 같이 하여 실란 커플링제를 포함하는 용액을 조제하였다.

볼록부(10)가 형성되는 제1 기판(100)의 표면은, 미리 Deep/UV(원자외선), 200s의 조건에서 UV 세정을 행하였다. UV 세정을 행함으로써, 제1 기판(100)의 표면에 부착된 유기물 등을 제거할 수 있어, 볼록부(10)를 형성하는 공정에서의 볼록부(10)의 형성이 균질한 것으로 된다.

상기한 바와 같이 미리 UV 세정된 제1 기판(100)의 표면에, 조정된 실란 커플링제를 포함하는 용액을, 500rpm/15초의 조건에서 스핀 코터를 이용하여 도포하였다. 도포 후, 60℃/1분의 조건에서 핫플레이트를 이용하여 가열 처리를 행하여, 실란 커플링제를 포함하는 용액에 포함되는 용매(아세트산에틸)를 휘발시킴과 함께, 제1 기판(100)의 표면과 실란 커플링제가 화학적으로 결합하는 반응을 진행시킴으로써 볼록부(10)가 제1 기판(100) 상에 형성되었다. 형성된 볼록부(10)는, 반구 형상의 것이며, 높이가 20㎛, 직경이 60㎛φ의 것이다. 그리고, 볼록부(10)는 제1 기판(100)의 표면에 랜덤하게 배치되어 목시로는 인식할 수 없는 것이었다. 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이 표시 패널과 조합되어 사용되는 경우를 감안하면, 볼록부(10)의 높이는 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.

다음으로, 볼록부(10)가 형성된 제1 기판(100) 상에, 또한 도트 스페이서(301)를 배치하였다. 도트 스페이서(301)는 제1 기판(100)과 제2 기판(200)과의 사이에 공기층(300)을 형성하기 위한 스페이서로서의 역할을 하는 것이다. 도트 스페이서(301)는 제1 기판(100)의 표면에 미리 정해진 일정 간격을 두고 규칙적으로 배치되어 있다. 여기서, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에 이용된 도트 스페이서(301)는, 직경 0.2㎜의 투명 비즈이다. 즉, 제1 기판(100)에서 볼록부(10)가 형성된 면과 대향하는 제2 기판(200)은, 제1 기판(100)과 0.2㎜의 간격을 두고 설치되게 된다.

제2 기판(200)은, 도 2에서 도시된 바와 같이, 도트 스페이서(301)와 접하는 유전막(204)과, 투명 탄성체에 의해 형성되는 투명 탄성막(202)과, 유전막(204)과 투명 탄성막(202)을 접합하는 필름(203)과, 기계적 손상으로부터 터치 패널(1)을 보호할 목적으로 프론트 윈도우를 포함하여 구성되어 있다.

도 3은, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이, 수지 펜(2)에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도이다. 도 4는, 도 3에서의 Ⅳ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도이다.

제1 실시 형태에 따른 정전 용량 결합 방식의 터치 패널(1)에 포함되는 유전막(204)은, 수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려짐으로써, 제1 기판(100)측에 추종하여 눌려진다. 눌려진 유전막(204)이 볼록부(10)에 접촉함으로써 정전 용량(컨덴서)을 형성한다. 그리고 그 정전 용량을 통하여 미약 전류가 흐르고, 그 흐르는 미약 전류의 변화분을, 제1 기판(100)에 구비된 제1 전극(102), 제2 전극(103)이 검출하여, 유전막(204)과, 볼록부(10)가 접촉한 위치를 검출한다.

제1 실시 형태에 따른 정전 용량 결합 방식의 터치 패널(1)에 포함되는 유전막(204)은, 수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려짐으로써, 제1 기판(100)측에 추종하여 눌려져, 제1 기판(100)과 접촉한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유전막(204)과 제1 기판(100)과의 접촉하는 영역은, 볼록부(10)가 존재함으로써 전체면에서 접촉하지 않고, 접촉하는 영역의 일부에 공기층(300)이 형성된다. 이 공기층(300)이 형성됨으로써, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 억제하게 된다.

또한, 유전막(204)은, 정전 용량을 형성하는 것이면 되고, 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝의 것이 바람직하다. 즉, 금속과 같이 저저항값을 갖는 것이 아니어도 되고, 저항값이 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝의 조건을 충족시키는 것이면 유기질 재료이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법은, 유전막(204)의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정과, 유전막(204)의 표면과 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)를 형성하는 공정을 더 포함하는 것으로 해도 된다. 이들 공정을 포함함으로써, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 유전막(204)의 제1 기판(100)과 대향하는 면에 볼록부(10)를 구비하게 된다.

또한, 유전막(204)이 유기질 재료에 의해 형성된 경우에서도, 유전막(204)의 제1 기판(100)과 대향하는 면에 볼록부(10)를 구비할 수 있다. 이것은, 폴리이미드, 아크릴 등의 소위 유기질 재료의 표면은 이론상 표면에 수산기를 갖는 것은 아니지만, 공기 중의 산소에 의한 산화 분해 반응이나, 잔류 이중 결합의 산화 등에 의해 형성된 반응 부위가 실란 커플링제와 반응하게 되기 때문이다.

수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려지는 경우, 유전막(204)과 제1 기판(100)과의 접촉하는 영역은, 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 각각에 볼록부(10)가 형성됨으로써, 제1 기판(100)에만 볼록부(10)가 형성되는 경우와 비교하여 공기층(300)이 더 많이 형성되게 된다. 따라서, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 더욱 억제하게 된다.

제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 액정 표시 장치에 내장하여 사용하여, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화면의 품질이 저하되는지 확인을 한 바, 품질의 저하는 보이지 않았다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에서 도트 스페이서(301)를 구비하지 않는 점을 제외하고 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)과 마찬가지의 제조 방법으로 제조된 것이다.

도 5는 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 도 6은 도 5에서의 Ⅵ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도이다. 도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 볼록부(10)가 스페이서의 역할을 하고 있어, 제1 기판(100)과, 제2 기판(200) 사이에는, 볼록부(10)의 높이에 기인하는 공기층(300)이 형성되어 있게 된다.

도 7은, 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이, 수지 펜(2)에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도이다. 도 8은, 도 7에서의 Ⅷ부를 확대하여 도시하는 부분 확대도이다.

제2 실시 형태에 따른 정전 용량 결합 방식의 터치 패널(1)에 포함되는 유전막(204)은, 수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려짐으로써, 제1 기판(100)측에 추종하여 눌려진다. 눌려진 유전막(204)이 제2 절연막(105)에 접촉함으로써 유전막(204)에 축적되는 정전 용량(컨덴서)이 변화한다. 그리고 그 정전 용량을 통하여 흐르는 미약 전류도 변화하고, 그 변화분을, 제1 기판(100)에 구비된 제1 전극(102), 제2 전극(103)이 검출하여 유전막(204)과, 볼록부(10)가 접촉한 위치를 검출한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 유전막(204)과 제1 기판(100)과의 접촉하는 영역은, 볼록부(10)가 존재함으로써 전체면에서 접촉하지 않고, 접촉하는 영역의 일부에 공기층(300)이 형성된다. 이 공기층(300)이 형성됨으로써, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 억제하게 된다.

또한, 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에서도, 유전막(204)은, 정전 용량을 형성하는 것이면 되고, 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝의 것이 바람직하다. 즉, 금속과 같이 저저항값을 갖는 것이 아니어도 되고, 저항값이 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝의 조건을 충족시키는 것이면 유기질 재료이어도 된다.

또한, 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법에서도, 유전막(204)의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정과, 유전막(204)의 표면과 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)를 형성하는 공정을 더 포함하는 것으로 해도 된다. 이들 공정을 포함함으로써, 제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 유전막(204)의 제1 기판(100)과 대향하는 면에 볼록부(10)를 구비하게 된다. 수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려지는 경우, 유전막(204)과 제1 기판(100)과의 접촉하는 영역은, 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 각각에 볼록부(10)가 형성됨으로써, 제1 기판(100)에만 볼록부(10)가 형성되는 경우와 비교하여 공기층(300)이 더 많이 형성되게 된다. 따라서, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 더욱 억제하게 된다.

제2 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 액정 표시 장치에 내장하고, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화면의 품질이 저하되는지 확인을 한 바, 품질의 저하는 보이지 않았다.

[제3 실시 형태]

제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 저항막 방식 터치 패널이다. 도 9는, 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법에 의해 제조된, 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은, 제1 기판(100)에 제2 기판(200)과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막(106)을 구비하고, 제2 기판(200)에 제1 기판(100)과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막(205)을 구비하는 것이다.

제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에서의 제1 기판(100)은, 투명 기판(글래스 기판)(101)이 이용되고 있다. 투명 기판(101) 상에, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막(106)이 구비되어 있다. 제1 기판(100)의 최표면, 즉 제1 도전막(106)의 표면에는, 실란 커플링제와 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)가 형성된다.

제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)의 제조 방법에 대하여 설명을 한다. 우선, 처음에 아세트산에틸 99.99wt％를 비이커에 칭량하고, 교반을 행하면서 서서히 γ-아미노프로필트리에톡시실란(KBE903, 신에츠화학공업사제) 0.01wt％를 첨가하였다. 그리고 γ-아미노프로필트리에톡시실란을 아세트산에틸 중에 전량 첨가한 후, 30분 더 교반을 행하였다. 교반 후, 용액 내에 불용물, 부유물 등은 발견되지 않았지만, 구멍 직경 0.5㎛ 이하의 카트리지를 사용한 순환 여과 처리를 행하였다. 이렇게 하여 실란 커플링제를 포함하는 용액을 조제하였다.

볼록부(10)가 형성되는 제1 도전막(106)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명도전 재료에 의해 형성되어 있고, 그 표면에는 실란 커플링제와 화학적으로 결합하기 위한 수산기가 존재한다. 제1 도전막(106)의 표면은, 미리 Deep/UV(원자외선), 200s의 조건에서 UV 세정을 행하였다. 볼록부(10)가 형성되는 제1 도전막(106)의 표면은, 미리 UV 세정을 행하는 것이 바람직하다. UV 세정을 행함으로써, 제1 도전막(106)의 표면에 부착된 유기물 등을 제거할 수 있어, 본 공정에서의 볼록부(10)의 형성이 균질한 것으로 된다.

상기한 바와 같이 미리 준비된 제1 도전막(106)의 표면에, 조정된 실란 커플링제를 포함하는 용액을, 1500rpm/30초의 조건에서 스핀 코터를 이용하여 도포하였다. 도포 후, 60℃/1분의 조건에서 핫플레이트를 이용하여 가열 처리를 행하여, 실란 커플링제를 포함하는 용액에 포함되는 용매(아세트산에틸)를 휘발시킴과 함께, 제1 도전막(106)의 표면과 실란 커플링제가 화학적으로 결합하는 반응을 진행시킴으로써 볼록부(10)가 제1 기판(100) 상에 형성되었다. 형성된 볼록부(10)는, 반구 형상의 것이며, 높이가 20㎛, 면 방향의 폭이 60㎛의 것이다. 그리고, 볼록부(10)는 제1 기판(100)의 표면에 랜덤하게 배치되어 목시로는 인식할 수 없는 것이었다. 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이 표시 패널과 조합되어 사용되는 경우를 감안하면, 볼록부(10)의 높이는 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.

다음으로 볼록부(10)가 형성된 제1 기판(100) 상에, 또한 도트 스페이서(301)를 배치하였다. 도트 스페이서(301)는 제1 기판(100)과 제2 기판(200)과의 사이에 공기층(300)을 형성하기 위한 스페이서로서의 역할을 하는 것이다. 도트 스페이서(301)는 제1 기판(100)의 표면에 미리 정해진 일정 간격을 두고 규칙적으로 배치되어 있다. 여기서, 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에 이용된 도트 스페이서(301)는, 직경 0.3㎜의 투명 비즈이다. 따라서, 제1 기판(100)에서 볼록부(10)가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판(200)은 제1 기판(100)과 0.3㎜의 간격을 두고 설치되게 된다.

제2 기판(200)은, 도 9에서 도시된 바와 같이, 도트 스페이서(301)와 접하는 제2 도전막(205)과, 가요성을 갖는 투명 기판(201)을 포함하여 구성되어 있다. 제2 도전막(205)도, 제1 도전막(106)과 마찬가지로, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.

도 10은, 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이, 수지 펜(2)에 의해 표면이 눌려져 있는 모습을 도시하는 일부 단면도이다. 도 11은 도 10에서의 XI부를 확대하여 도시하는 부분 확대도이다.

제3 실시 형태에 따른 저항막 방식의 터치 패널(1)에 포함되는 제2 도전막(205)은, 수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려짐으로써, 제1 기판(100)측에 추종하여 눌려져, 제1 도전막(106)과 접촉한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 도전막(106)과 제2 도전막(205)과의 접촉하는 영역은, 볼록부(10)가 존재함으로써 전체면에서 접촉하지 않고, 접촉하는 영역의 일부에 공기층(300)이 형성된다. 이 공기층(300)이 형성됨으로써, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 억제하게 된다.

또한, 제1 기판(100)은, 제2 기판(200)과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막(106)을 구비하고, 제2 기판(200)은, 제1 기판(100)과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막(205)을 구비하는 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)에서, 제2 기판(200)의 표면에, 실란 커플링제를 포함하는 용액을 도포하는 공정과, 제2 기판(200)의 표면과 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부(10)를 형성하는 공정을 더 포함하는 것으로 해도 된다.

수지 펜(2)에 의해 제2 기판(200)의 표면이 눌려지는 경우, 제1 도전막(106)과 제2 도전막(205)과의 접촉하는 영역은, 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 각각에 볼록부(10)가 형성됨으로써, 제1 기판(100)에만 볼록부(10)가 형성되는 경우와 비교하여 공기층(300)이 더 많이 형성되게 된다. 따라서, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 흡착이 일어나지 않기 때문에, 뉴턴링의 발생을 더욱 억제하게 된다.

제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 액정 표시 장치에 내장하고, 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화면의 품질이 저하되는지 확인을 한 바, 품질의 저하는 보이지 않았다.

여기서, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 액정 표시 장치에 내장하여 사용하고 있는 형태에 대하여 설명한다. 도 12는, 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)이 이용되고 있는 액정 표시 장치(50)의 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 도 12에서 도시된 바와 같이, 표시 기능을 갖는 액정 표시 패널(51)의 표시부측(액정 표시 패널(51)의 백라이트(52)측과는 반대측)에 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 겹쳐서 배치함으로써, 액정 표시 장치(50)에 제1 실시 형태에 따른 터치 패널(1)을 이용할 수 있다. 제2, 제3 실시 형태에 따른 터치 패널에 대해서도 마찬가지로 액정 표시 장치에 이용할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 터치 패널(1)은 액정 표시 장치 대신에, 자발광 표시 장치인 유기 EL 표시 장치에 이용할 수도 있다.

본 발명의 특정한 실시 형태들로 간주되는 것을 설명하였지만, 다양한 변경들이 행해질 수 있다는 것이 이해될 것이며, 첨부된 특허 청구 범위는 본 발명의 사상과 범주 내에 있는 모든 그러한 변경들을 포함하도록 의도된다.

1 : 터치 패널
2 : 수지 펜
10 : 볼록부
11 : 수산기
100 : 제1 기판
101 : 투명 기판
102 : 제1 전극(X 전극)
103 : 제2 전극(Y 전극)
104 : 제1 절연막
105 : 제2 절연막
106 : 제1 도전막
200 : 제2 기판
201 : 가요성을 갖는 투명 기판
202 : 투명 탄성막
203 : 필름
204 : 유전막
205 : 제2 도전막
300 : 공기층

Claims

실란 커플링제를 포함하는 용액을 준비하는 공정과,
표면에 수산기를 갖는 제1 기판의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과,
상기 제1 기판의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정과,
상기 제1 기판에서 상기 볼록부가 형성된 면과 대향하는, 제2 기판을 상기 제1 기판과 간격을 두고 설치하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은 글래스 기판인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 실란 커플링제는 상기 용액 중에 0.1∼0.01wt％ 포함되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하고,
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 유전막을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 유전막의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과,
상기 유전막의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 유전막의 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판은, 상기 제2 기판과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막을 구비하고,
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막을 구비하고,
상기 제2 기판의 표면에, 상기 용액을 도포하는 공정과,
상기 제2 기판의 표면과 상기 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 형성하는 공정
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
표면에 수산기를 갖는 제1 기판과,
상기 제1 기판과 간격을 두고 대향하는 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 기판의, 상기 제2 기판과 대향하는 면의 표면에, 실란 커플링제를 화학적으로 결합하여 형성되는, 구조 중에 산화 규소 골격과 유기 관능기를 갖는 볼록부를 갖는
것을 특징으로 하는 터치 패널.
제8항에 있어서,
상기 제1 기판은 글래스 기판인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제8항에 있어서,
상기 제1 기판은, 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하고,
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 유전막을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제8항에 있어서,
상기 제1 기판은, 상기 제2 기판과 대향하는 면에 형성된 복수의 배선 라인으로 이루어지는 제1 도전막을 구비하고,
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 대향하는 면에 형성된 제2 도전막을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제10항에 있어서,
상기 유전막의 저항값은, 10⁶∼10¹²Ωㆍ㎝인 것을 특징으로 하는 터치 패널.