KR101303644B1 - 터치윈도우용 원판시트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치윈도우용 원판시트에 관한 것으로, 특히 베이스필름과 상기 베이스필름 상에 형성되는 투명전극층을 포함하는 원판시트와 상기 원판시트에 형성되는 다수의 터치패널용 단위셀이 어레이되는 단위셀영역 및 상기 단위셀영역의 외곽에 형성되는 금속패턴으로 구성되는 응력제어패턴을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 터치윈도우용 원판시트 테두리에 금속재질의 응력제어패턴을 구비하여 소재의 신축에 따른 불량을 해소하여 제품의 신뢰성을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치윈도우용 원판시트 및 그 제조방법{Transparent electrode film for touch window and Fabricating method of the same}
본 발명은 터치윈도우에 이용되는 ITO등의 투명 전극층을 포함하는 원판시트의 구조 및 제조공정에 관한 것이다.
터치 패널은 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(FED; Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(ELD; Electro Luminescence Device) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 장치이다.
도 1은 일반적인 터치패널의 평면도를 도시한 것으로, 터치패널은 다양한 층의 접착구조로 형성되며, 최상층의 투명윈도우(winddow)와 하부에 단층 또는 다층의 감지전극층(ITO)이 접착물질(OCA)를 매개로 접착되는 구조가 일반적이다. 이러한 다양한 층의 합착으로 형성되는 터치스크린패널은 FPCB 모듈과의 본딩을 위해 일부 영역이 절단하되어 연결패드(P)가 노출되는 본딩영역(C)을 구비하게 된다.
이러한 터치스크린 패널에 이용되는 감지전극층은 도 2에 도시된 것과 같은 원판시트(10)에 터치패널에 삽입될 ITO 필름의 셀 단위(C)가 다수 형성된 구조를 절단하여 사용하게 된다. 이러한 원판시트는 베이스필름 상에 ITO가 도포된 필름상의 기재로 형성되게 된다. 상기 원판시트는 ITO 필름에 포토 리소그래피 방법을 통한 패터닝 공정이나 금속층의 인쇄, 건조 등의 공정조건에 따라 원판 시트 소재의 신축량의 차이로 인해 공정불량이 발생한다.
즉, 원판시트 소재의 신축이 공정 조건과 소재의 경향성에 따라 수축량이 달라져 어라인 불량이 발생하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치윈도우용 원판시트 테두리에 금속재질의 응력제어패턴을 구비하여 소재의 신축에 따른 불량을 해소하여 제품의 신뢰성을 구현할 수 있는 터치윈도우용 원판시트를 제공하는 데있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 베이스필름과 상기 베이스필름 상에 형성되는 투명전극층을 포함하는 원판시트; 상기 원판시트에 형성되는 다수의 터치패널용 단위셀이 어레이되는 단위셀영역; 및 상기 단위셀영역의 외곽에 형성되는 금속패턴으로 구성되는 응력제어패턴;을 포함하는 터치윈도우용 원판시트를 제공할 수 있도록 한다.
특히, 상술한 상기 응력제어패턴은, 상기 단위셀영역의 외곽에 배치되며, 상기 윈판시트의 테두리를 따라 일정 폭을 가지는 일체형 구조의 금속패턴으로 구현할 수 있다.
이 경우, 상기 응력제어패턴은, 상기 단위셀영역의 외곽에 배치되며, 상기 원판시트의 테두리에 다수의 금속단위패턴이 분리형으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 응력제어패턴은, 상기 베이스필름 상에 형성되는 투명전극층 상에 적층되는 구조로 구현할 수 있으며, Ag, Mo, Cu, Au, Al 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금을 증착하여 패터닝될 수 있다.
본 발명에 따른 원판시트의 상기 단위셀영역은, 상기 단위셀이 형성되는 이외의 영역에 상기 원판시트를 관통하는 구조로 형성되는 제2응력제어패턴을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 제2응력제어패턴은, 어레이되는 상기 단위셀의 제1방향을 따라 배치되는 다수의 제1홀패턴과 어레이되는 상기 단위셀의 제2방향에 인접하여 배치되는 다수의 제2홀패턴;을 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 제1홀패턴 및 제2홀패턴 각각은 상호 분리되는 구조로 배치될 수 있다.
아울러, 상기 라인홀패턴은, 다수의 관통홀이 인접하여 배치되는 구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 원판시트의 상기 투명전극층은, ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 베이스필름은, 폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 베이스필름에 투명전극층의 형성된 원판시트 상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 원판시트의 테두리를 따라 일정한 폭을 가지는 금속패턴으로 패터닝하여 응력제어패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 금속층을 패터닝하는 것은, 상기 금속층 상에 감광성물질을 도포하고, 노광, 현상을 통해 금속패턴이 형성될 부분 이외의 영역의 감광성물질을 제거하고, 상기 감광성물질을 마스크로 하여 상기 금속층을 제거하여 응력제어패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상술한 공정에서 상기 응력제어패턴을 형성한 이후에, 상기 상기 단위셀이 형성되는 이외의 영역에 상기 원판시트를 관통하는 구조로 제2응력제어패턴을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 제2응력제어패턴을 형성하는 공정은, 상기 단위셀의 제1방향을 따라 배치되는 다수의 제1홀패턴과 어레이되는 상기 단위셀의 제2방향에 인접하여 배치되는 다수의 제2홀패턴이 상호 분리되는 구조로 배치되도록 레이저 홀가공하여 구현하는 공정으로 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 터치윈도우용 원판시트 테두리에 금속재질의 응력제어패턴을 구비하여 소재의 신축에 따른 불량을 해소하여 제품의 신뢰성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 터치윈도우의 구조 및 원판시트의 구조를 도시한 개념도 및 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치윈도우용 원판시트의 구조를 도시한 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 원판시트의 구조를 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 ITO 등의 투명전극층이 형성된 원판 시트 단위의 구조물에 소재의 응력을 제어하는 금속패턴으로 구현되는 응력제어패턴을 구현하여 소재의 신축량을 개선하는 기술을 제공하는 것을 요지로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 터치윈도우용 원판시트(이하, '본 발명'이라 한다.)의 구조를 도시한 개념도이다.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명은 베이스필름(110)과 상기 베이스필름 상에 형성되는 투명전극층(120)을 포함하는 원판시트(100), 상기 원판시트에 형성되는 다수의 터치패널용 단위셀(C)이 어레이되는 단위셀영역(X) 및 상기 단위셀영역의 외곽(Y)에 형성되는 금속패턴으로 구성되는 응력제어패턴(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 응력제어패턴(130)은 상기 단위셀영역(X)의 외곽(Y)에 배치되며, 상기 윈판시트의 테두리를 따라 일정 폭을 가지는 일체형 구조의 금속패턴으로 구현될 수 있다. 여기에서 일체형 구조란 원판시트의 테두리를 따라 금속패턴이 전체적으로 연결되는 구조로 구현되는 것을 의미한다. 물론, 본 발명에서 상기 금속패턴은 일체형 구조 이외에 다수의 분리되는 단위패턴(이하, '금속단위패턴'이라 한다.)의 집합으로 구현하는 것도 가능하다. 이는 패터닝 과정에서 자유롭게 변경할 수 있다.
도시된 구조의 본 발명은 다음과 같은 공정으로 구현될 수 있다.
우선, 베이스필름(110)에 투명전극층(120)의 형성된 원판시트(100) 상에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 원판시트의 테두리를 따라 일정한 폭을 가지는 금속패턴으로 패터닝하여 응력제어패턴(130)을 형성하는 공정으로 구현할 수 있다.
이 경우, 상술한 상기 금속층을 패터닝하는 공정은 상기 금속층 상에 감광성물질을 도포하고, 노광, 현상을 통해 금속패턴이 형성될 부분 이외의 영역의 감광성물질을 제거하고, 상기 감광성물질을 마스크로 하여 상기 금속층을 제거하여 응력제어패턴을 형성하는 포토리소그라피 공정을 이용할 수 있다.
또는, 상기 금속층을 형성하는 공정과 패터닝공정을 하나로 형성하기 위해 스크린 인쇄공정을 통해 금속패턴을 구현하는 공정을 적용할 수도 있다.
이 경우 상기 금속층은 Ag, Mo, Cu, Au, Al 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금을 증착하여 패터닝될 수 있다.
어느 경우이던, 상기 금속패턴은 베이스필름과 투명전극물질의 상면에 형성되는 구조로 구현되며, 이로 인해 전체 원판시트와 응력제어패턴이 구현된 영역의 두께 단차로 인해 전체 원판시트의 컬(curl)을 방지하며, 소재의 신축을 제어할 수 있게 된다.
이러한 본 발명에 따른 금속패턴으로 구현되는 응력제어패턴은 금속(metal)이 소재의 응력을 제어하여 소재 수축을 방지하게 됨과 동시에, 에칭 공정에서도 상기 금속패턴이 ITO 필름과 열, 물의 접촉을 막는 역할을 하여 과에칭 및 금속 단선의 에칭불량을 감소시킬 수 있는 장점도 구현된다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 원판시트의 구조를 구현한 예를 도시한 개념도이다.
도시된 도면을 참조하면, 본 실시예에서는 도 3의 구조에 더불어 단위셀 사이에 슬릿형으로 관통하는 제2응력제어패턴(140)을 구현한 구조를 도시한 것이다
즉, 금속패턴을 구현하는 금속층 형성 전이나 금속패턴을 구현한 후에 레이저 홀가공을 통해 다수의 단위셀(C) 사이의 영역에 원판시트를 관통하는 구조로 제2응력제어패턴(140)을 구현한다.
이를테면, 도시된 것과 같이, 단위셀(C)의 세로방향(제1방향)에 일정 부분 이격된 위치에 제1홀패턴(141)을 형성하고, 상기 단위셀의 가로방향(제2방향)에 이격된 위치에 제2홀패턴(142)가 배치되는 구조로 레이저 홀 가공을 하여 형성할 수 있다.
이 경우 상술한 제1홀패턴(141) 및 제2홀패턴(142)는 상기 단위셀(C)의 길이에 대응되는 방향으로 형성되는 라인형상의 홀이 원판시트에 관통하는 구조로 형성되며, 제1홀패턴(141) 및 제2홀패턴(142) 각각은 상호 이격되어 분리되는 구조로 형성됨이 더욱 바람직하다.
이러한 제1홀패턴(141) 및 제2홀패턴(142)으로 구성되는 제2응력제어패턴은 폴리머로 구성되는 베이스필름을 부분 절개하여 이에 따라 베이스필름 전체에 인가되는 소재 신축에 따른 응력의 영향을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 상기 제2응력제어패턴(140)은 도시된 것과 같이 상기 단위셀의 제1방향 및 제2방향의 길이에 대응되는 라인형상으로 홀이 형성되는 패턴(이하, '라인홀패턴'이라 한다.)으로 형성할 수 있다.
나아가, 도 5에 도시된 나아가 라인홀패턴 자체를 다수의 홀가공된 홀이 이격된 구조로 집합되도록 구현할 수도 있다. 즉 천공된 다수의 천공홀(d1)이 집합되어 제2응력제어패턴으로 구현하는 것도 가능하다.
상기 제2응력제어패턴(140)에 의해 본 발명의 원판시트의 신축을 제어할 수 있게 되는 경우, 도시된 어라인마크(A)의 신축에 따른 변동을 최소화할 수 있어 공정의 효율(어라인 불량 문제 제거)을 극대화할 수 있게 된다.
이 경우 상기 투명전극층(120)은 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상술한 투명전극층(120)이 적층되는 상기 베이스필름(110)은 폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 물론, 이에 한정하지 않고 투과율이 높은 다양한 구조의 필름재가 이용될 수 있음은 물론이다.
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 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 원판시트
110: 베이스필름
120: 투명전극층
130: 응력제어패턴
140: 제2응력제어패턴
141: 제1홀패턴
142: 제2홀패턴

Claims (16)

  1. 베이스필름 상에 복수의 터치패널용 단위셀이 어레이되는 단위셀영역; 및
    상기 단위셀영역의 외곽에 일정 폭으로 형성되는 응력제어패턴;
    을 포함하는 터치윈도우용 원판시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력제어패턴은,
    상기 베이스필름의 테두리를 따라 일정 폭을 가지는 일체형 구조의 금속패턴인 터치윈도우용 원판시트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력제어패턴은,
    상기 단위셀영역의 외곽에 배치되며,
    상기 베이스필름의 테두리에 복수의 금속단위패턴이 분리형으로 배치되는 터치윈도우용 원판시트.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 응력제어패턴은,
    상기 베이스필름 상에 형성되는 투명전극층 상에 적층되는 터치윈도우용 원판시트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 응력제어패턴은,
    Ag, Mo, Cu, Au, Al 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 구성되는 터치윈도우용 원판시트.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 단위셀영역은,
    상기 단위셀 이외의 영역에서 상기 베이스필름을 관통하는 제2응력제어패턴;
    을 더 포함하는 터치윈도우용 원판시트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2응력제어패턴은,
    상기 단위셀이 어레이되는 제1방향을 따라 배치되는 복수의 원형패턴을 포함하는 제1홀패턴;
    상기 단위셀이 어레이되는 제2방향을 따라 배치되는 복수의 원형패턴을 포함하는 제2홀패턴;
    을 포함하는 터치윈도우용 원판시트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1홀패턴 및 제2홀패턴은 상호 분리되는 터치윈도우용 원판시트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2응력제어패턴은,
    각각의 상기 단위셀을 둘러싸도록 배치되는 터치윈도우용 원판시트.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 투명전극층은,
    ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 터치윈도우용 원판시트.
  11. 청구항 4에 있어서,
    상기 베이스필름은,
    폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 중 어느 하나로 형성되는 터치윈도우용 원판시트.
  12. 베이스필름 상에 복수의 터치패널용 단위셀을 어레이하여 단위셀영역을 형성하고,
    상기 단위셀영역의 외곽에 일정 폭으로 응력제어패턴을 형성하는 터치윈도우용 원판시트의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 응력제어패턴을 형성시에는,
    상기 베이스필름 상에 금속층을 형성하고,
    상기 금속층을 패터닝하여 상기 베이스필름의 테두리를 따라 일정 폭을 가지는 금속패턴으로 패터닝하여 상기 응력제어패턴을 형성하는 터치윈도우용 원판시트의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 금속층을 패터닝 시에는,
    상기 금속층 상에 감광성물질을 도포하고, 노광, 현상을 통해 금속패턴이 형성될 부분 이외의 영역의 감광성물질을 제거하고,
    상기 감광성물질을 마스크로 하여 상기 금속층을 제거하여 응력제어패턴을 형성하는 터치윈도우용 원판시트의 제조방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 응력제어패턴을 형성한 이후에,
    상기 단위셀 이외의 영역에서 상기 베이스필름을 관통하는 제2응력제어패턴을 형성하는 공정을 더 포함하는 터치윈도우용 원판시트의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2응력제어패턴을 형성하는 공정은,
    상기 단위셀이 어레이되는 제1방향을 따라 배치되는 복수의 원형패턴을 포함하는 제1홀패턴을 형성하고,
    상기 단위셀이 어레이되는 제2방향을 따라 배치되는 복수의 원형패턴을 포함하는 제2홀패턴을 형성하는 터치윈도우용 원판시트의 제조방법.
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