KR101381240B1 - 터치 스크린 패널의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법은 이형 필름을 준비하는 단계와, 상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

터치 스크린 패널의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 터치 스크린 패널{Manufacturing method of touch screen panel and touch screen panel using the same}

본 발명은 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금방법을 이용하여 금속전극을 형성하는 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 네이게이션, 스마트폰과 같이 소형 디스플레이 장치가 구비된 전자기기의 사용이 확대되면서 터치 스크린 패널과 같은 입력수단이 구비된 디스플레이 소자가 널리 이용되고 있다.

터치 스크린 패널(touch screen panel, TSP)은 손 또는 터치펜 등을 이용하여 컴퓨터를 제어할 수 있는 입력수단이 구비된 전자소자이다. 터치 스크린 패널은 압력을 감지하는 저항막 방식, 전하의 이동을 감지하는 정전용량 방식 등이 있고, 제조원가를 절감하고 입력 오류를 최소화하기 위한 다양한 구조와 제조방법에 관한 기술이 개발되고 있다.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 적층구조를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 터치 스크린 패널(100)은 윈도우 기판(101), 블랙매트릭스층(102), 투명도전층(103), 금속전극층(104), 프라이머층(105)이 순차적으로 적층된 형태로 이루어지고, 프라이머층(105)에 디스플레이 기판(106)이 결합된다. 종래의 터치 스크린 패널을 제조하는 방법은 먼저 윈도우 기판 위에 블랙매트릭스층, 투명도전층, 금속전극층을 순차적으로 형성하고, 프라이머를 이용하여 디스플레이 기판에 터치 스크린 패널을 결합하는 순서로 진행된다. 이때, 블랙매트릭스층, 투명도전층, 금속전극층은 소정의 패턴 형태로 구성될 수 있으며, 블랙매트릭스층은 윈도우 기판 위에 형성되지만, 투명도전층은 블랙매트릭스 위에 또는 블랙매트릭스가 없는 윈도우 기판 영역 위에 형성될 수 있으며, 금속전극층도 윈도우 기판, 블랙매트릭스층 또는 금속전극층 위에 형성될 수 있다. 이와 같은 종래의 터치 스크린 제조방법은 금속전극층 등을 형성하기 위하여 스퍼터링 증착과 사진식각기술에 의한 패터닝 과정을 이용하고 있으나, 진공공정을 이용하는 스퍼터링 증착은 고가의 설비를 요구하므로 생산성 면에서 불리하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 한국공개특허 제2013-0011267호가 있으며, 상기 선행기술에서는 도금방법에 의하여 금속전극을 형성하는 기술에 대하여 개시하고 있다.

터치 스크린 패널은 윈도우 기판에 블랙매트릭스 및 투명전극이 형성된 반제품을 다른 기능을 하는 필름이나 또는 디스플레이 기판(예를 들면 박막트랜지스터 기판)에 접합하는 방식(G1F, G2 등), 인쇄된 윈도우 기판에 투명전극이 형성된 필름 또는 유리기판(또는 필름)을 접합하는 방식(GG2, GFF) 등으로 다양한데, 이러한 방식에 종래의 제조방법을 이용하는 경우 기판을 중심으로 여러 개의 단위 부품 조합공정으로 이루어져 있어 매우 낮은 생산성으로 인해 어려움을 겪고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 기판에서 분리된 형태로 매트릭스층, 투명도전층, 금속전극층 등을 형성하여 제조비용을 절감시킬 수 있으면서도 다양한 구조의 터치 스크린 패널에 대응할 수 있는 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기의 터치 스크린 패널용 전사 필름을 이용하여 터치 스크린 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 터치 스크린 패널의 제조에 이용될 수 있는 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 네 번째 과제는 전사 필름을 이용하여 제조된 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 이형 필름을 준비하는 단계와, 상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명이 일 구현예에 따르면, 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하는 방법은 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하는 단계 후에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명이 다른 구현예에 따르면, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계는 도금방법에 의하여 수행될 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 이형 필름을 준비하고, 상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하고, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하고, 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하여 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하는 단계와, 상기 터치 스크린 패널용 전사 필름을 윈도우 기판에 접합시키는 단계와, 상기 윈도우 기판에 접합된 터치 스크린 패널용 전사 필름에서 이형 필름을 제거하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기 세 번째 과제를 달성하기 위하여, 이형 필름과, 상기 이형 필름 위에 형성된 이형층과, 상기 이형층 위에 형성된 금속전극층 또는 투명도전층을 포함하는 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제공한다.

본 발명은 상기 네 번째 과제를 달성하기 위하여, 이형 필름, 이형층 및 투명도전층을 포함하는 전사 필름을 윈도우 기판에 접합하는 방식으로 제조된 터치 스크린 패널을 제공한다.

본 발명의 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법은 윈도우 기판 위에 직접 터치 스크린 패널의 센서, 전극 등을 형성하는 방식이 아니고, 이형 필름에 센서, 전극 등을 형성하여 윈도우 기판에 전사하는 방식으로 진행되므로 다양한 구조의 터치 스크린 패널에 대한 적응도가 높다.

또한 금속전극층의 형성이 스퍼터링이 아닌 도금방식에 의하여 진행되므로 공정비용을 감소시킬 수 있고, 경질의 윈도우 기판이 아닌 가요성이 있는 이형 필름에 도금을 진행하므로 도금조의 용량 대비 도금 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 적층구조를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 터치 스크린 패널의 적층구조를 도시적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 터치 스크린 패널용 전사 필름의 적층구조를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하기 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 터치 스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 터치 스크린 패널을 제조하기 위한 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.

본 발명의 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법은 이형 필름을 준비하는 단계와, 상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

아래에서 본 발명의 터치 스크린 패널 제조방법에 관한 상세히 설명하고자 한다. 본 명세서에 개시된 내용은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것으로서, 도면이나 이에 관한 설명은 본 발명의 일 구현예에 해당하며 청구범위에 기재되지 않은 내용에 의하여 권리범위가 제한되지 않는다. 또한 터치 스크린 패널의 구조를 나타내기 위한 도면은 도식적으로 표현된 것이고, 적층 구조를 설명하기 위하여 사용된 "~층은 ~위에 형성된다" 등의 기재는 바로 위에 형성된 층뿐만 아니라, 그 사이에 다른 층이 게재되어 있는 경우를 포함하며, 하부의 전체 표면을 덮고 있는 경우와 패터닝되어 일부 영역에 형성된 경우를 모두 포함한다.

도 2는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 터치 스크린 패널의 적층구조를 도시적으로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 터치 스크린 패널(200)은 윈도우 기판(201), 프라이머층(202), 블랙매트릭스층(203), 투명도전층(204), 금속전극층(205)을 포함한다. 도면에서는 디스플레이 기판(206)과 결합된 형태를 터치 스크린 패널(200)이라고 표시하였지만, 터치 스크린 패널(200)은 디스플레이 기판(206)을 제외한 부분을 명명할 수도 있다.

윈도우 기판은 투명한 소재로 만들어지며, 유리, 투명고분자 등으로 이루어질 수 있다.

프라이머층(202)은 이형 필름에 형성된 블랙매트릭스층(203), 투명도전층(204), 금속전극층(205)을 윈도우 기판에 결합시키기 위한 수단으로서, 다양한 종류의 고분자수지 접착제 등이 이용될 수 있으며, 열, 자외선, 압력 등에 의하여 경화되는 재질로 이루어질 수 있다.

블랙매트릭스층(203)은 디스플레이 기판에 형성된 화소의 경계를 구분하여 화질을 향상시키는 기능 등을 수행하며, 화소의 크기, 간격, 모양 등을 고려하여 다양한 형태로 패터닝될 수 있다. 블랙매트릭스층은 금속계 또는 유기계 소재로 이루어질 수 있고, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 증착 및 사진식각기술 등을 이용하여 형성될 수 있다.

투명도전층(204)은 터치 스크린 패널의 센서 또는 전극을 형성할 수 있고, 패턴 부위에 따라 윈도우 기판 또는 블랙매트릭스 위에 형성될 수 있다. 투명도전층은 인듐틴옥사이드, 플루오로틴옥사이드, 틴옥사이드와 같은 도전성 금속 산화막이나, 그래핀, 나노와이어 등의 나노소재로 이루어질 수 있다. 투명도전층은 스퍼터링 증착, 화학기상증착, 스크린 프린팅 등의 공정으로 형성시킬 수 있고, 스퍼터링 증착이나 화학기상증착의 경우에는 패턴 형성을 위하여 쉐도우마스크를 이용하여 증착하거나, 사진식각기술과 에칭공정 등을 추가할 수 있다.

금속전극층(205)은 투명도전층의 전도도를 향상시키기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 터치가 이루어지는 투명도전층의 센서 영역에 일부 형성될 수도 있고, 패널의 외곽 영역에서 회로를 형성할 수도 있다. 금속전극층은 투명도전층 위에 형성될 수도 있고, 투명도전층이 없는 영역에 형성될 수도 있다.

도 1과 같은 구조의 터치 스크린 패널을 제조하기 위한 본 발명의 제조방법은 이형 필름 위에 센서, 전극, 블랙매트릭스 등을 형성한 후에 디스플레이 기판에 접합하는 방식으로 이루어진다. 이하에서 이형 필름을 포함하여 디스플레이 기판에 접합되는 부분을 터치 스크린 패널용 전사 필름이라 부르기로 한다.

도 3은 본 발명의 터치 스크린 패널용 전사 필름의 적층구조를 도식적으로 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 이형 필름(208) 위에 이형층(207), 금속전극층(205), 투명도전층(204), 블랙매트릭스층(203)이 형성되어 있다. 도면에서는 각 층을 패터닝되어 있지 않은 상태로 도식적으로 나타내었으나, 각 층은 센서, 회로 등을 형성하기 위한 형태로 패터닝될 수 있으며, 이 경우 어느 영역에서는 이형층, 금속전극층, 투명도전층, 블랙매트릭스층 중 적어도 하나가 생략될 수 있다.

이형 필름은 고분자 수지로 이루어질 수 있고, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 이루어질 수 있고, 두께는 수 내지 수십 미크론일 수 있다. 이형 필름은 터치 스크린 패널용 전사 필름을 디스플레이 기판에 접합 한 후에 제거되는 부분으로서, 금속전극층, 투명도전층, 블랙매트릭스 등을 형성하기 위한 기재의 기능을 한다.

이형층은 이형 필름이 다른 층들과 분리되기 용이하도록 형성된 층으로서, 폴리테트라플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene), 테플론과 같은 불소수지나 실리콘 수지 등으로 이루어질 수 있다. 이형층은 프린팅, 분사코팅 등의 방법으로 형성될 수 있으며, 수 미크론의 두께를 가질 수 있다.

금속전극층은 스퍼터링 증착, 화학기상증착, 도금법 등으로 형성될 수 있고, 소정의 패턴으로 형성될 수 있다. 금속전극층은 금, 구리, 은, 백금, 몰리브덴, 알루미늄, 니켈이나 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 0.001 내지 100미크론 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 10미크론의 두께를 가질 수 있다.

투명도전층과 블랙매트릭스층의 재질, 형성공정 등은 도 2에 관한 설명에서 이미 하였으므로 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따라 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하기 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법은 이형 필름 준비, 이형층 형성, 금속전극층 형성, 투명도전층 형성, 블랙매트릭스층 형성의 단계로 이루어진다. 이때, 각 단계의 사이에는 패터닝을 위한 공정이 추가될 수 있다. 본 발명에서 금속전극층은 도금법에 의하여 형성될 수 있다. 도금법으로 습식도금이 이용될 수 있고, 무전해 도금, 전기도금 등의 방법이 이용될 수 있다.

도 5와 도 6은 각각 본 발명의 터치 스크린 패널 제조방법을 설명하기 위한 도면과, 터치 스크린 패널을 제조하기 위한 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 먼저 윈도우 기판(201)을 준비한다. 이어서, 이형 필름(208), 이형층(207), 금속전극층(205), 투명도전층(204), 블랙매트릭스층(203)을 포함하는 터치 스크린 패널용 전사 필름을 프라이머를 이용하여 윈도우 기판(201)에 접합시킨다. 전사 필름과 윈도우 기판이 접합된 상태에서 프라이머는 프라이머층(202)을 형성하게 된다. 프라이머층은 윈도우 기판 또는 전사 필름에 도포될 수 있다. 이어서, 접합된 전사 필름에서 이형 필름을 분리한다. 도면에서는 이형층을 도시하였지만, 용매 등을 이용하여 이형층을 추가로 제거할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현예를 이용하여 설명한 것으로써, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 예를 들면, 염료감응 태양전지 모듈에 포함되는 연결전극의 개수, 형성 위치, 형태 등은 다양하게 변형될 수 있으며, 연결전극의 변형에 따라서 실링부, 집전전극의 형태 또한 함께 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 설명된 구현예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 구현예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 터치 스크린 패널 101: 윈도우 기판
102: 블랙매트릭스층 103: 투명도전층
104: 금속전극층 105: 프라이머층
106: 디스플레이 기판
200: 터치 스크린 패널 201: 윈도우 기판
202: 프라이머층 203: 블랙매트릭스층
204: 투명도전층 205: 금속전극층
206: 디스플레이 기판 207: 이형층
208: 이형 필름 210: 전사 필름

Claims (6)

1. 이형 필름을 준비하는 단계;
   상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하는 단계;
   상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계;
   상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하는 단계; 및
   상기 투명도전층 위에 블랙매트릭스층을 형성하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하는 단계는 도금방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 전사 필름의 제조방법.
4. 이형 필름을 준비하고, 상기 이형 필름 위에 이형층을 형성하고, 상기 이형층 위에 금속전극층을 형성하고, 상기 이형층 또는 금속전극층 위에 투명도전층을 형성하고, 상기 투명도전층 위에 블랙매트릭스층을 형성하여 터치 스크린 패널용 전사 필름을 제조하는 단계;
   상기 터치 스크린 패널용 전사 필름을 윈도우 기판에 접합시키는 단계; 및
   상기 윈도우 기판에 접합된 터치 스크린 패널용 전사 필름에서 이형 필름을 제거하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
5. 이형 필름;
   상기 이형 필름 위에 형성된 이형층; 및
   상기 이형층 위에 형성된 금속전극층 또는 투명도전층; 및
   상기 금속전극층 또는 투명도전층 위에 형성된 블랙매트릭스층;을 포함하는 터치 스크린 패널용 전사 필름.
6. 이형 필름, 이형층, 투명도전층 및 블랙매트릭스층을 포함하는 전사 필름을 윈도우 기판에 접합하는 방식으로 제조된 터치 스크린 패널.

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