KR101384110B1 - 터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드 - Google Patents

터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드에 관한 것으로서, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 터치패널용 패드는, 금속층의 에칭 불량 등에 기인한 잔사 현상을 억제할 수 있으며, 투명 도전층의 특성을 향상시키기 위한 어닐링 처리가 가능하다.

Description

터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드 {METHOD OF PREPARING PAD FOR TOUCH PANEL AND PAD FOR TOUCH PANEL PREPARED THEREBY}
본 발명은 터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드에 관한 것으로서, 특히 금속층의 에칭 불량 등에 기인한 잔사 현상을 억제할 수 있으며, 터치패널용 패드의 투명 도전층의 특성을 향상시키기 위한 어닐링 처리가 가능한 터치패널용 패드의 제조방법 및 터치패널용 패드에 관한 것이다.
영상 표시장치 등의 입력장치로서 널리 이용되는 터치패널은, 유리나 절연 수지 등의 절연층 위에 ITO 등의 투명 도전층을 코팅한 적층 패드를 이용하여 제조된다.
종래의 터치패널용 패드에는 외부와의 전기적 접속을 위한 실버페이스트가 도포되어 있다. 그러나 이와 같이 실버페이스트를 이용하여 배선전극을 형성하는 경우, 배선전극의 두께와 폭을 작게 하기가 어려워서 패널 표면에 단차가 생기거나 소자의 집적도를 높일 수 없다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위해서, 실버페이스트를 대신하여, 상기 패드의 투명 도전층 위에 금속층을 코팅하여 배선전극을 형성하는 방법이 사용되어 왔다.
도 1에 배선 전극으로서 금속층이 형성된 터치패널용 패드의 제작 공정의 일례를 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 먼저 절연층(110) 위에 투명 도전층(120)을 형성하고, 그 상부에 금속층(130)을 형성한다.
다음으로, 포토리소그래피(photolithography) 등의 공정에 의해, 투명 도전층(120)으로 이루어지는 투명전극 패턴(121)과 금속층(130)으로 이루어지는 배선전극 패턴(131)을 형성하게 된다. 이때, 첫 번째 마스크(140)를 이용하여 투명전극 패턴(121)과 배선전극 패턴(131)에 해당하지 않는 부분의 금속층(130)과 투명 도전층(120)을 동시에 제거한 후(1차 에칭), 두 번째 마스크(141)를 이용하여, 금속층(130)에서 배선전극 패턴(131)을 제외한 부분을 제거한다(2차 에칭). 이러한 공정에 의해, 절연층(110) 위에 투명전극 패턴(121)과 배선전극 패턴(131)이 형성된 터치패널용 패드가 제작된다.
상기한 방법으로 패드를 형성하는 경우, 금속층(130)이 불투명하기 때문에, 제조 공정 중에 투명전극 패턴(121)의 불량(단락 혹은 개방)을 육안 검사로 확인하기가 용이하다. 그러나 1차 에칭 후에, 마스크(140)의 박리 과정에서 유기 오염 물질 등이 잔류하는 경우, 2차 에칭에서 에칭 속도에 차이가 발생하여 금속층(130)의 일부가 에칭되지 않고 남아 있게 되고, 이로 인해 완제품의 외관 불량이 발생할 수 있다. 특히, 1차 에칭 후에 금속의 산화를 방지하기 위하여 산화방지제 처리를 하게 되는데, 산화방지제가 2차 에칭에서 제거되지 않거나 늦게 제거되면 금속층(130)의 잔사 현상이 발생하기 쉬워진다.
이러한 잔사 현상은 터치패널의 윈도우 영역(화면이 표시될 투명한 부분)에 투명 재료가 아닌 금속이 잔류하게 하므로, 터치패널의 불량을 초래하게 된다.
상기한 도 1의 제작 공정에서의 문제점을 개선한 또 다른 제작 공정의 일례를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 방법은, 도 1에 나타낸 방법과는 달리, 1차 에칭에서는 패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분의 금속층(130)만 제거한 후, 2차 에칭에서 금속층(130)의 배선전극 패턴(131)과 투명 도전층(120)의 투명전극 패턴(121) 부분만 남기고 금속층(130)과 투명 도전층(120)을 각각 제거한다. 이러한 공정에 의해, 절연층(110) 위에 투명전극 패턴(121)과 배선전극 패턴(131)이 형성된 패드가 제작된다.
도 2에 나타낸 터치패널용 패드 제조방법에서는, 패널의 윈도우 영역에 해당하는 금속층(130)을 먼저 에칭하므로, 도 1에 나타낸 제조방법과 같은 산화방지제나 유기물에 의한 잔사 문제가 생기지 않으므로, 균일한 에칭을 실행할 수 있다. 설령, 금속층(130) 및 투명 도전층(120)을 에칭하는 2차 에칭에서 산화방지제나 잔류 유기물 의한 문제가 발생하더라도, 터치패널의 윈도우 영역과는 관련이 없기 때문에 큰 문제가 되지 않는다.
그러나 상기한 도 1 및 도 2에 나타낸 종래의 제조방법은 산화방지제의 사용이 거의 필수적이므로, 산화방지제로 인한 잔사 문제를 완전하게 해결할 수 없다.
또한, 패드의 투명 도전층의 특성을 향상시키기 위해 어닐링 처리를 하고자 하는 경우, 금속층의 열산화로 인해 금속층의 표면 저항값이 증가하거나 패턴의 끊김 현상이 발생할 수 있다. 따라서 상기한 종래의 제조방법으로 형성된 패드에 대해서는 어닐링 처리를 할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 제조 방법에서 금속층을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 형성하는 경우에는, 투명 도전층인 ITO가 금속산화물이기 때문에, 스퍼터링 전에 표면 활성화 처리를 하더라도 핀홀(pin hole)이 발생하는 문제점도 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 금속층의 에칭 불량 등에 기인한 잔사 현상을 억제할 수 있는 터치패널용 패드의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 터치패널용 패드의 투명 도전층의 특성을 향상시키기 위한 어닐링 처리가 가능한 터치패널용 패드의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치패널용 패드의 제조방법은, 투명 절연체 위에 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층 중에서 터치패널의 윈도우 영역(화면이 표시될 투명한 부분)에 해당하는 부분만을 선택적으로 제거하는 단계; 상기 금속층의 상면과 상기 금속층을 선택적으로 제거된 상기 투명 절연체의 상면에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층과 상기 투명 도전층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 금속층으로 된 배선전극 패턴과 상기 투명 도전층으로 된 투명전극 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 터치패널용 패드의 제조방법은, 투명 절연체 위에 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층 중에서 터치패널의 윈도우 영역(화면이 표시될 투명한 부분)에 해당하는 부분만을 선택적으로 제거하는 단계; 상기 금속층을 선택적으로 제거된 상기 투명 절연체의 상면에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층과 상기 투명 도전층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 금속층으로 된 배선전극 패턴과 상기 투명 도전층으로 된 투명전극 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 터치패널용 패드는, 투명 절연층; 상기 투명 절연층 위에서 터치패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분에 투명 도전층으로 형성된 투명전극 패턴; 상기 투명 절연층 위에서 상기 터치패널의 윈도우 영역을 제외한 가장자리 영역에 금속층으로 형성된 배선전극 패턴; 및 상기 배선전극 패턴 위에 형성된 투명 도전층을 포함한다.
본 발명에 따른 터치패널용 패드는, 투명 절연층; 상기 투명 절연층 위에서 터치패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분에 투명 도전층으로 형성된 투명전극 패턴; 및 상기 투명 절연층 위에서 상기 터치패널의 윈도우 영역을 제외한 가장자리 영역에 금속층으로 형성된 배선전극 패턴을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 터치패널용 패드의 제조방법은 상기 투명 도전층을 형성하기 전에, 상기 투명 절연층 및 상기 금속층에 프라이머(primer)를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머는 도전성이 있는 금속 물질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속층과 투명 도전층을 선택적으로 제거하여 상기 배선전극 패턴과 상기 투명전극 패턴을 형성하는 단계에서는, 상기 금속층과 상기 투명 도전층을 하나의 에칭액으로 동시에 에칭하는 것이 바람직하다.
상기 투명 절연층은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)이고, 상기 금속층은 구리 또는 알루미늄이며, 상기 투명 도전층은 ITO막인 것이 바람직하다.
본 발명의 터치패널용 패드의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널용 패드는 다음과 같은 유리한 효과를 나타낸다.
본 발명에서는 투명 도전층이 금속층 위에 도포되어 금속층의 산화 방지제의 역할을 하게 됨으로써, 우수한 산화 방지의 효과가 있다.
또한, 금속층이 투명 도전층인 ITO막 위에 형성되는 종래의 제조방법에서는 금속의 열산화 문제로 인해 어닐링 처리를 할 수 없었으나, 본 발명의 제조방법에 의하면, 금속층 위에 형성된 ITO막에 의해 증착 공정에서 고온에 의해 금속이 산화되는 것을 방지할 수 있으므로, 어닐링 처리를 할 수 있다. 따라서 어닐링 처리에 의해, 패드의 ITO막의 특성, 즉 저항값이 낮아지는 특성 및 투과성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 투명 도전층을 형성하기 전에, 금속층 및 투명 절연층과의 밀착력이 우수한 금속을 프라이머로 사용함으로써, 스퍼터링 공정에서 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 핀홀로 인해 터치패널에 배선 단락과 같은 불량이 발생하는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 금속층으로 된 배선전극 패턴과 투명 도전층으로 된 투명전극 패턴을 형성하는 공정(후술하는 "2차 에칭")에서 금속층과 투명 도전층을 하나의 에칭액으로 동시에 에칭할 수 있으므로, 공정 및 약품을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터치패널용 패드의 제조방법의 일례를 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 터치패널용 패드의 제조방법의 다른 일례를 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드의 제조방법을 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드의 제조방법을 단계별로 나타낸 평면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드의 제조방법을 단계별로 나타낸 단면도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드의 제조방법을 단계별로 나타낸 평면도이다.
도 3의 (a) 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 터치패널용 패드를 제조하기 위해서는, 먼저 투명 절연층(310) 위에 금속층(320)을 형성한다(단계 1).
투명 절연층(310)은 투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체로 형성되고, 상기 유기 절연체는 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)를 포함하거나 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)로 이루어지는 투명 유기 절연체인 것이 바람직하고, 상기 무기 절연체는 유리로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속층(320)은 공지된 다양한 금속을 사용할 수 있으며, 제조의 용이성 및 전기 전도도를 고려하여 구리 또는 알루미늄으로 하는 것이 바람직하다.
투명 절연층(310)에 금속층(320)을 형성하는 방법은 라미네이팅이나 기상 증착과 같은 공지의 방법을 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서는 투명 절연층(310) 위에 금속층(320)이 이미 형성되어 판매되는 물품을 이용할 수도 있다.
다음으로, 도 3의 (b) 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 금속층(320) 중에서 터치패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분만을 선택적으로 제거한다(단계 2).
이러한 선택적인 제거는 공지의 방법을 적용할 수 있음은 물론이며, 일예로 포토리소그래피 공정 등을 사용하여 실행할 수 있다. 즉, PR 도포, 노광, 현상, 에칭, 박리 등의 공정을 통해, 상기 금속층(320)을 선택적으로 제거할 수 있다(이하, "1차 에칭"이라 함).
다음으로, 도 3의 (c) 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 단계 2에 의해 금속층(320)의 상면과 금속층(320)이 선택적으로 제거된 투명 절연층(310)의 상면 위에 투명 도전층(330)을 형성한다(단계 3).
다른 실시예로서, 금속층(320)의 상면에는 투명 도전층(330)을 형성하지 않고, 금속층(320)이 선택적으로 제거된 투명 절연층(310)의 상면 위에 투명 도전층(330)을 형성할 수도 있다.
투명 도전층(330)은 TCO와 같은 투명한 재질의 전도성 물질로 형성되며, 구체적으로는 ITO 또는 IZO를 포함하거나 ITO 또는 IZO로 이루어지는 투명 전도성 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
투명 도전층(330)의 형성은 공지의 방법들이 적용될 수 있으며, 구체적인 일예로 스퍼터링(sputtering)에 의해 형성할 수 있다. 이때, 상기 투명 도전층(330)을 스퍼터링하기 전에, 상기 투명 절연층(310) 및 금속층(320)에 프라이머(primer)(도시하지 않음)를 코팅할 수 있다. 프라이머로는 투명 절연층(310) 및 금속층(320)과 밀착력이 우수하고 도전성이 있는 금속물질을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서 상기 프라이머는 니켈, 크롬 또는 알루미나일 수 있다. 이러한 프라이머를 사용함으로써, 스퍼터링 공정에서 핀홀이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 공정에 의해 투명 도전층(330)이 금속층(320) 위에 도포되어 금속층(320)의 산화 방지제의 역할을 하게 됨으로써, 우수한 산화 방지 효과도 얻을 수 있다.
다음으로, 도 3의 (d) 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 금속층(320)과 투명 도전층(330)을 포토리소그래피 공정을 사용하여 선택적으로 제거함으로써(이하, "2차 에칭"이라 함), 금속층(320)으로 된 배선전극 패턴(321)과 투명 도전층(330)으로 된 투명전극 패턴(331)을 형성한다(단계 4).
도 3의 (d) 및 도 7에 도시된 바와 같이, 배선전극 패턴(321)의 위에는 투명 도전층(330)이 형성되어 있다.
전술한 다른 실시예와 같이, 금속층(320)의 상면에 투명 도전층(330)을 형성하지 않고, 금속층(320)이 선택적으로 제거된 투명 절연층(310)의 상면 위에 투명 도전층(330)을 형성하는 경우, 배선전극 패턴(321)의 위에는 투명 도전층(330)이 형성되지 않는다.
2차 에칭에서 상기 금속층(320)과 투명 도전층(330)은 하나의 에칭액으로 동시에 에칭할 수 있으며, 구체적인 일예로 에칭액으로서는 염화제이철(FeCl3) 수용액 등을 사용할 수 있다.
상기한 같은 단계 1 내지 4의 공정에 의해, 도 3(d) 및 도 7에 나타낸 터치패널용 패드가 제조된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드는 투명 절연층(310)과, 투명 절연층(310) 위에서 터치패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분에 투명 도전층(330)으로 형성된 투명전극 패턴(331)과, 투명 절연층(310) 위에서 터치패널의 윈도우 영역을 제외한 가장자리 영역에 금속층(320)으로 형성된 배선전극 패턴(321)과, 배선전극 패턴(321) 위에 형성된 투명 도전층(330)으로 이루어진다.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 터치패널용 패드는 터치스크린이나 터치 패드용 터치패널을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 패드를 적절히 조립하여, 저항막 방식의 터치패널이나, 정전용량 방식의 터치패널을 제조할 수 있다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
110, 310: 투명 절연층
120, 330: 투명 도전층
130, 320: 금속층
121, 331: 투명전극 패턴
131, 321: 배선전극 패턴
140, 141: 마스크

Claims (9)

  1. 투명 절연층 위에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층 중에서 터치패널의 윈도우 영역(화면이 표시될 투명한 부분)에 해당하는 부분만을 선택적으로 제거하는 단계;
    상기 터치패널의 전면에 도전성이 있는 금속 물질인 프라이머를 코팅하는 단계
    상기 터치패널의 전면에 투명 도전층을 스퍼터링(Sputtering)에 의해 형성하는 단계; 및
    상기 금속층과 상기 투명 도전층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 금속층으로 된 배선전극 패턴과 상기 투명 도전층으로 된 투명전극 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 패드의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속층과 상기 투명 도전층을 선택적으로 제거하여 상기 배선전극 패턴과 상기 투명전극 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 금속층과 상기 투명 도전층을 하나의 에칭액으로 동시에 에칭하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 패드의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 절연층은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)이고, 상기 금속층은 구리 또는 알루미늄이며, 상기 투명 도전층은 ITO막인 것을 특징으로 하는 터치패널용 패드의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배선전극 패턴 위에 투명 도전층이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 패드의 제조방법.
  8. 유기 절연체 또는 무기 절연체로 이루어진 투명 절연층;
    상기 투명 절연층 위에서 터치패널의 윈도우 영역에 해당하는 부분에 투명 도전층으로 형성된 투명전극 패턴;
    상기 투명 절연층 위에서 상기 터치패널의 윈도우 영역을 제외한 가장자리 영역에 금속층으로 형성된 배선전극 패턴; 및
    상기 배선전극 패턴 위에 형성된 투명 도전층을 포함하며, 상기 투명 도전층을 스퍼터링(Sputtering)에 의해 형성하기 전에 상기 터치패널의 전면에 도전성이 있는 금속 물질인 프라이머를 코팅하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 패드.
  9. 삭제
KR1020110110953A 2010-10-29 2011-10-28 터치패널용 패드의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조되는 터치패널용 패드 KR101384110B1 (ko)

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