KR101426141B1 - 터치스크린 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 80%의 투과율을 가지는 윈도우 부재; 상기 윈도우 부재의 내측면에서 가장자리를 따라 형성된 베젤층; 및 상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 베젤층과, 상기 베젤층에 의해 둘러싸인 투과 영역의 경계를 따라 형성된 절연층을 포함하고, 상기 절연층이 상기 투과영역의 가장자리와 아울러, 상기 베젤층의 일부분을 덮도록 형성된 터치스크린 패널을 개시한다. 상기와 같이 구성된 터치스크린 패널은 외부 환경 변화에 따른 수축/확장 등 요변성을 가지는 베젤층에 절연층을 형성하여 베젤층의 요변성을 억제함으로써, 안정된 구조를 제공하게 된다.

Description

터치스크린 패널 및 그 제조 방법 {TOUCH SCREEN PANEL AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 터치스크린에 관한 것으로, 특히, 윈도우 부재에 통합되는 터치스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치스크린은 입력 검출 수단을 표시 수단에 통합한 것으로서, 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)와 같은 디스플레이 유닛(display unit)과, 상기 디스플레이 유닛의 위에 배치된 터치스크린 패널(touch screen panel)을 포함한다.
터치스크린은, 키탑과 돔스위치 등으로 이루어지는 물리적인 키패드(keypad)를 사용하지 않고 화면(screen)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손끝 또는 기타 물체가 닿으면 그 위치를 감지함으로써, 화면 접촉을 통해 사용자의 입력을 수신한다.
터치스크린은, 정밀도가 높지는 않지만, 물리적인 키패드를 필요로 하지 않으면서 조작이 간단하기 때문에 대중들이 많이 이용하는 장소, 즉 지하철, 백화점, 은행 등의 공공 장소에서 안내용 디스플레이 장치로 많이 이용되며, 각종 점포의 출납용 단말기에도 많이 응용될 뿐만 아니라, 근래에는 휴대 전화기, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 수신기, 차량용 내비게이션 등 휴대용 단말기에 널리 활용되고 있다.
터치스크린 패널은 저항막 방식(resistive overlay), 정전용량 방식, 표면 초음파 방식(surface acoustic wave) 및 적외선 방식(infrared beam) 등으로 분류할 수 있다.
그 중에서, 상용화되어 있는 저항막 방식의 터치스크린 패널과 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 제1 및 제2 필름(film)에 제1 및 제2 도전층을 각각 형성하고, 상기 제1 및 제2 도전층을 전극층들을 통해 제어부와 연결한다. 상기 제어부는 입력 수단(예를 들어, 손가락, 스타일러스 펜 등)의 접촉에 따른 상기 터치스크린 패널의 해당 부분의 정전용량의 변화를 감지하고, 상기 접촉 부분의 위치를 결정한다. 이러한 구조의 터치스크린 패널들 중, 정전용량 방식의 터치스크린 패널은 감도와 인식 능력에서 우수하여, 상용화된 휴대용 단말기, 예를 들면, 대부분의 이동통신 단말기나 태블릿 PC에 적용되어 있다.
도 1과 도 2는 통상적인 터치스크린 패널(100)을 나타내는 도면으로서, 윈도우 부재(101)에 투명전극 패턴(104)들의 배열로 이루어지는 센서층이 통합된 구성을 예시하고 있으며, 상기 터치스크린 패널(100)은 대체로 정정용량 방식의 터치스크린에 적용되는 구조이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 센서층이 윈도우 부재(101)에 통합된 터치스크린 패널(100)은 상기 윈도우 부재(101)의 내측면에서 가장자리를 따라 잉크 등의 도료를 도포하여 형성된 베젤층(102)을 구비한다. 상기 베젤층(102)은 상기 윈도우 부재(101)가 부착되는 기기의 내측면 구조물 등을 은페함과 아울러, 디스플레이 소자의 조명 장치로부터 발생된 빛이 화면을 투과하는 영역을 제외한 다른 영역으로 유출되는 것을 차단하게 된다.
상기 센서층은 투명전극 패턴(104)들을 격자 형태 또는 마름모 형태로 배열하여 형성된 것으로서, 사용자의 입력 동작을 검출하게 된다. 즉, 사용자의 손끝이 상기 윈도우 부재(101)의 외측면에 접촉하게 되면, 상기 센서층은 정전용량의 변화나 저항의 변화를 감지하여 제어부로 전달하게 되는 것이다. 이때, 상기 투명전극 패턴(104)들은 상기 베젤층(102)까지 연장되어 가요성 인쇄회로 기판 등을 통해 제어부가 제공된 회로 기판에 연결될 수 있다.
한편, 상기 투명전극 패턴(104)들이 상기 베젤층(102) 상에도 형성될 수 있으나, 상기 베젤층(102)에는 별도로 패턴 전극(105)을 형성하여 가요성 인쇄회로 기판 등의 접속을 용이하게 할 수 있다. 상기 패턴 전극(105)은 상기 베젤층(102) 상에 형성되면서, 상기 투명전극 패턴(104)들에 연결된다. 상기 윈도우 부재(101)의 내측면에는 추가의 제2 절연층(103)을 형성함으로써, 상기 투명전극 패턴(104)들을 보호할 수 있다.
그러나 일반적인 터치스크린 패널은 잉크와 같은 도료로 형성된 베젤층이 외부 환경, 특히, 온도와 습도의 변화에 따라 수축/확장하는 등 요변성을 일으키게 된다. 베젤층에서 발생하는 변형은 베젤층 상에 형성된 패턴 전극의 변형을 유발하며, 심한 경우, 패턴 전극이 단선되는 문제점이 있다. 패턴 전극이 단선되면, 사용자의 입력 동작에 따라 센서층으로부터 감지된 신호의 전달이 원활하게 이루어지지 못하게 됨은 자명하다.
이에, 본 발명은 외부 환경의 변화에도 안정된 구조를 유지할 수 있는 터치스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 안정된 구조를 유지함으로써, 외부 환경의 변화에 대한 신뢰성을 강화한 터치스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명은, 적어도 80%의 투과율을 가지는 윈도우 부재; 상기 윈도우 부재의 내측면에서 가장자리를 따라 형성된 베젤층; 및 상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 베젤층과, 상기 베젤층에 의해 둘러싸인 투과 영역의 경계를 따라 형성된 절연층을 포함하고, 상기 절연층이 상기 투과영역의 가장자리와 아울러, 상기 베젤층의 일부분을 덮도록 형성되는 터치스크린 패널을 개시한다.
상기 윈도우 부재는 유리, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등 투과율이 80% 이상인 재질임이 바람직하다.
상기 절연층은 SiO2, Nb2O5, Ta2O5, BST{(Ba,Sr)TiO3}, PZT{Pb(Zr,Ti)O3}, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, 알루미네이트, 실리케이트 합금 및 투명한 유기 또는 무기 절연 물질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 터치스크린 패널은 상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 투과영역에 형성된 투명전극 패턴의 배열로 이루어지는 센서층; 및 상기 베젤층 및 절연층 상에 형성되어 상기 투명전극 패턴에 연결되는 패턴 전극을 더 구비한다.
이때, 상기 투명전극 패턴은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), PEDOT(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)), 산화 아연(ZnO), 그래핀(Graphene), 전도성폴리머, CNT, ZTO, GZO, AZO, IZO, TiO2:Nb, Mg(OH)2:C 및 Ag 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 투명전극 패턴은 면저항이 1000Ω 이하이고, 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과율을 가짐이 바람직하다.
상기와 같은 터치스크린 패널은 상기 베젤층과 절연층 사이에 제공되며, 상기 패턴 전극과 동일한 패턴으로 형성된 제2 패턴 전극을 더 구비하고, 상기 제2 패턴 전극은 상기 투명전극 패턴을 상기 베젤층 상의 패턴 전극에 연결할 수 있다.
상기 베젤층은 스크린 인쇄용 잉크, 스핀, 슬릿, 롤 코팅용 블랙 매트릭스(black matrix; BM)로 형성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 제조 방법은, 적어도 80%의 투과율을 가지는 윈도우 부재를 준비하는 단계; 상기 윈도우 부재의 내측면에서 가장자리를 따라 형성된 베젤층을 형성하는 단계; 및 상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 베젤층과, 상기 베젤층에 의해 둘러싸인 투과영역의 경계를 따라 형성된 절연층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 절연층은 상기 투과영역의 가장자리로부터 상기 베젤층의 일부분을 덮도록 형성된다.
상기 윈도우 부재는 유리, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등 투과율이 80% 이상인 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기한 제조 방법은, 상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 투과영역에 형성된 투명전극 패턴의 배열로 이루어지는 센서층을 형성하는 단계; 및 상기 베젤층 및 절연층에 형성되어 상기 투명전극 패턴에 연결되는 패턴 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 SiO2, Nb2O5, Ta2O5, BST{(Ba,Sr)TiO3}, PZT{Pb(Zr,Ti)O3}, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, 알루미네이트, 실리케이트 합금 및 투명한 유기 또는 무기 절연 물질 중 적어도 하나로 제작될 수 있다.
상기 투명전극 패턴은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), PEDOT(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)), 산화 아연(ZnO), 그래핀(Graphene), 전도성폴리머, CNT, ZTO, GZO, AZO, IZO, TiO2:Nb, Mg(OH)2:C 및 Ag 중 적어도 하나로 제작될 수 있다.
상기 베젤층은 스크린 인쇄용 잉크, 스핀, 슬릿, 롤 코팅용 블랙 매트릭스(black matrix; BM)로 제작될 수 있다.
상기와 같은 제조 방법은 상기 절연층을 형성하기 전, 상기 베젤층 상에 제2 패턴 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 패턴 전극은 상기 투명전극 패턴을 상기 베젤층 상에 형성되는 패턴 전극에 연결한다.
상기와 같이 구성된 터치스크린 패널은 외부 환경 변화에 따른 수축/확장 등 요변성을 가지는 베젤층에 절연층을 형성하여 베젤층의 요변성을 억제함으로써, 안정된 구조를 제공하게 된다. 특히, 터치스크린 패널의 센서층, 구체적으로 센서층을 형성하는 투명전극 패턴에 연결된 패턴 전극을 절연층에 형성하여 외부 환경 변화에도 패턴 전극은 안정된 상태, 즉, 최초로 형성된 형상을 유지할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 따른 터치스크린 장치는 외부 환경 변화에도 안정적으로 사용자의 입력을 감지하는 신호를 전달할 수 있게 된다.
도 1은 통상적인 터치스크린 패널을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 패널의 일부분을 절개하여 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 터치스크린 패널의 일부분을 절개하여 나타내는 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 터치스크린 패널이 장착된 디스플레이 장치를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 터치스크린 패널의 일부분을 절개하여 나타내는 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 터치스크린 패널의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이해를 돕기 위해 설명하자면, 통상적인 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 필름에 전도층을 형성하고, 상기 필름을 유리 기판, 즉, 윈도우 부재에 접착한 구조를 가지는 구조이나, 본 발명의 구체적인 실시 예에 따른 터치스크린 패널은 윈도우 부재, 예를 들어, 유리 기판에 직접 센서층을 형성한 구조를 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 터치스크린 패널(200)은 윈도우 부재(201)의 내측면에 베젤층(202)과 절연층(229)을 구비한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시 예에 따른 터치스크린 패널(200)로는 사용자의 입력 동작을 감지하는 센서층이 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 직접 형성한 투명전극 패턴(204)의 배열로 이루어지는 구성으로 예시되고 있다. 다만, 이러한 센서층의 구성은 투명 필름에 전도층을 형성하여 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 접착하여 구성할 수도 있을 것이다.
상기 윈도우 부재(201)는 상기 터치스크린 패널(200)이 장착되는 디스플레이 장치(20; 도 4에 도시됨)의 표면에 위치된다. 따라서 사용자가 입력 동작을 수행할 때 접촉하는 면은 실질적으로 상기 윈도우 부재(201)의 외측면이 될 것이다. 상기 윈도우 부재(201)는 유리, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 재질 중 하나로 제작되는데, 최근에는 강화유리를 이용해 상기 윈도우 부재(201)를 제작하는 추세이다. 상기 윈도우 부재(201)의 외측면은 외부 환경에 직접 노출되며 사용자가 수시로 조작하기 때문에, 긁힘 등의 손상 위험이 상시적으로 존재하게 된다. 따라서 비교적 긁힘에 대한 내성을 가지는 유리 재질로 상기 윈도우 부재(201)를 제작하게 된 것이다. 상기 윈도우 부재(201)는 디스플레이 소자(206; 도 4에 도시됨)로부터 출력된 화7면을 투과해야 하므로, 투과율이 높은 것이 바람직한데, 이동통신 단말기 등, 휴대용 단말기에 적용함에 있어서 상기 윈도우 부재(201)는 적어도 80%의 투과율을 가지는 것이 바람직하다.
상기 베젤층(202)은 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에서 가장자리를 따라 형성되어 가시광선의 투과를 차단하게 된다. 즉, 상기 윈도우 부재(201)의 내측면 중 상기 베젤층(202)에 의해 둘러싸인 영역으로서 화면을 투과하는 영역(이하, '투과 영역'이라 함)(T)을 제외한 다른 영역으로 빛이 투과, 유출하는 것을 상기 베젤층(202)이 차단하게 된다. 따라서 디스플레이 장치(20)에 제공된 조명으로부터 발생하는 빛이 상기 투과 영역(T)을 제외한 다른 영역으로 유출되는 것이 방지된다. 뿐만 아니라, 상기 윈도우 부재(201)를 포함하는 디스플레이 장치(20)를 휴대용 단말기 등에 장착, 고정하기 위한 구조물 등이 상기 베젤층(202)에 의해 은페된다. 상기 베젤층(202)은 도료, 예를 들면, 폴리에틸렌(polyethylene: PE), 아크릴, 폴리우레탄(polyurethane: PU) 등의 수지를 함유하는 스크린 인쇄용 잉크, 스핀, 슬릿, 롤 코팅용 블랙 매트릭스(black matrix: BM)를 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 도포하여 형성된다.
잉크로 형성된 상기 베젤층(202)은 외부 환경, 특히, 온도나 습도의 변화에 의해 요변성을 일으키는데, 상기 베젤층(202)의 요변성은 상기 절연층(229)에 의해 억제된다. 상기 절연층(229)은 상기 투과 영역(T)과 베젤층(202)의 경계를 따라 형성되는데, 이때, 상기 절연층(229)의 일부분은 상기 투과 영역(T)의 가장자리에, 나머지 일부분은 상기 베젤층(202)에 각각 형성된다.
도시되지는 않지만, 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에는 고굴절률의 층(예를 들어, Nb2O5 층)과 저굴절률의 층(예를 들어, SiO2 층)을 교대로 적층하여 형성된 무반사층을 형성할 수 있다. 고굴절률층과 저굴절률층을 적층함에 따라서 상기 터치스크린 패널(200)은 88% 이상의 투과율을 가질 수도 있다. 무반사층의 구체적인 구조에 대한 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 센서층은 투명전극 패턴(204)을 격자 형태 또는 마름모 형태로 배열하여 형성되며, 실질적으로 사용자의 입력 동작이 상기 센서층에 의해 감지된다. 즉, 사용자의 손끝이 상기 윈도우 부재(201)의 외측면에 접촉하게 되면, 상기 센서층은 정전용량의 변화나 저항의 변화를 감지하여 제어부로 전달한다. 상기 투명전극 패턴(204)은 상기 베젤층(202)까지 연장되어 가요성 인쇄회로 기판 등을 통해 제어부가 제공된 회로 기판에 연결될 수 있다. 이러한 투명전극 패턴(204)은 실질적으로 사용자의 입력 동작을 검출하는 것으로서, 면저항이 1000Ω 이하이고, 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과율을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 베젤층(202)과 절연층(229) 상에 별도의 패턴 전극(205)들을 형성하여 상기 투명전극 패턴(204)에 각각 연결할 수도 있다. 상기 패턴 전극(205)은 도전성 물질, 예를 들어, 구리나 금을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 투명전극 패턴(204)을 상기 베젤층(202)까지 연장하여 상기 패턴 전극(205)으로 이용할 수도 있다. 상기 패턴 전극(205)은 상기 투명전극 패턴(204)을 제어부가 제공된 회로 기판에 연결할 수 있는 수단을 제공하게 된다. 즉, 상기 터치스크린 패널(200)은 도시되지 않은 가요성 인쇄회로 기판 등을 통해 제어부가 제공된 회로 기판으로 연결되는데, 상기 가요성 인쇄회로 기판은 상기 패턴 전극(205)에 접속되는 것이다. 이때, 상기 절연층(229)은 상기 베젤층(202)의 요변성을 억제하여 상기 패턴 전극(205)을 안정적으로 유지한다.
상기와 같이 구성된 터치스크린 패널(200)은 디스플레이 소자(206)의 전면에 부착된다. 이때, 센서층을 이루는 상기 투명전극 패턴(204)을 보호하기 위해, 상기 터치스크린 패널(200)은 제2 절연층(203)을 더 구비할 수 있다. 상기 제2 절연층(203)은 상기 투명전극 패턴(204)이 배열된 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 도포하여 형성된다. 도 3에서는 상기 제2 절연층(203)이 상기 윈도우 부재(201)의 내측면 전체에 도포된 구성을 예시하고 있지만, 상기 윈도우 부재(201)의 내측면 가장자리 일부분, 더 구체적으로 상기 베젤층(202)은 부분적으로 노출시키는 것이 바람직하다. 이는 상기 패턴 전극(205)을 부분적으로 노출시켜 가요성 인쇄회로 기판 등의 접속을 용이하게 하기 위함이다.
도 4는 상기 터치스크린 패널(200)이 디스플레이 소자(206)와 결합하여 터치스크린 디스플레이 장치(20)를 구성한 모습을 도시하고 있다. 도 4에 도시된 디스플레이 장치(20)는 접착 부재(269)를 통해 디스플레이 소자(206)에 상기 터치스크린 패널(200)을 접착함으로써 완성된다.
상기 디스플레이 소자(206)는 다수의 픽셀들(pixels)을 구비하고, 상기 픽셀들을 통해 영상을 표시한다. 상기 디스플레이 소자(206)로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등을 사용할 수 있다.
상기 액정표시장치는 제어부(미도시)의 제어에 따른 영상을 표시한다. 통상적인 액정표시장치는 액정층(liquid crystal layer)을 구비하고 영상을 표시하는 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널에 조명을 제공하는 조명 장치로서 백라이트 유닛(back light unit: BLU)을 포함한다. 상기 액정 표시 패널은 상기 액정층과, 액정 분자들의 배열 상태를 제어하기 위해 상기 액정층의 상하에 배치된 상부 및 하부 유리 기판(upper and lower glass substrates)을 포함한다. 상기 하부 유리 기판은 박막 트랜지스터들과 화소 전극들(piexel electrodes)을 포함하고, 상기 상부 유리 기판은 공통 전극(common electrode)을 포함한다. 상기 액정 표시 패널은 상기 액정층의 상하에 배치되며 각각 입력된 광을 선편광(linear polarization)시키는 상부 및 하부 편광판(upper and lower polarization plates)을 더 포함한다. 이때, 상기 상부 및 하부 편광판의 편광 방향들은 서로 직교한다.
상기 터치스크린 패널(200)은 접착 부재(269)를 통해 상기 디스플레이 소자(206)에 부착(즉, 접착)된다. 즉, 상기 터치스크린 패널(200)의 내측면의 적어도 일부분이 상기 접착 부재(269)를 통해 상기 디스플레이 소자(206)의 상면에 부착된다. 상기 접착 부재(269)는 가시광선을 투과하는 절연 물질로 형성된다. 가시광선을 투과하는 절연 물질은, 예를 들면, 광학용 투명 접착 테이프(optical clear adhesive tape: OCA 테이프), 접착제(또는 점착제), 자외선 경화성 수지 등이 있다. 상기 OCA 테이프는 양면 접착이 가능하고, 아크릴계, 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 터치스크린 패널(200)은 제2의 패턴 전극(259)을 더 구비할 수 있다. 상기 제2 패턴 전극(259)은 상기 베젤층(202)과 절연층(229) 사이에 제공된다. 이때, 상기 제2 패턴 전극(259)은 선(line) 형태로 이루어지며, 상기 베젤층(202)과 절연층(229) 사이에서 상기 투명전극 패턴(204)을 상기 베젤층(202) 상의 패턴 전극(205)으로 연결하게 된다. 상기 제2 패턴 전극(259)을 제공함으로써, 상기 투과 영역(T)과 베젤층(202)의 경계에서는 실질적으로 2중 구조의 패턴 전극이 제공되어 상기 센서층의 신호 전달을 더욱 안정화할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 터치스크린 패널(200)의 제조 방법을 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널(200)의 제조 방법은 윈도우 부재(201)를 준비한 후(S10), 베젤층(202), 절연층(229), 센서층, 패턴 전극(205)을 각각 형성하는 과정(S20, S30, S40, S50)을 포함한다. 대체로, 이러한 일련의 과정은 순차적으로 이루어질 수 있으나, 센서층의 경우, 베젤층(202)이나 절연층(229)보다 먼저 형성될 수도 있음에 유의한다. 또한, 본 발명에 따른 터치스크린 패널(200)이 제2 패턴 전극(259)을 구비하는 경우, 상기 제2 패턴 전극(259)은 상기 베젤층(202)을 형성한 후, 절연층(229)을 형성하기 전에 상기 베젤층(202) 상에 형성하게 된다.
우선, 상기 윈도우 부재(201)를 준비하는 과정(S10)은, 유리, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 중 어느 하나의 재질을 가공하는 단계이다. 이러한 윈도우 부재의 재질은 대체로 가시광선에 대해서는 투명한, 구체적으로, 적어도 80%의 투과율을 가지는 절연물질을 사용함이 바람직하다. 대체로 터치스크린의 윈도우 부재는 항상 외부 환경에 노출되며, 사용자의 접촉이 잦기 때문에, 긁힘 등의 손상에 강한 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 유리 재질의 경우, 긁힘 등의 손상에 강하면서, 투과율이 높아 터치스크린용 윈도우 부재를 제작하는데 많이 활용되고 있다. 다만, 유리는 외부의 충격에 취약하여, 쉽게 깨지는 성질이 있기 때문에, 보호 필름 등을 이용하여 유리의 취약점을 보완하거나, 고분자 합성 수지를 이용하여 유리를 대체할 수 있는 재질을 개발하기 위한 노력이 지속되고 있다. 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등은 이러한 충격에 취약한 유리를 대체할 수 있는 재질로서 활용될 수 있다.
상기 베젤층(202)을 형성하는 과정(S20)은 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에서, 가장자리를 따라 사각 띠 형태를 갖도록 도료를 적층하는 과정으로서, 이러한 도료로는 폴리에틸렌, 아크릴, 폴리우레탄 등의 수지를 함유하는 스크린 인쇄용 잉크, 스핀, 슬릿, 롤 코팅용 블랙 매트릭스를 예로 들 수 있다. 실질적으로, 상기 베젤층(202)은 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에서 화면을 투과하는 투과 영역(T)의 둘레에 위치되어, 상기 윈도우 부재(201) 내측의 구조물 등을 은폐함과 아울러, 터치스크린의 조명 장치 등으로부터 발생된 빛이 불필요한 경로를 통해 유출되는 것을 차단하게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에는 무반사층이 형성될 수 있는데, 상기 무반사층은 바람직하게는 상기 베젤층(202)을 형성하기 전에 형성하는 것이 바람직하며, 상기 베젤층(202)이 완성된 직후에 형성할 수도 있을 것이다.
상기 터치스크린 패널(200)이 상기 제2 패턴 전극(259)을 구비하는 경우, 상기 제2 패턴 전극(259)은 상기 베젤층(202)을 형성한 후, 상기 베젤층(202) 상에 적층(S25)된다. 상기 제2 패턴 전극(259)은 상기 센서층을 형성하는 투명전극 패턴(204)들과 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 실질적으로 외부로부터 상기 베젤층(202)에 의해 은폐되므로, 은과 같은 불투명한 도전성 재질로 형성할 수 있다. 상기 제2 패턴 전극(259)은 상기 센서층을 이루는 투명전극 패턴(204)들과 각각 연결된다.
상기 절연층(229)을 형성하는 과정(S30)은, 상기 베젤층(202)과 상기 투과 영역(T)의 경계를 따라 절연층(229)을 형성하는 과정으로서, 상기 절연층(229)을 형성함으로써, 상기 베젤층(202)의 요변성을 억제하게 된다. 이러한 절연층(229)은 SiO2, Nb2O5, Ta2O5, BST{(Ba,Sr)TiO3}, PZT{Pb(Zr,Ti)O3}, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, 알루미네이트, 실리케이트 합금 및 투명한 유기 또는 무기 절연 물질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 센서층을 형성하는 과정(S40)은 투명한 도전성 물질을 상기 윈도우 부재(201)의 내측면, 더 구체적으로는 적어도 상기 투과 영역(T)에 형성하는 단계이다. 투명한 도전성 물질로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), PEDOT(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)), 산화 아연(ZnO), 그래핀(Graphene), 전도성폴리머, CNT, ZTO, GZO, AZO, IZO, TiO2:Nb, Mg(OH)2:C 및 Ag 등이 있으며, 이러한 재질들중 적어도 하나를 전자빔(E-beam), 스퍼터링(Sputtering)과 같은 진공 증착 공정을 통해 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 증착하게 된다. 이러한 증착 공정을 통해 상기 투명전극 패턴(204)들이 일정 배열로 형성되어 상기 센서층을 이루게 된다.
이때, 반드시 상기 절연층(229)을 형성한 후에 상기 윈도우 부재(201)의 내측면에 상기 센서층을 증착할 필요는 없다. 다시 말해서, 상기 센서층은 상기 베젤층(202)이나 제2 패턴 전극(259), 절연층(229)을 형성하기 전에 형성될 수도 있다. 다만, 상기 윈도우 부재(201)에 무반사층을 형성하게 된다면, 무반사층을 형성한 후, 상기 센서층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 센서층이 상기 베젤층(202)보다 먼저 형성된다면, 상기 센서층이 반드시 상기 투과 영역(T)에만 형성될 필요는 없다. 즉, 상기 베젤층(202)보다 먼저 형성되는 경우, 상기 센서층은 상기 윈도우 부재(201)의 내측면 전체에 형성될 수도 있는 것이다.
상기 패턴 전극(205)을 형성하는 과정(S50)은, 상기 절연층(229)을 형성한 후, 상기 절연층(229) 상에 도전성 물질로 패턴을 형성하는 단계이다. 상기 패턴 전극(205)은 상기 센서층을 형성하는 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 실질적으로 외부로부터 상기 베젤층(202)에 의해 은폐되므로, 은과 같은 불투명한 도전성 재질로 형성할 수 있다. 상기 패턴 전극(205)은 상기 센서층을 이루는 투명전극 패턴(204)과 각각 연결된다. 이러한 패턴 전극(205)은 상기 센서층을 형성하는 투명전극 패턴(204)의 단부들과 일부 중첩되도록 형성되며, 상기 센서층을 가요성 인쇄회로 기판 등에 접속하게 하는 수단을 제공한다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
200: 터치스크린 패널 201: 윈도우 부재
202: 베젤층 203: 제2 절연층
204: 투명전극 패턴 205: 패턴 전극

Claims (15)

  1. 터치스크린 패널에 있어서,
    적어도 80%의 투과율을 가지는 윈도우 부재;
    상기 윈도우 부재의 내측면에서 가장자리를 따라 형성된 베젤층;
    상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 베젤층과, 상기 베젤층에 의해 둘러싸인 투과 영역의 경계를 따라 형성된 절연층;
    상기 윈도우 부재의 내측면에서 상기 투과 영역에 형성된 투명전극 패턴의 배열로 이루어지는 센서층;
    상기 베젤층 및 절연층 상에 형성되어 상기 투명전극 패턴에 연결되는 패턴 전극; 및
    상기 베젤층과 절연층 사이에 제공되어 상기 베젤층에 의해 은폐되는 제2 패턴 전극을 포함하고,
    상기 절연층은 상기 투과영역의 가장자리와 아울러, 상기 베젤층의 일부분을 덮도록 형성되고,
    상기 제2 패턴 전극은 상기 투명전극 패턴을 상기 베젤층 상의 패턴 전극에 연결함을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우 부재는 유리, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등 투과율이 80% 이상인 재질임을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 절연층은 SiO2, Nb2O5, Ta2O5, BST{(Ba,Sr)TiO3}, PZT{Pb(Zr,Ti)O3}, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, 알루미네이트, 실리케이트 합금 및 투명한 유기 또는 무기 절연 물질 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
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  5. 제1 항에 있어서, 상기 투명전극 패턴은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), PEDOT(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)), 산화 아연(ZnO), 그래핀(Graphene), 전도성폴리머, CNT, ZTO, GZO, AZO, IZO, TiO2:Nb, Mg(OH)2:C 및 Ag 중 적어도 하나로 형성됨을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  6. 제1 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 투명전극 패턴은 면저항이 1000Ω 이하이고, 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과율을 가짐을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  7. 제1 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 제2 패턴 전극은 상기 패턴 전극과 동일한 패턴으로 형성됨을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 베젤층은 스크린 인쇄용 잉크, 스핀, 슬릿, 롤 코팅용 블랙 매트릭스(black matrix; BM)로 형성됨을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101131227B1 (ko) * 2010-08-17 2012-03-28 삼성전기주식회사 태양전지를 채용한 터치패널
KR20120089108A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 삼성전기주식회사 터치패널

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10261356B2 (en) 2015-07-14 2019-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of manufacturing the same

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