KR101513672B1 - 터치 스크린 패널 제작 방법 - Google Patents

터치 스크린 패널 제작 방법 Download PDF

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KR101513672B1
KR101513672B1 KR1020140175222A KR20140175222A KR101513672B1 KR 101513672 B1 KR101513672 B1 KR 101513672B1 KR 1020140175222 A KR1020140175222 A KR 1020140175222A KR 20140175222 A KR20140175222 A KR 20140175222A KR 101513672 B1 KR101513672 B1 KR 101513672B1
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KR
South Korea
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bridge
electrode
trace
forming
transparent
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KR1020140175222A
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오광식
박봉연
박선호
조성재
Original Assignee
에스맥 (주)
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    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널 제작 방법에 관한 것으로, 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하고 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지를 형성하는 과정에서 노광 및 식각 공정을 다수회 반복할 필요가 없고, 이에 따라 공정을 단순화하여 더욱 편리하고 신속하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있고, 절연층에 브릿지 트레이스와 배선 전극 트레이스를 형성하여 잉크 충진 방식으로 브릿지와 배선 전극을 동시에 형성할 수 있도록 함으로써, 별도의 노광 및 식각 공정 없이도 브릿지 및 배선 전극을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 동시에 형성할 수 있어 공정을 더욱 단순화할 수 있으며, 브릿지 트레이스를 형성하는 과정에서 하프톤 마스크를 이용하여 1회의 노광 공정으로 브릿지 트레이스를 형성함으로써, 다수회의 노광 공정이 불필요하여 공정을 더욱 단순화할 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공한다.

Description

터치 스크린 패널 제작 방법{Manufacturing Method for Touch Screen Panel}
본 발명은 터치 스크린 패널 제작 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하고 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지를 형성하는 과정에서 노광 및 식각 공정을 다수회 반복할 필요가 없고, 이에 따라 공정을 단순화하여 더욱 편리하고 신속하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있고, 절연층에 브릿지 트레이스와 배선 전극 트레이스를 형성하여 잉크 충진 방식으로 브릿지와 배선 전극을 동시에 형성할 수 있도록 함으로써, 별도의 노광 및 식각 공정 없이도 브릿지 및 배선 전극을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 동시에 형성할 수 있어 공정을 더욱 단순화할 수 있으며, 브릿지 트레이스를 형성하는 과정에서 하프톤 마스크를 이용하여 1회의 노광 공정으로 브릿지 트레이스를 형성함으로써, 다수회의 노광 공정이 불필요하여 공정을 더욱 단순화할 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다. 이러한 입력장치들은 PC의 용도 확대에 따라 인터페이스로서의 입력장치로서 키보드 및 마우스만으로는 제품 대응이 어렵고 보다 간단하고 오조작이 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전했다. 현재는 이러한 입력장치의 일반적 기능과 관련된 필요성을 충족시키는 수준을 넘어 고 신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
특히 간단하고 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자입력도 가능한 입력 장치로서 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출방식, 구조 및 성능 등에 있어서도 자세히 알려져 있다. 터치스크린 패널은 동작 방식에 따라 저항막(Resistive) 방식, 정전용량(Capacitive) 방식, 초음파 방식, 광(적외선)센서 방식, 전자유도 방식 등이 있으며, 각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제나 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징이 있어 장점을 잘 살릴수 있게 구분하여 그 방식을 선택한다. 선택 기준은 광학적특성, 전기적특성, 기계적특성, 내환경특성, 입력특성등 외에 내구성과 경제성 등도 고려된다.
최근에는 터치 위치를 정확하게 감지할 수 있는 정전용량 방식의 터치스크린 패널이 널리 사용되고 있는데, 도 1은 통상의 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 도시하고 있다.
도 1을 참고로 살펴보면, 터치스크린 패널은 가운데 부분에 활성 영역(AR, Active Region)이 위치하고 있으며, 활성 영역(AR)의 외곽 둘레를 따라 베젤 영역에 비활성 영역(NAR, Non Active Region)이 위치하고 있다. 여기서 활성 영역(AR)에는 터치스크린 패널 중 사용자 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 등을 이용하여 접촉 위치를 감지하기 위한 감지 전극이 형성되어 있으며, 비활성 영역(NAR)에는 감지 전극에서 감지한 접촉 위치에 대한 신호를 제어칩(미도시)으로 전달하기 위한 배선 전극이 형성되어 있다.
통상적으로 감지 전극은 투명전극 소재를 이용하여 형성되는데, 투명전극 소재로는 얇은 막 형태로 제조된 투명전도성산화물(transparent conducting oxide: TCO)이 대표적이다. 투명전도성산화물은 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도(85% 이상)와 낮은 비저항(1×10-3Ω·cm)을 동시에 갖는 산화물계의 축퇴된(degenerate) 반도체 전극을 총칭하는 것으로, 면저항 크기에 따라 정전기 방지막, 전자파 차폐 등의 기능성 박막과 터치 스크린 패널, 평판 디스플레이, 태양전지, 투명 트랜지스터, 플렉시블 광전소자, 투명 광전소자 등의 핵심 전극 재료로 사용되고 있다. 현재, 투명 산화물 전극으로 인듐 산화물에 10wt%의 주석산화물이 도핑된 산화인듐주석(ITO, indium-tin oxide)이 대표적으로 사용되고 있으며, 인듐이 고갈되어 가면서 산화인듐주석을 대체하는 물질로 그래핀, 금속 나노와이어 등이 개발되어 사용되고 있다.
도 1과 도 2를 참고로 메탈온아이티오(Metal On ITO) 기판을 이용하여 GF2 방식의 터치스크린 패널을 제조하는 공정을 보다 구체적으로 살펴보면, 메탈온아이티오(Metal On ITO) 기판은 투명 기판(10) 상면에 산화인듐주석층(20)이 형성되어 있으며, 산화인듐주석층(20)의 상면에 금속층(30)이 형성되어 있는 기판을 의미한다.
먼저, Y축 단면도인 도 2(a)를 참고로 살펴보면 금속층(30)의 상면에 포토레지스트(PR)를 코팅한 후 비활성 영역(NAR)에 형성할 배선에 상응하는 배선 마스크(M1)를 이용하여 포토레지스트를 노광 및 현상한 후, 금속층(30)을 에칭용액(etchant)을 이용하여 에칭하여 금속배선(31)을 형성한다.
다음으로 도 2(b)를 참고로 살펴보면 산화인듐주석층(20, 제1 산화인듐주석층)의 상면에 포토레지스트를 코팅한 후, 활성 영역(AR)에 형성할 감지 전극 패턴에 상응하는 감지 전극 마스크(M2)를 이용하여 포토레지스트를 노광 및 현상한다. 도 2(b)에서 생성된 터치스크린 패널을 에칭 용액에 일정 시간 담가두어 산화인듐주석층(20)을 에칭함으로써, 배선(31)과 감지 전극이 형성된 도 2(c)에 도시된 터치스크린 패널을 제조한다. 여기서 감지 전극은 x축 방향의 터치 영역을 감지하는 제 1 감지 전극(21)과 x축에 수직인 y축 방향의 터치 영역을 감지하는 제 2 감지 전극(23)이 형성되며 제 1 감지 전극(21)은 연결 전극(22)를 통해 x축 방향으로 서로 연결되도록 형성된다.
다음으로 도 2(d)를 참고로 살펴보면, 제 2 감지 전극(23)을 서로 연결하기 위한 브릿지를 형성하는데, 먼저 절연 코팅액을 감지셀이 형성되어 있는 투명기판(10)의 상면에 도포한 후, 절연패드 패턴에 상응하는 절연패드 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 절연패드(40)를 형성한다. 한편, 도 2(e)를 참고로 살펴보면, 절연패드의 상면에 브리지(50)를 생성하기 위하여 절연패드(40)가 형성된 투명기판(10)의 상면에 산화인듐주석(제2 산화인듐주석층)을 증착한 후 포토레지스트를 도포하여 브리지 패턴에 상응하는 브리지 마스크로 산화인듐주석을 에칭하여 브리지(50)를 생성한다.
여기서 브리지(50)를 생성하기 위해 제2 산화인듐주석층을 에칭하는 과정에서 형성된 감지 전극의 피해를 최소화하기 위하여, 제1 산화인듐주석층은 결정질 산화인듐주석층인 반면 제2 산화인듐주석층은 비정질 산화인듐주석이며, 따라서 브리지를 열처리하여 결정질로 변형한다.
그러나 종래 GF2 방식 터치스크린 패널의 제조 방법의 경우, 다수의 포토마스크를 사용하여 노광, 현상 및 에칭 공정을 통해 각각 감지 전극과 배선 전극을 형성하기 때문에 제조 공정이 복잡하며 이러한 제조 공정에서 많은 오염물질이 발생된다는 문제점을 가진다. 또한 브리지를 형성하기 위하여 높은 온도에서 산화인듐주석을 증착하여야 하며, 형성한 브리지의 전도도를 향상시키기 위해 열처리하여야 하는데, 이러한 높은 온도의 공정에 기인하여 투명필름이 수축 또는 팽창하는 문제점을 가진다.
국내등록특허 제10-1406273호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하고 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지를 형성하는 과정에서 노광 및 식각 공정을 다수회 반복할 필요가 없고, 이에 따라 공정을 단순화하여 더욱 편리하고 신속하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공하는 것이다.
또한, 절연층에 브릿지 트레이스와 배선 전극 트레이스를 형성하여 잉크 충진 방식으로 브릿지와 배선 전극을 동시에 형성할 수 있도록 함으로써, 별도의 노광 및 식각 공정 없이도 브릿지 및 배선 전극을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 동시에 형성할 수 있어 공정을 더욱 단순화할 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 브릿지 트레이스를 형성하는 과정에서 하프톤 마스크를 이용하여 1회의 노광 공정으로 브릿지 트레이스를 형성함으로써, 다수회의 노광 공정이 불필요하여 공정을 더욱 단순화할 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절연층에 형성된 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지가 절연층으로부터 볼록하게 돌출되는 형상이 아니라 절연층과 동일면을 갖는 형태로 형성되고, 이에 따라 전체적인 두께를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 볼록 돌출 부분이 없어 투과도 또한 향상시킬 수 있는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 배선 전극의 투명 기판과의 접촉 부위에 투명 전극 물질의 배선 전극 베이스부를 형성함으로써, 배선 전극의 투명 기판과의 접착력을 강화시켜 터치 스크린 패널이 더욱 안정적인 구조를 갖도록 하는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 투명 기판의 활성 영역에 X축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 1 감지 전극과, 상기 제 1 감지 전극과 겹치지 않도록 Y축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 2 감지 전극과, 상호 인접한 제 1 감지 전극을 X축 방향으로 연결하는 연결 전극을 포함하는 투명 전극층을 형성하는 투명 전극층 형성 단계; 상기 투명 전극층 형성 단계를 통해 상기 투명 전극층이 형성된 상태에서, 상기 투명 전극층의 상면을 덮을 수 있도록 상기 투명 기판에 오버코트를 도포하여 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 상호 인접한 제 2 감지 전극을 Y축 방향으로 연결하는 브릿지가 상기 연결 전극과 절연된 형태로 형성될 수 있도록 상기 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하는 트레이스 형성 단계; 및 상기 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하여 상기 브릿지를 형성하는 브릿지 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법을 제공한다.
이때, 상기 브릿지 트레이스는 상기 절연층에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 형성되고, 하프톤 마스크를 이용하여 영역에 따라 바닥면 높이가 다른 형태로 단차지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 브릿지 및 상기 브릿지 트레이스는 메쉬 구조를 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 투명한 재질의 투명 절연층으로 적용될 수 있다.
또한, 상기 투명 전극층 형성 단계는 상기 투명 기판 위에 투명 전극 물질을 증착하고, 상기 투명 전극 물질에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 투명 전극층을 형성할 수 있다.
한편, 상기 터치 스크린 패널 제작 방법은, 상기 투명 기판의 비활성 영역에 상기 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극과 연결되는 배선 전극을 형성하는 배선 전극 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 배선 전극 형성 단계는, (a) 상기 배선 전극이 형성될 수 있도록 상기 절연층에 배선 전극 트레이스를 형성하는 단계; 및 (b) 상기 배선 전극 트레이스에 전도성 잉크를 충진하여 상기 배선 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계는 상기 트레이스 형성 단계를 수행하는 과정에서 상기 절연층에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 브릿지 트레이스와 함께 상기 배선 전극 트레이스가 상기 배선 전극의 패턴을 따라 형성되도록 수행되고, 상기 (b) 단계는 상기 브릿지 형성 단계를 수행하는 과정에서 상기 브릿지와 함께 상기 배선 전극이 형성되도록 전도성 잉크를 충진할 수 있다.
또한, 상기 투명 전극층 형성 단계에서는, 상기 투명 전극 물질에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 투명 전극층을 형성함과 동시에 상기 배선 전극의 패턴을 따라 별도의 배선 전극 베이스부를 형성하고, 상기 배선 전극 트레이스는 상기 배선 전극 베이스부가 바닥면에 노출되도록 형성되며, 상기 배선 전극은 상기 투명 기판과의 접촉 부위에 상기 배선 전극 베이스부가 배치되는 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하고 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지를 형성하는 과정에서 노광 및 식각 공정을 다수회 반복할 필요가 없고, 이에 따라 공정을 단순화하여 더욱 편리하고 신속하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 절연층에 브릿지 트레이스와 배선 전극 트레이스를 형성하여 잉크 충진 방식으로 브릿지와 배선 전극을 동시에 형성할 수 있도록 함으로써, 별도의 노광 및 식각 공정 없이도 브릿지 및 배선 전극을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 동시에 형성할 수 있어 공정을 더욱 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 브릿지 트레이스를 형성하는 과정에서 하프톤 마스크를 이용하여 1회의 노광 공정으로 브릿지 트레이스를 형성함으로써, 다수회의 노광 공정이 불필요하여 공정을 더욱 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 절연층에 형성된 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 방식으로 브릿지를 형성함으로써, 브릿지가 절연층으로부터 볼록하게 돌출되는 형상이 아니라 절연층과 동일면을 갖는 형태로 형성되고, 이에 따라 전체적인 두께를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 볼록 돌출 부분이 없어 투과도 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배선 전극의 투명 기판과의 접촉 부위에 투명 전극 물질의 배선 전극 베이스부를 형성함으로써, 배선 전극의 투명 기판과의 접착력을 강화시켜 터치 스크린 패널이 더욱 안정적인 구조를 갖도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 터치 스크린 패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 일반적인 터치 스크린 패널의 제작 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법을 작업 순서에 따라 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법을 작업 진행 흐름에 따라 개략적으로 도시한 작업 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지 트레이스의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 브릿지 트레이스 및 배선 전극 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법을 작업 순서에 따라 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법을 작업 진행 흐름에 따라 개략적으로 도시한 작업 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지 트레이스의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 브릿지 트레이스 및 배선 전극 트레이스에 전도성 잉크를 충진하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법은 GF2 터치 스크린 패널을 제작하는 방법으로서, 투명 전극층 형성 단계(S1)와, 절연층 형성 단계(S2)와, 트레이스 형성 단계(S3)와, 브릿지 형성 단계(S4)를 포함하여 구성되며, 배선 전극 형성 단계(S5)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, GF2 터치 스크린 패널에는 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 접촉 위치를 감지할 수 있도록 투명 기판(100)의 활성 영역(AR)에 투명 전극층(200)이 형성되는데, 투명 전극층 형성 단계(S1)에서는 이러한 투명 전극층(200)을 투명 기판(100)의 활성 영역에 형성한다.
투명 전극층(200)은 투명 기판(100)의 활성 영역에 X축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 1 감지 전극(210)과, 제 1 감지 전극(210)과 겹치지 않도록 Y축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 2 감지 전극(230)과, 상호 인접한 제 1 감지 전극(210)을 X축 방향으로 연결하는 연결 전극(220)을 포함한다.
이러한 투명 전극층(200)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 투명 기판(100) 위에 투명 전극 물질(T)을 증착하고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 투명 전극 물질(T)에 대한 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 투명 전극층(200), 즉, 제 1 감지 전극(210), 제 2 감지 전극(230) 및 연결 전극(220)을 형성한다. 즉, 별도의 마스크(미도시)를 이용하여 투명 전극 물질(T)에 대해 노광, 현상 및 식각 공정을 거쳐 투명 전극층(200)의 패턴에 따라 제 1 감지 전극(210), 제 2 감지 전극(230) 및 연결 전극(220)을 형성한다. 이때, X축 방향을 따라 배치되는 제 1 감지 전극(210)은 연결 전극(220)를 통해 상호 연결되며, Y축 방향을 따라 배치되는 제 2 감지 전극(230)은 후술하는 브릿지(500)를 통해 상호 연결된다.
이 상태에서, 절연층 형성 단계(S2)가 수행되는데, 절연층 형성 단계(S2)는 투명층 형성 단계(S1)를 통해 투명 전극층(200)이 형성된 상태에서 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 투명 전극층(200)의 상면을 덮을 수 있도록 투명 기판(100)에 오버코트를 도포하여 절연층(300)을 형성하는 방식으로 진행된다. 즉, 절연층(300)은 투명 전극층(200)의 두께보다 더 큰 두께를 갖도록 투명 기판(100) 위에 형성된다.
이후, 트레이스 형성 단계(S3)가 수행되는데, 트레이스 형성 단계(S3)는 상호 인접한 제 2 감지 전극(230)을 Y축 방향으로 연결하는 브릿지(500)가 연결 전극(220)과 절연된 형태로 형성될 수 있도록 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 절연층(300)에 브릿지 트레이스(310)를 형성하는 방식으로 수행된다. 브릿지 트레이스(310)는 연결 전극(220)이 절연층(300)에 덮인 상태에서 절연층(300)의 상단부에 형성되고, 이러한 구조에 따라 연결 전극(220)과 절연된 상태로 형성된다.
이 상태에서, 브릿지 형성 단계(S4)가 수행되는데, 브릿지 형성 단계(S4)는 절연층(300)에 형성된 브릿지 트레이스(310)에 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 전도성 잉크(C)를 충진하여 브릿지(500)를 형성하는 방식으로 수행된다. 따라서, 브릿지(500)는 연결 전극(220)과 절연된 상태로 제 2 감지 전극(230)을 Y축 방향으로 연결하도록 형성된다. 이때, 전도성 잉크(C)는 Ag, Cu, Al 등의 금속 입자를 포함하는 잉크로 적용될 수 있다.
이러한 방식에 따라 본 발명에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법은 종래 기술과 달리 노광 및 식각 공정을 다수회 반복할 필요가 없고, 그 공정이 단순화되어 더욱 편리하고 신속하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있다.
좀더 자세히 살펴보면, 트레이스 형성 단계(S3)는 절연층(300)에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 형성되는데, 이때, 하프톤 마스크(half-tone mask)(미도시)를 이용하여 영역에 따라 바닥면 높이가 다른 형태로 단차지게 형성된다. 하프톤 마스크는 노광 작업시 빛의 투과율이 영역에 따라 다르게 형성되도록 구성된 것으로, 이를 이용하면, 노광 후 식각 공정에서 특정 영역에 대한 식각 깊이를 다르게 형성할 수 있다.
즉, 트레이스 형성 단계(S3)에서는 별도의 마스크(미도시)를 이용하여 절연층(300)에 대한 노광, 현상 및 식각 공정을 통해 트레이스 패턴에 따른 오목한 홈 형태의 브릿지 트레이스(310)를 형성하게 되는데, 이때, 하프톤 마스크를 이용하여 1번의 노광 공정만으로 브릿지 트레이스(310)를 형성할 수 있다. 브릿지 트레이스(310)는 도 5에 도시된 바와 같이 양단이 제 2 감지 전극(230)이 외부 노출되도록 절연층(300)으로부터 d2 두께 만큼 식각되도록 형성되고, 중간 연결부분은 제 1 감지 전극(210)을 연결하는 연결 전극(220)과 절연되도록 d1 두께 만큼 식각되도록 형성되는데, 이와 같이 영역에 따라 식각 두께가 다르게 형성되도록 하프톤 마스크를 이용할 수 있으며, 이를 통해 1번의 노광 공정 만으로 영역에 따라 식각 두께가 달라 바닥면 높이가 다른 브릿지 트레이스(310)를 형성할 수 있다.
이와 같은 방식으로 브릿지 트레이스(310)를 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이 절연층(300)의 상면에서 인쇄 스퀴지(S)를 이동시키는 방식으로 전도성 잉크(C)를 브릿지 트레이스(310)에 충진시킬 수 있다. 브릿지 트레이스(310)에 충진된 전도성 잉크(C)는 경화되어 그 상태로 제 2 감지 전극(230)을 연결하는 브릿지(500)를 이룬다.
이러한 구조에 따라 절연층(300)에 형성된 브릿지(500)는 종래 기술과 달리 절연층(300)으로부터 상향 돌출되게 형성되는 것이 아니라 절연층(300)과 동일 높이를 이루도록 형성되므로, 종래 기술에 비해 브릿지(500)의 높이가 상대적으로 낮아지는 효과가 발생하여 전체적으로 터치 스크린 패널의 두께를 감소시킬 수 있으며, 돌출되는 부분이 없어 투과도 또한 향상된다.
이때, 브릿지 트레이스(310)는 도 7에 도시된 바와 같이 상면에서 볼 때 메쉬 구조를 이루도록 형성될 수 있으며, 마찬가지로 브릿지(500) 또한 메쉬 구조를 이룰 수 있다. 이러한 구조에 따라 전도성 잉크(C)를 브릿지 트레이스(310)에 충진하는 과정에서 잉크의 충진 작업이 더욱 원활하고 안정적으로 수행될 수 있다.
한편, 절연층(300)은 브릿지(500)가 형성된 이후 제거되는 것이 아니라 그 상태 그대로 투명 기판(100) 위에 남아있을 수 있으며, 이를 위해 절연층(300)은 투명한 재질의 투명 절연층으로 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법은 전술한 바와 같이 배선 전극 형성 단계(S5)를 더 포함할 수 있는데, 배선 전극 형성 단계(S5)는 투명 기판(100)의 비활성 영역에 제 1 감지 전극(210) 및 제 2 감지 전극(230)과 연결되는 배선 전극(400)을 형성하는 방식으로 수행된다.
이러한 배선 전극 형성 단계(S5)는 비활성 영역에 배선 전극(400)이 형성될 수 있도록 절연층(300)에 배선 전극 트레이스(320)를 형성하는 단계와, 절연층(300)에 형성된 배선 전극 트레이스(320)에 전도성 잉크(C)를 충진하여 배선 전극(400)을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
배선 전극 트레이스(320)를 형성하는 단계는, 트레이스 형성 단계(S3)를 수행하는 과정에서 브릿지 트레이스(310)와 함께 배선 전극 트레이스(320)가 동시에 형성되도록 수행될 수 있고, 배선 전극(400)을 형성하는 단계는, 브릿지 형성 단계(S4)를 수행하는 과정에서 브릿지(500)와 함게 배선 전극(400)이 동시에 형성되도록 수행될 수 있다.
좀더 자세히 살펴보면, 투명 전극층 형성 단계(S1)에서는 투명 전극 물질(T)에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 활성 영역(AR)에 패턴을 따라 투명 전극층(200), 즉, 제 1 감지 전극(210), 제 2 감지 전극(230) 및 연결 전극(220)을 형성하는데, 이때, 비활성 영역(NAR)에 배선 전극(400)의 패턴을 따라 배선 전극 베이스부(410)를 동시에 형성할 수 있다. 즉, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 별도의 마스크를 이용하여 투명 전극 물질(T)을 노광하는 과정에서, 활성 영역(AR)에는 투명 전극층(200)이 형성되도록 패턴을 따라 노광하고, 비활성 영역(NAR)에는 배선 전극(400)의 패턴을 따라 노광함으로써, 투명 전극층(200)과 함께 배선 전극 패턴을 따라 배선 전극 베이스부(410)가 형성되도록 한다.
이후, 트레이스 형성 단계(S3)는, 절연층(300)을 노광하는 과정에서 브릿지 트레이스(310) 패턴을 따라 노광함과 동시에 배선 전극(400) 패턴을 따라 노광함으로써, 배선 전극(400) 패턴을 따라 배선 전극 트레이스(320)가 형성되도록 수행된다. 이때, 배선 전극 트레이스(320)는 투명 전극층 형성 단계(S1)에서 형성된 배선 전극 베이스부(410)가 바닥면에 노출되도록 형성된다.
이후, 브릿지 형성 단계(S4)는, 절연층(300)의 상면에서 인쇄 스퀴지(S)를 이용하여 전도성 잉크(C)를 브릿지 트레이스(310)에 충진하는데, 이와 동시에 배선 전극 트레이스(320)에도 전도성 잉크(C)를 충진하여 브릿지(500)와 함께 배선 전극(400)이 형성되도록 수행된다.
이때, 배선 전극 트레이스(320)에는 바닥면에 배선 전극 베이스부(410)가 배치되므로, 이 상태에서 배선 전극 트레이스(320)에 전도성 잉크(C)가 충진되면, 배선 전극(400)은 투명 기판(100)과의 접촉부위에 배선 전극 베이스부(410)가 배치되는 형태로 형성된다.
이와 같이 배선 전극(400)이 투명 기판(100)과의 접촉 부위에 투명 전극층(200)과 동일한 재질인 투명 전극 물질(T)의 배선 전극 베이스부(410)가 형성됨으로써, 배선 전극(400)의 투명 기판(100)에 대한 접착력을 더욱 강화할 수 있어 터치 스크린 패널을 더욱 안정적인 구조로 유지할 수 있다. 즉, 전도성 잉크(C)는 투명 기판(100)과의 접착력이 상대적으로 약하므로, 배선 전극 베이스부(410)가 없는 상태로 배선 전극 트레이스(320)에 전도성 잉크(C)를 충진하게 되면, 이후 사용 과정에서 접착력 약화에 따라 배선 전극(400)이 투명 기판(100)으로부터 분리 이탈되는 등의 손상을 입을 수 있는데, 투명 전극 물질(T)은 그 특성상 전도성 잉크(C)에 비해 투명 기판(100)과의 접착력이 상대적으로 강하므로, 본 발명의 일 실시예에 따라 투명 기판(100)과의 접촉 부위에 투명 전극 물질(T)로 형성된 배선 전극 베이스부(410)를 형성하면, 배선 전극(400)과 투명 기판(100)과의 접착력이 상대적으로 강화되고, 이에 따라 배선 전극(400)의 분리 이탈과 같은 터치 스크린 패널의 손상을 방지할 수 있다.
물론, 이 경우, 배선 전극 베이스부(410)는 투명 전극층(200)의 형성 과정에서 투명 전극층(200)과 함께 동시에 형성되므로, 이를 위한 별도의 공정이 불필요하여 제작 공정이 복잡해지지 않으며, 편리하게 배선 전극 베이스부(410)를 형성할 수 있다.
이러한 방식에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제작 방법은, 잉크 충진 작업을 통해 브릿지(500) 및 배선 전극(400)을 동시에 형성할 수 있으며, 브릿지(500) 및 배선 전극(400)을 노광 공정 없이 단순 잉크 충진 작업만으로 형성할 수 있어 공정을 단순화할 수 있고, 더욱 신속하고 편리하게 터치 스크린 패널을 제작할 수 있다.
물론, 배선 전극 형성 단계(S5)는 이상에서 설명한 바와 달리 단순히 별도의 인쇄 공정이나 증착 공정 또는 포토리소그래피 공정 등을 통해 투명 전극층(200)과는 독립적인 공정으로 배선 전극(400)이 형성되도록 수행될 수도 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 투명 기판 200: 투명 전극층
210: 제 1 감지 전극 220: 연결 전극
230: 제 2 감지 전극 300: 절연층
310: 브릿지 트레이스 320: 배선 전극 트레이스
400: 배선 전극 410: 배선 전극 베이스부
500: 브릿지

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 투명 기판의 활성 영역에 X축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 1 감지 전극과, 상기 제 1 감지 전극과 겹치지 않도록 Y축 방향을 따라 배치되는 다수개의 제 2 감지 전극과, 상호 인접한 제 1 감지 전극을 X축 방향으로 연결하는 연결 전극을 포함하는 투명 전극층을 형성하는 투명 전극층 형성 단계;
    상기 투명 전극층 형성 단계를 통해 상기 투명 전극층이 형성된 상태에서, 상기 투명 전극층의 상면을 덮을 수 있도록 상기 투명 기판에 오버코트를 도포하여 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계;
    상호 인접한 제 2 감지 전극을 Y축 방향으로 연결하는 브릿지가 상기 연결 전극과 절연된 형태로 형성될 수 있도록 상기 절연층에 브릿지 트레이스를 형성하는 트레이스 형성 단계; 및
    상기 브릿지 트레이스에 전도성 잉크를 충진하여 상기 브릿지를 형성하는 브릿지 형성 단계
    를 포함하고,
    상기 브릿지 트레이스는 상기 절연층에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 형성되고, 하프톤 마스크를 이용하여 영역에 따라 바닥면 높이가 다른 형태로 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 브릿지 및 상기 브릿지 트레이스는 메쉬 구조를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 절연층은 투명한 재질의 투명 절연층으로 적용되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 투명 전극층 형성 단계는 상기 투명 기판 위에 투명 전극 물질을 증착하고, 상기 투명 전극 물질에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 투명 전극층을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 비활성 영역에 상기 제 1 감지 전극 및 제 2 감지 전극과 연결되는 배선 전극을 형성하는 배선 전극 형성 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배선 전극 형성 단계는
    (a) 상기 배선 전극이 형성될 수 있도록 상기 절연층에 배선 전극 트레이스를 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 배선 전극 트레이스에 전도성 잉크를 충진하여 상기 배선 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 트레이스 형성 단계를 수행하는 과정에서 상기 절연층에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 브릿지 트레이스와 함께 상기 배선 전극 트레이스가 상기 배선 전극의 패턴을 따라 형성되도록 수행되고,
    상기 (b) 단계는 상기 브릿지 형성 단계를 수행하는 과정에서 상기 브릿지와 함께 상기 배선 전극이 형성되도록 전도성 잉크를 충진하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투명 전극층 형성 단계에서는, 상기 투명 전극 물질에 대한 포토리소그래피 공정을 통해 상기 투명 전극층을 형성함과 동시에 상기 배선 전극의 패턴을 따라 별도의 배선 전극 베이스부를 형성하고,
    상기 배선 전극 트레이스는 상기 배선 전극 베이스부가 바닥면에 노출되도록 형성되며, 상기 배선 전극은 상기 투명 기판과의 접촉 부위에 상기 배선 전극 베이스부가 배치되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 제작 방법.

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