KR101540803B1 - Touch Screen Panel and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 터치 스크린 패널의 제조시 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성하고, 센싱 전극의 형성 과정에서 트렌치의 내측면에 친수성 코팅층을 형성함과 동시에 트렌치에 충진하는 전도성 물질을 친수성인 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 트렌치에 대한 전도성 물질의 충진율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch screen panel and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a method of forming a sensing electrode in the form of a metal mesh through a nanoimprint process in the manufacture of a touch screen panel, forming a hydrophilic coating layer on the inner surface of the trench in the process of forming the sensing electrode, The water-based dispersion ink of hydrophilic nature can improve the filling rate of the conductive material with respect to the trench. Accordingly, it is possible to perform the filling operation of the conductive material more quickly and easily. In addition, The present invention relates to a touch screen panel and a manufacturing method thereof that can simplify a manufacturing process and reduce manufacturing time and cost.
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.Personal computers, portable transmission devices, and other personal-purpose information processing devices perform text and graphics processing using various input devices such as a keyboard, a mouse, and a digitizer. These input devices are input devices as an interface according to the expansion of the use of PC, and it is difficult to cope with the product by only a keyboard and a mouse, and it is possible to input anybody while having a simpler and less erroneous operation, did. At present, much research has been conducted on reliability, new functions, durability, etc. beyond the level required to meet the general function of such input devices.
특히 간단하고 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자입력도 가능한 입력 장치로서 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출방식, 구조 및 성능 등에 있어서도 자세히 알려져 있다. 터치 스크린 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, 입력특성 등 외에 내구성과 경제성 등도 고려된다.
In particular, a touch screen panel is known as an input device capable of inputting characters without any other input device, and having a simple and less erroneous operation. Is also well known. The touch screen panel is classified into a resistive type, a capacitive type, an ultrasonic type, an optical (infrared ray) sensor type, and an electromagnetic induction type according to the operation type. Differences, differences in difficulty of design and processing technology, and so on. The criteria for selection are durability and economy as well as optical, electrical, mechanical, environmental, and input characteristics.
도 1은 종래 정적용량 방식의 터치스크린 패널 모듈이 적용되는 전자기기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an example of an electronic apparatus to which a conventional static capacitance type touch screen panel module is applied.
도 1을 참고로 살펴보면, 터치스크린 패널 모듈은 이동통신 단말기, PMP(Portable Media Player), PDA(Personal Digital Assistants), 네비게이션, MP3 플레이어 등의 휴대용 전자기기는 물론, 텔레비전, 컴퓨터, DVD 플레이어, 냉장고, 세탁기 등의 가전 기기에도 폭넓게 적용될 수 있다. 전자 기기(1)는 전자 기기(1)의 외관을 이루는 하우징(11), 하우징의 전면에 장착되는 터치스크린 패널 모듈을 구비하는 표시부(12) 및 터치 스크린 패널 모듈과 별도로 구비되는 입력키(13)를 포함한다. 입력키(13)는 터치 스크린 패널 모듈과 별도로 자주 사용되는 키를 분리하여 포함할 수 있으며, 또는 입력키(13)를 제거하고 모든 입력을 터치스크린 패널 모듈을 통해 처리할 수도 있다.1, the touch screen panel module may be a portable electronic device such as a mobile communication terminal, a portable media player (PMP), a personal digital assistant (PDA), a navigation device, and an MP3 player as well as a television, a computer, a DVD player, , And a household appliance such as a washing machine. The
표시부(12)는 전자 기기(1)의 동작과 관련된 화상을 사용자에게 출력하는 모듈로서, 액정 디스플레이(LiquidCrystal Display, LCD), 또는 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device, OLED) 등으로 구현할 수 있다. 표시부(12) 상면에는 터치스크린 패널 모듈이 부착되어 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등을 통한 입력을 수용할 수 있다.The
표시부의 단면 분해도를 도시하고 있는 도 2를 참고로 살펴보면, 표시부(12)는 전자 기기에 따른 화상을 사용자에 출력하는 디스플레이부(20), 디스플레이부(20)의 상면에 배치되어 있는 터치스크린 패널 모듈(10) 및 터치 스크린 패널 모듈(10)의 상면에 배치되는 윈도우(40)로 구성되어 있다. 디스플레이부(20)의 상면과 터치 스크린 패널 모듈(10)의 하면은 접착층(미도시)에 의해 서로 접착되어 있으며, 터치 스크린 패널 모듈(10)의 상면과 윈도우(40)의 하면은 접착층(미도시)에 의해 서로 접착되어 있다. 디스플레이부(20)에 디스플레이된 화상은 터치스크린 패널 모듈(10)과 윈도우(40)를 통해 사용자에 출력된다.2 showing the exploded sectional view of the display unit, the
도 3은 종래 정적용량 방식 터치 스크린 패널 모듈을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 터치 스크린 패널 모듈은 사용자의 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 접촉을 통해 접촉 위치를 감지하고 접촉위치 감지신호를 발생하는 터치 스크린 패널(30)과 접촉위치 감지신호에 기초하여 터치 스크린 패널의 접촉 위치를 판단하는 제어칩을 구비하는 연성인쇄회로기판(미도시)으로 구성되어 있다.3 is a view for explaining the conventional static capacitance type touch screen panel module in more detail. The touch screen panel module senses the touch position through the user's body contact or the stylus pen contact and determines the contact position of the touch screen panel based on the touch position of the
도 3에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널(30)의 가운데 부분에는 활성 영역(AR)이 위치하고 있으며, 활성 영역(AR)의 외곽 둘레를 따라 비활성 영역(NAR)이 위치하고 있다. 여기서 활성 영역(AR)이란 터치 스크린 패널(30) 중 사용자 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 등을 이용하여 접촉 위치를 감지할 수 있는 영역을 의미하며, 비활성 영역(NAR)이란 활성 영역에서 감지한 접촉 위치에 대한 신호, 즉 접촉위치 감지 신호를 제어칩으로 전달하기 위하여 필요한 영역을 의미한다.As shown in FIG. 3, the active area AR is located at the center of the
이러한 터치 스크린 패널(30)은 투명 기판(31)에 활성 영역(AR)과 비활성 영역(NAR)이 형성되는데, 투명 기판(31)의 활성 영역(AR)에는 접촉 위치를 감지하기 위하여 일정 패턴으로 센싱 전극(33)이 형성되고, 투명 기판(31)의 비활성 영역(NAR)에는 활성 영역(AR)에 형성된 센싱 전극(33)과 외부 기기, 예를 들면 제어칩(미도시)을 전기적으로 연결하도록 전극 배선(37)이 형성된다. 센싱 전극(33)은 디스플레이 패널로부터 발생되는 빛의 투과율 및 가시성 확보를 위해 ITO(Induim Tin Oxide, 인듐주석산화물) 물질과 같은 투명전극물질이 주로 이용되는데, 에칭 공정을 통해 투명 기판(31)에 형성되며, 전극 배선(37)은 은(Ag) 또는 구리(Cu)와 같은 물질이 주로 이용되는데, 인쇄 노광 공정을 통해 투명 기판(31)에 형성된다.In this
이때, 센싱 전극(33)을 형성하기 위한 ITO와 같은 투명전극물질은 원료인 인듐이 희토류 금속으로 고가이며, 이에 따라 가격 경쟁력이 저하될 뿐만 아니라 매장량 또한 부족하여 수급이 원활하지 못하다는 등의 문제가 있었다.At this time, the transparent electrode material such as ITO for forming the
또한, ITO 물질을 이용한 센싱 전극(33) 및 전극 배선(37) 등은 그 작업 공정이 매우 복잡하고 어려워 제작 시간 및 비용이 증가하는 문제가 있었다. 아울러, 최근에는 고집적화 경향에 따라 더욱 미세하고 복잡한 형태의 센싱 전극(33)이 요구되는데, ITO와 같은 투명전극물질을 이용한 방식으로는 이를 해결하는데 한계가 있었다.In addition, the
이러한 문제들을 해결하기 위해 최근 ITO를 대체할 투명전극 방식에 대한 다양한 연구들이 수행되고 있는데, 아직까지 터치 스크린 패널 및 센싱 전극에 적용할 수 있는 새로운 방식에 대한 연구 성과는 매우 미미한 수준이다.
In order to solve these problems, various researches on transparent electrode method to replace ITO have been carried out. However, research results on a new method applicable to touch screen panel and sensing electrode are still insignificant.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 터치 스크린 패널의 제조시 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성하고, 센싱 전극의 형성 과정에서 트렌치의 내측면에 친수성 코팅층을 형성함과 동시에 트렌치에 충진하는 전도성 물질을 친수성인 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 트렌치에 대한 전도성 물질의 충진율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a sensing electrode of a metal mesh type through a nanoimprinting process in manufacturing a touch screen panel, The hydrophilic coating layer is formed on the side surface and the conductive material filling the trench is applied as a hydrophilic aqueous dispersion ink to improve the filling ratio of the conductive material to the trench, In addition, it is unnecessary to repeat the curing operation of the conductive material a plurality of times, thereby simplifying the process and reducing manufacturing time and cost, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 전도성 물질을 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 전도성 물질을 경화시키는 과정에서 발생하는 전기 전도도 저하 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센싱 전극의 전기적 특성을 향상시킬 수 있고 우수한 품질을 유지시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a water-based dispersion ink which can prevent a decrease in electric conductivity occurring in the course of curing a conductive material, thereby improving the electrical characteristics of the sensing electrode, And a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성함으로써, 센싱 전극으로 ITO와 같은 별도의 투명 전극 물질을 사용하지 않아도 되므로, 공정을 단순화할 수 있으며, 제작 비용을 절감할 수 있고, 재료 공급이 원활하지 않은 ITO 물질을 대체할 수 있는 방식의 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a sensing electrode of a metal mesh type through a nanoimprint process, so that it is unnecessary to use a separate transparent electrode material such as ITO as a sensing electrode, thereby simplifying the process and reducing manufacturing cost The present invention also provides a touch screen panel capable of replacing an ITO material which is not smoothly supplied with a material and a manufacturing method thereof.
본 발명은, 나노 임프린트 공정을 통해 투명 기판에 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성하는 방식으로 터치 스크린 패널을 제조하는 터치 스크린 패널 제조 방법으로서, 상기 투명 기판의 표면에 투명한 재질의 광 경화 레진을 도포하는 레진 도포 단계; 메쉬 패턴이 형성된 스탬프 몰드로 상기 광 경화 레진을 가압 경화하여 상기 광 경화 레진에 상기 메쉬 패턴 형태의 트렌치를 형성하는 트렌치 형성 단계; 상기 트렌치의 내측면에 친수성 코팅층을 형성하는 친수성 코팅층 형성 단계; 및 금속 입자가 함유된 전도성 물질을 상기 친수성 코팅층이 형성된 트렌치에 충진하여 상기 메쉬 패턴 형태의 센싱 전극을 형성하는 센싱 전극 형성 단계를 포함하고, 상기 센싱 전극 형성 단계에서 상기 트렌치에 충진하는 전도성 물질은 금속 입자를 물에 분산시킨 형태로 형성되는 수계 분산 잉크로 적용되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a touch screen panel manufacturing method for manufacturing a touch screen panel by forming a sensing electrode in the form of a metal mesh on a transparent substrate through a nanoimprinting process. The method comprises the steps of applying a transparent curing resin to the surface of the transparent substrate A resin application step; A trench forming step of press-curing the photocurable resin with a stamp mold having a mesh pattern to form the mesh-patterned trench in the photocured resin; A hydrophilic coating layer forming step of forming a hydrophilic coating layer on the inner surface of the trench; And forming a sensing electrode in the form of a mesh pattern by filling a conductive material containing metal particles in the trench in which the hydrophilic coating layer is formed, wherein the conductive material filling the trench in the sensing electrode formation step The present invention provides a method of manufacturing a touch screen panel, which is applied to an aqueous dispersion ink formed by dispersing metal particles in water.
이때, 상기 친수성 코팅층은 극성 고분자 물질을 물에 분산시킨 형태의 친수성 코팅액으로 형성될 수 있다.At this time, the hydrophilic coating layer may be formed of a hydrophilic coating liquid in which the polar polymer material is dispersed in water.
또한, 상기 친수성 코팅액은 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리비닐아세테이트(PVAC) 중 어느 하나의 물질을 물에 분산시킨 형태로 형성될 수 있다.The hydrophilic coating solution may be formed by dispersing any one of polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl acetate (PVAC) in water.
또한, 상기 친수성 코팅층 형성 단계는 상기 트렌치에 상기 친수성 코팅액을 충진하는 충진 단계; 및 상기 트렌치에 충진된 친수성 코팅액에 광을 조사하여 상기 친수성 코팅액을 일부 증발시키는 증발 단계를 포함하고, 상기 증발 단계에서 상기 친수성 코팅액은 접합력에 의해 상기 트렌치의 바닥면 및 양측면에 남아있는 상태로 증발될 수 있다.The hydrophilic coating layer forming step may include filling the trench with the hydrophilic coating liquid; And a vaporization step of irradiating light to the hydrophilic coating liquid filled in the trench to partially evaporate the hydrophilic coating liquid. In the vaporization step, the hydrophilic coating liquid is evaporated in the state of being left on the bottom surface and both sides of the trench, .
또한, 상기 충진 단계는 별도의 충진 스퀴지를 일방향으로 이동시켜 상기 친수성 코팅액을 상기 트렌치의 바닥면 및 일측면에 편중되게 충진하는 제 1 충진 단계와, 상기 충진 스퀴지를 타방향으로 이동시켜 상기 친수성 코팅액을 상기 트렌치의 바닥면 및 타측면에 편중되게 충진하는 제 2 충진 단계를 포함하고, 상기 증발 단계는 상기 제 1 충진 단계 이후 및 제 2 충진 단계 이후에 각각 수행될 수 있다.The filling step may include a first filling step of moving the filling squeegee in one direction to fill the hydrophilic coating liquid in a concentrated manner on the bottom surface and one side surface of the trench, and moving the filling squeegee in the other direction, And a second filling step of filling the bottom surface and the other side of the trench in a concentrated manner, and the evaporation step may be performed after the first filling step and after the second filling step, respectively.
또한, 상기 수계 분산 잉크는 나노 입자를 갖는 전이 금속이 물에 분산되는 형태로 형성될 수 있다.Further, the aqueous dispersion ink may be formed in such a form that the transition metal having nanoparticles is dispersed in water.
또한, 상기 센싱 전극 형성 단계는 상기 수계 분산 잉크를 상기 트렌치에 충진하는 충진 단계; 및 상기 트렌치에 충진된 수계 분산 잉크에 광을 조사하여 건조 경화시키는 경화 단계를 포함하고, 상기 충진 단계는 상기 수계 분산 잉크가 상기 트렌치에 설정 높이까지 충진되도록 다수회 반복 수행될 수 있다.The sensing electrode forming step may include filling the trench with the aqueous dispersion ink; And a curing step of irradiating light to the water-based dispersion ink filled in the trench and drying and curing the water-based dispersion ink, wherein the filling step may be repeated a plurality of times so that the aqueous dispersion ink is filled up to the set height in the trench.
또한, 상기 경화 단계는 상기 충진 단계가 다수회 반복 수행된 이후 수행될 수 있다.Further, the curing step may be performed after the filling step is repeated a plurality of times.
한편, 본 발명은, 활성 영역 및 비활성 영역을 갖는 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면에 도포되는 형태로 배치되며, 표면에는 메쉬 패턴 형태의 트렌치가 형성되는 투명한 재질의 광 경화 레진; 상기 트렌치의 내측면에 형성되는 친수성 코팅층; 및 금속 입자가 함유된 전도성 물질이 상기 광 경화 레진의 트렌치에 충진되어 상기 트렌치를 따라 메쉬 패턴 형태로 상기 활성 영역에 형성되는 센싱 전극을 포함하고, 상기 전도성 물질은 금속 입자를 물에 분사시킨 형태로 형성되는 수계 분산 잉크로 적용되어 상기 트렌치의 내측면에 상기 친수성 코팅층이 형성된 상태에서 충진되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제공한다.On the other hand, the present invention relates to a transparent substrate having an active region and an inactive region; A light-curing resin of a transparent material disposed in a form to be applied to one surface of the transparent substrate and having trenches in the form of a mesh pattern formed on the surface thereof; A hydrophilic coating layer formed on an inner surface of the trench; And a sensing electrode filled with a conductive material containing metal particles in the trench of the photocurable resin and formed in the active region in the form of a mesh pattern along the trench, And the hydrophilic coating layer is filled on the inner surface of the trench.
이때, 상기 친수성 코팅층은 극성 고분자 물질을 물에 분산시킨 형태의 친수성 코팅액으로 형성될 수 있다.At this time, the hydrophilic coating layer may be formed of a hydrophilic coating liquid in which the polar polymer material is dispersed in water.
또한, 상기 센싱 전극과 연결되도록 상기 투명 기판의 비활성 영역에 형성되는 다수개의 전극 배선을 더 포함하고, 각각의 상기 전극 배선은 상기 비활성 영역에 형성된 상기 트렌치에 상기 전도성 물질이 충진되어 각각 메쉬 패턴 형태로 형성될 수 있다.
The substrate may further include a plurality of electrode wirings formed in an inactive region of the transparent substrate so as to be connected to the sensing electrodes. The conductive wirings are filled with the conductive material in the trenches formed in the inactive regions, As shown in FIG.
본 발명에 의하면, 터치 스크린 패널의 제조시 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성하고, 센싱 전극의 형성 과정에서 트렌치의 내측면에 친수성 코팅층을 형성함과 동시에 트렌치에 충진하는 전도성 물질을 친수성인 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 트렌치에 대한 전도성 물질의 충진율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 전도성 물질의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있으며, 아울러, 전도성 물질의 경화 작업을 다수회 반복할 필요가 없어 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a sensing electrode in the form of a metal mesh is formed through the nanoimprinting process in manufacturing a touch screen panel, a hydrophilic coating layer is formed on the inner surface of the trench in the process of forming the sensing electrode, Based dispersion ink can improve the filling rate of the conductive material with respect to the trench. Accordingly, the charging operation of the conductive material can be performed more quickly and easily, and the curing operation of the conductive material can be performed in a large number It is not necessary to repeat the process repeatedly, so that the process can be simplified, and manufacturing time and cost can be reduced.
또한, 전도성 물질을 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 전도성 물질을 경화시키는 과정에서 발생하는 전기 전도도 저하 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센싱 전극의 전기적 특성을 향상시킬 수 있고 우수한 품질을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.Further, by applying the conductive material as the water-based dispersion ink, it is possible to prevent a phenomenon of deterioration of the electric conductivity occurring during the process of curing the conductive material, thereby improving the electrical characteristics of the sensing electrode, It is effective.
또한, 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극을 형성함으로써, 센싱 전극으로 ITO와 같은 별도의 투명 전극 물질을 사용하지 않아도 되므로, 공정을 단순화할 수 있으며, 제작 비용을 절감할 수 있고, 재료 공급이 원활하지 않은 ITO 물질을 대체할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by forming the sensing electrode in the form of a metal mesh through the nanoimprint process, it is unnecessary to use a separate transparent electrode material such as ITO as the sensing electrode, so that the process can be simplified, the manufacturing cost can be reduced, It is possible to replace the ITO material which is not supplied smoothly.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 터치 스크린 패널 모듈이 적용되는 전자기기의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 일반적인 터치 스크린 패널 모듈을 구비하는 표시부의 단면 분해도,
도 3은 종래 기술에 따른 일반적인 터치 스크린 패널의 전극 패턴 형태를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 전극 패턴 형태를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질의 분자 모형을 개념적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질의 충진 형태를 종래 기술과 비교하여 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법을 동작 흐름에 따라 단계적으로 도시한 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 친수성 코팅층 형성 단계에 대한 세부 동작 흐름을 단계적으로 도시한 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 전극 형성 단계에 대한 세부 동작 흐름을 단계적으로 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법을 순서에 따라 도시한 작업 순서도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 친수성 코팅층 형성 방법을 순서에 따라 도시한 작업 순서도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 센싱 전극 형성 단계를 세부 순서에 따라 도시한 작업 순서도이다.FIG. 1 is a view for explaining an example of an electronic device to which a conventional touch screen panel module according to the related art is applied.
FIG. 2 is a sectional exploded view of a display unit including a conventional touch screen panel module according to the related art,
3 is a schematic view illustrating an electrode pattern of a conventional touch screen panel according to the related art,
4 is a schematic view illustrating an electrode pattern of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of a touch screen panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 conceptually illustrates a molecular model of a conductive material according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a view illustrating a filling state of a conductive material according to an embodiment of the present invention in comparison with the prior art,
FIG. 8 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a block diagram showing a detailed operation flow of the hydrophilic coating layer forming step according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 10 is a view showing a detailed operation flow of the sensing electrode forming step according to an embodiment of the present invention,
FIG. 11 is an operation flowchart illustrating a method of manufacturing a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention,
FIG. 12 is an operation flowchart showing a method of forming a hydrophilic coating layer of a touch screen panel according to an embodiment of the present invention,
13 is a flowchart illustrating a sensing electrode forming step of the touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention in detail.
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.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 전극 패턴 형태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질의 분자 모형을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질의 충진 형태를 종래 기술과 비교하여 도시한 도면이다.4 is a schematic view illustrating an electrode pattern of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal structure of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a molecular model of a conductive material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view illustrating a filling pattern of a conductive material according to an embodiment of the present invention, to be.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은 투명 기판(110)의 일면에 광 경화 레진(101)이 도포된 형태로 배치되고, 광 경화 레진(101)에 형성된 트렌치(102)를 따라 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극(120)이 형성된 구조로 형성되는데, 이는 나노 임프린트 공정을 통해 투명 기판(110)에 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극(120)을 형성하는 방식으로 제작된다.The
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)의 구조에 대해 살펴보고, 이후, 제조 방법에 대해 살펴본다.First, the structure of the
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은 전술한 바와 같이 나노 임프린트 공정을 통해 제작되며, 투명 기판(110), 광 경화 레진(101), 친수성 코팅층(103) 및 센싱 전극(120)을 포함하여 구성된다.The
투명 기판(110)에는 중심 부분에 활성 영역(AR)이 형성되고, 활성 영역(AR)의 외곽 가장자리 부분에 비활성 영역(NAR)이 형성된다. 활성 영역(AR)에는 사용자의 접촉 위치를 감지할 수 있도록 센싱 전극(120)이 형성되며, 비활성 영역(NAR)에는 센싱 전극(120)을 통해 감지된 접촉 위치 신호를 제어칩 등의 전자 기기로 전달하기 위한 전극 배선(130)이 형성된다.The active region AR is formed in the central portion of the
센싱 전극(120)은 나노 임프린트 공정을 통해 투명 기판(110)의 활성 영역에 메탈 메쉬 형태로 형성되고, 전극 배선(130) 또한 마찬가지로 나노 임프린트 공정을 통해 투명 기판(110)의 비활성 영역에 메탈 메쉬 형태로 형성된다. 즉, 센싱 전극(120) 및 전극 배선(130)은 각각 메쉬 구조로 형성되며, 각 메쉬를 이루는 메쉬 라인이 금속 입자를 함유한 전도성 물질로 구성됨으로써, 금속 재질의 메탈 메쉬 구조를 이룬다.The
이러한 나노 임프린트 공정에 따라 투명 기판(110)의 일면에는 광 경화 레진(101)이 도포되는 형태로 배치된다. 광 경화 레진(101)의 표면에는 도 5에 도시된 바와 같이 오목한 고랑 형태의 트렌치(102)가 형성되는데, 트렌치(102)의 경로는 그물망 형태로 상호 교차하는 메쉬 구조를 이룬다. 이때, 광 경화 레진(101)은 투명한 재질로 형성되며, 자외선 광에 노출됨으로써 경화되는 특성을 갖는다.According to the nanoimprint process, the
광 경화 레진(101)의 트렌치(102)에는 금속 입자가 함유된 전도성 물질(M)이 충진되는데, 전도성 물질(M)이 트렌치(102)를 따라 전체 구간에 충진된 후 경화됨으로써, 전술한 바와 같이 메쉬 패턴 형태의 센싱 전극(120)이 투명 기판(110)의 활성 영역에 형성된다. 마찬가지 방식으로, 투명 기판(110)의 비활성 영역에도 전도성 물질(M)이 트렌치(102)를 따라 충진됨으로써, 메쉬 패턴 형태의 전극 배선(130)이 형성된다. The conductive material M containing the metal particles is filled in the
친수성 코팅층(103)은 광 경화 레진(101)에 형성된 트렌치(102)의 내측면에 형성되는데, 극성 고분자 물질을 물에 분산시킨 형태의 친수성 코팅액으로 형성된다. 예를 들면, 친수성 코팅액은 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리비닐아세테이트(PVAC) 중 어느 하나의 물질을 물에 분산시킨 형태로 형성된다.The
이때, 전도성 물질(M)은 은(Ag) 또는 구리(Cu)와 같은 금속 입자를 함유한 페이스트 또는 잉크 형태로 제작될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 입자(M1)를 물에 분산시킨 형태로 형성되는 수계 분산 잉크로 적용된다. 좀더 구체적으로는, 나노 입자를 갖는 전이 금속이 물에 분산되는 형태의 수계 분산 잉크로 적용될 수 있다.At this time, the conductive material M may be manufactured in the form of a paste or ink containing metal particles such as silver (Ag) or copper (Cu). According to an embodiment of the present invention, Based dispersion ink formed in a dispersed form. More specifically, it can be applied to an aqueous dispersion ink in which a transition metal having nanoparticles is dispersed in water.
이와 같은 구조에 따라 전도성 물질(M)을 트렌치(102)에 충진하는 과정에서 전도성 물질(M)의 트렌치(102)에 대한 충진율이 향상된다. 아울러, 센싱 전극의 전기 전도도가 향상된다.According to this structure, the filling rate of the conductive material M with respect to the
좀더 자세히 살펴보면, 전도성 물질(M)은 일반적으로 금속 입자(M1)가 유기 솔벤트에 분산된 형태로 제작되는데, 이 경우, 금속 입자(M1)를 유기 솔벤트에 혼합 분산시키는 과정에서 바인더 및 각종 첨가제가 사용된다. 이와 같이 제작된 유기계 분산 잉크 형태의 전도성 물질은 트렌치(102)에 충진된 이후 건조 경화되는 과정에서 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 금속 입자(M1)에 대해 다수개의 바인더 입자(M2)가 결합된 상태로 유지되므로, 전도성 물질(M)을 건조 경화시키게 되면, 바인더 입자(M2)에 의해 금속 입자(M1)들의 상호 접촉이 방해되어 전기 전도도가 저하되는 특성을 갖는다. In more detail, the conductive material (M) is generally prepared by dispersing the metal particles (M1) in an organic solvent. In this case, when the metal particles (M1) are mixed and dispersed in the organic solvent, Is used. The conductive material in the form of the organic dispersion ink thus prepared is filled in the
본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질(M)은 금속 입자(M1)를 수계 솔벤트, 즉 물에 분산시킨 형태로 형성되는 수계 분산 잉크 형태로 제작되는데, 이 경우에도 마찬가지로 금속 입자(M1)를 물에 혼합 분산시키는 과정에서 바인더 및 각종 첨가제가 사용된다. 이러한 수계 분산 잉크 형태의 전도성 물질은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 유기계 분산 잉크 형태와는 달리 하나의 금속 입자(M1)에 대해 상대적으로 작은 수량의 바인더 입자(M2)가 결합된 상태로 유지되므로, 전도성 물질(M)을 건조 경화시킨 상태에서 금속 입자(M1)들의 상호 접촉이 바인더 입자(M2)에 의해 거의 방해받지 않기 때문에, 전기 전도도가 양호한 상태로 유지된다.The conductive material M according to an embodiment of the present invention is manufactured in the form of an aqueous dispersion ink in which the metal particles M1 are dispersed in a water-based solvent, that is, water. In this case, In the process of mixing and dispersing in water, a binder and various additives are used. As shown in FIG. 6 (b), unlike the organic dispersion ink type, the conductive material in the form of a water-based dispersion ink has a relatively small amount of binder particles M2 bonded to one metal particle M1 The mutual contact of the metal particles M1 is hardly disturbed by the binder particles M2 in a state where the conductive material M is dry-cured, so that the electrical conductivity is maintained in a good state.
또한, 이와 같이 전도성 물질(M)이 수계 분산 잉크로 적용되면, 전도성 물질(M)은 친수성 특성을 갖게 되는데, 트렌치(102)가 형성된 광 경화 레진(101)은 일반적으로 유기계 레진으로 형성되기 때문에, 전도성 물질(M)을 트렌치(102)에 충진하는 과정에서, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 전도성 물질(M)은 트렌치(102)에 충분하게 충전되지 않는다. 즉, 전도성 물질(M)이 트렌치(102) 내측면과 접촉하는 부분에서 전도성 물질과 트렌치 내측면 사이에 그 재료 특성에 따른 반발력이 발생하므로, 전도성 물질(M)은 트렌치(102) 공간의 중심 부분에서 상향 볼록하게 만곡진 형태로 충전되고, 이에 따라 전체적으로 트렌치(102)에 대한 전도성 물질의 충진율이 저하된다. 이와 같이 전도성 물질의 충진율이 저하되면, 전도성 물질을 트렌치에 충분히 충진하기 위해 전도성 물질을 소량씩 충진하는 방식으로 다수회 반복 충진해야 하며, 이 경우에도 완전한 충진이 매우 어렵다는 문제가 있었다.When the conductive material M is applied as an aqueous dispersion ink, the conductive material M has a hydrophilic property. Since the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 트렌치(102)의 내측면에 친수성 코팅층(103)을 형성함으로써, 전도성 물질(M)의 트렌치(102)에 대한 충진 과정에서 전도성 물질(M)과 트렌치(102) 내측면 사이에 그 재료 특성에 따른 반발력을 제거함은 물론 인력을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 전도성 물질(M)이 트렌치(102) 내부 공간에 전체적으로 충분한 정도로 용이하게 충진될 수 있다. 따라서, 전도성 물질의 충진 과정에서 다수회 반복해서 이루어지는 충진 작업의 횟수를 현저히 감소시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 1회 충진 작업만으로도 충진 작업을 완료할 수도 있을 것이다.Therefore, by forming the
한편, 이상에서 설명한 바와 같이 전도성 물질(M)이 트렌치(102)에 충진되는 방식으로 형성된 센싱 전극(120)은 나노 임프린트 공정의 특성상 수 나노 단위의 매우 미세한 선폭으로 패턴 형성이 가능한데, 수 나노 단위의 매우 미세한 선폭으로 형성된 경우, 이러한 센싱 전극(120)은 육안으로 식별할 수 없고, 투명 전극 물질과 동일한 정도의 투과율을 나타낸다. 따라서, 센싱 전극(120)을 미세 선폭의 메쉬 패턴으로 형성한 경우, ITO와 같은 투명 전극 물질을 대체하는 새로운 방식의 투명 전극을 이룰 수 있다.As described above, the
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은 센싱 전극으로 ITO와 같은 별도의 투명 전극 물질을 사용하지 않고, 나노 임프린트 공정을 통해 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극(120)을 형성함으로써, 공정을 단순화할 수 있으며, 제작 비용을 절감할 수 있고, 재료 공급이 원활하지 않은 ITO 물질을 대체할 수 있는 효과가 있다. According to such a structure, the
특히, 트렌치(102)에 충진되는 전도성 물질(M)을 금속 입자가 물에 분산된 형태의 수계 분산 잉크로 적용함으로써, 전도성 물질(M)의 건조 경화 과정에서 발생할 수 있는 전기 전도도 저하 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 우수한 품질을 유지할 수 있고, 트렌치(102)의 내측면에 친수성 코팅층(103)을 형성함으로써, 전도성 물질(M)의 충진 작업을 더욱 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.Particularly, by applying the conductive material (M) filled in the trench (102) as an aqueous dispersion ink in which metal particles are dispersed in water, it is possible to prevent a decrease in electric conductivity, which may occur in the drying and curing process of the conductive material And the
또한, 전극 배선(130)의 경우에도 마찬가지로 광 경화 레진(101)의 트렌치(102)에 전도성 물질(M)이 충진되는 방식으로 나노 임프린트 공정을 통해 형성되는바, 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 각 전극 배선(130)이 각각 메쉬 패턴을 이루는 형태로 형성되며, 나노 임프린트 공정의 특성상 수 나노 단위의 매우 미세한 패턴 형성이 가능하므로, 종래 기술의 노광 인쇄 방식에 비해 더욱 미세한 선폭 구현이 가능하며, 각 전극 배선(130)의 간격(P) 또한 더욱 작게 형성할 수 있다. Also in the case of the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은 전극 배선(130)의 간격(P)을 더욱 미세하게 형성할 수 있기 때문에, 비활성 영역(NAR)의 폭을 최소화할 수 있어 활성 영역(AR)에 대한 공간 효율을 향상시킬 수 있으며, 이를 이용한 전자 기기의 경우 디스플레이부에 대한 베젤 영역을 최소화할 수 있어 공간 효율, 설계 자유도 및 디자인 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, the
한편, 센싱 전극(120)이 전술한 바와 같이 메탈 메쉬 구조로 형성되게 되면, 터치 스크린 패널(100)의 하부에 위치한 디스플레이 광이 터치 스크린 패널(100)을 통해 외부로 방출되는 과정에서, 센싱 전극(120)의 전도성 물질(M)에 의해 난반사하여 외부에서 빛이 반짝거리는 스파클링(sparkling) 현상이 발생할 수 있다.Meanwhile, when the
따라서, 이러한 스파클링 현상을 방지할 수 있도록 센싱 전극(120)의 상면 및 하면에는, 도시되지는 않았으나 빛의 반사를 방지하는 별도의 흑화 물질(미도시)이 배치될 수 있다. 이러한 흑화 물질을 배치하는 방식은, 트렌치(102)에 전도성 물질(M)을 충진하는 과정에서, 흑화 물질, 전도성 물질, 흑화 물질의 순서로 이들을 순차적으로 충진함으로써, 흑화 물질이 전도성 물질(M)의 상부 및 하부에 배치되도록 할 수 있다. In order to prevent the sparkling phenomenon, a separate blackening material (not shown) for preventing reflection of light may be disposed on the top and bottom surfaces of the
이때, 흑화 물질은 센싱 전극(120)의 전기적 특성 향상을 위해 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, C, Mo, Cu2O, Cr, Ta, W 중 어느 하나를 포함하는 형태로 형성될 수 있다.At this time, the blackening material may be formed of a conductive material for improving the electrical characteristics of the
이와 같이 흑화 물질을 전도성 물질(M)의 상부 및 하부에 배치함으로써, 외부 광원이나 또는 디스플레이 광원으로부터 방출되는 빛이 센싱 전극(120)에 의해 난반사되지 않고 흑화 물질에 의해 흡수됨으로써, 스파클링 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 터치 스크린 패널의 품질을 더욱 우수하게 유지할 수 있다.
By disposing the blackening material above and below the conductive material M, the light emitted from the external light source or the display light source is absorbed by the blackening material without being irregularly reflected by the
다음으로, 이상에서 설명한 터치 스크린 패널의 제조 방법을 살펴본다.Next, a manufacturing method of the touch screen panel as described above will be described.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법을 동작 흐름에 따라 단계적으로 도시한 블록도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 친수성 코팅층 형성 단계에 대한 세부 동작 흐름을 단계적으로 도시한 블록도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 전극 형성 단계에 대한 세부 동작 흐름을 단계적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법을 순서에 따라 도시한 작업 순서도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 친수성 코팅층 형성 방법을 순서에 따라 도시한 작업 순서도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 센싱 전극 형성 단계를 세부 순서에 따라 도시한 작업 순서도이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart illustrating a detailed operation flow for forming a hydrophilic coating layer according to an exemplary embodiment of the present invention. 10 is a view showing a detailed operation flow of a sensing electrode forming step according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a view illustrating a touch screen panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation sequence of a method of forming a hydrophilic coating layer of a touch screen panel according to an embodiment of the present invention, FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation sequence of an embodiment And the sensing electrode forming step of the touch screen panel according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법은, 전술한 바와 같이 나노 임프린트 공정을 통해 투명 기판(110)에 메탈 메쉬 형태의 센싱 전극(120)을 형성하는 방식으로 이루어지는데, 도 8에 도시된 바와 같이 레진 도포 단계(S10), 트렌치 형성 단계(S20), 친수성 코팅층 형성 단계(S30) 및 센싱 전극 형성 단계(S40)를 포함하여 구성된다.A method of fabricating a touch screen panel according to an embodiment of the present invention includes forming a metal
레진 도포 단계(S10)는 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 투명 기판(110)의 표면에 투명한 재질의 광 경화 레진(101)을 도포하는 방식으로 진행된다. 광 경화 레진(101)은 점성이 있는 액상 상태로 도포되며, 이후 자외선 광을 조사함에 따라 경화되는 특성을 갖는다.The resin applying step S10 is performed by applying a
트렌치 형성 단계(S20)는 투명 기판(110)의 표면에 광 경화 레진(101)을 도포한 후, 광 경화 레진(101)에 메쉬 패턴 형태의 트렌치(102)를 형성하는 단계로서, 별도의 메쉬 패턴이 형성된 스탬프 몰드(S)를 제작한 후, 스탬프 몰드(S)에 형성된 메쉬 패턴(S1)을 광 경화 레진(101)에 전사하는 방식으로 수행된다. 즉, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 메쉬 패턴(S1)이 형성된 스탬프 몰드(S)로 광 경화 레진(101)을 가압하고, 이 상태에서 자외선 광을 조사하여 광 경화 레진(101)를 경화시킨 후, 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 스탬프 몰드(S)를 광 경화 레진(101)으로부터 분리 제거함으로써, 광 경화 레진(101)에 메쉬 패턴 형태의 트렌치(102)를 형성하는 방식으로 수행된다.The trench forming step S20 is a step of forming a
친수성 코팅층 형성 단계(S30)는 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 광 경화 레진(101)에 형성된 트렌치(102)의 내측면에 친수성 코팅층(103)을 형성하는 방식으로 수행된다. 이러한 친수성 코팅층 형성 단계(S30)는 도 9에 도시된 바와 같이 트렌치(102)에 친수성 코팅액을 충진하는 충진 단계(S31)와, 친수성 코팅층(103)이 형성되도록 트렌치(102)에 충진된 친수성 코팅액에 광을 조사하여 친수성 코팅액을 일부 증발시키는 증발 단계(S32)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증발 단계(S32)에서 친수성 코팅액은 접합력에 의해 트렌치(102)의 바닥면 및 양측면에 남아있는 상태로 증발되도록 구성될 수 있다.The hydrophilic coating layer forming step S30 is performed in such a manner that the
좀 더 구체적으로 살펴보면, 충진 단계(S31)는 별도의 충진 스퀴지(200)(도 12 참조)를 일방향으로 이동시켜 친수성 코팅액을 트렌치(102)의 바닥면 및 일측면에 편중되게 충진하는 제 1 충진 단계(S31-1)와, 충진 스퀴지(200)를 타방향으로 이동시켜 친수성 코팅액을 트렌치(102)의 바닥면 및 타측면에 편중되게 충진하는 제 2 충진 단계(S31-2)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때, 증발 단계(S32)는 제 1 충진 단계(S31-1) 이후 및 제 2 충진 단계(S31-2) 이후에 각각 수행될 수 있다.More specifically, in the filling step S31, a separate filling squeegee 200 (see FIG. 12) is moved in one direction to fill the hydrophilic coating liquid into the bottom surface and one side surface of the
이러한 친수성 코팅층 형성 단계(S30)를 도 12를 참조하여 살펴보면, 먼저, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 충진 스퀴지(200)를 우측 방향으로 이동시키면, 충진 스퀴지(200)에 의해 친수성 코팅액(R)이 트렌치(102)에 충진되는데, 이 경우, 친수성 코팅액(R)은 충진 스퀴지(200) 이동 방향에 따라 트렌치(102)의 바닥면으로부터 우측면에 편중되게 충진된다. 이 상태에서, 별도의 자외선 광램프(300)를 작동시켜 자외선 광을 친수성 코팅액(R)에 조사하면, 친수성 코팅액(R)은 일부 증발하게 되는데, 이때, 자외선 광 조사 강도 및 시간 등을 조절하면, 친수성 코팅액이 트렌치(102)의 바닥면 및 우측면에 남아있는 상태로 증발하게 된다. 즉, 친수성 코팅액은 고분자 물질로서 접합력이 있기 때문에, 트렌치(102)의 바닥면 및 우측면에 접촉한 부분에서는 트렌치(102)와의 접합 상태가 상대적으로 강하게 유지되고, 중심 부분에서는 상대적으로 증발이 쉽게 일어나게 되므로, 자외선 광 조사 강도 및 시간 등을 조절하면, 트렌치(102)와 접촉면, 즉, 바닥면 및 우측면에 친수성 코팅액이 남아있는 상태로 중심 부분이 증발될 수 있다. 이에 따라 제 1 충진 단계(S31-1) 이후, 증발 단계(S32)를 거치게 되면, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 친수성 코팅액(R)이 트렌치(102)의 바닥면 및 우측면에 남아있는 상태로 형성할 수 있다.12, when the filling
이후, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 충진 스퀴지(200)를 좌측 방향으로 이동시키면, 마찬가지 방식으로 충진 스퀴지(200)에 의해 친수성 코팅액(R)이 트렌치(102)에 충진되는데, 이 경우, 친수성 코팅액(R)은 충진 스퀴지(200) 이동 방향에 따라 트렌치(102)의 바닥면으로부터 좌측면에 편중되게 충진된다. 이 상태에서, 마찬가지 방식으로 자외선 광램프(300)를 작동시켜 자외선 광을 친수성 코팅액(R)에 조사하면, 친수성 코팅액(R)은 트렌치(102)의 바닥면 및 좌측면에 남아있는 상태로 증발하게 된다. 12 (b), when the filling
따라서, 이와 같은 과정을 모두 거치게 되면, 친수성 코팅액이 트렌치(102)의 바닥면, 우측면 및 좌측면에 남아있는 상태로 중심 부분만 증발하는 형태의 친수성 코팅층(103)이 형성된다.Accordingly, when the hydrophilic coating liquid is completely passed through the
이와 같이 친수성 코팅층(103)이 형성됨으로써, 이후 센싱 전극 형성 단계(S40)에서 전도성 물질(M)의 트렌치(102)에 대한 충진율을 향상시킬 수 있다. 즉, 트렌치(102)의 내측면에 친수성 코팅층(103)을 형성함으로써, 전술한 바와 같이 전도성 물질(M)과 트렌치(102) 내측면 사이에 그 재료 특성에 따른 반발력을 제거함은 물론 인력을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 전도성 물질(M)이 트렌치(102) 내부 공간에 전체적으로 충분한 정도로 용이하게 충진될 수 있다. 따라서, 전도성 물질의 충진 과정에서 다수회 반복해서 이루어지는 충진 작업의 횟수를 현저히 감소시킬 수 있다.Since the
센싱 전극 형성 단계(S40)는 금속 입자가 함유된 전도성 물질(M)을 친수성 코팅층(103)이 형성된 트렌치(102)에 충진 경화시켜 메쉬 패턴 형태의 센싱 전극(120)을 형성하는 방식으로 수행된다. 전도성 물질(M)을 트렌치(102)에 충진하는 방식은 스핀 코팅 등 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따라 바(bar) 형태의 스퀴지(미도시)를 이동시켜 전도성 물질을 충진하는 방식으로 적용될 수 있다. 이때, 스퀴지의 이동 방향과 트렌치(102)의 배치 방향은 서로 평행하거나 직각 방향이 아닌 경사지게 교차하는 방향으로 설정되는 것이 바람직하며, 이를 통해 트렌치(102)에 대한 전도성 물질(M)의 충진율 및 충진 속도를 조화롭게 향상시킬 수 있다.The sensing electrode forming step S40 is performed by filling the conductive material M containing metal particles into the
좀 더 자세히 살펴보면, 센싱 전극 형성 단계(S40)에서 트렌치(102)에 충진하는 전도성 물질(M)은 전술한 바와 같이 금속 입자를 물에 분산시킨 형태의 수계 분산 잉크로 적용되는데, 이러한 전도성 물질(M)은 전술한 바와 같이 건조 경화 과정에서 전기 전도도의 저하 현상이 발생하지 않으므로, 트렌치(102)에 충진하는 과정에서 다수회 반복하여 건조 경화 과정을 거칠 필요가 없다.In more detail, the conductive material M filling the
즉, 일반적인 유기계 분산 잉크 형태의 전도성 물질은 전술한 바와 같이 하나의 금속 입자(M1)에 상대적으로 많은 개수의 바인더 입자(M2)가 결합되어 건조 경화 과정에서 전기 전도도가 저하되기 때문에, 이를 방지하기 위해 상대적으로 적은 양을 충진한 후 건조 경화하는 과정을 반복해서 수행해야 한다. 다시 말하면, 1차 충진후 건조하고, 다시 2차 충진후 다시 건조하는 과정을 거치는 방식으로 충진 과정을 소량 충진 방식으로 진행하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따라 전도성 물질(M)을 수계 분산 잉크 형태로 적용하게 되면, 전술한 바와 같이 건조 경화 과정에서 전기 전도도의 저하가 발생하지 않으므로, 상대적으로 많은 양을 충진한 후, 마지막에 한번만 건조 경화하는 과정을 거치는 방식으로 센싱 전극을 형성할 수 있다. 다시 말하면, 1차 충진 및 2차 충진 작업을 모두 완료한 이후, 1회의 건조 과정을 거치는 방식으로 수행될 수 있다. That is, since a conductive material in the form of an organic-based dispersion ink has a relatively large number of binder particles (M2) bonded to one metal particle (M1) as described above, It is necessary to repeatedly perform a process of filling a relatively small amount and then drying and curing it. In other words, the filling process is carried out in a small amount by a method of drying after first filling, second filling and then drying again. However, when the conductive material (M) is applied in the form of an aqueous dispersion ink according to an embodiment of the present invention, since the electrical conductivity is not lowered during the drying and curing process as described above, , And finally the drying and curing process is performed only once. In other words, after the first filling and the second filling operations are all completed, they can be carried out in a single drying process.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 전극 형성 단계(S30)는 수계 분산 잉크를 트렌치(102)에 충진하는 충진 단계(S31)와, 트렌치(102)에 충진된 수계 분산 잉크에 광을 조사하여 건조 경화시키는 경화 단계(S32)를 포함하여 구성되는데, 충진 단계(S32)는 수계 분산 잉크가 트렌치(102)에 설정 높이까지 충진되도록 다수회 반복 수행될 수 있다. 이와 같이 충진 단계(S32)가 반복 수행되는 이유는, 단 1회의 충진 작업 만으로 설정 높이까지 전도성 물질을 충진하기가 일반적으로 어렵기 때문에, 반복적인 충진 작업을 통해 설정 높이까지 전도성 물질을 충진해야 하기 때문이다. 이때, 경화 단계(S32)는 충진 단계(S31)가 다수회 반복 수행된 이후 수행될 수 있는데, 특히, 충진 단계(S31)가 다수회 반복 수행되어 수계 분산 잉크가 트렌치(102)에 설정 높이까지 충진 완료된 이후 단 1회 수행되도록 구성될 수 있다.In summary, the sensing electrode forming step S30 according to an embodiment of the present invention includes a filling step S31 of filling a water-based dispersion ink into the
예를 들면, 도 13의 (a),(b),(c)에 도시된 바와 같이 충진 단계(S31)를 반복하여 트렌치(102)에 순차적으로 수계 분산 잉크 형태의 전도성 물질(M)을 충진시킬 수 있고, 이후, 도 13의 (d)에 도시된 바와 같이 다수회의 충진 단계(S31)가 반복 완료된 이후, 자외선 램프광(300)을 작동시켜 자외선 광을 조사하여 전도성 물질(M)을 건조 경화시킬 수 있다. 즉, 경화 단계(S32)는 다수회의 충진 단계(S31) 이후 수행된다.For example, as shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C, the filling step S31 is repeated to sequentially fill the conductive material M in the form of an aqueous dispersion ink to the
이상에서는 충진 단계(S31)를 반복 수행하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 트렌치(102)의 내측면에 친수성 코팅층(103)이 형성되기 때문에, 전술한 바와 같이 전도성 물질(M)의 트렌치(102)에 대한 충진율이 향상되므로, 단 1회 또는 2회 충진 작업만으로 전도성 물질(M)을 트렌치(102)에 설정 높이까지 충분하게 충진할 수 있다.The
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 전도성 물질(M)을 트렌치(102)에 충진하여 센싱 전극을 형성하는 과정에서, 전도성 물질(M)을 충진한 이후 건조할 때, 전도성 물질(M)에 대한 건조 경화 과정을 다수회 반복할 필요 없이 단 1회 또는 필요에 따라 2,3회 정도 반복하는 정도로 건조 경화 과정의 수행 횟수를 감소시킬 수 있고, 아울러, 트렌치(102)에 대한 전도성 물질(M)의 충진 작업 또한 트렌치(102)의 내측면에 형성된 친수성 코팅층(103)에 의해 충진율이 증가하므로, 그 작업 횟수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 전체적으로 센싱 전극을 형성하는 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
Accordingly, in an embodiment of the present invention, when the conductive material M is filled in the
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.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 터치 스크린 패널 101: 광 경화 레진
102: 트렌치 103: 친수성 코팅층
110: 투명 기판 120: 센싱 전극
130: 전극 배선 200: 충진 스퀴지
300: 자외선 광램프 R: 친수성 코팅액
AR: 활성 영역 NAR: 비활성 영역
M: 전도성 물질 S: 스탬프 몰드100: touch screen panel 101: photocured resin
102: Trench 103: Hydrophilic coating layer
110: transparent substrate 120: sensing electrode
130: electrode wiring 200: filling squeegee
300: ultraviolet light lamp R: hydrophilic coating liquid
AR: active area NAR: inactive area
M: Conductive material S: Stamp mold
Claims (11)
상기 투명 기판의 표면에 투명한 재질의 광 경화 레진을 도포하는 레진 도포 단계;
메쉬 패턴이 형성된 스탬프 몰드로 상기 광 경화 레진을 가압 경화하여 상기 광 경화 레진에 상기 메쉬 패턴 형태의 트렌치를 형성하는 트렌치 형성 단계;
상기 트렌치의 내측면에 친수성 코팅층을 형성하는 친수성 코팅층 형성 단계; 및
금속 입자가 함유된 전도성 물질을 상기 친수성 코팅층이 형성된 트렌치에 충진하여 상기 메쉬 패턴 형태의 센싱 전극을 형성하는 센싱 전극 형성 단계
를 포함하고, 상기 센싱 전극 형성 단계에서 상기 트렌치에 충진하는 전도성 물질은 금속 입자를 물에 분산시킨 형태로 형성되는 수계 분산 잉크로 적용되고,
상기 친수성 코팅층은 극성 고분자 물질을 물에 분산시킨 형태의 친수성 코팅액으로 형성되며,
상기 친수성 코팅층 형성 단계는
상기 트렌치에 상기 친수성 코팅액을 충진하는 충진 단계; 및
상기 트렌치에 충진된 친수성 코팅액에 광을 조사하여 상기 친수성 코팅액을 일부 증발시키는 증발 단계
를 포함하고, 상기 충진 단계는
별도의 충진 스퀴지를 일방향으로 이동시켜 상기 친수성 코팅액을 상기 트렌치의 바닥면 및 일측면에 편중되게 충진하는 제 1 충진 단계와,
상기 충진 스퀴지를 타방향으로 이동시켜 상기 친수성 코팅액을 상기 트렌치의 바닥면 및 타측면에 편중되게 충진하는 제 2 충진 단계를 포함하고,
상기 증발 단계는 상기 제 1 충진 단계 이후 및 제 2 충진 단계 이후에 각각 수행되며,
상기 제 1 충진 단계 이후 수행된 증발 단계는 상기 친수성 코팅액이 접합력에 의해 상기 트렌치의 바닥면 및 일측면에 남아있는 상태로 증발되도록 수행되고,
상기 제 2 충진 단계 이후 수행된 증발 단계는 상기 친수성 코팅액이 접합력에 의해 상기 트렌치의 바닥면 및 타측면에 남아있는 상태로 증발되도록 수행되며,
각각의 상기 증발 단계를 통해 상기 친수성 코팅액이 상기 트렌치의 바닥면 및 양측면에 남아있는 상태로 증발되어 상기 트렌치의 내측면에 상기 접합 강화층이 형성되며,
상기 센싱 전극 형성 단계는
상기 수계 분산 잉크를 상기 트렌치에 충진하는 충진 단계; 및
상기 트렌치에 충진된 수계 분산 잉크에 광을 조사하여 건조 경화시키는 경화 단계
를 포함하고, 상기 충진 단계는 상기 수계 분산 잉크가 상기 트렌치에 설정 높이까지 충진되도록 다수회 반복 수행되고,
상기 경화 단계는 상기 충진 단계가 다수회 반복 수행되어 상기 수계 분산 잉크가 상기 트렌치에 설정 높이까지 충진된 이후 1회 수행되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
A touch screen panel manufacturing method for manufacturing a touch screen panel by forming a sensing electrode in the form of a metal mesh on a transparent substrate through a nanoimprint process,
A resin applying step of applying a light-curing resin of a transparent material to the surface of the transparent substrate;
A trench forming step of press-curing the photocurable resin with a stamp mold having a mesh pattern to form the mesh-patterned trench in the photocured resin;
A hydrophilic coating layer forming step of forming a hydrophilic coating layer on the inner surface of the trench; And
Forming a sensing electrode in the form of a mesh pattern by filling a conductive material containing metal particles in the trench in which the hydrophilic coating layer is formed,
Wherein the conductive material filling the trench in the sensing electrode forming step is applied as an aqueous dispersion ink formed by dispersing metal particles in water,
The hydrophilic coating layer is formed of a hydrophilic coating liquid in which a polar polymer material is dispersed in water,
The hydrophilic coating layer forming step
Filling the trench with the hydrophilic coating liquid; And
An evaporation step of irradiating light to the hydrophilic coating liquid filled in the trench to partially evaporate the hydrophilic coating liquid
, Wherein the filling step
A first filling step in which a separate filling squeegee is moved in one direction to fill the hydrophilic coating liquid on the bottom surface and one side surface of the trench in a biased manner;
And a second filling step of filling the hydrophilic coating liquid on the bottom surface and the other side of the trench in a concentrated manner by moving the filling squeegee in the other direction,
The evaporation step is performed after the first filling step and after the second filling step, respectively,
The evaporation step performed after the first filling step is performed to evaporate the hydrophilic coating liquid remaining on the bottom surface and one side surface of the trench by the bonding force,
The evaporation step performed after the second filling step is performed to evaporate the hydrophilic coating liquid remaining on the bottom and other sides of the trench by the bonding force,
The hydrophilic coating liquid is evaporated while remaining on the bottom and both sides of the trench through each of the evaporation steps to form the bonding strengthening layer on the inner surface of the trench,
The sensing electrode forming step
A filling step of filling the water-based dispersion ink in the trench; And
A curing step of irradiating the water-based dispersion ink filled in the trench with light to dry-cure
Wherein the filling step is repeated a plurality of times so that the aqueous dispersed ink is filled up to the set height in the trench,
Wherein the curing step is performed once after the filling step is repeated a plurality of times to fill the trench with the aqueous dispersion ink to a set height.
상기 친수성 코팅액은 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리비닐아세테이트(PVAC) 중 어느 하나의 물질을 물에 분산시킨 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the hydrophilic coating liquid is formed by dispersing one of polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinyl acetate (PVAC) in water.
상기 수계 분산 잉크는
나노 입자를 갖는 전이 금속이 물에 분산되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
The water-based dispersion ink
Wherein the transition metal having nanoparticles is dispersed in water.
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KR1020140096706A KR101540803B1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Touch Screen Panel and Manufacturing Method Thereof |
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---|---|---|---|---|
US10761626B2 (en) | 2017-10-26 | 2020-09-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Touch sensor and manufacturing method thereof, and display device including the same |
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2014
- 2014-07-29 KR KR1020140096706A patent/KR101540803B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
손수정 외 3명. 초발수 현상을 이용한 나노 잉크 미세배선 제조. J. Kor.Powd.Met.Inst., Vol.20, No.2, pp.120-124, 2013.* |
Cited By (1)
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US10761626B2 (en) | 2017-10-26 | 2020-09-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Touch sensor and manufacturing method thereof, and display device including the same |
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