KR101556312B1

KR101556312B1 - 터치 스크린 및 터치 스크린 제조방법

Info

Publication number: KR101556312B1
Application number: KR1020137029937A
Authority: KR
Inventors: 페이 조우
Original assignee: 난창 오-필름 테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-07-06
Publication date: 2015-09-30
Also published as: JP5957141B2; US20150009420A1; TW201437871A; TWI494815B; US9063604B2; JP2015513752A; CN103176656A; WO2014146382A1; CN103176656B; KR20140137283A

Abstract

터치 스크린 제조방법은 다음의 단계들을 포함한다 : 유리 기판을 제공하는 단계; 플라즈마를 통해 상기 유리 기판의 표면에 충격을 가하여, 상기 표면에 Si-O 군을 노출하는 단계; 플라즈마를 통해 충격이 가해진 상기 유리 기판의 상기 표면에 젤을 코팅하고 경화하여, 베이스 물질막을 형성하는 단계로서, 상기 젤은 경화 과정 동안 상기 유리 기판 상의 상기 Si-O 군에 결합되며; 엠보싱 금형을 통해 상기 베이스 물질막을 엠보싱하여, 상기 유리 기판 상의 상기 베이스 물질막의 상기 표면 상에 트렌치를 형성하는 단계; 및 상기 트렌치에 금속을 채우고, 금속 격자를 전도막으로 형성하는 단계. 또한, 터치 스크린이 개시된다. ITO를 전도막으로 이용하는 전통적인 과정과 비교할 때, 격자 형태가 한 번에 형성되고, 상기 과정이 간단하며, 제품생산율이 높다. 그리고, ITO 대신 금속을 이용하므로 물질의 비용이 더욱 절감되며, 식각 과정이 이용되지 않기 때문에 전도 물질이 낭비되지 않고, 폐기물 내의 중금속 배출을 줄일 수 있다.

Description

터치 스크린 및 터치 스크린 제조방법{TOUCH SCREEN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 스크린에 관한 것이며, 터치 스크린 제조 방법에 관한 것이다.

터치 스크린은 입력 신호를 수신할 수 있는 터치 유도 장치이다. 터치 스크린은 정보 교환을 위한 새로운 외형을 제공하며, 터치 스크린은 새로운 매력적인 정보 상호작용 장치이다. 터치 스크린 기술의 발전은 국내외 정보 매체의 넓은 관심을 불러일으키며; 광전자 산업에 있어서 새롭게 부상하는 첨단 기술의 힘이 된다.

현재, ITO (indium-tin oxide) 막은 터치 스크린 모듈의 결정적으로 중요한 부분이다. 터치 스크린 제조 기술이 빠르게 발전하였다고 하더라도, 계획된 용량성 스크린, 예를 들어, 정전 용량 유도 전도막으로서 ITO막의 기본 제조 과정들은 근래에 많이 변하지 않았으며, 항상 ITO 코팅과 ITO 그래픽을 불가피하게 요구하고 있다.

전통적인 제조 방법은 식각 과정을 불가피하게 필요로하며, 상당히 많은 ITO와 금속 물질이 낭비되고 있다.

KR 2011-0109336 A KR 2011-0076188 A

이러한 것에 기초하여, 전도막 물질을 절약하기 위한 터치 스크린 제조 방법이 제공될 필요가 있다.

터치 스크린 제조방법은 : 유리 기판을 제공하는 단계; 플라즈마를 통해 상기 유리 기판의 표면에 충격을 가하여, 상기 표면에 Si-O 군을 노출하는 단계; 플라즈마를 통해 충격이 가해진 상기 유리 기판의 상기 표면에 젤을 코팅하고 경화하여, 베이스 물질막을 형성하는 단계로서, 상기 젤은 경화 과정 동안 상기 유리 기판 상의 상기 Si-O 군에 결합되며; 엠보싱 금형을 통해 상기 베이스 물질막을 엠보싱하여, 상기 유리 기판 상의 상기 베이스 물질막의 상기 표면 상에 트렌치를 형성하는 단계; 및 상기 트렌치에 금속을 채우고, 금속 격자를 전도막으로 형성하는 단계;를 포함한다.

일 실시예에서, 플라즈마를 통해 충격이 가해진 상기 유리 기판의 상기 표면은 5-10nm의 거칠기(roughness)를 갖는다.

터치 스크린은 유리 기판, 전도막 및 베이스 물질막을 포함하며, 상기 유리 기판의 일 표면은 플라즈마 충격 과정을 통해 Si-O 군을 형성하며, 상기 베이스 물질막은 상기 표면 상에 배치되어 상기 Si-O 군과 결합하고, 상기 베이스 물질막은 젤을 경화함으로써 형성되고, 상기 베이스 물질막은 상기 유리 기판과 이격한 상기 베이스 물질막의 면에 트렌치를 정의하며, 상기 전도막은 상기 트렌치 내에 위치하고, 상기 전도막은 금속 와이어로 구성된 격자이며, 상기 격자는 복수 개의 격자 셀을 포함하고, 상기 격자 셀은 복수 개의 격자 에지와 인접한 두 개의 에지를 연결함에 따라 형성된 노드를 포함하며, 상기 전도막은 감지 영역과 상기 감지 영역에 전기적으로 연결되는 와이어 영역을 포함하고, 상기 감지 영역은 복수 개의 제 1 감지 패턴과 복수 개의 제 2 감지 패턴을 포함하며, 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴은 인접해 있되 서로 전기적으로 절연되어 있으며, 각 제 1 감지 패턴 내의 상기 격자 셀은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 각 제 2 감지 패턴 내의 상기 격자 셀은 서로 전기적으로 연결된다.

일 실시예에서, 플라즈마에 의해 충격받은 상기 유리 기판의 상기 표면은 5-10 nm의 거칠기(roughness)를 갖는다.

일 실시예에서, 상기 제 1 감지 패턴은 2차원 좌표의 제 2 축에 따라 확장되는 제 1 주요 라인 및 상기 제 1 주요 라인에 따라 측방향으로 확장되는 복수 개의 제 1 측면 가지를 포함하며, 상기 제 2 감지 패턴은 상기 2 차원 좌표의 상기 제 2 축에 따라 확장되는 제 2 주요 라인 및 상기 제 2 주요 라인에 따라 측방향으로 확장되는 복수 개의 제 2 측면 가지를 포함하고, 각각의 제 2 주요 라인은 머리와 끝 사이에 서로 간격을 가지며, 상기 제 1 측면 가지와 상기 제 2 측면 가지는 간격을 가지며 교번하여 배열된다.

일 실시예에서, 상기 제 1 측면 가지와 상기 제 2 측면 가지는 상기 2차원 좌표 부분의 제 1 축에 따라 확장되며, 상기 제 1 주요 라인과 상기 제 2 주요 라인은 서로 평행하다.

일 실시예에서, 상기 전도막은 상기 감지 영역과 상기 와이어 영역과 함께 보완 패턴을 형성하는 배색 라인을 포함하며, 상기 감지 영역과 상기 와이어 영역은 전기적으로 절연된다.

일 실시예에서, 상기 배색 라인은 격자를 형성하며, 상기 배색 라인에 의해 형성된 격자의 상기 격자 셀은, 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴의 격자의 격자 셀과 동일한 형태와 에지 길이를 갖는다.

일 실시예에서, 상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 절연된 경로에 대응하는 격자 에지를 갖지 않는다.

일 실시예에서, 상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 격자 에지의 중간에서 단선된다.

일 실시예에서, 상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴이 인접한 상기 격자의 노드에서 단선된다.

일 실시예에서, 상기 와이어 영역은 복수 개의 와이어 클러스터들을 포함하며, 상기 와이어 클러스트들은 서로 절연되며, 각 와이어 클러스터는 서로 연결된 단일 행 격자 셀에 의해 형성되고, 각 와이어 클러스터의 일 단부는 상기 제 2 감지 패턴 중 하나와 전기적으로 연결된다.

일 실시예에서, 각 와이어 클러스터는 상기 제 2 감지 패턴을 갖는 두 개의 공통 노드를 가진다.

일 실시예에서, 와이어 클러스터들의 일부분은 트렁크 부분을 포함하며, 상기 트렁크 부분의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 노드에 의해 서로 연결된다.

일 실시예에서, 상기 일부 와이어 클러스터는 상기 트렁크 부분에 연결된 브랜치 부분을 더 포함하며, 상기 브랜치 부분 내의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 격자 에지에 의해 서로 연결되며, 상기 인접한 격자 셀들은 두 개의 공통 노드를 포함하고, 상기 브랜치 부분의 일 단부에 있는 격자 셀은 상기 트렁크 부분의 일 단부에 있는 격자 셀과 공통 격자 에지에 의해 연결된다.

일 실시예에서, 상기 인접한 두 개의 와이어 클러스터의 상기 트렁크 부분 사이의 상기 배색 라인은 상기 격자 에지의 중간에서 단선된다.

일 실시예에서, 상기 단선은 2-20μm의 길이를 갖는다.

일 실시예에서, 상기 단선은 3-9μm의 길이를 갖는다.

일 실시예에서, 상기 트렁크 부분은 상기 격자가 상기 배색 라인과 인접한 노드에서 단선된다.

일 실시예에서, 상기 일부 와이어 클러스터의 일부분의 상기 인접한 격자 셀들은 공통 격자 에지에 의해 서로 연결되며, 상기 인접한 두 개의 격자 셀들은 두 개의 공통 노드를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 격자의 격자 셀은 다이아몬드이다.

일 실시예에서, 상기 감지 영역은 서로 분리된 우 감지 영역과 좌 감지 영역을 포함하며, 좌 감지 영역과 우 감지 영역 각각은 복수 개의 제 1 감지 패턴과 복수 개의 제 2 감지 패턴을 포함하며, 상기 와이어 영역은 상기 좌 감지 영역과 상기 우 감지 영역 사이에 배치된다.

일 실시예에서, 상기 트렌치는 엠보싱 금형의 엠보싱에 의해 기설정된 돌출부를 가지며 형성된다.

일 실시예에서, 상기 트렌치는 1보다 큰 깊이-폭 비율을 갖는다.

일 실시예에서, 상기 트렌치는 상기 전도막의 두께보다 작지 않은 깊이를 갖는다.

일 실시예에서, 상기 베이스 물질 막의 두께는 상기 유리 기판의 두께보다 작다.

일 실시예에서, 터치 스크린은 상기 베이스 물질 막과 상기 전도막을 커버하는 보호막을 더 포함한다.

위의 터치 스크린 제조방법과 터치 스크린은 제조과정 중 엠보싱 과정을 이용하며, ITO를 전도막으로 이용하는 전통적인 과정과 비교할 때, 격자 형태가 한 번에 형성되고, 상기 과정이 간단하며, 제품생산율이 높다. 그리고, 물질의 비용이 ITO 대신 금속을 이용하므로 더욱 절감되며, 식각 과정이 이용되지 않기 때문에 전도 물질이 낭비되지 않고, 폐기물 내의 중금속 배출을 줄일 수 있다.

도 1은 일 실시예의 터치 스크린에 대한 도식도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3a는 감지 영역의 구조 도식도이며, 도 3b는 도 3a에 대한 부분 도식도이다.
도 4a는 와이어 영역 및 와이어 영역과 감지 영역 내의 배색 라인에 대한 구조 도식도이며, 도 4b는 대칭축의 오른쪽에 대해서 배색 라인이 없는 도 4a의 도식도이다.
도 5는 도 4b의 제 2 감지 패턴에 연결되는 와이어 클러스터의 도식도이다.
도 6a는 도 1의 I 영역의 부분 확대도이며, 도 6b는 배색 라인이 없는 도 6a의 도식도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 와이어 클러스터 절연을 구현하는 배색 라인의 절연 구조에 대한 도식도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따라 와이어 클러스터 절연을 구현하는 배색 라인의 절연 구조에 대한 도식도이다.
도 9a 내지 도 9d는 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 절연을 각각 구현하는 배색 라인의 절연 구조에 대한 도식도이다.
도 10은 일 실시예에 따르는 터치 스크린 제조 방법에 대한 도식도이다.
도 11a 내지 도 11e는 제조과정시 터치 스크린의 단면도이다.

쉬운 이해를 위해 도면을 통해 본 발명을 구체적으로 설명하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 통해 주어진다. 그러나, 본 발명은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 여기서 설명되는 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 대조적으로, 이러한 실시예들을 제공하는 목적은 본 발명의 내용을 더욱 완전하고 철저하게 개시하기 위한 것이다.

즉, 하나의 컴포넌트가 또 다른 컴포넌트에 “고정된다”라고 언급되는 경우, 그것은 또 다른 컴포넌트 상에 직접적으로 위치하거나 상기 하나의 컴포넌트와 또 다른 컴포넌트 사이에 컴포넌트가 존재할 수도 있음을 의미한다. 하나의 컴포넌트가 또 다른 컴포넌트에 “연결되는” 것으로 간주되는 경우, 그것은 또 다른 컴포넌트에 직접 연결되거나, 그와 동시에 상기 하나의 컴포넌트와 또 다른 컴포넌트 사이에 컴포넌트가 존재할 수도 있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, “수직의”, “수평의”, “위(상부)”, “아래(하부)”, “좌(왼쪽)”, “우(오른쪽)”, “횡적인”, “종적인” 및 유사한 표현들의 사용은 오직 설명의 목적으로서만 이용된다.

다른 정의가 없는 이상, 본 명세서에서 이용된 기술적이고 과학적인 용어들은 당업자의 일반적인 이해와 동일한 의미를 가진다. 본 발명의 명세서에서 이용된 용어들의 목적은 본 발명을 제한하는 대신, 특정한 실시예들을 설명하기 위한 것이다. 본 명세서의 “및/또는”과 같은 용어는 하나 이상의 관련 항목들의 조합을 포함한다.

도 1은 일 실시예에 따르는 터치 스크린의 도식도이며, 도 2는 터치 스크린의 단면도이고, 터치 스크린은 유리 기판(10), 전도막(100) 및 베이스 물질막(20)을 포함한다.

유리 기판(10)은 칼슘 규산염 유리 또는 알루미노 규산염 유리이며, 유리 기판(10)은 베이스 물질막(20)에 결합된 결합 표면(21)을 가지며, 결합 표면(21)은 플라즈마 충격 과정을 통해 Si-O 군을 노출하고, 결합 표면(21)은 5-10nm의 거칠기를 가진다.

베이스 물질막(20)은 결합 표면(21) 상에 배치되며, 베이스 물질막(20)은 젤을 경화함으로써 형성되고, 베이스 물질막(20)의 두께는 유리 기판(10)보다 작다. 경화될 때, 젤의 유리기(free radical)는 베이스 물질막(20)과 유리 기판(10)의 단단한 결속을 위해 Si-O 군에 결합된다.

이러한 실시예에서, 베이스 물질막(20)을 형성하는 젤은 무용매 UV 경화 아크릴 수지이다. 다른 실시예들에서, 베이스 물질막(20)을 형성하는 젤은 다른 광경화가능한, 열경화성 접착제와 자기(self) 접착제가 될 수 있다. 상기 광경화가능한 것은 질량비가 30~50%, 40~60%, 1~6% 및 0.2~1%에 따르는 프리폴리머, 모노머, 광개시제 및 접착제의 조합물이다. 프리폴리머는 에폭시 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 아크릴 수지 중 적어도 하나이며; 모노머는 단일작용기(예를 들어, IBOA, IBOMA, HEMA 등), 이중작용기(예를 들어, TPGDA, HDDA, DEGDA, NPGDA 등), 트리플 작용기(예를 들어, TMPTA, PETA 등) 중 적어도 하나이고; 광개시제는 벤조페논, 데스옥시벤조인 등이다. 특히, 질량비 0.2~1%의 보조물질이 위의 조합물에 부가될 수 있다. 상기 보조물질은 히드로퀴논, 메톡시 페놀, 벤조퀴논, 2,6 디 테르트 부틸 페놀(2, 6 Di tert butyl phenol) 등이 될 수 있다.

도 11d를 참조하면, 베이스 물질막(20)은 트렌치(23)를 정의하며, 트렌치(23)는 기설정된 돌출부를 갖는 엠보싱 금형의 엠보싱을 통해 형성되고, 금속 와이어는 트렌치(23) 내에 포함된다. 트렌치(23)는 1보다 큰 깊이-폭 비율을 가진다. 트렌치(23)는 전도막의 두께보다 작지 않은 두께를 가지므로, 베이스 물질막(20)은 전도막(100)을 보호할 수 있다.

전도막(100)의 금속은 순금속 또는 두 개의 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈 및 아연 중 두 개 이상으로 된 합금이다.

전도막(100)은 금속 와이어로 구성된 격자이며, 상기 격자는 복수 개의 격자 셀을 포함하고, 상기 격자 셀은 복수 개의 격자 에지와 인접한 두 개의 에지를 연결하여 형성되는 노드를 포함한다. 이러한 실시예에서, 격자의 각 격자 셀은 다이아몬드이며, 다른 실시예들에서, 격자 셀은 다른 형태, 즉, 사각형, 삼각형 등이 될 수 있다.

전도막(100)은 감지 영역(110)과 감지 영역에 전기적으로 연결된 와이어 영역(120)을 포함한다.

이러한 실시예에서, 색상 차이를 줄이고 더 나은 표시 효과를 얻기 위해, 전도막(100)은 감지 영역(110)과 와이어 영역(120)과 함께 보완 패턴을 형성하는 배색 라인을 더 포함하며, 배색 라인은 감지 영역(110)과 와이어 영역(120)에 대하여 전기적으로 절연되며, 다른 실시예에서, 배색 라인은 생략될 수 있다. 이러한 실시예에서, 감지 영역(110), 와이어 영역(120) 및 배색 라인의 격자 셀은 동일한 형태와 주기를 가지며, 다른 실시예에서는, 다를 수 있으며, 예를 들어 배색 라인은 지그재그나 파선이 될 수 있다.

도 1의 전도막(100)은 선대칭이며, 전도막(100)은 수직 이등분선 중 하나에 대하여 선태칭이고, 다른 실시예에서, 전도막(100)은 선대칭 대신 다른 임의의 구조가 될 수 있다. 도 3b를 참조하면, 감지 영역(110)은 적어도 하나의 제 1 감지 패턴(111)과 적어도 하나의 제 2 감지 패턴(113)을 포함하며, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113)은 인접하며 전기적으로 서로 절연되고, 각각의 제 1 감지 패턴(111)에 있는 격자 셀은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 각각의 제 2 감지 패턴(113)에 있는 격자 셀은 서로 전기적으로 연결되어 있다. 도 3a를 다시 참조하면, 이러한 실시예에서, 감지 영역(110)은 서로 분리되어 있는 좌 감지 영역(112)과 우 감지 영역(114)를 포함하며, 선대칭적인 전도막(100)으로 인해, 좌 감지 영역(112)과 우 감지 영역(114)는 선대칭이고, 좌 감지 영역(112)과 우 감지 영역(114) 각각은 적어도 하나의 제 1 감지 패턴(111)과 적어도 하나의 제 2 감지 패턴(113)을 포함한다.

도 3b를 참조하면, 제 1 감지 패턴(111)은 2차원 좌표의 제 2 축에 따라 연장된 제 1 주요 라인(111a)과 제 1 주요 라인(111a)에 따라 측방향으로 연장된 복수 개의 제 1 측면 가지(111b)를 포함하며, 제 2 감지 패턴(113)은 2차원 좌표의 제 2 축을 따라 연장된 제 2 주요 라인(113a)과 상기 제 2 주요 라인(113a)을 따라 측방향으로 연장된 복수 개의 제 2 측면 가지(113b)를 포함하고, 각각의 제 2 주요 라인(113a)은 머리와 끝 사이에 상호 간격을 가지며, 제 1 측면 가지(111b)와 제 2 측면 가지(113b)는 간격을 가지며 교번하여 배열되고, 이는 제 2 감지 패턴(113)과 제 1 감지 패턴(111) 사이의 상호 인덕턴스를 형성한다. 제 1 측면 가지(111b)와 제 2 측면 가지(113b)는 2차원 좌표 부분의 제 1 축을 따라 연장하며, 제 1 측면 주요 라인(111a)과 제 2 주요 라인(113a)은 평행하다.

도면의 구체적인 실시예에서, 2차원 좌표 부분은 XOY 사각형 좌표 시스템이며, 제 1 축은 X축이고, 제 2 축은 Y축이다. 다른 실시예에서, 2차원 좌표 부분은 임의의 다른 좌표 시스템이 될 수 있으며, 예를 들어, 2차원 사교 좌표 시스템이 될 수 있다.

와이어 영역(120)은 좌 감지 영역(112)과 우 감지 영역(114) 사이에 배치된다. 도 4a는 와이어 영역(120) 및 감지 영역(110)과 와이어 영역(120) 사이의 배색 라인 구조를 나타낸다. 와이어 영역(120)과 그 옆의 배색 라인의 쉬운 구별을 위해, 도 4b는 대칭축의 오른쪽에 배색 라인을 생략하고 있으며, 대칭축의 왼쪽에는 배색 라인을 유지하고 있다.

와이어 영역(120)은 제 2 감지 패턴의 개수만큼 복수 개의 와이어 클러스터를 포함하며, 각 와이어 클러스터는 제 2 감지 패턴(113)과 대응하게 연결되어, 각 와이어 클러스터는 서로 절연된다.

와이어 클러스터는 제 2 감지 패턴(113)의 옆에 분포되며, 각 와이어 클러스터의 일 단부는 제 2 감지 패턴(113)의 일 영역과 전기적으로 연결되고, 나머지 다른 단부는 베이스 물질막(20)의 내부면의 에지로 확장된다. 이러한 실시예에서, 각 와이어 클러스터는 서로 연결된 단일 행 격자 셀에 의해 형성되며, 와이어 클러스터의 일부분은 터치 스크린의 터치에 대한 블라인드 존이고, 이러한 단일로 배치된 와이어 구조들은 터치에 대한 블라인드 존 영역을 줄이고 터치 스크린의 터치 감도를 개선시킨다. 도 5를 참조하면, 각 와이어 클러스터는 제 2 감지 패턴(113)을 갖는 두 개의 공통 노드(1132)를 가진다.

도 6a는 도 1의 I 영역에 대한 부분 확대도이며, 도 6b는 배색 라인이 없는 도 6a의 도식도이다. 도 6a와 도 6b를 참조하면, 각 와이어 클러스터는 제 2 감지 패턴(113)에 연결되는 브랜치 부분(122)을 포함한다. 브랜치 부분(122) 내의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 격자 에지(1222)를 통해 서로 연결되며, 인접한 격자 셀들은 두 개의 공통 노드들을 포함한다. 이러한 실시예에서, 와이어 클러스터(122)는 트렁크 부분(124)을 더 포함하며, 각 와이어 클러스터의 트렁크 부분(124)은 평행하며, 브랜치 부분(122)은 트렁크 부분(124)을 통해 전도막(100)의 에지에 연결되고, 와이어를 통해 PCB에 연결되어, 감지 영역(110)에 의한 커패시턴스의 변화에 의해 생산된 신호를 PCB 판에 전달한다. 각 트렁크 부분(124)의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 노드를 통해 서로 연결된다. 브랜치 부분(122)의 일 단부에 있는 격자 셀은 트렁크 부분(124)의 일 단부 상의 격자 셀과 공통 격자 에지를 통해 연결되며, 공통 격자 에지는 도 6b에서 파선으로 표시되어 있다.

트렁크 부분(124)의 주요 기능은 브랜치 부분을 전도막(100)의 하부 에지에 연결하는 것이며, 그에 따라 전도막(100)의 하부 에지 근처의 제 2 감지 패턴(113)은 브랜치 부분(122)을 통해 전도막(100)의 에지로 연결될 수 있으며, 이는 대응하는 와이어 클러스터가 트렁크 부분(124)을 포함하지 않음을 뜻하고, 와이어 클러스터의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 격자 에지를 통해 서로 연결되고, 인접한 격자 셀들은 두 개의 공통 노드를 포함한다.

다이아몬드 형태를 갖는 격자 셀의 두 개의 사선은 2차원 사각 좌표 시스템의 X축과 Y축 각각을 따라 연장하며, 트렁크 부분(124)은 Y축을 따라 연장한다. 도면을 참조하면, 와이어 영역(120) 또한 선대칭이며, 대칭축의 왼쪽의 와이어 클러스터는 좌 감지 영역(112)과 연결되며, 대칭축의 오른쪽의 와이어 클러스터는 우 감지 영역(114)와 연결된다.

전술한 바와 같이, 전도막(100)은 배색 라인을 추가로 포함한다. 터치 스크린의 작동 원리에 따라, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 각각은 서로 절연될 뿐만 아니라 각 와이어 클러스터와도 절연되어, 본 발명은 배색 라인을 단선함으로써 절연을 구현한다.

특히, 본 발명은 복수 개의 단선 수단을 제공하며, 다음의 도면들은 와이어 클러스터의 절연을 구현하는 배색 라인의 구조 도식도를 나타낸다.

(1) 인접한 두 개의 와이어 클러스터의 트렁크 부분(124)들 사이에 배색 라인의 한 행이 제거된다. 도 6b를 참조하면, 이것은 제 1 라인(131)에 대응하는 격자 에지가 없어지는 것과 동등하며, 제 1 라인(131)은 트렁크 부분(124)과 평행한 축, 즉, Y축에 따라 연장하는 가상선이다. 단선된 구조는 격자 주기를 변화시키지 않고, 원래 격자를 바탕으로 복수 개의 격자 에지가 없어지는 것과 동등하므로, 터치 스크린이 표시되는 동안 큰 색상 차이를 유발하지는 않는다.

(2) 인접한 두 개의 와이어 클러스터들의 트렁크 부분(124)들 사이의 배색 라인은 격자 에지의 중간에서 단선된다. 도 7을 참조하면, 단선 부분은 포트(121)를 형성하며, 단선은 2-20?의 길이를 가지고, 더 좋은 단선은 3-9? 의 길이를 가지며, 바람직한 일 실시예에서, 단선은 6?의 길이를 가진다. 인접한 두 개의 와이어 클러스터의 트렁크 부분(124) 사이의 간격이 넓고, 복수 행의 배색 라인을 포함한다면, 이론상 배색 라인의 각 격자 에지를 단선하는 것은 불필요하며, 예를 들어 (예를 들어, 제 1 라인(131)과 대응하는) 배색 라인의 한 행만이 단선된다. 설계된 단선 부분이 제조 과정 동안의 불량으로 인해 접착 되는 경우를 고려하여, 배색 라인이 더 단선되도록 설계될 수 있는데, 예를 들어, 인접한 와이어 클러스터들의 트렁크 부분(124)의 배색 라인의 각 격자 에지는 중간에서 단선되어, 절연을 확실히 할 수 있다.

(3) 트렁크 부분(124)은 인접한 배색 라인을 갖는 인접한 격자 셀의 노드에서 단선된다. 도 8을 참조하면, 노드는 격자 셀(123) 상에서 단선되어 있다. 격자 셀의 노드의 왼쪽이나 오른쪽에 있는 인접한 배색 라인이 단선되어 있는 경우 클러스터의 각 트렁크 부분(124)은 절연을 구현할 수 있음은 이해될 수 있으나, 제조과정동안 접착이 일어나는 경우에도 절연을 확실히 하기 위해, 트렁크 부분(124)의 왼쪽이나 오른쪽 노드 모두 단선될 수 있다.

도 6a의 실시예는 (2)와 (3)의 조합이며, 트렁크 부분(124)은 인접한 격자 셀 노드(123)의 인접한 배색 라인에서 단선되어 있으며, 단선된 격자 셀 노드(123) 사이의 격자 에지는 중간에서 단선되어 포트(121)를 형성한다.

절연 구조(2), (3)과 도 6a의 실시예의 절연 구조는 단선 부분 크기로 인해, 격자 에지와 비교할 때 무시할만하며, 색상 차이를 더 줄일 수 있다.

아래에서, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인 절연을 구현하는 절연 구조를 소개하도록 한다 :

(4) 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은 절연된 경로에 대응하는 격자 에지를 갖지 않는다. 도 9a를 참조하면, 도 9a는 일 실시예의 단선에 의해 절연을 구현하는 배색 라인의 절연 구조 도식도이며, 전도막(100) 위의 위치는 도 1의 II 영역에 대응한다. 절연 경로(11)는 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 간격의 라인(파선 또는 곡선이 될 수도 있다)이며, 쉬운 이해를 위해, 도 3b에 절연 경로(11)가 나타나 있다. 절연 경로는 이러한 실시예의 파선이며, X축에 따라 연장된 부분과 Y축에 따라 연장된 또 다른 부분을 포함한다. 도 9a의 실시예에서, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은 단일-열/행 구조이므로, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 모든 배색 라인은 없다. 절연 구조 (4)는 원래 격자를 바탕으로 격자 주기의 변화 없이 복수 개의 격자 에지를 없애는 것과 동등하므로, 터치 스크린 표시 동안 큰 색상 차이를 유발하지 않는다.

(5) 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은 격자 에지의 중간에서 단선된다. 도 9b를 참조하면, 단선 부분은 포트(13)를 형성하며, 단선은 2-20μm의 길이를 가지며, 더 좋은 단선은 3-9μm의 길이를 가지고, 바람직한 일 실시예에서, 단선은 6μm의 길이를 갖는다. 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 간격이 넓고, 상기 간격이 배색 라인에 대한 복수의 열/행을 포함한다면, 이론상으로 배색 라인의 각 격자 에지를 단선하는 것, 예를 들어, 배색 라인(예를 들어, 절연 경로와 대응하는 배색 라인)에 대한 오직 하나의 열/행만 단선되는 것은 불필요하다. 설계된 단선 부분이 제조 과정 동안의 불량으로 인해 접착 되는 경우를 고려하여, 배색 라인이 더 단선되도록 설계될 수 있는데, 예를 들어, 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113)의 배색 라인의 각 격자 에지는 중간에서 단선되어, 절연을 확실히 할 수 있다.

인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은, 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴이 인접한 격자 노드의 중간에서 단선된다. 도 9c를 참조하면, 격자 매칭 라인은 격자 노드(15)에서 단선되어 있다. 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은 제 1 감지 패턴(111)이 인접한 격자 노드, 또는 제 2 감지 패턴(113)이 인접한 격자 노드에서만 단선될 필요가 있으며, 이것은 설계된 단선 부분이 제조 과정 동안의 불량으로 인해 접착되는 경우를 고려하여 절연을 구현하므로, 배색 라인은 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113)에 인접한 모든 노드에서 단선될 수 있다.

도 1의 실시예에서, (5)와 (6) 수단이 결합되어 있으며, 도 9d를 참조하면, 인접한 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113) 사이의 배색 라인은 제 1 감지 패턴(111)과 제 2 감지 패턴(113)에 인접한 격자 노드(15)에서 단선되어, 단선된 격자 노드(15) 사이의 격자 에지는 중간에서 단선되고 포트(13)를 형성한다.

위의 절연 구조 (5), (6)과 도 9d의 실시예의 절연 구조는, 단선 부분 크기로 인해 격자 에지와 비교할 때 무시할만 하므로, 색상 차이를 더 줄일 수 있다.

절연막은 금속 격자 구조를 가지며, 상기 금속 격자 구조는 엠보싱 과정을 통해 제조될 수 있으며, ITO를 전도막으로서 이용하는 전통적인 과정과 비교할 때, 격자 형태는 한번에 형성되고, 상기 과정이 간단하며, 제품생산율이 높다. 그리고, ITO 대신 금속을 이용하므로 물질의 비용이 더욱 절감되며, 식각 과정이 이용되지 않기 때문에 전도 물질이 낭비되지 않고, 폐기물 내의 중금속 배출을 줄일 수 있다.

도 2를 참조하면, 베이스 물질막(20)과 전도막(100)을 커버하는 터치 스크린은 보호막(30)을 추가로 포함한다.

도 10을 참조하면, 본 발명은 터치 스크린 제조방법을 더 제공하며, 터치 스크린 제조 방법은 다음의 단걔들을 포함한다 :

S100에서, 유리 기판을 제공한다.

도 11a에 도시된 유리 기판을 제공하며, 유리 기판(10)은 칼슘 규산염 유리 또는 알루미노규산염 유리이다.

S120에서, 플라즈마를 통해 유리 기판의 표면에 충격을 가하여, 표면에서 Si-O 군을 노출한다.

도 11b를 참조하면, 상기 실시예에서, 플라즈마(63)는 유리 기판(10)의 표면에 충격을 가하도록 이용되어, 결합 표면(21)을 형성한다. 플라즈마 세정 장치가 이용될 수 있으며, 바람직한 거칠기는 5-10 nm이다. 플라즈마 충격 과정의 주요 기능은 유리 표면을 세정하고, Si-O 군(Si-O-Si → Si-O-)을 노출하는 것이다. 유리는 극성 발광 물질인 반면, 베이스 물질막(20)은 비극성 발광 물질이므로, 유리 기판(10)과 베이스 물질막(20) 사이의 접착력은 상기 과정 없이 제한되며, 접착제가 박리과정 동안 이동할 것이다. 상기 과정 후, 결합 표면(21)은 Si-O 군을 노출하고, 베이스 물질막(20)에 대한 결합을 돕고, 유리 기판(10)과 베이스 물질막(20) 사이의 접착력을 증가시킬 것이다.

S130에서, 플라즈마를 통해 충격이 가해진 유리 기판의 표면에 젤을 코팅하고 경화하여, 베이스 물질막을 형성한다.

도 11c를 참조하면, 베이스 물질막은 엠보싱 접착제이며, 상기 물질은 PMMA이거나 광경화가능한 물질이다. 상기 실시예에서, 베이스 물질막(20)은 무용매 UV 경화 아크릴 수지이다. 다른 실시예들에서, 베이스 물질막(20)을 형성하는 젤은 다른 광경화가능한, 열경화성 접착제와 자기(self) 접착제가 될 수 있다. 상기 광경화가능한 물질은 질량비가 30~50%, 40~60%, 1~6% 및 0.2~1%에 따르는 프리폴리머, 모노머, 광개시제 및 접착제의 조합물이다. 프리폴리머는 에폭시 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 아크릴 수지 중 적어도 하나이며; 모노머는 단일작용기(예를 들어, IBOA, IBOMA, HEMA 등), 이중작용기(예를 들어, TPGDA, HDDA, DEGDA, NPGDA 등), 트리플 작용기(예를 들어, TMPTA, PETA 등) 중 적어도 하나이고; 광개시제는 벤조페논, 데스옥시벤조인 등이다. 특히, 질량비 0.2~1%의 보조물질이 위의 조합물에 부가될 수 있다. 상기 보조물질은 히드로퀴논, 메톡시 페놀, 벤조퀴논, 2,6 디 테르트 부틸 페놀(2, 6 Di tert butyl phenol) 등이 될 수 있다.

S140에서, 엠보싱 금형(61)을 통해 베이스 물질막을 엠보싱하여, 유리 기판 상의 베이스 물질막의 표면에 트렌치를 형성한다.

도 11d를 참조하면, 베이스 물질막(20)은 기설정된 돌출부를 갖는 엠보싱 금형을 통해 엠보싱되는 엠보싱 접착제이며, 엠보싱 접착제는 트렌치(23)를 형성한다. 이러한 실시예에서, 트렌치(23)는 3μm의 깊이, 2.2μm의 폭을 갖는다. 다른 실시예에서, 트렌치의 크기는 실제 필요에 따라 변화될 수 있다.

S150에서, 트렌치에 금속을 채워, 금속 격자를 전도막으로서 형성한다.

도 11e를 참조하면, 전도막(100)은 전술한 터치 스크린의 전도 구조를 이용할 수 있다. 전도막(100)의 금속은 순금속이거나 두 개의 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈 및 아연 중 두 개 이상으로 된 합금이다. 폐기 기술은 트렌치(23)에 나노 은 잉크를 채우고, 이어서 150℃에서 소성하는 데에 이용될 수 있으며, 나노 은 잉크의 은(Ag)은 전도 와이어로 소성될 것이다. 은 잉크 고체는 35%의 함유량을 가지며, 용액은 소성과정에서 휘발된다.

위의 실시예들은 본 발명에 대한 복수 개의 실시예들만을 개시하며, 설명이 명시적이고 상세하더라도, 본 발명 특허의 범위를 제한하는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 개념에 대한 전제 없이도, 복수 개의 변형과 개선을 이룰 수 있으며, 그러한 변형과 개선 모두 본 발명의 보호범위 내에 속하는 것임을 유념해야 한다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구항에 기초한다.

Claims

유리 기판, 전도막 및 베이스 물질막을 포함하며,
상기 유리 기판의 일 표면은 플라즈마 충격 과정을 통해 Si-O 군이 노출되고 거칠기(roughness)가 형성되며, 상기 베이스 물질막은 상기 표면 상에 배치되어 상기 노출된 Si-O 군과 결합하고, 상기 베이스 물질막은 젤을 경화함으로써 형성되고, 상기 베이스 물질막은 상기 유리 기판과 이격한 상기 베이스 물질막의 면에 트렌치를 정의하며, 상기 전도막은 상기 트렌치 내에 위치하고, 상기 전도막은 금속 와이어로 구성된 격자이며, 상기 격자는 복수 개의 격자 셀을 포함하고, 상기 격자 셀은 복수 개의 격자 에지와 인접한 두 개의 에지를 연결함에 따라 형성된 노드를 포함하며, 상기 전도막은 감지 영역과 상기 감지 영역에 전기적으로 연결되는 와이어 영역을 포함하고, 상기 감지 영역은 복수 개의 제 1 감지 패턴과 복수 개의 제 2 감지 패턴을 포함하며, 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴은 인접해 있되 서로 전기적으로 절연되어 있으며, 각 제 1 감지 패턴 내의 상기 격자 셀은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 각 제 2 감지 패턴 내의 상기 격자 셀은 서로 전기적으로 연결되어 있는, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
플라즈마에 의해 충격받은 상기 유리 기판의 상기 표면의 상기 거칠기의 크기는 5-10 nm인, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 감지 패턴은 2차원 좌표의 제 2 축에 따라 확장되는 제 1 주요 라인 및 상기 제 1 주요 라인에 따라 측방향으로 확장되는 복수 개의 제 1 측면 가지를 포함하며, 상기 제 2 감지 패턴은 상기 2 차원 좌표의 상기 제 2 축에 따라 확장되는 제 2 주요 라인 및 상기 제 2 주요 라인에 따라 측방향으로 확장되는 복수 개의 제 2 측면 가지를 포함하고, 각각의 제 2 주요 라인은 머리와 끝 사이에 서로 간격을 가지며, 상기 제 1 측면 가지와 상기 제 2 측면 가지는 간격을 가지며 교번하여 배열되는, 터치 스크린.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 측면 가지와 상기 제 2 측면 가지는 상기 2차원 좌표 부분의 제 1 축에 따라 확장되며, 상기 제 1 주요 라인과 상기 제 2 주요 라인은 서로 평행한, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 전도막은 상기 감지 영역과 상기 와이어 영역과 함께 보완 패턴을 형성하는 배색 라인을 포함하며, 상기 감지 영역과 상기 와이어 영역은 전기적으로 절연되는, 터치 스크린.
제 5 항에 있어서,
상기 배색 라인은 격자를 형성하며, 상기 배색 라인에 의해 형성된 격자의 상기 격자 셀은, 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴의 격자의 격자 셀과 동일한 형태와 에지 길이를 갖는, 터치 스크린.
제 5 항에 있어서,
상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 절연된 경로에 대응하는 격자 에지를 갖지 않는, 터치 스크린.
제 5 항에 있어서,
상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 격자 에지의 중간에서 단선되는, 터치 스크린.
제 5 항에 있어서,
상기 인접한 제 1 감지 패턴과 제 2 감지 패턴 사이의 상기 배색 라인은 상기 제 1 감지 패턴과 상기 제 2 감지 패턴이 인접한 상기 격자의 노드에서 단선되는, 터치 스크린.
제 5 항에 있어서,
상기 와이어 영역은 복수 개의 와이어 클러스터들을 포함하며, 상기 와이어 클러스트들은 서로 절연되며, 각 와이어 클러스터는 서로 연결된 단일 행 격자 셀에 의해 형성되고, 각 와이어 클러스터의 일 단부는 상기 제 2 감지 패턴 중 하나와 전기적으로 연결되는, 터치 스크린.
제 10 항에 있어서,
각 와이어 클러스터는 상기 제 2 감지 패턴을 갖는 두 개의 공통 노드를 가지는, 터치 스크린.
제 10 항에 있어서,
와이어 클러스터들의 일부분은 트렁크 부분을 포함하며, 상기 트렁크 부분의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 노드에 의해 서로 연결되는, 터치 스크린.
제 12 항에 있어서,
상기 일부 와이어 클러스터는 상기 트렁크 부분에 연결된 브랜치 부분을 더 포함하며, 상기 브랜치 부분 내의 인접한 격자 셀들은 하나의 공통 격자 에지에 의해 서로 연결되며, 상기 인접한 격자 셀들은 두 개의 공통 노드를 포함하고, 상기 브랜치 부분의 일 단부에 있는 격자 셀은 상기 트렁크 부분의 일 단부에 있는 격자 셀과 공통 격자 에지에 의해 연결되는, 터치 스크린.
제 12 항에 있어서,
상기 인접한 두 개의 와이어 클러스터의 상기 트렁크 부분 사이의 상기 배색 라인은 상기 격자 에지의 중간에서 단선되는, 터치 스크린.
제 8 항에 있어서,
상기 단선은 2-20μm의 길이를 갖는, 터치 스크린.
제 15 항에 있어서,
상기 단선은 3-9μm의 길이를 갖는, 터치 스크린.
제 12 항에 있어서,
상기 트렁크 부분은 상기 격자가 상기 배색 라인과 인접한 노드에서 단선되는, 터치 스크린.
제 11 항에 있어서,
상기 일부 와이어 클러스터의 일부분의 상기 인접한 격자 셀들은 공통 격자 에지에 의해 서로 연결되며, 상기 인접한 두 개의 격자 셀들은 두 개의 공통 노드를 포함하는, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 격자의 격자 셀은 다이아몬드인, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 감지 영역은 서로 분리된 우 감지 영역과 좌 감지 영역을 포함하며, 좌 감지 영역과 우 감지 영역 각각은 복수 개의 제 1 감지 패턴과 복수 개의 제 2 감지 패턴을 포함하며, 상기 와이어 영역은 상기 좌 감지 영역과 상기 우 감지 영역 사이에 배치되는, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 트렌치는 엠보싱 금형의 엠보싱에 의해 기설정된 돌출부를 가지며 형성되는, 터치 스크린.
제 21 항에 있어서,
상기 트렌치는 1보다 큰 깊이-폭 비율을 갖는, 터치 스크린.
제 21 항에 있어서,
상기 트렌치는 상기 전도막의 두께보다 작지 않은 깊이를 갖는, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 물질막의 두께는 상기 유리 기판의 두께보다 작은, 터치 스크린.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 물질막과 상기 전도막을 커버하는 보호막을 더 포함하는, 터치 스크린.
유리 기판을 제공하는 단계;
플라즈마를 통해 상기 유리 기판의 표면에 충격을 가하여, 상기 표면에 Si-O 군을 노출하고 거칠기(roughness)를 형성하는 단계;
플라즈마를 통해 충격이 가해진 상기 유리 기판의 상기 표면에 젤을 코팅하고 경화하여, 베이스 물질막을 형성하는 단계로서, 상기 젤은 경화 과정 동안 상기 유리 기판 상의 상기 노출된 Si-O 군에 결합되는, 상기 베이스 물질막을 형성하는 단계;
엠보싱 금형을 통해 상기 베이스 물질막을 엠보싱하여, 상기 유리 기판 상의 상기 베이스 물질막의 상기 표면 상에 트렌치를 형성하는 단계; 및
상기 트렌치에 금속을 채우고, 금속 격자를 전도막으로 형성하는 단계;
를 포함하는, 터치 스크린 제조방법.
제 26 항에 있어서,
플라즈마를 통해 충격이 가해진 상기 유리 기판의 상기 표면의 상기 거칠기의 크기는 5-10nm인, 터치 스크린 제조방법.