KR101625584B1 - The method for preparation of touch screen panel using laser direct patterning - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 금속 화합물 잉크를 기판 상부에 도포하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 예비 가열(pre-baking)하는 단계(단계 2); 상기 단계 2에서 예비 가열된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및 상기 단계 3에서 전극이 형성된 기판을 세척하는 단계(단계 4);를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법은 유기 금속 화합물 잉크를 기판에 도포한 후 예비 가열하여 형성되는 금속 나노 입자의 광흡수율을 조절하고, 광흡수율이 조절된 금속 나노 입자에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 투명 전극 패턴 및 베젤 전극 패턴을 동시에 제조할 수 있으며, 상기 패턴의 선폭을 조절할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 터치스크린 패널은 95 % 이상의 투과도를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 특성이 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a method for manufacturing an organic electroluminescent device, comprising the steps of: (1) applying an organometallic compound ink onto a substrate; Pre-baking the substrate to which the organic metal compound ink is applied in the step 1 (step 2); Forming the electrode by performing a laser direct patterning method on the preheated substrate in the step 2 (step 3); And washing the substrate on which the electrode is formed in step 3 (step 4). The method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention is a method of manufacturing a touch screen panel, in which a light absorptance of metal nanoparticles formed by applying an organic metal compound ink to a substrate and preheating the metal nanoparticles is controlled, A transparent electrode pattern and a bezel electrode pattern can be manufactured at the same time, and the line width of the pattern can be controlled. In addition, the touch screen panel manufactured by the manufacturing method of the present invention not only has a transmittance of 95% or more, but also has an excellent electrical characteristic.
Description
본 발명은 레이저 직접 패터닝을 이용한 터치스크린 패널의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a touch screen panel using laser direct patterning.
최근 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.
Recently, various input devices such as a keyboard, a mouse, a trackball, a joystick, and a digitizer have been used to configure an interface between a user and a home appliance or various information communication devices. However, the use of the above-described input device has a drawback in that it is required to learn how to use it and occupies a space, which makes it difficult to improve the completeness of the product. Therefore, there is a growing demand for an input device that is convenient and simple and can reduce malfunctions.
이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 제안되었다. 터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.
In accordance with such a demand, a touch screen panel has been proposed in which a user directly touches a screen with a hand or a pen to input information. The touch screen panel is simple, has little malfunction, can be input without using a separate input device, and can be operated quickly and easily through the contents displayed on the screen. .
터치스크린 패널은 GG(glass-glass), GFF(glass-film-film), G2, G1F, G1M 등 여러 가지 구조가 있는데, 이러한 구조에 따라서 여러 가지 장단점이 존재하게 된다. 특히, 멀티 터치가 가능한 단일 층 터치스크린 패널인 G1M 구조는 기판 상부에 직접 전극 패턴을 형성하게 되는데 이를 위해서 일반적으로 포토리소그래피 공정을 사용한다. 이는 친환경적이지 못할 뿐만 아니라, 투명 전극 패턴 및 베젤 전극 패턴을 별도로 형성하게 됨으로써 공정이 복잡한 문제가 있다. 또한, 필름 기판의 경우에는 기판에 전극 형성 잉크를 채우기 위해 잉크젯 프린팅 또는 그라비아 오프셋 공정을 사용하는데, 약 15 ㎛ 미만의 선폭을 가지는 미세 패턴을 구현하기 어렵다는 문제가 있으며, 공정상 한번 설계된 패턴을 변경하기 어려운 문제가 있다.
The touch screen panel has various structures such as GG (glass-glass), GFF (glass-film-film), G2, G1F and G1M. In particular, the G1M structure, which is a multi-touch capable single layer touch screen panel, forms an electrode pattern directly on the substrate, and a photolithography process is generally used for this purpose. This is not only environmentally friendly, but also forms a transparent electrode pattern and a bezel electrode pattern separately, which complicates the process. In addition, in the case of a film substrate, inkjet printing or gravure offset processing is used to fill the substrate with the electrode-forming ink. However, there is a problem in that it is difficult to realize a fine pattern having a line width of less than about 15 탆, There is a difficult problem.
한편, 기존의 ITO 투명 전극의 경우에는 세라믹 계열의 물질로써, 투과도 측면에서는 매우 우수한 성능을 보이지만, 전기적 특성이 부족한 문제가 있으며, 가격적인 면에서도 경제적이지 못한 문제가 있다. 이에 따라, 대형 터치스크린 패널에 사용하기에 부적합하다.
On the other hand, in the case of the conventional ITO transparent electrode, it is a ceramic based material and shows excellent performance in terms of transmittance. However, the ITO transparent electrode has a problem of insufficient electrical characteristics and is not economical in terms of cost. This is unsuitable for use in large touch screen panels.
이에, 본 발명자들은 터치스크린 패널의 제조방법에 대하여 연구하던 중, 유기 금속 화합물 잉크를 기판에 도포한 후, 도포된 유기 금속 화합물 잉크를 예비 가열하여 형성되는 금속 나노 입자의 광흡수율을 조절하며, 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 투명 전극 및 베젤 전극을 동시에 형성시킴으로써 터치스크린 패널을 제조하는 방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have been studying a method of manufacturing a touch screen panel, which comprises coating an organic metal compound ink on a substrate, adjusting the light absorptivity of metal nanoparticles formed by preliminarily heating the applied organic metal compound ink, A method of fabricating a touch screen panel by simultaneously forming a transparent electrode and a bezel electrode by performing a laser direct patterning method has been developed and the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 레이저 직접 패터닝을 이용한 터치스크린 패널의 제조방법을 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a touch screen panel using laser direct patterning.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,
유기 금속 화합물 잉크를 기판 상부에 도포하는 단계(단계 1);Applying the organometallic compound ink onto the substrate (step 1);
상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 예비 가열(pre-baking)하는 단계(단계 2);Pre-baking the substrate to which the organic metal compound ink is applied in the step 1 (step 2);
상기 단계 2에서 예비 가열된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및Forming the electrode by performing a laser direct patterning method on the preheated substrate in the step 2 (step 3); And
상기 단계 3에서 전극이 형성된 기판을 세척하는 단계(단계 4);를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법을 제공한다.
And washing the substrate on which the electrode is formed in step 3 (step 4).
또한, 본 발명은In addition,
강화 유리 또는 플렉서블 기판을 포함하는 투명 기판;A transparent substrate including a tempered glass or a flexible substrate;
상기 투명 기판 하부에 위치하며, 유기 금속 화합물 잉크를 예비 가열하고, 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 형성된 터치스크린 패널 및 터치 컨트롤러를 포함하는 터치센서; 및A touch sensor disposed under the transparent substrate, the touch sensor including a touch screen panel and a touch controller formed by preliminarily heating the organic metal compound ink and performing a laser direct patterning method; And
상기 터치센서 하부에 위치하는 디스플레이 패널;을 포함하는 터치스크린을 제공한다.
And a display panel positioned below the touch sensor.
본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법은 유기 금속 화합물 잉크를 기판에 도포한 후 예비 가열하여 형성되는 금속 나노 입자의 광흡수율을 조절하고, 광흡수율이 조절된 금속 나노 입자에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 투명 전극 패턴 및 베젤 전극 패턴을 동시에 제조할 수 있으며, 상기 패턴의 선폭을 조절할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 터치스크린 패널은 95 % 이상의 투과도를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 특성이 우수한 효과가 있다.
The method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention is a method of manufacturing a touch screen panel, in which a light absorptance of metal nanoparticles formed by applying an organic metal compound ink to a substrate and preheating the metal nanoparticles is controlled, A transparent electrode pattern and a bezel electrode pattern can be manufactured at the same time, and the line width of the pattern can be controlled. In addition, the touch screen panel manufactured by the manufacturing method of the present invention not only has a transmittance of 95% or more, but also has an excellent electrical characteristic.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 터치스크린 패널의 투과도 및 면저항을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing transmittance and sheet resistance of the touch screen panel manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 according to the present invention.
본 발명은The present invention
유기 금속 화합물 잉크를 기판 상부에 도포하는 단계(단계 1);Applying the organometallic compound ink onto the substrate (step 1);
상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 가열시키는 단계(단계 2);Heating the substrate coated with the organic metal compound ink in step 1 (step 2);
상기 단계 2에서 가열된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및Performing a direct laser patterning method on the substrate heated in step 2 to form an electrode (step 3); And
상기 단계 3에서 전극이 형성된 기판을 세척하는 단계(단계 4);를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법을 제공한다.
And washing the substrate on which the electrode is formed in step 3 (step 4).
이하, 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing the touch screen panel according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법에 있어서, 단계 1은 유기 금속 화합물 잉크를 기판 상부에 도포하는 단계이다.First, in the method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention, step 1 is a step of applying an organic metal compound ink onto a substrate.
상기 단계 1에서는 금속 이온이 지방족 또는 방향족 아민과 같은 유기 화합물과 이온결합을 하고 있는 형태인 유기 금속 화합물 잉크를 기판 상부에 도포한다.
In the step 1, an organometallic compound ink having a form in which metal ions are ionically bonded to an organic compound such as an aliphatic or aromatic amine is applied on the substrate.
구체적으로, 상기 단계 1의 유기 금속 화합물 잉크는 금속 이온과 유기 화합물이 화학 결합된 상태의 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 금속 이온은 은(Ag) 이온, 구리(Cu) 이온 및 금(Au) 이온 등일 수 있으며, 상기 유기 화합물은 암모늄카바메이트(ammonium carbamates, H2NCO2NH4)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
Specifically, the organic metal compound ink of step 1 preferably includes an organic solvent in a state where a metal ion and an organic compound are chemically bonded to each other. The metal ion may be silver (Ag) ion, copper (Cu) ion or gold (Au) ion, and the organic compound may be ammonium carbamates (H 2 NCO 2 NH 4 ) It is not limited.
또한, 상기 단계 1의 기판은 예를 들어, 유리, 소다라임글래스(soda-lime glass), 석영(quartz) 등과 같이 투과도가 우수한 재질을 포함하는 기판일 수 있으며, 금속 산화물, 예를 들어 TiO2, ZnO 재질의 기판일 수도 있으며, 실리콘 웨이퍼, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등과 같이 투과도가 우수한 재질을 포함하는 플렉서블(flexible) 기판일 수도 있다.
In addition, the substrate of step 1 may be a substrate including a material having excellent transparency such as glass, soda-lime glass, quartz, etc., and a metal oxide such as TiO 2 , A ZnO substrate or a flexible substrate including a material having high transparency such as a silicon wafer, polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, or the like.
나아가, 상기 단계 1의 도포는 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 블레이드(blade) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 스프레이(spray) 코팅 및 잉크젯(inkjet) 코팅 등의 방법으로 수행될 수 있으나, 화합물 용액을 도포하는 방법이라면 제한없이 사용할 수 있다.
Further, the application of the step 1 may be performed by a method such as slot die coating, roll coating, blade coating, spin coating, spray coating and inkjet coating However, it can be used without limitation as long as it is a method of applying a compound solution.
다음으로, 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 예비 가열(pre-baking)하는 단계이다.Next, in the method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention, step 2 is a step of pre-baking the substrate to which the organic metal compound ink is applied in the step 1.
상기 단계 2에서는 상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 예비 가열하여 금속 나노 입자를 형성할 수 있다.
In the step 2, the substrate coated with the organic metal compound ink may be preliminarily heated in the step 1 to form metal nanoparticles.
구체적으로, 상기 단계 2의 예비 가열은 90 ℃ 내지 150 ℃의 온도로 1 분 내지 5 분 동안 수행되는 것이 바람직하며, 90 내지 100 ℃의 온도로 1 내지 2 분 동안 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 만약, 상기 단계 2의 예비 가열이 90 ℃의 온도 미만에서 수행되는 경우에는 금속 이온이 금속으로 환원되는데 필요한 에너지를 공급하지 못하는 문제가 가 있으며, 150 ℃의 온도를 초과하여 수행되는 경우에는 급격한 온도 변화로 인하여 도포된 잉크가 균일하게 예비 가열되지 못하는 문제가 있다. 또한, 상기 단계 2의 예비 가열이 1 분 미만으로 수행되는 경우에는 예비 가열로 생성되는 금속 나노 입자 프리커서(precursor)가 충분히 발생하지 않는 문제가 있으며, 5 분을 초과하는 경우에는 과도한 수의 금속 나노입자가 생겨 벌크 금속이 생성되는 문제가 있다.
Specifically, the preliminary heating of step 2 is preferably performed at a temperature of 90 ° C to 150 ° C for 1 minute to 5 minutes, more preferably at a temperature of 90 to 100 ° C for 1 to 2 minutes. If the preliminary heating of step 2 is carried out at a temperature of less than 90 ° C., there is a problem that the energy required for reducing the metal ion to metal is not supplied. If the preheating is performed at a temperature exceeding 150 ° C., There is a problem that the applied ink can not be uniformly preheated due to the change. If the preheating of step 2 is carried out for less than 1 minute, there is a problem that the metal nanoparticle precursor generated by the preheating is not sufficiently generated. When the preheating is performed for more than 5 minutes, an excessive number of metals There is a problem that nanoparticles are formed and bulk metal is generated.
상기와 같이, 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 예비 가열함으로써 금속 나노 입자를 형성할 수 있으며, 형성된 금속 나노 입자는 예비 가열을 수행하는 온도 및 시간을 조절하여 광흡수율을 조절할 수 있다. As described above, the metal nanoparticles can be formed by preliminarily heating the substrate coated with the organic metal compound ink, and the formed metal nanoparticles can control the light absorption rate by controlling the temperature and time for performing the preheating.
예비 가열을 수행하게 되면 기판에는 금속 이온들이 유기 금속 화합물로부터 환원되어 생성되는 광흡수율이 높은 4 nm 내지 5 nm의 작은 금속 나노 입자들과 금속 나노 입자에 비해 상대적으로 광흡수율이 낮은 잔류 유기물이 남아있게 된다. 이때 예비 가열의 온도와 시간을 증가시키면 유기 금속 화합물로부터 환원되는 금속 나노 입자들의 수가 동일한 면적 대비 증가하게 되어 기판 위 박막의 광흡수율을 증가시킬 수 있다.
When the preheating is performed, the substrate has small metallic nanoparticles of 4 nm to 5 nm in which the metal ions are reduced from the organometallic compound and have a high light absorptivity, and residual organic materials having a relatively low light absorptance relative to the metal nanoparticles . At this time, if the temperature and time of the preliminary heating are increased, the number of metal nanoparticles reduced from the organic metal compound increases by the same area, and the light absorptivity of the thin film on the substrate can be increased.
다음으로, 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 예비 가열된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 전극을 형성하는 단계이다.Next, in the method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention, step 3 is a step of forming an electrode by performing a laser direct patterning method on a preheated substrate in step 2.
상기 단계 3에서는 상기 단계 2에서 예비 가열되어 광흡수율이 향상된 금속 나노 입자들이 형성된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 추가적인 에너지를 가하면 금속 패턴이 형성되게 된다. 이러한 금속 패턴은 투명 전극 또는 베젤 전극으로 사용할 수 있으며, 레이저 직접 패터닝 방법을 통해 투명 전극 및 베젤 전극을 동시에 형성할 수 있다.
In the step 3, a metal pattern is formed by applying a laser direct patterning method to the substrate on which the metal nanoparticles having the improved light absorptivity are preliminarily heated in the step 2 and applying additional energy. Such a metal pattern can be used as a transparent electrode or a bezel electrode, and a transparent electrode and a bezel electrode can be simultaneously formed by a laser direct patterning method.
구체적으로, 상기 단계 3의 레이저는 자외선, 가시광선, 적외선 등 다양한 파장대의 레이저를 사용할 수 있으며, 350 nm 내지 1070 nm의 파장을 가지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 단계 3의 레이저는 0.02 W 내지 0.2 W의 파워를 가지는 레이저를 사용할 수 있다. 상기 단계 2에서 미리 예비 가열하여 광흡수율을 향상시킴으로써 저출력의 레이저를 사용할 수 있다.
Specifically, the laser of step 3 may use a laser of various wavelengths, such as ultraviolet, visible, and infrared, and may have a wavelength of 350 nm to 1070 nm. The laser of step 3 may use a laser having a power of 0.02 W to 0.2 W. By preliminarily heating in advance in the step 2 to improve the light absorptivity, a laser of low output can be used.
또한, 상기 단계 3의 레이저 직접 패터닝 방법은 일례로써 빛의 회절 한계에 가깝게 초점을 잡을 수 있는 대물 렌즈(objective lens)를 이용하여 형성되는 전극 패턴의 선폭을 조절할 수 있다.
In addition, the laser direct patterning method of step 3 may adjust the line width of the electrode pattern formed using an objective lens capable of focusing close to the diffraction limit of light as an example.
이때, 상기 단계 3에서 레이저 직접 패터닝 방법으로 형성된 투명 전극은 메탈 메쉬(metal mesh) 패턴인 것이 바람직하다. 종래에는 메탈 메쉬 패턴을 형성하기 위해 포토리소그래피 공정을 사용하였으나, 상기 포토리소그래피 공정은 친환경적이지 않을 뿐만 아니라, 투명 전극 및 베젤 전극을 각각 형성해야하기 때문에 공정이 복잡한 문제가 있다. 또한, 필름 기판에 메탈 메쉬 패턴을 형성하는 경우에는 잉크젯 프린팅 또는 그라비아 오프셋 공정을 사용하는데, 본 발명과 같은 미세 패턴을 구현하기 어려운 문제가 있다.
At this time, it is preferable that the transparent electrode formed by the laser direct patterning method in the step 3 is a metal mesh pattern. Conventionally, a photolithography process is used to form a metal mesh pattern. However, the photolithography process is not environmentally friendly, and a transparent electrode and a bezel electrode must be formed. In addition, when a metal mesh pattern is formed on a film substrate, inkjet printing or gravure offset process is used. However, there is a problem that it is difficult to realize a fine pattern like the present invention.
또한, 상기 단계 3의 전극은 투명 전극(transeparent electrode) 및 베젤 전극(bezzel electrode)일 수 있다.
In addition, the electrode of step 3 may be a transeparent electrode and a bezel electrode.
상기 투명 전극은 2 ㎛ 내지 8 ㎛의 선폭을 가지는 것이 바람직하다. 만약, 상기 투명 전극이 2 ㎛ 미만의 선폭을 가지는 경우에는 대물렌즈로 빛의 회절 한계 가까이 초점을 잡았다고 하더라도 열확산으로 패턴 선폭이 증가하여 2 ㎛ 미만의 선폭은 균일하게 형성되지 못하는 문제가 있으며, 8 ㎛를 초과하는 선폭을 가지는 경우에는 금속의 높은 빛 반사율로 인한 시인성이 증가되는 문제가 있다.
It is preferable that the transparent electrode has a line width of 2 占 퐉 to 8 占 퐉. If the transparent electrode has a line width of less than 2 占 퐉, even if the objective lens focuses near the diffraction limit of the light, the pattern line width increases due to thermal diffusion, and the line width less than 2 占 퐉 is not uniformly formed. When the line width exceeds 8 占 퐉, there is a problem that the visibility due to the high light reflectance of the metal is increased.
또한, 상기 투명 전극은 250 ㎛ 내지 1600 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 것이 바람직하다. 만약, 상기 투명 전극이 250 ㎛ 미만의 피치를 가지는 경우에는 투과도가 떨어지는 문제가 있으며, 1600 ㎛를 초과하는 피치를 가지는 경우에는 형성된 투명 전극의 면저항이 높아지는 문제가 있다.
In addition, it is preferable that the transparent electrode has a pitch of 250 탆 to 1600 탆. If the transparent electrode has a pitch of less than 250 占 퐉, the transmittance is lowered. If the transparent electrode has a pitch exceeding 1600 占 퐉, the transparent electrode has a higher sheet resistance.
상기 베젤 전극은 8 ㎛ 내지 15 ㎛의 선폭을 가지는 것이 바람직하다. 만약, 상기 베젤 전극이 8 ㎛ 미만의 선폭을 가지는 경우에는 기판 위의 오염 물질이나 다른 이유로 인해 쉽게 단선이 발생할 수 있는 가능성이 높아지고 전기적 성능이 감소할 수 있는 문제가 있으며, 15 ㎛를 초과하는 선폭을 가지는 경우에는 센서 전극에 비하여 전체 면적에서 차지하는 비율이 낮아 심각하지는 않지만 시인성이 증가되는 문제가 있다.
It is preferable that the bezel electrode has a line width of 8 탆 to 15 탆. If the bezel electrode has a line width of less than 8 占 퐉, there is a possibility that disconnection easily occurs due to contaminants on the substrate or other reasons, and the electrical performance may be reduced. There is a problem that the ratio of the total area of the sensor electrode is lower than that of the sensor electrode, thereby increasing the visibility although it is not serious.
또한, 상기 베젤 전극은 100 ㎛ 내지 250 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 것이 바람직하다. 만약, 상기 베젤 전극이 1000 ㎛ 미만의 피치를 가지는 경우에는 베젤 전극끼리의 합선이 발생할 수 있는 문제가 있으며, 250 ㎛를 초과하는 피치를 가지는 경우에는 베젤 부분이 전체 터치스크린 면적에서 차지하는 부분이 증가되는 문제가 있다.
In addition, the bezel electrode preferably has a pitch of 100 μm to 250 μm. If the bezel electrode has a pitch of less than 1000 mu m, a short circuit may occur between the bezel electrodes. If the bezel electrode has a pitch exceeding 250 mu m, There is a problem.
다음으로, 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제조방법에 있어서, 단계 4는 상기 단계 3에서 투명 전극 및 베젤 전극이 형성된 기판을 세척하는 단계이다.Next, in the method of manufacturing a touch screen panel according to the present invention, step 4 is a step of cleaning the substrate on which the transparent electrode and the bezel electrode are formed in step 3.
상기 단계 4에서는 상기 단계 3에서 레이저 직접 패터닝을 수행하고 난 후, 레이저가 조사되지 않은 부분을 세척하여 기판에 투명 전극 및 베젤 전극만 남겨 터치스크린 패널을 제조할 수 있다.
In the step 4, after the laser direct patterning is performed in the step 3, the unexposed portion of the laser is cleaned to leave only the transparent electrode and the bezel electrode on the substrate to manufacture the touch screen panel.
상기 단계 4의 세척은 아이소프로필알콜(IPA) 등과 같은 세척 용액을 이용하여 세척할 수 있으나, 상기 세척 용액은 이에 제한되지 않는다.
The washing of step 4 may be performed using a washing solution such as isopropyl alcohol (IPA) or the like, but the washing solution is not limited thereto.
또한, 본 발명은In addition,
강화 유리 또는 플렉서블 기판을 포함하는 투명 기판;A transparent substrate including a tempered glass or a flexible substrate;
상기 투명 기판 하부에 위치하며, 유기 금속 화합물 잉크를 예비 가열하고, 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 형성된 터치스크린 패널 및 터치 컨트롤러를 포함하는 터치센서; 및A touch sensor disposed under the transparent substrate, the touch sensor including a touch screen panel and a touch controller formed by preliminarily heating the organic metal compound ink and performing a laser direct patterning method; And
상기 터치센서 하부에 위치하는 디스플레이 패널;을 포함하는 터치스크린을 제공한다.
And a display panel positioned below the touch sensor.
본 발명에 따른 터치스크린은 2 내지 8 ㎛의 선폭 및 250 내지 1600 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 투명 전극과 8 내지 15 ㎛의 선폭 및 100 내지 250 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 베젤 전극이 형성된 터치스크린 패널을 포함함으로써, 기존의 ITO로 이루어진 터치스크린 패널과 비교하여 우수한 투과도를 가질 뿐만 아니라, 전기적 특성이 우수하다. 또한, 기존의 ITO로 이루어진 터치스크린 패널과 비교하여 은, 구리, 금 등의 금속 전극이므로 더욱 경제적이다.
The touch screen according to the present invention is formed by forming a transparent electrode having a line width of 2 to 8 탆 and a pitch of 250 to 1600 탆 and a bezel electrode having a line width of 8 to 15 탆 and a pitch of 100 to 250 탆 By including the touch screen panel, it has not only excellent transmittance but also excellent electrical characteristics as compared with the conventional touch screen panel made of ITO. In addition, it is more economical because it is a metal electrode such as silver, copper, and gold as compared with a conventional touch screen panel made of ITO.
이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples and experimental examples.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
It should be noted, however, that the following examples and experimental examples are illustrative of the present invention, but the scope of the invention is not limited by the examples and the experimental examples.
<실시예 1> 터치스크린 패널의 제조 1Example 1 Production of Touch Screen Panel 1
단계 1: 은(Ag)이온과 암모늄카바메이트(ammonium carbamates, H2NCO2NH4) 유기 화합물이 화학결합되어 있는 상태의 유기용매를 주성분으로 하는 유기 금속 화합물 잉크를 준비하여, 유리(soda lime) 기판에 2000 rpm의 회전속도로 스핀코팅하였다.
Step 1: An organometallic compound ink containing as a main component an organic solvent in which silver (Ag) ions and ammonium carbamates (H 2 NCO 2 NH 4 ) organic compounds are chemically bonded is prepared and soda lime ) Substrate was spin-coated at a rotation speed of 2000 rpm.
단계 2: 상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 100 ℃의 온도에서 1 분 동안 예비 가열하여, 유기 금속 화합물 잉크의 광흡수율을 향상시켰다.
Step 2: In the step 1, the substrate coated with the organic metal compound ink was preheated at a temperature of 100 캜 for 1 minute to improve the light absorptivity of the organic metal compound ink.
단계 3: 상기 단계 2에서 예비 가열된 기판에 1070 nm 파장을 가지는 레이저를 사용하여 레이저 직접 패터닝 방법으로 투명 전극(transeparent electrode) 및 베젤 전극(bezzel electrode)을 형성하였다.Step 3: A transeparent electrode and a bezel electrode were formed by laser direct patterning method using a laser having a wavelength of 1070 nm on the preheated substrate in step 2 above.
이때, 상기 형성된 투명 전극 및 베젤 전극은 메탈 메쉬 패턴을 형성하고 있으며, 기판 위에 단일층으로 구성되어 있다. 상기 형성된 투명 전극의 선폭은 5 ㎛이고, 피치는 300 ㎛이며, 상기 형성된 베젤 전극의 선폭은 10 ㎛이고, 피치는 100 ㎛이다.
At this time, the formed transparent electrode and the bezel electrode form a metal mesh pattern and are formed as a single layer on the substrate. The line width of the formed transparent electrode is 5 占 퐉, the pitch is 300 占 퐉, the line width of the formed bezel electrode is 10 占 퐉, and the pitch is 100 占 퐉.
단계 4: 상기 단계 3에서 투명 전극 및 베젤 전극이 형성된 기판을 이소프로필알콜(IPA)를 사용하여 세척하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
Step 4: In step 3, the substrate having the transparent electrode and the bezel electrode formed thereon was cleaned using isopropyl alcohol (IPA) to produce a touch screen panel.
<실시예 2> 터치스크린 패널의 제조 2Example 2: Manufacture of touch screen panel 2
상기 실시예 1의 단계 3에서 형성된 투명 전극의 선폭은 5 ㎛이고, 피치는 600 ㎛인 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the line width of the transparent electrode formed in Step 3 of Example 1 was 5 占 퐉 and the pitch was 600 占 퐉.
<실시예 3> 터치스크린 패널의 제조 3≪ Example 3 > Manufacture of touch screen panel 3
상기 실시예 1의 단계 3에서 형성된 투명 전극의 선폭은 5 ㎛이고, 피치는 900 ㎛인 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the line width of the transparent electrode formed in Step 3 of Example 1 was 5 탆 and the pitch was 900 탆.
<실시예 4> 터치스크린 패널의 제조 4Example 4: Manufacture of touch screen panel 4
상기 실시예 1의 단계 3에서 형성된 투명 전극의 선폭은 5 ㎛이고, 피치는 1200 ㎛인 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the line width of the transparent electrode formed in Step 3 of Example 1 was 5 占 퐉 and the pitch was 1200 占 퐉.
<실시예 5> 터치스크린 패널의 제조 5≪ Example 5 > Manufacture of touch screen panel 5
상기 실시예 1의 단계 3에서 형성된 투명 전극의 선폭은 5 ㎛이고, 피치는 1500 ㎛인 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the line width of the transparent electrode formed in Step 3 of Example 1 was 5 占 퐉 and the pitch was 1500 占 퐉.
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
단계 1: 인듐(In) 산화물과 주석(Sn) 산화물을 타겟재(target materials)로 하여 기판 위에 스퍼터링(sputtering)으로 ITO 층을 증착한다.
Step 1: An ITO layer is deposited on the substrate by sputtering using indium (In) oxide and tin (Sn) oxide as target materials.
단계 2: 상기 단계 1에서 증착된 ITO 층 위에 포토레지스트(photoresist)를 도포한다.
Step 2: A photoresist is applied on the ITO layer deposited in step 1 above.
단계 3: 상기 단계 2에서 도포된 포토레지스트 위에 원하는 패턴(포토리소그래피 공정 후 형성된 ITO 투명 전극의 피치 간격이 300 ㎛가 되도록 설계)이 형성된 포토마스크를 배열 후 자외선 영역의 빛을 쬐어주어 포토마스크의 패턴을 따라서 포토레지스트를 경화시킨다.
Step 3: A photomask in which a desired pattern (designed to have a pitch interval of 300 탆 between the ITO transparent electrodes formed after the photolithography process) is formed on the photoresist applied in step 2 is irradiated with ultraviolet light, The photoresist is cured along the pattern.
단계 4: 상기 단계 3에서 포토레지스트 스트리퍼(photoresist stripper)를 이용하여 경화되지 않은 포토레지스트 부분을 제거한다.
Step 4: In step 3, a portion of the uncured photoresist is removed using a photoresist stripper.
단계 5: 상기 단계 4에서 제거된 포토레지스트 부위 아래로 드러난 ITO 층을 질산, 황산, 염산을 바탕으로 만들어진 ITO 식각액(etchant)으로 습식 식각(wet etching)을 수행하여 제거한다. Step 5: The ITO layer exposed under the photoresist portion removed in Step 4 is removed by wet etching with an ITO etchant based on nitric acid, sulfuric acid, and hydrochloric acid.
이때, 상기 형성된 투명 전극의 피치 간격은 300 ㎛이다.
At this time, the pitch interval of the formed transparent electrodes is 300 mu m.
단계 6: 상기 단계에 5에서 완성된 패터닝된 ITO 투명 전극층에 은 페이스트를 이용한 스크린 인쇄 방식이나 몰리브덴ㆍ알루미늄ㆍ몰리브덴 합금을 이용한 포토리소그래피 방식으로 베젤 전극을 형성하여 터치스크린 패널을 제조한다.
Step 6: A touch screen panel is manufactured by forming a bezel electrode by a screen printing method using a silver paste or a photolithography method using a molybdenum-aluminum-molybdenum alloy on the patterned ITO transparent electrode layer completed in Step 5 above.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
상기 비교예 1의 단계 5에서 형성된 투명 전극의 피치는 600 ㎛인 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the pitch of the transparent electrode formed in Step 5 of Comparative Example 1 was 600 탆.
<비교예 3>≪ Comparative Example 3 &
상기 비교예 1의 단계 5에서 형성된 투명 전극의 피치는 900 ㎛인 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the pitch of the transparent electrode formed in Step 5 of Comparative Example 1 was 900 탆.
<비교예 4>≪ Comparative Example 4 &
상기 비교예 1의 단계 5에서 형성된 투명 전극의 피치는 1200 ㎛인 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that the pitch of the transparent electrode formed in Step 5 of Comparative Example 1 was 1200 탆.
<비교예 5>≪ Comparative Example 5 &
상기 비교예 1의 단계 5에서 형성된 투명 전극의 피치는 1500 ㎛인 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 터치스크린 패널을 제조하였다.
A touch screen panel was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the pitch of the transparent electrode formed in Step 5 of Comparative Example 1 was 1500 탆.
<실험예 1> 터치스크린 패널의 투과도 및 면저항 분석Experimental Example 1: Transmission and sheet resistance analysis of touch screen panel
본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 터치스크린 패널의 투과도 및 면저항을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 터치스크린 패널을 Thermo scientific사의 Evolution 220UV-Vis Spectrophotmeter를 사용하여 550 nm 파장에서의 투과도를 측정하였으며, 메탈 메쉬(metal mesh)의 피치를 다르게 한 정사각형의 샘플에서 서로 마주보고 있는 모서리 사이의 저항을 디지털 멀티미터를 사용하여 면저항을 측정하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.In order to confirm the transmittance and sheet resistance of the touch screen panel manufactured by the manufacturing method according to the present invention, the touch screen panel manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 was used with an Evolution 220 UV-Vis Spectrophotometer The transmittance at a wavelength of 550 nm was measured. The resistance between the opposing corners of a square sample with different metal mesh pitches was measured using a digital multimeter and the results were plotted Respectively.
상기 측정 방법에서 투과도는 산란되면서 투과된 빛은 고려하지 않고 입사된 빛의 방향과 동일한 방향으로 투과된 빛의 양을 고려한 투과도인 정투과도(direct transmittance)를 측정하였으며, 면저항은 저항식(
In the above measurement method, the transmittance is scattered and the direct transmittance, which is the transmittance in consideration of the amount of light transmitted in the same direction as the direction of the incident light, is measured without regard to the transmitted light.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제조방법으로 제조된 터치스크린 패널인 실시예 1 내지 5의 경우에 일반적인 포토리소그래피 방법으로 제조된 ITO 터치스크린 패널인 비교예 1 내지 5 보다 낮은 투과도를 가지지만, 95 % 이상의 고투과도를 가지며, 낮은 면저항을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 1, in Examples 1 to 5 of the touch screen panel manufactured by the manufacturing method of the present invention, the transmittance is lower than that of Comparative Examples 1 to 5, which is an ITO touch screen panel manufactured by a general photolithography method , A high transmittance of 95% or more, and a low sheet resistance.
이와 같이, 본 발명의 제조방법으로 제조된 터치스크린 패널은 기존의 ITO 터치스크린 패널보다 성능이 우수할 뿐만 아니라, 제조공정이 간단하다.As described above, the touch screen panel manufactured by the manufacturing method of the present invention is superior in performance to the conventional ITO touch screen panel, and the manufacturing process is simple.
Claims (14)
상기 단계 1에서 유기 금속 화합물 잉크가 도포된 기판을 90 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 1 분 내지 2 분 동안 예비 가열(pre-baking)하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 예비 가열된 기판에 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 투명 전극 및 베젤 전극을 동시에 형성하는 단계(단계 3); 및
상기 단계 3에서 전극이 형성된 기판을 세척하는 단계(단계 4);를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법.
Applying the organometallic compound ink onto the substrate (step 1);
Pre-baking the substrate coated with the organic metal compound ink in the step 1 at a temperature of 90 DEG C to 100 DEG C for 1 minute to 2 minutes (step 2);
(Step 3) simultaneously forming a transparent electrode and a bezel electrode by performing a laser direct patterning method on the preheated substrate in the step 2; And
And cleaning the substrate on which the electrode is formed in step 3 (step 4).
상기 단계 1의 유기 금속 화합물 잉크는 금속 이온과 유기 화합물이 화학 결합된 상태의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the organometallic compound ink of step 1 comprises an organic solvent in which a metal ion and an organic compound are chemically bonded to each other.
상기 금속 이온은 은(Ag) 이온, 구리(Cu) 이온 및 금(Au) 이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the metal ion is one selected from the group consisting of silver (Ag) ions, copper (Cu) ions, and gold (Au) ions.
상기 유기 화합물은 암모늄카바메이트(ammonium carbamates, H2NCO2NH4)인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the organic compound is ammonium carbamates (H 2 NCO 2 NH 4 ).
상기 단계 1의 기판은 SiO2, TiO2, ZnO, 유리, 실리콘 웨이퍼, 폴리이미드,폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리카보네이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종의 재질인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate of step 1 is one material selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 , ZnO, glass, silicon wafer, polyimide, polyethylene terephthalate and polycarbonate.
상기 단계 3의 레이저는 350 nm 내지 1070 nm의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the laser of step 3 has a wavelength of 350 nm to 1070 nm.
상기 투명 전극은 메탈 메쉬(metal mesh) 패턴인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode is a metal mesh pattern.
상기 투명 전극은 2 ㎛ 내지 8 ㎛의 선폭을 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode has a line width of 2 占 퐉 to 8 占 퐉.
상기 투명 전극은 250 ㎛ 내지 1600 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode has a pitch of 250 占 퐉 to 1600 占 퐉.
상기 베젤 전극은 8 ㎛ 내지 15 ㎛의 선폭을 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the bezel electrode has a line width of 8 占 퐉 to 15 占 퐉.
상기 베젤 전극은 100 ㎛ 내지 250 ㎛의 피치(pitch)를 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the bezel electrode has a pitch of 100 占 퐉 to 250 占 퐉.
상기 투명 기판 하부에 위치하며, 유기 금속 화합물 잉크를 90 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 1 분 내지 2 분 동안 예비 가열하고, 레이저 직접 패터닝 방법을 수행하여 동시에 형성된 투명 전극 및 베젤 전극을 포함하는 터치스크린 패널 및 터치 컨트롤러를 포함하는 터치센서; 및
상기 터치센서 하부에 위치하는 디스플레이 패널;을 포함하는 터치스크린.A transparent substrate including a tempered glass or a flexible substrate;
The organic metal compound ink is preliminarily heated at a temperature of 90 ° C to 100 ° C for 1 minute to 2 minutes and then is subjected to a laser direct patterning method to form a touch screen including a transparent electrode and a bezel electrode A touch sensor including a panel and a touch controller; And
And a display panel positioned below the touch sensor.
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