KR101675794B1

KR101675794B1 - 터치 패널의 제조 방법

Info

Publication number: KR101675794B1
Application number: KR1020100009740A
Authority: KR
Inventors: 안종현; 홍병희; 이영빈; 배수강; 김형근
Original assignee: 한화테크윈 주식회사; 성균관대학교 산학협력단
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2016-11-14
Also published as: KR20110090135A

Abstract

본 발명은, 제1기판과, 상기 제1기판과 대향하여 배치되는 제2기판과, 상기 제1기판의 적어도 일면에 배치되는 제1도전막과, 상기 제2기판의 적어도 일면에 배치되는 제2도전막과, 상기 제1도전막과 전기적으로 연결되는 제1전극들과, 상기 제2도전막과 전기적으로 연결되는 제2전극들을 포함하고, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나는 그래핀을 포함하는 터치 패널 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

터치 패널의 제조 방법{Method of manufacturing touch panel}

본 발명은 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래핀을 포함하는 터치 패널 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

터치 패널은, 휴대 전화, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기(PDA) 등의 전자 장치에 구비된 표시 패널의 표면을 손이나 펜을 사용하여 누름으로써, 2차원의 좌표 데이터를 입력하는 장치이다.

특히, 터치 패널은, LCD(액정 디스플레이), OLED(유기 발광 장치), PDP(플라즈마 디스플레이 패널), CRT(브라운관) 등의 표시장치의 화면에 겹쳐서 설치할 수 있으므로, 사용이 비약적으로 증가하고 있다.

터치 패널 장치의 한 형태인 저항막형 터치 패널은, 투명한 상부 기판과 하부 기판이 서로 이격되어 배치되어 있는데, 각각의 기판에는 투명한 도전막이 형성되어 있어 도전막끼리 서로 마주보도록 형성되어 있다. 사용자가 힘을 가하여 상부 기판을 누르게 되면 상부 기판이 휘어져 안쪽의 도전막끼리 닿게 되는데, 이때 발생하는 저항, 전압 등의 변화량에 따라서 누르는 위치의 좌표가 검출되는 구조를 가진다.

한편, 종래의 터치 패널에는 도전막으로서 ITO(indium tin oxide), 티오펜계 (thiophene)계의 폴리머 등의 소재가 사용되어 왔으며, 터치 패널의 특성을 향상시키기 위해 여러 가지 소재의 도전막이 지속적으로 개발되고 있는 실정이다.

본 발명은, 그래핀을 포함한 터치 패널 및 그 터치 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명은, 제1기판;과, 상기 제1기판과 대향하여 배치되는 제2기판;과, 상기 제1기판의 적어도 일면에 배치되는 제1도전막;과, 상기 제2기판의 적어도 일면에 배치되는 제2도전막;과, 상기 제1도전막과 전기적으로 연결되는 제1전극들;과, 상기 제2도전막과 전기적으로 연결되는 제2전극들;을 포함하고, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나는 그래핀을 포함하는 터치 패널을 제공한다.

여기서, 상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 적어도 하나는 가요성 폴리머를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나에는 복수개의 스페이서가 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에는 중간 부재가 배치될 수 있다.

여기서, 상기 중간 부재는 양면 접착 부재일 수 있다.

여기서, 상기 터치 패널은, 상기 제1전극들과 각각 전기적으로 연결되는 제1도선들을 더 구비하고, 상기 제2전극들과 각각 전기적으로 연결되는 제2도선들을 더 구비할 수 있다.

여기서, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나에 보호막이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 보호막은, PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), PEDOT/PSS, 티오펜계 폴리머, 폴리피롤, 폴리아닐린, 강유전체 고분자, 강유전체 무기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 제1도전막이 배치되는 제1기판과, 상기 제1도전막에 대향하는 제2도전막이 배치되는 제2기판을 포함하는 터치 패널의 제조 방법에 있어서, (a) 상기 제1기판 및 상기 제2기판을 준비하는 단계;와, (b) 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막을 형성하되, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나는 그래핀을 전사하여 형성하는 단계;와, (c) 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접합하는 단계;를 포함하는 터치 패널의 제조 방법을 제공한다.

여기서, 상기 (b)단계에서 상기 그래핀을 전사하는 방법은 습식 전사 방법 또는 건식 전사 방법을 이용할 수 있다.

여기서, 상기 건식 전사 방법은 테이프를 이용하여 전사를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계 사이에는, 상기 제1도전막과 전기적으로 연결되는 제1전극들을 형성하는 단계와, 상기 제2도전막과 전기적으로 연결되는 제2전극들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극들 및 상기 2전극들의 형성 방법은, 은(Ag)을 포함하는 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅 방법으로 형성할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극들 및 상기 2전극들의 형성 방법은, 상기 그래핀을 성장시킬 때 사용된 금속 촉매층을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극들 및 상기 2전극들의 형성 방법은, 상기 그래핀을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.

여기서, 상기 (b)단계의 상기 그래핀은 가장자리에 적어도 하나의 전극이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계 사이에는, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나에 보호막을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계 사이에는, 상기 제1도전막과 상기 제2도전막 중 적어도 하나에 복수개의 스페이서들을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스페이서들은 열 경화 소재로 이루어지며, 상기 스페이서들이 배치된 후 열 경화 방식으로 경화될 수 있다.

여기서, 상기 (c)단계는 중간 부재에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 우수한 가요성과 성능을 확보할 수 있는 터치 패널을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 개략적인 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 제2기판에 제2도전막이 배치된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널에 가압력이 작용하는 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 제조 공정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 터치 패널의 일부 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다. 또한, 본 발명의 도면 중에는 이해를 돕기 위하여 두께 및 크기 등을 일부 과장되게 그린 부분도 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 개략적인 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 제2기판에 제2도전막이 배치된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.

본 실시예에 따른 터치 패널(100)은 저항막 방식의 터치 패널로서, 제1기판(110), 제1도전막(120), 제2기판(130), 제2도전막(140), 커넥터(150), 중간 부재(160), 스페이서들(170)을 포함한다.

제1기판(110)은 광투과성의 유리 소재로 이루어진다.

제1도전막(120)은 제1기판(110)의 상면에 배치되는데, ITO(indium tin oxide) 소재로 이루어진다.

제1도전막(120)의 가장자리에는 한 쌍의 제1전극들(121)이 x축 방향으로 배치된다.

여기서, 제1전극들(121)은 가압 위치를 판단하기 위해 제1도전막(120)에 전압을 공급하는 기능을 수행하며, 은(Ag), 금(Au) 등의 도전성 소재를 포함한 페이스트를 이용하여 소정의 패턴 형상을 가지도록 형성된다.

제1기판(110)의 상면에는 제1전극들(121)과 커넥터(150)를 전기적으로 연결하는 제1도선(111)과, 제2전극(141)에 전기적으로 연결되는 제2도선(112)이 형성된다.

한편, 제2기판(130)은 광투과성이면서 가요성(flexible)인 폴리머(polymer) 소재로 이루어진다. 예를 들면, 제2기판(130)의 소재로는 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 아크릴, 시클로 올레핀(cyclo olefin)등이 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제2도전막(140)은 제2기판(130)의 안쪽면에 배치되는데, 그래핀을 전사하여 형성된다.

제2도전막(140)은 그래핀(graphene)을 포함하여 이루어진다. 그래핀은 2차원 탄소동소체로서, 최근에 연구가 급속히 진행되고 있는 물질이다.

그래핀은 기존의 물질과 다른 매우 유용한 특성을 가진다. 그 중 주목할만한 특징으로는 그래핀에서 전자가 이동할 경우 마치 전자의 질량이 제로인 것처럼 흐른다는 것이다. 이는 전자가 진공 중의 빛이 이동하는 속도, 즉 광속으로 흐르는 것을 의미한다. 현재까지 알려진 그래핀의 전자 이동도는 최대 200,000 cm2/Vs에 달한다. 그래핀은 전자와 정공에 대하여 비정상적인 반정수 양자 홀 효과(half-integer quantum Hall effect)를 보이며, 허공에 매달릴 경우에는 분수양자홀효과(Fractional quantum Hall effect)를 보이기도 한다.

또한, 그래핀은 주어진 두께의 그래핀의 결정 방향성에 따라서 전기적 특성이 변화하므로 사용자가 선택 방향으로의 전기적 특성을 발현시킬 수 있고 이에 따라 쉽게 소자를 디자인할 수 있다. 이러한 그래핀의 전기적 특성은 키랄성 및 직경에 따라 금속성 및 반도체성의 전기적 특성이 달라지는 탄소나노튜브(CNT)와 대비된다. CNT의 경우 특정 반도체 성질 및 금속 성질을 이용하기 위하여 해당 CNT를 분리하는 과정을 거쳐야 하는데 이 과정은 어렵다. 또한, 그래핀은 합성 후 정제를 거치는 CNT와 대비하여 경제적 측면에서도 유리하다. 따라서 그래핀은 탄소계 전기 또는 전자기 소자 등에 효과적으로 이용될 수 있다.

그래핀은 ITO 소재 등의 산화물 투명전극보다 내충격성, 유연성 등이 뛰어나며, 높은 투명도와 높은 전기 전도도를 가지고 있는 특성이 있다.

한편, 제2도전막(140)의 전체 표면에는 보호막(140a)이 배치된다.

보호막(140a)은, 그래핀 소재로 이루어진 제2도전막(140)을 보호함으로써 터치 패널(100) 작동의 신뢰성을 높이기 위한 것으로서, 도전성 소재인 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))이 사용된다. PEDOT은 높은 가시광 투과도를 가질 뿐만 아니라 유기물이므로 그래핀과의 친화도가 강한 특성이 있다.

본 실시예에서는 보호막(140a)의 소재로 PEDOT을 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 보호막(140a)의 소재는 도전성이며 높은 가시광 투과도를 갖는 소재이면 되고, 그 외의 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 보호막(140a)의 소재로서, 여러 종류의 PEDOT/PSS, 티오펜계 폴리머, 폴리피롤, 폴리아닐린,PVDF(Polyvinylidene Fluoride)와 같은 강유전체 고분자, PZT와 같은 Sol-Gel 법이 가능한 강유전체 무기물 등과 같은 전도성 고분자가 사용될 수 있으며, 우레탄 경화 수지나 유기 실리케이트 화합물이 사용될 수도 있다.

본 실시예에서는 제2도전막(140)의 전체 표면에 보호막(140a)이 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제2도전막(140)의 표면에 아예 보호막(140a)이 형성되지 않을 수도 있다. 또한, 제2도전막(140)의 표면 중 제2전극들(141)이 배치될 부분에만 보호막(140a)이 형성되지 않을 수도 있다.

본 실시예에서는 제2도전막(140)에만 보호막(140a)이 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1도전막(120)에도 보호막이 형성될 수 있으며, 그 경우 제2도전막(140)과 동일한 소재와 형성 방법이 사용될 수 있다.

한편, 제2도전막(140)의 가장자리에 대응되는 부분에는 한 쌍의 제2전극들(141)이 y축 방향으로 배치된다.

여기서, 제2전극들(141)의 배치 방향은 제1전극들(121)의 배치 방향에 직교하도록 배치된다. 제2전극들(141)은 제2도전막(140)에 전압을 공급하는 기능을 수행하며, 은(Ag), 금(Au) 등의 도전성 소재를 포함한 페이스트를 이용하여 소정의 패턴 형상을 가지도록 형성된다.

본 실시예에서는 제2전극들(141)은 은(Ag), 금(Au) 등의 도전성 소재를 이용하여 보호막(140a)의 표면에 스크린 프린팅 방법 등으로 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제2전극들은 그래핀 소재의 제2도전막(140)을 가공하여 직접 패턴을 형성함으로써 구현할 수 있다. 그 때의 패턴 형성 방법으로는 포토리소그래피(photolithography) 방법, 레이저 식각 방법, 습식 에칭 방법, 건식 에칭 방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제2전극들은 그래핀을 성장시킬 때 사용되는 금속 촉매층을 패터닝함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 그래핀을 성장시킬 때 사용되는 금속 촉매층을 미리 패터닝한 다음에 그래핀을 성장시킴으로써, 그래핀을 전사하기 전에 미리 제2전극들을 형성할 수도 있다.

본 실시예에서는 제1기판(110)이 유리로 이루어지고, 제2기판(130)이 가요성 폴리머의 소재로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1기판(110)도 제2기판(130)과 마찬가지로 가요성 폴리머의 소재로 이루어질 수 있으며, 그 경우에는 터치 패널(100)도 전체적으로 가요성의 성질을 가지게 된다.

본 실시예에서는 제1도전막(120)이 ITO 소재로 이루어지고, 제2도전막(140)이 그래핀 소재로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1도전막(120)도 제2도전막(140)과 마찬가지로 그래핀 소재로 이루어질 수 있다.

한편, 커넥터(150)는 제1전극(121)에 전기적으로 연결되는 제1도선(111)과, 제2전극(141)에 전기적으로 연결되는 제2도선(112)을 제어 장치(180)와 접속하는 기능을 수행하는데, 연성 회로 기판(Flexible circuit board)으로 이루어진다.

중간 부재(160)는, 개구부(160a)가 형성된 사각 고리의 형상을 가지고 있으며, 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 배치됨으로써 제1기판(110)과 제2기판(120)을 소정의 간격을 두고 상호 고정하는 기능을 수행한다.

중간 부재(160)로는 소정의 두께를 가지는 양면 접착 부재가 사용된다. 양면 접착 부재의 접착부에 의해 제1기판(110)과 제2기판(120)이 서로 고정되며, 양면 접착 부재의 두께에 의해 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이의 간격이 형성된다. 또한, 중간 부재(160)는 터치 패널(100)의 내부와 외부 사이의 공기의 이동을 방지하는 기능을 수행한다.

본 실시예에서는 중간 부재(160)로 양면 접착 부재를 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 중간 부재(160)로는 점착성 물질을 도포한 후, 도포된 점착성 물질을 경화시켜 사용할 수도 있다.

중간 부재(160)에는 도전성 부분(161)이 배치되는데, 도전성 부분(161)은 제2기판(120)의 표면에 배치된 제2전극(141)의 일단(141a)과, 제1기판(110)의 표면에 배치된 제2도선(112)을 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.

스페이서들(170)은 제1도전막(120)의 표면에 형성되는데, 소정의 간격을 두고 규칙적으로 형성된다.

스페이서들(170)은, 제2기판(130)이 자체 중량 등에 의해 의도하지 않게 오목한 형상으로 휘어지는 것을 방지함으로써 제1도전막(120)과 제2도전막(140) 사이의 간격을 유지하여 오동작을 방지하는 기능을 수행하며, 전기 절연성의 소재로 형성된다.

본 실시예에서는 스페이서들(170)이 제1도전막(120)에 형성되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 스페이서들(170)은 제2도전막(140)에 형성될 수 있으며, 제1도전막(120)과 제2도전막(140)에 동시에 형성될 수도 있다.

이하, 도 4를 참조로 하여, 이상과 같은 구조의 터치 패널(100)의 작동에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널에 가압력이 작용하는 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

제어 장치(180)는 터치 패널(100)의 제1전극들(121)과 제2전극들(141)에 번갈아 소정의 전압을 인가한다. 그 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2기판(130)의 바깥 표면의 원하는 위치를 펜이나 손가락으로 누르게 되면, 가압점 P에서 제1도전막(120)과 제2도전막(140)이 서로 접촉하여 전기가 흐르게 된다. 그 때 전압을 인가하지 않은 측의 전극에서 전압을 검출하여 가압점 P에 대응하는 일축(예를 들어, x축) 상의 위치를 산출한다. 이와 같은 과정을 번갈아 수행함으로써 가압점 P에 대응하는 타축(예를 들어, y축) 상의 위치도 산출함으로써, 가압점 P에 대응하는 2차원 좌표를 검출하게 된다.

이상과 같이 설명한 터치 패널(100)은 그래핀 소재의 제2도전막(140)을 구비함으로써, 그래핀의 특성인 높은 내충격성, 뛰어난 가요성(유연성), 높은 투명성 및 전기 전도성을 그대로 가지게 되는 장점이 있다. 즉, 그래핀을 포함하는 터치 패널(100)은, 종래의 ITO 전극만을 사용한 터치 패널보다 외부 충격에 강하고, 뛰어난 가요성을 가지며, 더 투명해지고, 빠른 응답 속도 및 사용 신뢰성을 보유하게 된다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 터치 패널의 제조 공정을 도시한 흐름도이다.

<제1기판(110)의 준비 및 제1도전막(120)의 형성 공정>

작업자는 제1기판(110)의 원소재인 유리를 소정의 크기로 준비한다(단계 S101).

그 다음, 제1기판(110)에 제1도전막(120)을 형성한다(단계 S102). 제1도전막(120)은 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 박막형성기술을 이용하여 ITO 소재로 형성한다.

또한, 작업자는, 제1도전막(120)의 가장자리에 제1전극들(121)을 스크린 프린팅 방법으로 소정의 패턴을 가지도록 형성하고, 아울러, 제1기판(110)에 제1도선(111), 제2도선(112)을 스크린 프린팅 등의 방법으로 형성한다(단계 S103). 이 경우, 스크린 프린팅 방법은 은(Ag)을 포함한 페이스트를 이용하는데, 스크린 프린팅 후 약 150℃∼180℃에서 약 5분 가량 경화(curing)를 수행하게 된다.

그 다음, 제1도전막(130)의 상면에 소정의 간격으로 비도전성의 스페이서들(170)을 형성한다(단계 S104).

스페이서들(170)은 포토리소그래피 기술이나 스크린 인쇄법에 의해 형성할 수 있다. 여기서, 만약 스페이서들(170)을 제2도전막(140)에 형성하는 경우에는 스페이서들(170)의 경화를 자외선 경화 방식이 아닌 열 경화 방식으로 수행하고 그 소재도 열 경화 방식에 적합한 소재를 사용하여야 한다. 이는 제2도전막(140)의 소재가 그래핀으로 이루어지는데, 그래핀은 자외선에 취약하기 때문이다.

<제2기판(130)의 준비 및 제2도전막(140)의 형성 공정>

작업자는 제2기판(130)의 원소재인 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 시클로 올레핀(cyclo olefin)등의 가요성 폴리머를 소정의 크기로 준비한다(단계 S201).

그 다음, 제2기판(130)에 제2도전막(140)을 형성한다(단계 S202).

제2도전막(140)은 그래핀으로 이루어지는데, 작업자는 제2기판(130)에 그래핀을 전사하여 제2도전막(140)을 형성하게 된다.

그래핀을 형성하는 방법의 일 예는 화학 기상 증착법을 이용하여 형성하는 것이다. 화학 기상 증착법을 이용하여 그래핀을 형성하는 구체적인 방법은 다음과 같다.

우선, 산화 실리콘(SiO₂)층을 가지는 실리콘 웨이퍼를 준비한다. 이어, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V 및 Zr로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 촉매를, 스퍼터링(sputtering) 장치, 전자빔 증발 장치(e-beam evaporator)등을 이용하여, 준비된 산화 실리콘(SiO₂)층에 증착시켜, 금속 촉매층을 형성한다. 한편, 금속 촉매층은 다른 방법으로 준비될 수 있는데, 예를 들면, 금속 촉매층은 호일(foil) 형태로 바로 제공될 수 있다. 그 경우에는 산화 실리콘(SiO₂) 층을 가지는 실리콘 웨이퍼를 사용하지 않을 수도 있다.

다음으로, 금속 촉매층이 형성된 실리콘 웨이퍼와 탄소를 포함하는 가스(CH₄, C₂H₂, C₂H₄, CO 등)를 열 화학 기상 증착 및 유도 결합 화학 기상 증착법(ICP-CVD, Inductive Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition)을 위한 반응기에 넣고 가열함으로써, 금속 촉매층에 탄소가 흡수되도록 한다. 이어, 급속히 냉각을 수행하여 금속 촉매층으로부터 탄소를 분리시켜 결정화시키는 방법으로, 그래핀을 성장시킨다.

성장한 그래핀은 사용을 위해 분리하고 전사하는 작업을 거치게 되는데, 이를 위해 통상 분리 시에는 에칭 등의 방법이 사용된다.

상기의 방법으로 형성된 그래핀은, 습식 전사 방법 또는 건식 전사 방법을 이용하여 제2기판(130)에 전사되어 제2도전막(140)을 형성한다. 여기서, 건식 전사 방법으로는 UV 테이프, 온도 반응형 점착력 소멸 테이프(thermal release tape) 등을 이용한 간접 전사 방법을 사용하거나, 직접 제2기판(130)에 그래핀을 전사하는 직접 전사 방법이 사용될 수 있다.

그 다음, 제2도전막(140)의 표면에 보호막(140a)을 배치한다(단계 S203). 전술한 바와 같이 본 실시예의 보호막(140a)의 소재로는 PEDOT이 사용된다. 작업자는 제2도전막(140)의 표면에 스핀 코팅법, 스프레이법, 그라비아 인쇄법 등으로 보호막(140a)을 형성할 수 있다.

그 다음, 보호막(140a)의 부분 중 제2도전막(140)의 가장자리에 대응하는 부분에 제2전극들(141)을 형성한다(단계 S204). 이 경우, 은(Ag)을 포함한 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅의 방법으로 제2전극들(141)을 형성하는데, 스크린 프린팅 후 약 150℃∼180℃에서 약 5분 가량 경화(curing)를 수행하게 된다.

이상과 같이 설명한 제2기판(130)에 제2도전막(140)을 형성하는 공정은 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정에 의해 수행될 수 있는데, 이는 제2기판(130) 및 제2도전막(140) 등이 가요성의 성질을 가지기 때문이다. 그와 같은 롤-투-롤 공정을 적용하게 되면 대량 생산에 유리하다는 장점이 있게 된다.

<제1기판(110)과 제2기판(130)을 접합하는 공정>

상기의 방법으로 제1기판(110), 제1도선(111), 제2도선(112), 제1도전막(120), 제1전극들(121), 제2기판(130), 제2도전막(140), 제2전극들(141), 스페이서들(170)을 형성한 후에는, 제1도선(111)과 제2도선(112)의 일단에 커넥터(150)를 연결한다(단계 S301).

그 다음, 중간 부재(160)를 이용하여 제1기판(110)과 제2기판(120)을 접합한다(단계 S302). 즉, 중간 부재(160)는 양면 접착 부재로 구성되어 있으므로, 제1기판(110)과 제2기판(120)을 상호 접합할 수 있다. 이 때, 중간 부재(160)에 형성된 도전성 부분(161)이, 제2도전막(140)에 형성된 제2전극(141)의 일단(141a)과, 제1기판(110)에 형성된 제2도선(112)을 전기적으로 연결하도록, 중간 부재(160)의 위치를 정렬하여 접합함으로써, 터치 패널(100)을 완성한다.

본 실시예에서는 우선 커넥터(150)를 제1기판(110)에 연결한 후에, 제1기판(110)과 제2기판(130)을 접합하는 공정을 수행하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 먼저 제1기판(110)과 제2기판(130)을 접합한 후에 커넥터(150)를 제1기판(110)에 연결할 수 있는데, 그러한 경우에는 제1기판(110)의 부분 중 커넥터(150)가 배치되는 부분이, 제1기판(110)과 제2기판(130)의 접합 후에도 커넥터(150)의 연결이 가능한 구조(예를 들면, 외부로 돌출된 형상 구조)를 가지고 있어야 한다.

이하, 도 6을 참조하여, 본 실시예의 일 변형예에 관한 터치 패널(200)의 구조에 관하여 설명하되, 본 발명의 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 터치 패널(200)의 일부 단면도이다.

본 실시예의 일 변형예에 따른 터치 패널(200)은, 제2기판(230)뿐만 아니라 제1기판(210)도 전술한 가요성 폴리머 소재로 형성하고, 제2도전막(240)뿐만 아니라 제1도전막(220)도 그래핀 소재로 형성한다.

그와 같은 구성을 가지게 되면, 터치 패널(200)의 전체가 가요성(flexibility)의 성질을 가지게 된다. 즉, 그래핀은 탁월한 유연성, 내구성, 그리고 휘어졌을 때의 전기적 특성의 제어성 등이 뛰어나기 때문에, 그러한 그래핀을 포함한 터치 패널(200)은 어느 정도 휘거나 비틀어져도 안정적인 작동이 가능하다는 장점이 있게 된다.

그 경우, 제1기판(210)에 그래핀으로 제1도전막(220)으로 형성하는 공정 및 제2기판(230)에 그래핀으로 제2도전막(240)을 형성하는 공정은, 본 실시예에 따른 제2기판(130)에 제2도전막(140)을 형성하는 방법을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 스페이서들(270)의 소재와 형성 방법도 전술한 스페이서들(170)의 소재와 형성 방법을 그대로 이용할 수 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.

이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 외의 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 터치 패널(200) 및 터치 패널(200)을 제조하는 방법의 구성, 작용 및 효과는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널(100) 및 터치 패널(100)을 제조하는 방법의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 터치 패널 및 터치 패널의 제조 방법에 적용될 수 있다.

100, 200: 터치 패널 110, 210: 제1기판
120, 220: 제1도전막 130, 230: 제2기판
140, 240: 제2도전막 150: 커넥터
160: 중간 부재 170, 270: 스페이서

Claims

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제1도전막이 배치되는 제1기판과, 상기 제1도전막에 대향하는 제2도전막이 배치되는 제2기판을 포함하는 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
상기 제1기판 및 상기 제2기판을 준비하는 단계;
상기 제1도전막 및 상기 제2도전막을 형성하되, 상기 제1도전막 및 상기 제2도전막 중 적어도 하나는 그래핀을 전사하여 형성하는 단계;
상기 제1도전막과 전기적으로 연결되는 제1전극들을 형성하고, 상기 제2도전막과 전기적으로 연결되는 제2전극들을 형성하는 단계; 및
상기 제1기판과 상기 제2기판을 접합하는 단계;를 포함하며,
상기 제1전극들과 상기 제2전극들 중 적어도 하나는, 상기 그래핀을 성장시킬 때 사용되는 금속 촉매층을 패터닝함으로써 상기 그래핀을 성장시킬 때 사용되는 금속 촉매층의 부분으로 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 적어도 하나는 가요성 폴리머를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 그래핀을 전사하는 방법은 습식 전사 방법 또는 건식 전사 방법을 이용하는 터치 패널의 제조 방법.
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제9항에 있어서,
상기 제1도전막과 상기 제2도전막 중 적어도 하나에 복수개의 스페이서들을 배치하는 단계를 더 포함하며,
상기 스페이서들은 열 경화 소재로 이루어지며, 상기 스페이서들이 배치된 후 열 경화 방식으로 경화되는 터치 패널의 제조 방법.
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