KR101750009B1 - 터치 패널 및 그 3차원 커버 플레이트 - Google Patents

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Abstract

3차원 커버 플레이트는 투명 기판, 측 패널, 및 제 1 결합 층을 포함한다. 측 패널은 투명 기판의 일부분에 결합되고, 제 1 결합 층은 투명 기판과 측 패널을 결합하기 위하여 투명 기판과 측 패널 상이에 배치된다.

Description

터치 패널 및 그 3차원 커버 플레이트{TOUCH PANEL AND THREE-DIMENSIONAL COVER PLATE THEREOF}
관련 특허
본 출원서는 여기에 참조로써 통합되는, 2014년 10월 21일에 출원된, 중화인민공화국 출원 제 201410562042.4의 우선권을 주장한다.
본 발명은 터치 패널들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 터치 패널들 및 그 3차원 커버 플레이트들에 관한 것이다.
터치 패널들은 제어 및 신호 입력의 편리를 향상시키기 위하여 이동 전화기, 카메라 및 테블릿들과 같은, 전자 제품들의 디스플레이 스크린들에 광범위하게 사용된다. 예를 들면, 일반 스마트폰들 및 테블릿 컴퓨터들은 터치 패널을 포함하고, 사용자들은 필기 인식 시스템(handwriting recognition) 내로와 같이, 터치 패널을 통하여 직접적으로 신호들을 입력한다.
그러나, 평면 터치 패널의 커버 플레이트를 제조하기 위하여 이러한 제품들에 유리 및 사파이어가 통상적으로 사용되나, 제품들의 측면들에 터치 기능들이 존재하지 않는다. 일반적으로, 작동을 위하여 제품들의 측면들에 버튼들 또는 스위치들이 배치된다. 비록 현재 기술이 열 혼합 공정에 의한 3차원 유리 커버 플레이트의 제조를 허용하나, 3차원 유리 커버 플레이트의 치수 정확도는 제어하기가 어렵다. 게다가, 피트(pit)들을 형성하는 입자들이 유리 커버 플레이트의 표면들 상에 남아 있고, 제품 사양을 달성하기 위하여 표면들을 다듬기 위한 뒤따르는 공정이 필요하다.
본 발명은 터치 패널 및 그 3차원 커버 플레이트를 제공한다. 어떠한 접착제의 사용 없이 투명 기판 및 측 패널의 복합재(composite)를 달성하기 위하여 결합 층(binding layer)이 적용된다.
본 발명은 3차원 커버 플레이트를 제공한다. 3차원 커버 플레이트는 투명 기판, 측 패널(side panel), 및 제 1 결합 층을 포함한다. 측 패널은 투명 기판 및 측 패널을 결합하기 위하여 투명 기판의 일부분에 결합되고, 제 1 결합 층은 투명 기판 및 측 패널 사이에 배치된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 제 1 결합 층은 실리콘-산소-실리콘 결합(bond)들, 알루미늄-산소-실리콘 결합들 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들을 포함한다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판 및 측 패널은 유리 또는 사파이어로 독립적으로 형성된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판은 사파이어 기판, 유리 기판 및 제 2 결합 층을 포함하는 투명 복합 기판이다. 유리 기판은 사파이어 기판 아래에 배치되고, 측 패널은 유리 기판의 일부분에 결합된다. 제 2 결합 층은 사파이어 기판 및 유리 기판을 결합하고, 제 2 결합 층은 알루미늄-산소-실리콘 결합들을 포함한다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 제 1 결합 층 및 측 패널 사이에 무기 재료 층이 배치되고, 제 1 결합 층은 실리콘-산소-실리콘 결합들을 포함한다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 무기 재료 층은 실리콘 층 또는 이산화규소 층이다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 무기 재료 층은 1 ㎛와 동일하거나 또는 크다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판은 하부 표면을 갖고, 측 패널의 상부 표면은 투명 기판의 하부 표면의 주변부(periphery)에 결합된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판은 하부 표면에 인접한 측 표면을 갖고, 측 패널은 측 패널의 측 표면이 투명 기판의 측 표면과 동일 평면인, 상부 표면에 인접한 측 표면을 갖는다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판은 측 표면을 갖고, 측 패널의 측 표면은 투명 기판의 측 표면에 결합된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 투명 기판은 측 표면에 인접한 상부 표면을 갖고, 측 패널의 상부 표면은 투명 기판의 상부 표면과 동일 평면이다.
본 발명은 터치 패널을 제공한다. 터치 패널은 3차원 커버 플레이트 및 터치 감지 장치(touch sensing device)를 포함한다. 3차원 커버 플레이트는 3차원 커버 플레이트가 투명 기판, 측 패널, 및 제 1 결합 층을 포함하는, 터치 패널의 커버 플레이트로서 작용한다. 측 패널은 투명 기판의 일부분에 결합되고, 제 1 결합 층은 투명 기판 및 측 패널을 결합하기 위하여 투명 기판 및 측 패널 사이에 배치된다. 터치 감지 장치는 투명 기판의 하부 표면 아래에 배치된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 터치 감지 장치는 투명 기판의 하부 표면에 접착되는 터치 감지 필름이다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 터치 감지 장치는 감지 전극 층 및 와이어 층(wire layer)을 포함한다. 감지 전극 층은 투명 기판의 하부 표면에 배치되고, 와이어 층은 투명 기판의 하부 표면에 대하여 측 패널의 측 표면에 배치되며, 와이어 층은 감지 전극 층과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 하나 또는 일부 실시 예들에서, 복수의 터치 기능 장치(touch functional device)가 측 패널의 측 표면에 배치된다.
본 발명은 다음과 같이 첨부된 도면들을 참조하여, 뒤따르는 실시 예들의 상세한 설명의 해석에 의해 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 제조 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 제조 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 터치 패널의 단면도이다.
다음의 설명은 제공되는 주제의 서로 다른 특징들을 구현하기 위한 서로 다른 많은 실시 예들 또는 예들을 제공한다. 본 발명을 단순화하기 위하여 부품들 및 어레인지먼트들의 특정 예들이 아래에 설명된다. 이것들은 물론 단지 예들이고 이를 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들면, 뒤따르는 설명에서 제 2 특징부에 대한 제 1 특징부의 형성은 제 1 및 제 2 특징부들이 직접적으로 접촉되어 형성되는 실시 예들을 포함할 수 있고 또한 제 1 및 제 2 특징부들이 직접적으로 접촉되지 않을 수 있는 것과 같이, 부가적인 특징부들이 제 1 및 제 2 특징 사이에 형성될 수 있는 실시 예들을 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명은 다양한 실시 예들에서 참조번호들 및/또는 단어들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성과 명확성의 목적을 위한 것이고 설명되는 다양한 실시 예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 3차원 커버 플레이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 1에 도시된 것과 같이, 3차원 커버 플레이트(100)는 투명 기판(110) 및 측 패널(120)을 포함한다. 측 패널(120)은 투명 기판(110)의 일부분에 결합되고, 투명 기판(110)과 측 패널(120)을 결합하기 위하여 투명 기판(110)과 측 패널(120) 사이에 결합 층(130)이 배치된다. 결합은 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 안정적이고 강력한 복합재를 달성하기 위하여 투명 기판(110)과 측 패널(120) 사이에 결합이 형성되는 것을 나타낼 수 있다. 일부 실시 예들에서, 3차원 커버 플레이트(100)는 하나의 측 패널(120)을 포함하고 이러한 측 패널(120)은 투명 기판(110)의 하부 표면(114)의 일 모서리에 배치된다. 다양한 실시 예들에서, 3차원 커버 플레이트(100)는 복수의 측 패널(120)을 포함하고 이러한 측 패널들(120)은 하부 표면(114)의 일 모서리 및 하부 표면(114)의 주변 주위에 배치된다.
특히, 투명 기판(110)은 상부 표면(112) 및 하부 표면(114)을 포함하고, 측 패널(120)도 또한 상부 표면(122) 및 하부 표면(124)을 포함한다. 투명 기판(110) 및 측 패널(120)은 유리 또는 사파이어와 같은, 투명한 평면 플레이트이다. 유리는 바람직하게는 접촉용 유리(플로트 유리(float glass)) 또는 알루미늄 유리로부터 선택된다.
결합 공정 동안에, 결합을 위하여 미리 결정된 표면들 상에 표면 처리가 실행된다. 일부 실시 예들에서, 표면 처리는 상부 표면(122)과 하부 표면(114)을 친수성이 되도록 하고 원자가 결합을 갖도록 하기 위하여, 측 패널(120)의 상부 표면(122) 및 투명 기판(110)의 하부 표면(114) 상에 실행된다. 표면 처리 후에, 측 패널(120)의 친수성 상부 표면(122) 및 투명 기판(110)의 친수성 하부 표면(114)은 실라놀 결합(silanol bond, Si-OH)들을 형성하기 위하여 유리 내의 실리콘과 반응하는 수산기(hydroxyl group)를 흡착한다. 유사하게, 수산기들은 또한 알루미늄 알코올 결합(Al-OH)들을 형성하기 위하여 사파이어 내의 알루미늄과 반응한다.
측 패널(120)의 상부 표면(122) 및 투명 기판(110)의 하부 표면(114)은 그것들 사이에 접촉 표면을 형성하기 위하여 중첩된다(overlapped). 그리고 나서, 고온에서 실라놀 결합들과 알루미늄 알코올 결합들을 중합하기(polymerize) 위하여 측 패널(120)과 투명 기판(110) 상에 어닐링(annealing) 공정이 실행되고, 측 패널(120)과 투명 기판(110)의 안정적인 복합재를 달성하기 위하여 그 안에 알루미늄-산소-실리콘 결합들(Al-O-Si), 실리콘-산소-실리콘 결합들(Si-O-Si), 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들(Al-O-Al)로 형성된다. 결합 층(130)의 두께는 매우 얇고, 이는 약 10 ㎚보다 작거나 또는 동일하다.
일부 실시 예들에서, 측 패널(120)의 상부 표면(122)은 투명 기판(110)의 하부 표면(114)의 주변에 결합된다. 게다가, 투명 기판(110)은 하부 표면(114)과 상부 표면(112)에 인접한 측 표면(116)을 갖고, 측 패널(120)은 상부 표면(122)과 하부 표면(124)에 인접한 측 표면(126)을 갖는다. 측 패널(120)의 측 표면(126)은 투명 기판(110)의 측 표면(126)과 동일 평면이고, 통합된 이음매 없는(seamless) 연결을 갖는 3차원 커버 플레이트(100)가 형성된다.
일부 실시 예들에서, 투명 기판은 약 0.3 ㎜ 내지 약 2.0 ㎜ 범위의 두께를 갖는다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 3차원 커버 플레이트(200)의 단면도를 도시한다. 본 발명은 측 패널(120)의 상부 표면(122) 및 투명 기판(110)의 하부 표면(114)의 결합에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 일부 실시 예들에서, 측 패널(120)의 측 표면(126) 및 투명 기판(110)의 측 표면(116) 사이에 결합 층(230)을 형성하기 위하여 측 패널(120)의 측 표면(126)은 투명 기판(110)의 측 표면(116)에 결합된다. 결합 층(230)은 알루미늄-산소-실리콘 결합들(Al-O-Si), 실리콘-산소-실리콘 결합들(Si-O-Si), 또는 알루미늄-산소 알루미늄 결합들(Al-O-Al)을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 측 패널(120)의 측 표면(126)은 투명 기판(110)의 측 표면(116)에 결합되고, 통합된 이음매 없는 연결을 형성하기 위하여 3차원 커버 플레이트(200)를 형성하기 위하여 투명 기판(110)의 상부 표면(112)은 측 패널(120)의 상부 표면(122)과 동일 평면이다.
도 1 및 도 2의 3차원 커버 플레이트(100 및 200)에 도시된 것과 같이, 비록 투명 기판(110)과 측 패널(120)은 투명 기판(110)이 하부 표면(114)과 측 패널(120)의 상부 표면(122) 사이에서 90도의 각으로 결합되나, 이에 대한 어떠한 제한은 없다. 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 복합재가 0부터 180도까지의 범위에서 형성되는 다른 실시 예들이 또한 여기에서 고려된다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 3차원 커버 플레이트의 단면도를 도시한다. 도 3에 도시된 것과 같이, 3차원 커버 플레이트(300)는 유리 기판(312), 사파이어 기판(316) 및 제 2 결합 층(314)을 포함하는, 투명 복합 기판(310)을 포함한다. 제 2 결합 층(314)은 둘을 안정적으로 결합하기 위하여 유리 기판(312) 및 사파이어 기판(316) 사이에 배치되고, 제 2 결합 층(314)은 알루미늄-산소-실리콘 결합들(Al-O-Si)을 포함한다. 측 패널(320)은 알루미늄-산소-실리콘 결합들(Al-O-Si) 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들(Al-O-Al)을 포함하는, 제 1 결합 층(330)에 의해 유리 기판(312)에 안정적으로 결합된다. 유리 기판(312)은 예를 들면, 화학적 강화를 통하여, 얇은 두께 및 낮은 압축 저항을 갖도록 사파이어 기판(316)을 개량하기 위한 더 나은 강도를 갖는, 기판일 수 있다. 바람직하게는, 사파이어 기판(316)은 접촉 표면으로서 작용하고, 3차원 플레이트(300)의 긁힘 저항 및 압축 저항을 향상시키기 위하여, 사파이어 기판(316)과 멀리 떨어진 유리 기판(312)의 일 표면은 다른 터치 장치 또는 디스플레이 장치와 결합된다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 3차원 커버 플레이트(400)의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시된 것과 같이, 3차원 커버 플레이트(400)는 투명 기판(410), 측 패널(420), 및 투명 기판(410)과 측 패널(420)을 결합하기 위하여 투명 기판(410)과 측 패널(420) 사이에 배치되는 결합 층(430)을 포함한다. 게다가, 3차원 커버 플레이트(400)는 결합 층(430)과 측 패널(420) 사이에 배치되는 무기 재료 층(440)을 더 포함한다. 무기 재료 층(440)은 투명 기판(410)과 측 패널(420) 사이에 높은 결합 강도를 달성하기 위하여 실리콘 층 또는 이산화규소 층이다. 일부 실시 예들에서, 투명 기판(410)과 측 패널(420)은 유리 또는 사파이어로 독립적으로 형성된다. 투명 기판(40) 및 측 패널(420) 중 하나가 유리로 형성될 때, 나머지는 사파이어로 형성되고, 무기 재료 층(440)은 바람직하게는 사파이어 플레이트의 표면 상에 형성된다. 게다가, 투명 기판은 도 3에 도시된 투명 복합 기판(310)일 수 있다. 측 패널(420)이 투명 복합 기판(310)의 유리 기판(312)에 결합되고, 결합 층(430)이 실리콘-산소-실리콘 결합들(Si-O-Si)을 포함하는 것에 주목할 가치가 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른, 3차원 커버 플레이트의 제조 방법을 도시한다. 방법은 투명 기판(110)과 측 패널(120)이 제공되는, 단계 510으로 시작하는, 도 1에 도시된 3차원 커버 플레이트(100)의 제조에 따라 사용될 수 있다.
계속해서 단계 520에서, 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들이 세척된다. 결합 표면들의 세정이 결합 강도에 영향을 미치기 때문에, 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들 상의 먼지 및 입자들은 결합 이전에 물, 알코올, 아세톤, 또는 그것들의 조합으로 세척된다. 게다가, 결합 표면들의 평탄도가 또한 결합 강도에 영향을 미친다. 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들은 평평하고 매끄러운 표면들을 획득하기 위하여 세척 이전에 연마된다(polished).
단계 530을 참조하면, 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들은 그 안에 수산기를 흡착하도록 활성화된다. 질소 가스, 아르곤 가스, 또는 네온 가스와 같은, 플라스마 가스는 고온에서 높은 에너지로 이온들 또는 중성 원자들을 발생시키고, 이러한 이온들 또는 중성 원자들은 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들과 물리적으로 충돌한다. 따라서, 결합을 위하여 미리 결정된 표면들은 그 안에 수산기들을 흡착한다. 도 1에 도시된 것과 같이, 일부 불안정한 산소 원자들이 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 표면들 또는 체내에 존재한다. 특정 상황들 하에서, 이러한 불안정한 산소 원자들은 실리콘 원자들과 알루미늄 원자들을 남기도록 활성화되고, 표면들에 댕글링 결합(불포화 결합, dangling bond)들이 형성된다. 도 1에서, 투명 기판(110)의 하부 표면(114) 및 측 패널(120)의 상부 표면(122)은 친수성 하부 표면(114)과 친수성 상부 표면(122)을 형성하기 위하여 플라스마 가스에 의해 활성화된다. 투명 기판(110)의 친수성 하부 표면(114) 및 측 패널(120)의 친수성 상부 표면(122)은 실라놀 결합들(Si-OH) 및 알루미늄 알코올 결합들(Al-Oh)을 형성하기 위하여 수산기들을 흡착할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 플라스마 가스는 저온 플라스마 가스이다. 다양한 실시 예들에서, 플라스마 가스는 공정의 효율성을 증가시키기 위하여 진공 환경 내에 존재한다.
계속해서 단계 540에서, 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 활성화된 표면들이 중첩되고, 투명 기판(110)과 측 패널(120) 사이에 접촉 표면이 형성된다. 동시에 도 1을 참조하면, 투명 기판(110)의 활성화된 하부 표면(114) 및 측 패널(120)의 활성화된 상부 표면(122)은 투명 기판(110)과 측 패널(120) 사이에 접촉 표면을 형성하기 위하여 적층된다. 하부 표면(114)과 상부 표면(122)이 친수성이기 때문에, 물 분자들은 그 안에 쉽게 흡착되고, 하부 표면(114)을 상부 표면(122)으로 끌어당기기 위하여 접촉 표면에 수소 결합 브리지(hydrogen bonding bridge)가 형성된다. 수소 결합 브리지의 결합 강도는 원자들 사이의 반데르발스(ven der Waals) 힘보다 강하고, 따라서 초기 결합이 달성되기가 훨씬 쉽다.
계속해서 단계 550에서, 투명 기판(110)과 측 패널(120)은 접촉 표면에 결합 층을 형성하기 위하여 어닐링된다. 초기 결합 후에, 투명 기판(110)과 측 패널(120)은 어닐링 공정을 실행하기 위하여 대기 용광로(atmosphere furnace) 내에서 가열된다. 어닐링 공정 동안에, 하부 표면(114)과 상부 표면(122) 사이의 수소 결합들이 사라지고, 접촉 표면에서 원자들 사이의 공간을 줄이기 위하여 산소 결합들(-O-O- 또는 -O-)이 형성된다. 동시에, 투명 기판(110)의 하부 표면(114)에서의 실라노 결합들 또는 알루미늄 알코올 결합들이 측 패널(120)의 상부 표면(122)에서의 실라놀 결합들 또는 알루미늄 알코올 결합들로 중합되고, 투명 기판(110)과 측 패널(120)의 안정적인 복합재를 달성하기 위하여 실리콘-산소-실리콘 결합들 또는 알루미늄-산소-실리콘 결합들 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들을 갖는 결합 층(130)이 접촉 표면에 형성된다.
도 5에 도시된 차트는 도 1 내지 3에 도시된 3차원 커버 플레이트(100, 200, 300)의 제조에 한정되지 않고, 또한 도 4에 도시된 3차원 커버 플레이트를 제조하는데 사용될 수 있다는 것에 주목할 가치가 있다. 예를 들면, 무기 재료 층(440)은 측 패널(420)의 상부 표면(422) 상에 코팅되고, 투명 기판(410)과 측 패널(420) 사이에 결합 층(430)을 형성하기 위하여 세척, 활성화, 적층 및 어닐링의 단계들이 실행된다. 투명 기판(410)은 바람직하게는 유리로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 결합 층(430)은 무기 재료 층(440)을 통한 투명 기판(410)과 측 패널(420)의 안정적인 복합재를 달성하기 위하여 실리콘-산소-실리콘 결합들(Si-O-Si)을 포함한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 3차원 커버 플레이트 제조 방법을 도시한 플로우 차트이다. 방법은 도 4에 도시된 3차원 커버 플레이트(400)를 제조하기 위하여 투명 기판(410)과 측 패널(420)이 제공되는, 단계 610으로 시작한다.
계속해서 단계 620에서, 투명 기판(410)과 측 패널(420)의 표면들이 세척된다. 결합 표면들의 세정이 결합 강도에 영향을 미칠 것이기 때문에, 투명 기판(410)과 측 패널(420)의 표면들 상의 먼지 및 입자들은 결합 이전에 물, 알코올, 아세톤, 또는 그것들의 조합으로 세척된다. 게다가, 결합 표면들의 평탄도가 또한 결합 강도에 영향을 미친다. 투명 기판(410)과 측 패널(420)의 표면들은 평평하고 매끄러운 표면들을 획득하기 위하여 세척 이전에 연마된다.
단계 630을 참조하면, 측 패널(420)의 상부 표면(422)에 무기 재료 층(440)이 형성된다. 무기 재료 층(440)은 실리콘 층 또는 이산화규소 층이다. 도 4에 도시된 것과 같이, 무기 재료 층(440)은 측 패널(420)의 상부 표면(422) 상에 형성되고 측 패널(420)과 접촉된다. 일부 실시 예들에서, 무기 재료 층(440)은 코팅에 의해 형성된다. 일부 실시 예들에서, 무기 재료 층(440)은 약 1 ㎛부터 약 10 ㎛까지의 범위의 두께를 갖는 실리콘 층 또는 이산화규소 층이다.
계속해서 단계 640에서, 투명 기판(410)과 측 패널(420)이 적층되고, 투명 기판(410)과 측 패널(420) 사이에 접촉 표면이 형성된다. 동시에 도 4를 참조하면, 투명 기판(410)은 무기 재료 층(440)과 투명 기판(410) 사이에 접촉 표면을 형성하기 위하여 상부 표면(422) 상에 무기 재료 층(440)을 갖는 측 패널(420)로 적층된다.
계속해서 단계 650에서, 전기 장(electrical field)이 투명 기판(410)과 측 패널(420)에 적용된다. 측 패널(420)은 전기 장의 양극에 연결되고, 투명 기판(410)은 전기 장의 음극에 연결된다. 적층 후에, 투명 기판(410)과 측 패널(420)은 결합을 위하여 결합 기계(bonding machine) 내에 위치된다. 결합 기계는 투명 기판(410)과 측 패널(420)에 적용되는 전기 장을 발생시킨다. 측 패널(420)의 하부 표면(424)은 전기 장의 양극에 연결되고, 투명 기판(410)의 상부 표면(412)은 전기 장의 음극에 연결된다. 전기 장을 적용하는 동안에, 엄청난 전류 펄스가 발생된다. 전류 펄스가 점진적으로 0으로 감소될 때, 결합 공정은 완료된다. 일부 실시 예들에서, 전기 장은 약 300 V부터 약 800 V까지 범위, 바람직하게는 360 V의 전압을 갖는다.
일부 실시 예들에서, 전기 장은 투명 기판(410) 내의 이온들이 이동하는 것을 야기하도록 적용되고, 따라서 투명 기판(410)은 유리로 형성된다. 게다가, 투명 기판(410)은 도 3에 도시된 투명 복합 기판(310)일 수 있고, 측 패널(420)은 투명 복합 기판(310)의 유리 기판(312)에 결합될 수 있다.
나트륨, 칼륨 및 칼슘 이온들과 같은, 투명 기판(410) 내의 알칼리 금속 이온들은 음극을 향하여 이동하고 투명 기판(410)이 상부 표면(412)에 모인다. 따라서, 음 전하를 갖는 공핍 영역(depletion region)이 무기 재료 층(440)에 인접한 투명 기판(410)의 상부 영역(412)에 형성된다. 측 패널(420)로의 투명 기판(410)이 측 패널(420)에 안정적으로 결합하도록 하기 위하여 궁핍 영역 및 양 전하들을 갖는 무기 재료 층(440) 사이에 엄청난 정전기 인력(electrostatic attraction force)이 형성된다.
계속해서 단계 660에서, 접촉 표면에 결합 층(430)을 형성하기 위하여 투명 기판(410)과 측 패널(420)이 가열된다. 정전기 인력에 도움을 주기 위하여 결합 공정은 고온, 약 200℃ 내지 400℃에서 실행되고, 결합 강도는 더 증가된다. 게다가, 산소 이온들이 알칼리 금속 이온들의 이동에 기인하여 투명 기판(410)의 하부 표면(414)에 남아 있다. 이러한 산소 이온들은 투명 기판(410)과 측 패널(420)의 안정적인 복합재를 달성하기 위하여 결합 층(430) 내에 실리콘-산소-실리콘 결합들(Si-O-Si)을 형성하도록 고온에서 무기 재료 층(440) 내부의 실리콘과 반응한다.
본 발명의 3차원 커버 플레이트는 터치 패널의 커버 플레이트로서 작용할 수 있다. 본 발명을 더 명확하게 하기 위하여 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 터치 패널(1000)의 단면도를 도시한다. 도 7에 도시된 것과 같이, 터치 패널(1000)은 투명 기판(1100) 및 투명 기판(1100)의 하부 표면에 측 패널(1200)을 포함한다. 그것들 사이의 결합으로 둘을 결합하기 위하여 투명 기판(1100)과 측 패널(1200) 사이에 제 1 결합 층(1300)이 배치된다. 일부 실시 예들에서, 투명 기판(1100)과 측 패널(1200) 사이의 위치 관계는 도 1에 도시된 구성과 유사하나, 이에 한정되지는 않는다. 다양한 실시 예들에서, 측 패널(1200)은 도 2에 도시된 구성과 유사한, 투명 기판(1100)의 측 표면에 위치되고, 둘은 제 1 결합 층(1300)을 통하여 결합된다.
터치 패널(1000)의 투과율을 증가시키기 위하여, 반사방지 필름(1400)이 투명 기판(1100)의 상부 표면 상에 배치된다. 반사방지 필름(1400)은 반사방지 또는 방현(anti-glare) 기능을 갖는 단일 층 또는 다층 투명 필름일 수 있다. 다른 한편으로, 투명 기판(1100)의 하부 표면 아래에 터치 감지 장치(1500)가 배치된다. 터치 감지 장치(1500) 및 반사방지 필름(1400)은 각각 투명 기판(1100)의 반대편의 두 면에 위치된다.
터치 감지 장치(1500)는 감지 전극 층(1520) 및 와이어 층(1540)을 포함한다. 감지 전극 층(1520)은 투명 기판(1100)의 하부 표면에 직접적으로 형성되는 감지 전극이다. 일부 실시 예들에서, 감지 전극 층(1520)은 투명 기판(1100)의 하부 표면에 부착되는 감지 전극 필름 또는 감지 전극 기판이다. 일부 실시 예들에서, 와이어 층(1540)은 투명 기판(1100)의 하부 표면에 인접한 측 패널(1200)의 측 표면에 배치되고, 감지 전극 층(1520)은 와이어 층(1540)에 전기적으로 연결하는 감지 전극 필름이다. 감지 전극 층(1520)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 카드뮴 주석 산화물(CTO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 그래핀, 은 나노와이어 또는 탄소 나노튜브(CNT)들과 같은, 투명한 전도성 재료로 형성되나, 이에 한정되지는 않는다. 와이어 층(1540)은 감지 전극 층(1520)과 동일한 투명한 전도성 재료, 혹은 은, 구리, 몰리브덴, 알루미늄, 또는 다른 적절한 금속들 또는 합금들과 같은 불투명한 전도성 재료로 형성된다. 감지 전극 층(1520) 및 와이어 층(1540)은 프린팅과 레이저 에칭(laser etching), 또는 스퍼터링(sputtering)과 포토리소그래피 에칭에 의해 형성된다. 감지 전극 층(1520)은 접촉을 감지할 때 신호들을 발생시키고, 와이어 층(1540)은 접촉의 위치를 계산하기 위하여 신호들을 프로세서로 전달한다.
다양한 실시 예들에서, 복수의 터치 기능 장치(1600)가 또한 투명 기판(1100)의 하부 표면에 인접한 측 패널(1200)의 측 표면에 배치되고, 이러한 터치 기능 장치들(1600)은 와이어 층(1540)에 전기적으로 연결된다. 이러한 터치 기능 장치들(1600)은 볼륨, 사진촬영의 조정, 및 전원 켜기/끄기의 기능을 가지나, 이에 한정되지는 않는다.
다양한 실시 예들에서, 투명 기판(110)은 사파이어 기판, 유리 기판 및 그 사이에 결합으로 사파이어 기판과 유리 기판을 결합하기 위한 결합하기 위한 제 2 결합 층을 포함하는 투명 복합 기판이다. 사파이어 기판은 터치 패널(1000)이 사파이어 기판의 긁힘 저항 및 유리 기판의 강도를 갖도록 하기 위한 접촉 표면으로 작용하는 것에 주목할 가치가 있다. 특히, 사용자들은 사파이어 기판 상에 도시된 패턴들을 터치함으로써 프로그램들을 운영하고 명령들을 내린다. 일부 실시 예들에서, 사파이어는 접촉 표면에 실리콘-산소-알루미늄 결합들을 갖는 제 2 결합 층을 형성하기 위하여 유리 기판에 직접적으로 결합된다. 다양한 실시 예들에서, 무기 재료 층은 사파이어 기판 상에 코팅되고, 그리고 나서 사파이어 기판은 유리 기판과 무기 재료 층 사이에 실리콘-산소-실리콘 결합들을 갖는 제 2 결합 층을 형성하기 위하여 유리 기판에 결합된다.
위의 실시 예들과 도면들에서의 투명 기판 및 측 패널은 평면 기판에 의해 도시되나, 이에 한정되지는 않는다. 투명 기판 및 측 패널은 투명 기판의 상부 표면 또는 상부 표면과 하부 표면에 의해 결합되는 표면이 곡선 표면인 것을 의미하는, 2.5차원 또는 3차원 기판일 수 있다. 게다가, 측 패널의 측 표면 또는 측 표면과 하부 표면에 의해 결합된 표면은 곡선 표면일 수 있다.
위에 설명된 본 발명의 실시 예들은 현존하는 구조체들과 방법들에 대한 장점들을 갖고, 아래에 장점들이 요약된다. 3차원 커버 플레이트를 사용하는 터치 패널은 터치 모드의 다양성을 증가시킨다. 사용자들은 통상의 평면 터치 패널을 사용할 뿐만 아니라, 터치 패널의 측면들에서 터치 작동을 실행할 수 있다. 게다가, 3차원 커버 플레이트는 높은 치수 정확도 및 평평한 평면의 장점들을 가지며, 통합된 이음매 없는 연결을 갖는 3차원 커버 플레이트를 형성하기 위하여, 제조 동안에 피트 입자들이 형성되지 않는다. 따라서, 뒤따르는 공정에서 이러한 피트 입자들을 제거하는 것이 필요하다. 게다가, 위험을 감소시키기 위하여 공정의 온도는 훨씬 낮고, 공정은 또한 대량 생산의 목적을 달성시키기 위한 비용들을 감소시킨다. 더 중요하게는, 본 발명의 3차원 커버 플레이트는 안정적으로 유지하기 위한 높은 결합 강도 및 고온과 고압에서 단단한 결합을 가지며, 이에 의해 터치 장치에 광범위하게 적용된다.
비록 본 발명이 특정 실시 예들을 참조하여 상당히 자세하게 설명되었으나, 다른 실시 예들도 또한 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항들의 정신과 범위는 여기에 포함된 실시 예들의 설명에 한정되지 않는다. 이제 첨부된 도면들에 도시된, 본 발명의 실시 예들이 더 상세히 참조될 것이다. 가능하면, 동일하거나 또는 같은 부품들을 언급하기 위하여 도면들과 설명에서 동일한 참조번호들이 사용된다.
100 : 3차원 커버 플레이트
110 : 투명 기판
112 : 투명 기판의 상부 표면
114 : 투명 기판의 하부 표면
116 : 투명 기판의 측 표면
120 : 측 패널
122 : 측 패널의 상부 표면
124 : 측 패널의 하부 표면
126 : 측 패널의 측 표면
130 : 결합 층
200 : 3차원 커버 플레이트
230 : 결합 층
300 : 3차원 커버 플레이트
310 : 투명 복합 기판
312 : 유리 기판
314 : 제 2 결합 층
316 : 사파이어 기판
330 :제 1 결합 층
400 : 3차원 커버 플레이트
410 : 투명 기판
420 : 측 패널
430 : 결합 층
440 : 무기 재료 층
422 : 측 패널의 상부 표면
1000 : 터치 패널
1100 : 투명 기판
1200 : 측 패널
1300 : 제 1 결합 층
1400 : 반사방지 필름
1500 : 터치 감지 장치
1520 : 감지 전극 층
1540 : 와이어 층
1600 : 터치 기능 장치

Claims (15)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일부분에 결합하는 측 패널; 및
    상기 투명 기판과 상기 측 패널을 결합하기 위하여 상기 투명 기판과 상기 측 패널 사이에 배치되는 제 1 결합 층을 포함하며,
    상기 제 1 결합 층은 실리콘-산소-실리콘 결합들, 알루미늄-산소-실리콘 결합들 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 투명 기판 및 상기 측 패널은 유리 또는 사파이어로 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 투명 기판은:
    사파이어 기판;
    상기 사파이어 기판 아래에 배치되는 유리 기판을 포함하되, 상기 측 패널이 상기 유리 기판의 일부분에 결합함; 및
    상기 사파이어 기판 및 상기 유리 기판을 결합하고, 알루미늄-산소-실리콘 결합들을 포함하는 제 2 결합 층;을 포함하는 투명 복합 기판인 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 결합 층 및 상기 측 패널 사이에 배치되는 무기 재료 층을 더 포함하고, 상기 제 1 결합 층은 실리콘-산소-실리콘 결합들을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 무기 재료 층은 실리콘 층 또는 이산화규소 층인 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 무기 재료 층은 1 ㎛ 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 투명 기판은 하부 표면을 가지며, 상기 측 패널의 상부 표면은 상기 투명 기판의 하부 표면의 주변에 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 하부 표면에 인접한 측 표면을 가지며, 상기 측 패널은 상기 상부 표면에 인접한 측 표면을 가지며, 상기 측 패널의 상기 측 표면은 상기 투명 기판의 상기 측 표면과 동일 평면인 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 투명 기판은 측 표면을 가지며, 상기 측 패널의 측 표면은 상기 투명 기판의 상기 측 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 측 표면에 인접한 상부 표면을 가지며, 상기 측 패널의 상부 표면은 상기 투명 기판의 상기 상부 표면과 동일 평면인 것을 특징으로 하는 3차원 커버 플레이트.
  11. 터치 패널의 커버 플레이트로서 3차원 커버 플레이트를 포함하되, 상기 3차원 커버 플레이트는 투명 기판, 상기 투명 기판의 일부분에 결합하는 측 패널, 및 상기 투명 기판과 상기 측 패널을 결합하기 위하여 상기 투명 기판 및 상기 측 패널 사이에 배치되는 제 1 결합 층을 포함함; 및
    상기 투명 기판의 하부 표면에 배치되는 터치 감지 장치;를 포함하고,
    상기 제 1 결합 층은 실리콘-산소-실리콘 결합들, 알루미늄-산소-실리콘 결합들 또는 알루미늄-산소-알루미늄 결합들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 터치 감지 장치는 상기 투명 기판의 상기 하부 표면에 부착되는 터치 감지 필름인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 터치 감지 장치는:
    상기 투명 기판의 상기 하부 표면에 배치되는 감지 전극 층; 및
    상기 투명 기판의 상기 하부 표면에 인접한 측 표면에 배치되고, 상기 감지 전극 층을 전기적으로 연결하는 와이어 층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 측 패널의 측 표면에 복수의 터치 기능 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  15. 삭제
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