KR101765945B1 - 터치윈도우의 제조장치 및 이를 이용한 제조공정 - Google Patents

터치윈도우의 제조장치 및 이를 이용한 제조공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치윈도우의 제조공정에 관한 것으로, 제1접착절연층과 감지전극패턴이 구현된 제1감지전극패턴층을 접착하여 제1흡착스테이지상에 흡입압을 인가해 고정하고, 상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층 및 제2감지전극패턴이 구현된 제2감지전극패턴층을 합착하되, 상기 제1감지전극패턴층의 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하는 터치윈도우의 제조공정으로 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1전극층과 제2전극층을 합착하는 공정을 포함하는 터치윈도우의 제조시, 제1접착절연층을 커팅하여 FPC 모듈과 본딩되는 영역인 커팅영역(X)에 배기압을 인가하고, 그 외의 영역에는 흡기압을 인가하는 제조장치를 적용하여 상부전극층과 접착절연층 사이에 발생하는 기포를 제거하여 신뢰성 있는 품질의 터치윈도우를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치윈도우의 제조장치 및 이를 이용한 제조공정{Fabricating device for touch window and fabricating method using the same}
본 발명은 터치윈도우의 제조공정 및 구조에 관한 것이다.
터치 패널은 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(FED; Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(ELD; Electro Luminescence Device) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 장치이다.
도 1 및 도 2a는 이러한 정전용량방식의 터치패널의 주요 구성부분을 도시한 것이다. 도 1은 이러한 다층의 구조의 접착구조의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 X선을 기준으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도시된 도면을 참조하면 터치패널은 투명윈도우(window;10) 하부에 상부 OCA(50), 그 하부에 상부전극층(ITO;40)과 하부OCA(30), 하부전극층(20)의 구조를 가지는 것이 일반적이며, 이 하부에 액정패널(LCD;60)과 접착하게 된다.
이러한 다양한 층의 합착으로 형성되는 터치스크린패널(TSP)는 FPCB 모듈과의 본딩을 위해 상술한 상부 OCA(50),상부전극층(ITO;40),하부OCA(30)를 절단하여 연결패드(P)가 노출되는 본딩영역(C)을 구비하게 된다. 그러나, 상술한 다층의 적층구조에서 상부전극층(ITO;40)과 하부전극층(20)의 접착을 위해 이용되는 하부OCA(30)층은 상부전극층과의 접합면에 도 3에 도시된 것과 같은 기포(A)가 발생하여 불량으로 이어지는 경우가 빈번하게 된다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제1전극층과 제2전극층을 합착하는 공정을 포함하는 터치윈도우의 제조시, 제1접착절연층을 커팅하여 FPC 모듈과 본딩되는 영역인 커팅영역(X)에 배기압을 인가하고, 그 외의 영역에는 흡기압을 인가하는 제조장치를 적용하여 상부전극층과 접착절연층 사이에 발생하는 기포를 제거하여 신뢰성 있는 품질의 터치윈도우를 제조할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1접착절연층과 감지전극패턴이 구현된 제1감지전극패턴층을 접착하여 제1흡착스테이지상에 흡입압을 인가해 고정하고, 상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층 및 제2감지전극패턴이 구현된 제2감지전극패턴층을 합착하되, 상기 제1감지전극패턴층의 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하는 터치윈도우의 제조공정을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 제조공정에서 상기 제1감지전극패턴층의 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하는 것은, 상기 커팅영역(X)에 대응되는 배기홀영역 영역과, 상기 제1접착절연층에 대응되는 흡기홀영역을 구비한 제1흡착스테이지를 이용해 동시에 흡입압과 배기압을 인가하는 공정으로 구현할 수 있다.
또한, 상술한 공정에서 상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층 및 제2감지전극패턴이 구현된 제2감지전극패턴층을 합착하는 것은, 상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층을 적층하고, 제2흡착스테이지에 흡착된 제2감지전극패턴층을 상기 제2접착절연층 상에 합착하는 공정으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 제2흡착스테이지는 흡입압을 인가하는 흡기홀영역이 구비되는 구조의 디바이스를 이용할 수 있다.
또한, 상술한 제조공정에서 상기 제2흡착스테이지에 흡착된 제2감지전극패턴층을 상기 제2접착절연층 상에 합착하는 공정 이후에, 상기 제2흡착스테이지에 인가된 흡입압을 제거하여 상기 제2흡착스테이지와 제2감지전극패턴층을 분리하고, 합착롤러를 이용해 제2감지전극패턴층의 일면을 가압하는 공정을 더 포함하는 터치윈도우의 제조공정을 제공할 수 있다.
상술한 공정에서 이용되는 본 발명에 따른 터치윈도의 구성에서 상기 제1접착절연층 및 제2접착절연층은 OCA 필름을 이용할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 감지전극패턴층은 베이스기재상에 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 또는 ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 전극패턴이 형성되는 것을 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1전극층과 제2전극층을 합착하는 공정을 포함하는 터치윈도우의 제조시, 제1접착절연층을 커팅하여 FPC 모듈과 본딩되는 영역인 커팅영역(X)에 배기압을 인가하고, 그 외의 영역에는 흡기압을 인가하는 제조장치를 적용하여 상부전극층과 접착절연층 사이에 발생하는 기포를 제거하여 신뢰성 있는 품질의 터치윈도우를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 터치윈도우의 구조를 도시한 평면도 및 요부 단면도이다.
도 3은 종래의 제조공정의 문제를 도시한 이미지이며, 도 4는 일반적인 터치윈도우의 제조공정도를 도시한 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치윈도우의 제조공정도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡착스테이지를 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 터치스크린패널(TSP)를 구성하는 다수의 층간에 발생하는 기포를 제거하는 구조를 구비한 터치윈도우를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 터치윈도우 제조시 기포발생의 원리와 이를 해소하기 위한 본 발명의 제조공정 및 구성을 설명하기로 한다.
(a) 우선, 투명 윈도우에 합착될 제1접착철연층(50)과 제1감지전극패턴층(40)을 구성하는 필름을 라미네이션 하고, 흡착스테이지(S)에 흡착하는 공정이 수행된다.
(b) 이 경우, 흡착스테이지(S)의 흡인력에 의해 상기 제1감지전극패턴층(40)이 흡착스테이지로 흡입되는 구조로 굴곡을 이루어지게 된다. 즉 제1접착철연층(50) 부분은 도 2에서 설명한 것과 같이, FPC 본딩부 형성을 위해 연결패드를 노출시키기 위해 패터닝되어 절단되는 영역(이하, '커팅영역'으로 정의한다.)을 가지게 되며, 이 경우 이 부분의 공차에 의해 제1감지전극패턴층(40)이 아래로 휘어지게 된다.
(c) 이후, 제1감지전극패턴층(50)의 상면에 제2접착절연층(40)이 적층되는 경우, 기포(Air)가 형성되는 에어 영역이 불가피 하게 발생하게 된다.
(d) 이후 단계에서 제2 감지전극패턴층(20)이 적층되고, 하판 흡착스테이지(S 2)가 흡착되고, (d)에서처럼, 롤러(R)를 통해 합착을 견고히 하는 작업을 수행해도, 상술한 기포(Air)는 거의 제거되지 않고 불량으로 이어지는 문제가 발생하게 되는 것이다.
이에 따라, 도 5와 같은 공정을 통해 본 발명에서는 기포 발생으로 인한 문제를 해결한다.
즉, 본 발명에서의 도 3의 (b) 단계에서 도시된 구조에서 기포(Air)가 발생하는 문제를 해소하기 위하여 본 발명은, 도 4에 도시된 공정도에서 (a) 제1접착절연층(50)과 제1감지패턴전극층(40)을 합착한 이후에, (b) 제1흡착스테이지(S1)로 흡입압을 인가하여 제1접착절연층(50)과 제1감지패턴전극층(40)을 흡착하여 고정한다.
이 경우, (c) 도 4에서 설명한 공정의 문제를 해결하기 위해, 기포(air)가 발생할 굴곡부가 형성되는 제1감지패턴전극층(40)에 배기압을 인가하여 커팅영역(X)이 아래로 쳐지는 문제를 해소할 수 있도록 한다.
즉, 도 5에 도시된 제1흡착스테이지의 구조와 같은 장비를 이용하여, 상기 제1감지전극패턴층의 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하는 것은, 상기 커팅영역(X)에 대응되는 배기홀영역 영역(X')과, 상기 제1접착절연층에 대응되는 흡기홀영역(Y')을 구비한 제1흡착스테이지를 이용해 동시에 흡입압과 배기압을 인가하는 공정으로 커팅영역(X) 부분의 제1감지전극패턴층이 아래로 쳐지는 것을 방지함으로써, 기포가 발생하는 것을 막을 수 있게 된다.
이후, 도 5의 (d)공정에서처럼, 제1감지전극패턴층(40) 상에 제2접착절연층(30)을 적층하고, 이후 제2흡착스테이지(S2)에 흡착된 제2감지전극패턴층(20)을 상기 제2접착절연층(30) 상에 접착한다.
이후, (e) 상기 제2흡착스테이지(S2)에 인가된 흡입력을 제거하여 상기 제2감지전극패턴층을 분리하고, 가압롤러(R)를 이용해 합착을 마무리하게 된다.
상술한 구조를 가지는 본 발명에 따른 터치윈도우의 세부 구성 부분은 다음과 같은 재질로 형성될 수 있다.
이를 테면, 상기 제1감지전극패턴층(40)은 투명윈도우(100)의 일면에 형성되는 전극으로, 빛 투과율 및 전기 전도성이 우수한 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 또는 ZnO(zinc oxide) 등의 물질로 형성될 수 있다. 감지전극은 인체 등의 접촉에 따라 캐패시턴스 변화를 발생시키는 전도성 판(conductive plate)으로서 이용되며, 투명 윈도우 상의 접촉 입력의 수 및 접촉 위치의 정확한 판단을 위해 소정의 형상으로 패터닝될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET) 등의 일면에 ITO가 형성된 ITO 필름 자재의 ITO 형성면을 패터닝하고, 패터닝된 ITO 필름자체를 감지전극패턴층으로 정의하며, 상기 감지전극패턴층은 상부 전극층은 제1감지전극패턴층(40)과 하부전극층인 제2감지전극패턴층(20)으로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 투명윈도우는 사용자의 신체나 도전성물체의 접촉에 의해 접촉하면, 접촉 물체와 감지 전극(20, 40)을 전극으로 하고 투명 윈도우(110)를 유전체로 하여 소정의 캐패시턴스 변화가 발생한다. 상기 캐패시턴스 변화는 배선부(미도시)를 통해 감지 전극과 연결된 제어부에 의해 측정되고, 제어부는 측정된 캐패시턴스 변화를 이용하여 접촉 발생 여부, 접촉 입력의 수와 접촉 위치 등을 판단하는 기작으로 구현된다.
상기 투명윈도우는 빛 투과율이 우수한 유리, 아크릴 수지 등의 고강도 재료, 또는 플렉서블 디스플레이 등에 적용가능한 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 등의 물질로 형성될 수 있다. 투명 윈도우(100)는 TSP의 입력부의 외형을 유지하는 역할을 하며, 적어도 일부 영역이 외부로 노출되어 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 도전성 물체의 접촉을 수용한다. 이때, 접촉에 따른 투명 윈도우의 손상 또는 파괴를 방지하기 위해 보호층(미도시)을 선택적으로 추가하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 터치스크린패널(TSP)가 부착되는 디스플레이 장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display) 뿐만 아니라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등일 수 있다. 이때, 디스플레이장치 구동 등에 의해 발생하는 노이즈 성분이 접촉 감지 패널(TSP)에 전달되어 접촉 감지 패널의 오작동을 유발하는 것을 방지하기 위하여, 선택적으로 접촉 감지 패널과 표시 장치 사이에 차단층 (Shield Layer)을 배치할 수도 있다.
본 발명에 따른 터치윈도우에 형성되는 상술한 감지전극은 필요에 따라 다양한 형상으로 패터닝될 수 있는데, 직사각형, 직각삼각형, 다이아몬드, 벌집모양 등이 그 예이다. 이를 테면 동일평면상에 서로 마주보는 직각삼각형 형상으로 1층 구조의 감지전극을 형성하거나, 감지 전극을 세로 방향으로 길게 형성할 수도 있다. 또한, 도 4에서 설명한 구조와 같이, 투명 윈도우의 일면에 접촉의 제 1 축(예를 들어, X 축) 성분을 판단하기 위한 제 1 감지 전극 층을 패터닝하고, 제 1 감지 전극 층 상에 접착절연층을 형성한 후, 접촉의 제 2 축(예를 들어, Y 축) 성분을 판단하기 위한 제 2 감지 전극 층을 패터닝하여 2층 구조의 감지 전극을 배치하는 것 또한 가능하다.
또한, 이러한 감지 전극과 연결되는 배선부를 구비하며, 이러한 배선부는 접촉 감지 패널(TSP)의 화면표시 및 접촉 감지 패널이 적용되는 전자배선부는 접촉의 수와 위치 등을 판단하고 접촉 감지 패널의 동작을 제어하는 제어부와 연결된다. 이 경우 전자기기 내부의 다양한 기구 형상에 대응하기 위해 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)을 이용하게 된다. 이러한 인쇄회로기판에 형성되는 회로패턴은 연결패드와 연결되어 감지 신호를 수신하고, 수신한 감지 신호를 이용하여 접촉 여부 및 접촉이 발생한 위치 등을 판단할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 투명윈도우
20: 제2감지전극패턴층
30: 제2접착절연층
40: 제1감지전극패턴층
50: 제1접착절연층
S1: 제1흡착스테이지
S2: 제2흡착스테이지
X: 커팅영역
Y: 제1접착절연층영역
X': 배기홀영역
Y': 흡기홀영역

Claims (8)

  1. 제1접착절연층과 감지전극패턴이 구현된 제1감지전극패턴층을 합착하되,
    상기 제1감지전극패턴층의 제1접착절연층영역(Y)에는 흡입압을 인가하여, 제1흡착스테이지상에 상기 제1접착절연층 및 상기 제1감지전극패턴층을 고정하고,
    상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층 및 제2감지전극패턴이 구현된 제2감지전극패턴층을 합착하되,
    상기 제1감지전극패턴층의 상기 제1접착절연층영역(Y) 이외의 영역인 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하고,
    상기 제1감지전극패턴층의 커팅영역(X)에는 배기압을 인가하는 것은,
    상기 커팅영역(X)에 대응되는 배기홀영역 영역과, 상기 제1접착절연층에 대응되는 흡기홀영역을 구비한 제1흡착스테이지를 이용해 동시에 흡입압과 배기압을 인가하는 공정인 터치윈도우의 제조공정.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층 및 제2감지전극패턴이 구현된 제2감지전극패턴층을 합착하는 것은,
    상기 제1감지전극패턴층 상에 제2접착절연층을 적층하고,
    제2흡착스테이지에 흡착된 제2감지전극패턴층을 상기 제2접착절연층 상에 합착하는 공정으로 구현되는 터치윈도우의 제조공정.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2흡착스테이지는 흡입압을 인가하는 흡기홀영역이 구비되는 터치윈도우의 제조공정.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2흡착스테이지에 흡착된 제2감지전극패턴층을 상기 제2접착절연층 상에 합착하는 공정 이후에,
    상기 제2흡착스테이지에 인가된 흡입압을 제거하여 상기 제2흡착스테이지와 제2감지전극패턴층을 분리하고,
    합착롤러를 이용해 제2감지전극패턴층의 일면을 가압하는 공정을 더 포함하는 터치윈도우의 제조공정.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1접착절연층 및 제2접착절연층은 OCA 필름인 터치윈도우의 제조공정.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지전극패턴층은 베이스기재상에 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 또는 ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 전극패턴이 형성되는 것을 이용하는 터치윈도우의 제조공정.
  8. 제1접착절연층 상에 접착되는 감지전극패턴이 구현된 제1감지전극패턴층을 구비하고,
    상기 제1접착절연층을 커팅하여 FPC 모듈과 본딩되는 영역인 커팅영역(X)을 포함하는 터치윈도우의 제조공정에 이용되되,
    상기 제1접착절연층에 흡기압을 인가하는 흡입홀영역과 상기 커팅영역(X)에 배기압을 인가하는 배기홀영역을 구비한 흡착스테이지를 포함하는 청구항 1, 3 내지 7 중 어느 한 항의 제조공정에 이용되는 터치윈도우의 제조장치.
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