KR101801238B1 - 터치 패널의 제조 방법 - Google Patents

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KR101801238B1
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칭산 린
춘얀 우
리엔지에 지
팡 팡
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티피케이 터치 솔루션즈 (씨아먼) 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 터치 패널의 제조 방법은 제1 기판에 박막층을 형성하는 S1 단계; 박막층에 완충층을 형성하여 박막층이 제1 기판과 완충층 사이에 형성되도록 하는 S2 단계; 완충층에 감지층을 형성하여 완충층이 박막층과 감지층 사이에 형성되도록 하는 S3 단계; 감지층에 제2 기판을 형성하여 감지층이 완충층과 제2 기판 사이에 형성되도록 하는 S4 단계; 제1 기판을 제거하는 S5 단계; 접합층을 이용하여 박막층에 커버를 접착시켜 접합층이 커버와 박막층 사이에 형성되도록 하는 S6 단계; 및 제2 기판을 제거하는 S7 단계; 를 포함하여 구성된다. 상기와 같은 방법을 이용하여 제조한 터치 패널은 가볍고 얇으며 저렴한 원가에 대한 요구를 만족시킬 수 있다.

Description

터치 패널의 제조 방법 {TOUCH PANEL MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 터치 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터치 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 소비성 전자 제품 시장에 있어서, 터치 패널(touch panel)은 이미 스마트폰, 휴대 전화, 태블릿 PC, 노트북 컴퓨터 등 다양한 전자 제품에 적용되고 있다. 사용자가 스크린에 표시된 요소에 대하여 직접 조작하고 명령을 전달할 수 있기 때문에, 터치 패널은 사용자와 전자 제품 사이에 사용자 친화적인 인터페이스를 제공할 수 있다.
하지만, 터치 패널의 구조 상 더욱 가볍고 얇으며 제조 공법 상 더욱 저렴한 원가에 대한 요구가 날이 갈수록 높아짐에 따라서, 종래의 터치 패널 구조와 제조 공법에 대한 개선이 긴박히 필요한 상황이다.
본 발명은 터치 패널의 구조 상 더욱 가볍고 얇으며 제조 공법 상 더욱 저렴한 원가에 대한 요구를 만족시킬 수 있는 터치 패널 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 제1 기판에 박막층을 형성하는 S1 단계; 상기 박막층에 완충층을 형성하여 상기 박막층이 상기 제1 기판과 상기 완충층 사이에 형성되도록 하는 S2 단계; 상기 완충층에 감지층을 형성하여 상기 완충층이 상기 박막층과 상기 감지층 사이에 형성되도록 하는 S3 단계; 상기 감지층에 제2 기판을 형성하여 상기 감지층이 상기 완충층과 상기 제2 기판 사이에 형성되도록 하는 S4 단계; 상기 제1 기판을 제거하는 S5 단계; 접합층을 이용하여 커버를 상기 박막층에 접착시켜 상기 접합층이 상기 커버와 상기 박막층 사이에 형성되도록 하는 S6 단계; 및 상기 제2 기판을 제거하는 S7 단계; 를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 터치 패널의 제조 방법은 터치 패널의 제조 과정 중 두개의 기판 즉 제1 기판과 제2 기판을 도입함으로써, 비록 상기 두개의 기판이 최종 제품인 터치 패널의 일부분을 구성하지는 않지만 터치 패널의 제조 과정 중 매우 큰 작용을 일으키도록 할 수 있다. 제1 기판의 지지 작용에 의하여 박막층에 감지층을 형성한 다음 차후 단계에서 제1 기판을 제거하고, 이어서 제2 기판의 전재(reproduction) 작용에 의하여 박막층 및 그 위에 형성된 감지층을 커버에 부착시킴으로써, 제조된 터치 패널이 더욱 가볍고 얇으며 제조 원가가 절감될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널 구조에 있어서, 박막층 중 커버에 부착되는 면의 타면에 감지층을 형성함으로써, 차후 단계에서 감지층과 연성 회로판을 접합할 때 박막층과 커버 사이의 접합 평탄도에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 박막층과 감지층 사이에 완충층을 형성함으로써, 완충층의 특성에 의하여 박막층과 감지층 사이의 특성 차이, 예를 들면 박막층과 감지층 사이의 굴절률 차이 및 열팽창 계수 차이를 완화시킬 수 있다. 이어서, 완충층의 존재로 인하여, 감지층을 형성하는 과정 중 박막층에 대한 침식을 감소할 수 있고, 더 나아가서, 제1 기판을 제거할 때의 응력으로 인한 박막층 및 감지층의 손상을 감소시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 감지층 구조 설명도이다.
아래, 첨부된 도면 및 구체적인 실시예와 결합하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 게재된 내용 중, 다양한 실시예에서 동일한 요소 부호를 사용할 수 있으나, 다양한 실시예 및 도면 사이에 관련이 있음을 의미하는 것은 아니다. 또한, 하나의 요소가 다른 요소의 "위" 또는 "아래"에 형성되었다는 것은 두개의 요소가 직접 접촉한 실시예를 포함하거나, 두개의 요소 사이에 기타 다른 별도의 요소가 끼워 있는 실시예를 포함한다. 도면이 더욱 선명하도록 하기 위하여, 각각의 요소는 다양한 크기로 도시될 수 있다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다. 그중, 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의하여 형성된 터치 패널의 구조 설명도이기도 하다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 우선 제1 기판(100)을 제공한 다음, 제1 기판(100)에 박막층(121)을 형성한다. 제1 기판(100)은 후속 단계에서 형성되는 구조물에 대하여 기계적 지지를 제공하고, 유리 기판과 같은 투명 혹은 불투명한 기판을 사용할 수 있다. 제1 기판(100)은 최종 형성되는 터치 패널 제품의 일부분을 구성하는 것이 아니므로, 상기 제1 기판(100)은 필요한 기계적 지지만 제공할 수 있다면 원가가 상대적으로 저렴한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100)은 화학적 강화 유리가 아닌 기본 유리를 사용함으로써 터치 패널의 제조 원가를 절감할 수 있다. 또한, 제1 기판(100)은 후속 단계에서 터치 패널로부터 제거한 다음 중복적인 재사용이 가능하므로 제조 원가를 더욱 절감할 수 있다. 주의를 돌려야 할 것은, 제1 기판(100)은 유리 재질에 한정되는 것이 아니라, 기계적 지지를 제공할 수 있는 기타 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다는 것이다.
박막층(121)은 단층 구조 혹은 복수층 구조로 구성되거나, 하층의 이형 능력이 있는 재료와 상층의 이형 능력이 없는 재료로 구성된 적층 구조로 구성될 수 있다. 이곳 및 하기 내용에서 기재되는 이형은 제1 기판(혹은 제2 기판)을 종래 이와 접착되어 있던 기타 층(예를 들면 박막층(121))으로부터 제거해내는 것을 가르킨다. 숙지된 유리에 비하여, 폴리이미드(PI)와 같은 유기 재료를 박막층121의 재료로 사용할 수 있다. 또한, 박막층(121)의 재료는 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 시클로올레핀 공중합체(COP, Arton) 혹은 상기 물질의 조합을 사용할 수도 있다.
박막층(121)은 용액을 도포한 다음 가열 베이킹 하는 방법을 이용하여 제1 기판(100)에 형성할 수 있다. 예를 들면, 박막층(121)의 재료로서 폴리이미드를 사용할 때, 제1 기판(100)을 이동 가능한 플랫폼에 배치한 다음, 도포 블레이드 혹은 도포기를 사용하여 일정한 비율로 조합된 용액을 제1 기판(100)에 도포하고, 차후 단계에서 가열 베이킹하여 일부분의 용제가 휘발 및/혹은 용액 중의 일부분 성분(예를 들면 중합 개체 혹은 전구체)이 중합되게 함으로써, 폴리이미드 박막을 형성한다. 그중, 압력 및 적절한 용액 배합 점도를 통하여 용액의 유속을 조절하고, 플랫폼의 이동 속도를 제어함으로써, 형성되는 폴리이미드 박막의 두께를 조절할 수 있다. 가열 베이킹 과정은 전 베이킹 및 재 베이킹 등과 같은 다양한 온도의 여러 차례의 베이킹을 포함할 수 있고, 단계별 서로 다른 온도의 지속적 베이킹 방식을 사용할 수도 있다. 상기 용액은 가용성 폴리이미드(Soluble polyimide, SPI) 및 유기 용제를 포함하거나, 폴리아마이드산(Polyamide acid, PAA) 및 유기 용제를 포함하여 구성될 수 있다. 그중, 폴리아미이드산은 폴리이미드의 전구체이고, 유기 용제는 디메틸아세트아미드(DMAC), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(BC), R-부티로락톤(GBL) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 박막층(121)의 형성 방법은 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 증기 증착법 혹은 기타 적절한 방법을 이용하여 형성될 수도 있다. 기타 실시예에 있어서, 폴리이미드 건조 박막을 직접 제1 기판(100)에 압착하는 방식을 사용할 수도 있다.
폴리이미드 재료로 형성된 박막층(121)은 조성, 구조 재구성, 공중합, 혼합 등 방법을 통하여 개질함으로써, 성능이 더욱 탁월한 폴리이미드 박막을 얻어낼 수 있다. 예를 들면, 화학적 방법으로 분자쇄 길이 및/혹은 관능기를 변경하고 및/혹은 물리적 방법으로 표면 미시적 구조를 변경함으로써, 폴리이미드로 형성된 박막층(121)이 낮은 흡수성을 가지도록 할 수 있다. 이는 비교적 높은 흡수성이 박막층(121)의 성능에 영향을 주거나 최종 형성된 터치 패널의 시각적 외관에 영향을 줄 가능성이 있기 때문이다. 통상적으로, 분자쇄의 길이가 길수록 흡수성이 더 강하고, 분자쇄의 길이가 다를 경우 폴리이미드도 다양한 점도를 가지게 되므로 구체적인 수요에 의하여 폴리이미드의 점도를 조절할 수 있다. 폴리이미드는 관능기를 변경함으로써 더욱 낮은 흡수성을 가지도록 할 수 있다. 예를 들면, 할로겐 관능기를 변경하여 폴리이미드가 불소를 포함한 관능기를 가지도록 할 수 있다. 또한, 불소를 포함한 폴리이미드는 흡수 가능한 자외선(파장 10nm~400nm)과 같은 파장이 비교적 작은 광선을 여과함으로써 자외선이 박막층121을 투과하여 차후 단계에서 형성되는 감지층에 손상을 주는 것을 방지할 수 있고, 또한 터치 패널의 색도를 개선함으로써 터치 패널이 남색 혹은 자색으로 지우치는 현상을 방지할 수 있다. 폴리이미드로 형성된 박막층(121)은 높은 투명도, 내열성 및 낮은 흡수성을 갖는다. 그중 내열성 특성은 차후 단계에서 감지층을 형성하는 과정 중의 온도 영향에 대응할 수 있고, 낮은 흡수성은 차후 단계에서 감지층을 형성하는 과정 중에 박막층(121)이 수분을 흡수하여 팽창에 의하여 감지층의 전극 패턴이 입체화되거나 전극 패턴이 가시적이 되어 시각적 효과에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 더 나아가서, 낮은 흡수성은 터치 패널의 사용 수명을 연장할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 박막층(121)의 두께는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 숙지된 재료로 형성된 박막층의 두께보다 얇은 바, 박막층(121)의 두께는 약 0.1미크론 내지 15미크론 사이이고, 2미크론 내지 5미크론인 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 대하여 한정하는 것은 아니다. 박막층(121)은 일반적인 유리 기판의 두께보다 얇고, 상기 두께 범위 내의 박막층(121)은 연성, 강인성 및 열 안정성과 같은 양호한 기계적 성능을 구비하며, 이와 동시에 박막층(121)은 높은 광 투과율과 같은 양호한 광학적 특성도 구비한다. 본 발명은 더욱 가볍고 얇은 박막층을 사용함으로써, 터치 패널의 두께와 무게를 대폭적으로 줄이는 동시에, 양호한 광학적 특성과 제품의 외관을 유지할 수 있게 된다.
본 실시예에 있어서, 제1 접합층(110)을 이용하여 박막층(121)을 제1 기판(100)에 접착시킬 수 있다. 통상적으로, 제1 기판(100)(예를 들면 유리)과 박막층(121)(예를 들면 유기 중합체) 사이의 흡착력은 비교적 약하여 서로 긴밀하게 접착될 수 없다. 따라서, 제1 기판(100)과 박막층(121) 사이의 흡착력을 향상시키기 위하여, 제1 접합층(110)을 제1 기판(100)과 박막층(121) 사이에 설치하게 된다.
제1 접합층(110)은 유기재 친화성 관능기와 무기재 친화성 관능기를 포함한 접착 촉진제(Adhesion Promoter)로 구성되고, 용액을 도포한 다음 다시 고체화하는 방법으로 제1 기판(100)에 형성될 수 있다. 제1 기판(100)에서 유리 등 무기 재료를 사용하고 박막층(121)에서 폴리이미드 등 유기 재료를 사용할 경우, 제1 접합층(110)에 포함된 다양한 관능기를 두가지 서로 다른 재료의 접착 특성에 대응함으로써 박막층(121)을 더욱 견고하게 제1 기판(100)에 접착 고정시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 접착층(110)에 대하여 가열하여 고체화시킬 때, 제1 기판(100)과의 교차 결합이 이루어져 제1 기판(100)에 양호하게 접착시킬 수 있고; 박막층(121)을 형성하는 과정 중에도 통상적으로 가열 베이킹이 필요하므로, 제1 접합층(110)과 박막층(121) 사이에 교차 결합이 형성되어 박막층(121)을 제1 기판(100)에 양호하게 접착시킬 수 있다.
이와 동시에, 차후 단계에서 제1 기판(100)으로부터 박막층(121)을 비교적 손쉽게 제거할 수 있어야 함을 고려하여, 제1 기판(100)의 주위에만 제1 접합층(110)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100)의 주변 구역 N에 형성함으로써, 박막층(121)이 주변 구역 N 부분에서 제1 기판(100)과의 접착성이 비교적 높도록 하고, 박막층(121)이 주변 구역 N 이외의 부분(예를 들면 중간 구역 M)에서는 제1 접합층(110)이 형성되어 있지 않으므로 박막층(121)과 제1 기판(100) 사이의 접착성이 상대적으로 낮도록 한다. 따라서, 제1 접합층(110)이 아직 제거되지 않은 상태에서 박막층(121)은 제1 기판(100)에 견고하게 밀착될 수 있고, 제1 접착층(110)을 제거한 다음에는 제1 기판(100)과 박막층(121)을 비교적 손쉽게 이형시킬 수 있다. 구체적인 제거 방법에 대하여서는 차후에 상세하게 설명하도록 한다.
다른 실시예에 있어서, 제1 접합층(110)은 제1 기판(100)에 전반적으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 접합층(110)은 제1 기판(100)과 박막층(121) 사이에 형성될 수 있다. 상기와 같은 설계 방식에 따르면, 제1 접합층(110)은 접착 특성이 변경될 수 있는 재질을 사용할 수 있다. 즉 제조 과정 중에는 제1 기판(100)과 비교적 강한 접착력을 가지고, 제1 기판을 제거하여야 할 때에는 특정 용액에 담가 두거나 온도 처리 등 방식을 이용하여 접착성을 낮춤으로써 제1 기판(100)을 박막층(121)으로부터 쉽게 제거할 수 있도록 한다.
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 박막층(121)에 완충층(122)을 형성하여 박막층(121)이 제1 기판(100)과 완충층(122) 사이에 형성되도록 한다. 완충층(122)은 투명한 절연 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 완충층(122)에서는 산화규소를 사용할 수 있고, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD), 인쇄, 포토 에칭 혹은 기타 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 완충층(122)의 재료에는 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 산화탈탄, 산화텅스텐, 산화이트륨, 산화세륨, 산화안티몬, 산화니오븀, 산화붕소, 불화세륨, 불화마그네슘, 불화칼슘 혹은 상기 물질의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 완충층(122)에는 유기 재료와 무기 재료로 형성된 복합 재료를 포함한다. 그중, 무기 재료에는 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 산화탈탄, 산화텅스텐, 산화이트륨, 산화세륨, 산화안티몬, 산화니오븀, 산화붕소, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐, 불화세륨, 불화마그네슘, 불화칼슘 혹은 상기 물질의 조합을 포함한다. 상기 유기 재료는 아크릴 수지, 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 고분자 중합체 혹은 수지를 포함한다.
더 나아가서, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 유기 재료는 무기 재료와 서로 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 유기 재료와 무기 재료를 나노미터 등급에서 혼합할 때 새로운 분자 구조의 복합 재료를 형성할 수 있다. 무기 재료와 유기 재료의 혼합 혹은 결합은 반데르발스 힘, 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합과 같은 분자간의 작용력을 통하여 형성할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 유기 재료로 무기 재료 입자를 피복하거나 무기 재료 입자를 유기층에 삽입시킴으로써, 일종의 유기 물질과 무기 물질의 혼합 물질을 형성할 수 있다.
유기 재료와 무기 재료를 사용하여 형성한 복합 재료는 유기 재료의 특성과 무기 재료의 특성을 동시에 구비하게 되고, 상기와 같은 특성에 의하여 높은 성능에 대한 다양한 요구를 만족시킬 수 있게 된다. 예를 들면, 유기 재료와 무기 재료를 포함한 완충층(122)은 유기 재료와 무기 재료에 대하여 모두 비교적 좋은 접착력을 구비함으로써, 완충층(122)이 다양한 재료의 박막층에 적용될 수 있도록 한다.
이어서, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 완충층(122)에 감지층(130)을 형성하여 감지층(130)이 제1 기판(100)의 중간 구역 M에 형성되도록 한다. 단일 재질의 완충층에 비하여, 복합 재료로 형성된 완충층(122)은 다양한 굴절률을 갖는 재질을 선택적으로 사용함으로써 다양한 외관을 요구하는 터치 패널의 수요에 대응할 수 있게 된다. 구체적으로 말하자면, 완충층(122)의 굴절률 및 두께를 조절함으로써, 상기 굴절률이 완충층(122)의 상층 및 하층에 형성된 스택 구조의 굴절률과 대응되게 함으로써, 터치 패널의 광 투과율을 향상시키고 터치 패널 외관 불량의 문제를 개선할 수 있게 된다. 예를 들면, 완충층(122)의 굴절률이 n1이고, 박막층(121)의 굴절률이 nf이며, 감지층(130)의 굴절률이 nT일 경우, nf<n1<nT이고,
Figure 112016022327467-pct00001
인 것이 바람직하다. 이때, 순차적으로 배열된 박막층(121), 완충층(122) 및 감지층(130)의 굴절률은 순차적으로 증가하거나 순차적으로 감소하는 구조를 이루게 된다. 따라서, 광선이 비교적 평활하게 상기 세개 층을 투과하게 되어, 감지층(130) 중 전극 블록이 있는 구역과 전극 블록이 없는 구역의 광 굴절률 차이가 줄어 듬으로써, 전극 패턴의 가시도를 낮추고 터치 패널의 시각적 효과를 개선할 수 있다.
또한, 완충층(122)은 박막층(121) 및 감지층(130)과 완충층(122) 사이에 각각 발생하는 응력 작용을 낮출 수 있다. 특히, 온도가 급격이 상승하거나 하강하는 것과 같은 일부 특별한 상황 혹은 제1 기판(100)의 이형 과정 중, 완충층(122)의 작용은 매우 중요한 것이다. 상기와 같이, 박막층(121)은 폴리이미드(PI)와 같은 유기 재료로 형성될 수 있다. 감지층(130)은 통상적으로 유기 재료를 사용하여 형성된다. 따라서, 폴리이미드로 형성된 박막층(121)은 상대적으로 비교적 큰 열팽창계수(CTE)를 가지게 되고, 감지층(130)은 상대적으로 비교적 작은 열팽창계수를 가지게 된다. 또한, 폴리이미드로 형성된 박막층(121)과 감지층(130) 사이의 기계적 성능 차이도 비교적 크다. 따라서, 박막층(121)과 감지층(130) 사이에는 비교적 큰 응력이 형성되고, 상기 응력은 터치 패널의 시각적 외관 효과에 불리한 영향(예를 들면 상기 전극 패턴이 가시화됨)을 미치게 될 뿐만 아니라, 제1 기판(100)을 제거할 때 박막층(121)을 손상시킬 가능성도 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 박막층(121)과 감지층(130) 사이에 완충층(122)을 추가함으로써, 완충층(122)의 완충 작용에 의하여 박막층(121)과 감지층(130) 사이에 형성 가능한 응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 박막층(121)과 감지층(130) 사이에 완충층(122)을 추가함으로써, 터치 패널의 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 완충층(122) 재료의 열팽창계수는 박막층(121) 재료의 열팽창계수와 감지층(130) 재료의 열팽창계수 사이에 있어야 한다. 예를 들면, 폴리이미드 재료로 형성된 박막층(121)의 열팽창계수가 1000이고 감지층(130)의 열팽창계수가 한자리수일 경우, 완충층(121)의 열평창계수는 세자리수인 것이 바람직하고, 그 범위는 100보다 큰 값과 같이 감지층(130)의 열팽창계수에 너무 접근되지 말아야 한다. 이와 동시에, 완충층(122)의 열팽창계수의 범위는 900보다 작은 값과 같이 박막층(121)의 열팽창계수에도 너무 접근되지 말아야 한다. 따라서, 완충층(122)의 열팽창계수는 박막층(121)의 열팽창계수와 감지층(130)의 열팽창계수에 접근되는 중간값인 것이 바람직하다. 이는 완충층(122)을 유기 재료와 무기 재료로 형성하는 또 다른 원인이기도 한 바, 완충층(122)의 열팽창계수를 더욱 쉽게 조절하기 위한 것이다.
또한, 완충층(122)의 두께는 약 10옹스트롬(Å) 내지 3000옹스트롬(Å)일 수 있다. 완충층(122)은 인쇄, 도포 혹은 포토 에칭의 방식으로 형성할 수 있다. 예를 들면, APR(Asahikasei photosensitive resin) 보드와 같은 볼록판을 이용한 전사 방식으로 형성할 수 있다. 상기 전사 방식을 이용하여 형성된 완충층(122)은 차후 단계에서 형성되는 감지층과 박막층(121) 사이의 응력을 감소하여 감지층이 응력의 영향으로 인하여 변형 등이 발생하는 불량 현상을 감소할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 완충층(122)은 용액을 도포하고 자외선으로 고체화한 다음 가열을 통하여 한걸음 더 고체화하는 방식을 이용하여 박막층(121)에 형성시킬 수 있다.
완충층(122)과 박막층(121)은 제1 기판(100)에 형성된 적재층(120)을 공동으로 구성하게 된다. 완충층(122)은 박막층(121)에 비하여 비교적 높은 경도를 갖고, 경도가 비교적 높은 완충층(122)과 연성이 비교적 좋은 박막층(121)이 조합하여 구성된 적재층(120)은 양호한 이형 능력과 비교적 좋은 적재 능력을 동시에 구비하므로, 차후 단계에서 적재층(120)에 형성되는 기타 컴포넌트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱 상세하게 주목하여야 할 것은, 단일 재질(예를 들면 이산화규소)의 완충층(122)에 비하여, 상기 내용에 기재된 복합 재료를 이용하여 완충층(122)을 형성할 경우, 완충층(122)의 응력을 더욱 쉽게 조절할 수 있으므로, 이형할 때 전반 터치 구조의 안정성을 유지하는데 이롭게 된다.
이어서, 도 1c 및 도4에 도시된 바와 같이, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 감지층의 구조 설명도이다. 상기 실시예에 있어서, 감지층(130)은 제1 방향에 따라 배열된 복수개의 제1 전극 블록(131), 제1 방향에서 서로 인접된 제1 전극 블록(131) 사이를 연결하는 복수개의 제1 도선(132), 제2 방향에 따라 배열된 복수개의 제2 전극 블록(133)을 포함하여 구성되고, 각 제2 전극 블록(133)은 제1 도선(132)의 양측에 분포되며, 각 제1 도선(132)에는 절연 블록(135)이 형성되어 있고, 각 절연 블록(135)에는 제2 방향에서 서로 인접된 제2 전극 블록(133) 사이를 연결하는 복수개의 제2 도선(134)이 형성되어 있다. 즉 절연 블록(135)은 제1 도선(132)과 제2 도선(134) 사이에 형성되여 제1 도선(132)과 제2 도선(134)이 서로 전기적으로 절연되도록 한다. 그중, 제1 방향은 제2 방향과 다르고, 서로 수직으로 형성되는 것이 바람직하다. 주목하여야 할 것은, 감지층(130)의 구조는 도 4에 도시된 구조에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 감지층(130)은 빗 모양, 십자 교차 모양 혹은 파도 모양을 포함한 단층의 전극 구조일 수 있다. 혹은 다른 실시예에 있어서, 감지층(130)은 복수층의 구조일 수도 있다. 예를 들면, 제1 방향 전극, 제2 방향 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 절연층은 각각 독립된 세개 층에 형성될 수 있다.
감지층(130)을 형성하는 단계는 구체적으로 우선 완충층(122)에 제1 도선(132)을 형성하고, 이어서 각 제1 도선(132)에 절연 블록(135)을 형성하며, 마지막으로 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다. 혹은 다른 실시예에 있어서, 우선 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제1 도선(132)을 형성하고, 이어서 제1 도선(132)에 절연 블록(135)을 형성하며, 마지막으로 절연 블록(132)에 제2 도선(134)을 형성할 수 있다.
또한, 감지층(130)을 형성하는 단계는 복수개의 신호 케이블(136)을 형성한 다음, 제1 도선(132)을 이용하여 동일한 축 방향에 형성된 제1 전극 블록(131)을 상호 적기적으로 연결함으로써 감지 전극 탠덤을 형성한 다음 이어서 이와 대응된 신호 케이블(136)과 연결하고; 제2 도선(134)을 이용하여 동일한 축 방향에 형성된 제2 전극 블록(133)을 상호 적기적으로 연결함으로써 감지 전극 탠덤을 형성한 다음 이어서 이와 대응된 신호 케이블(136)과 연결하는 단계를 포함하여 구성된다. 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133)에서 생성된 감지 신호는 신호 케이블(136)을 통하여 제어기(미도시)로 전달되고, 제어기는 감지 신호에 의하여 터치 위치를 산출하게 된다. 주목하여야 할 것은, 신호 케이블(136)의 배열 방식 및 수량은 도 4에 도시된 형식에 한정되는 것이 아니라, 다양한 감지층(130)의 구조에 의하여 조절할 수 있다. 구체적으로 말하자면, 신호 케이블(136)이 집결된 구역은 여러개일 수 있고, 동일한 감지 전극 탠덤에 연결되는 신호 케이블(136)도 이중 도선의 방식을 사용할 수 있다.
제1 전극 블록(131)과 제2 전극 블록(133)의 재료는 투명 전도성 재료로서, 산화인듐주석(ITO), 산화알루미늄아연, 산화아연, 산화주석안티몬, 이산화주석, 산화인듐 혹은 상기 물질의 조합을 포함할 수 있다. 제1 전극 블록(131)과 제2 전극 블록(133)의 재료로는 나노실버, 카본나노튜브 혹은 금속 메시(Metal mesh) 등 전도성 재료를 사용할 수 있다. 제1 도선(132), 제2 도선 (134) 및 신호 케이블(136)에는 상기 전극 블록과 동일한 투명한 전도성 재료를 사용할 수 있고 불투명한 전도성 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들면 금, 은, 동, 몰리브덴, 알루미늄 혹은 상기 물질의 조합과 같은 금속 혹은 합금일 수 있다. 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133), 제1 도선(132) 및 제2 도선(134)은 스퍼터링 및 포토 에칭 단계를 통하여 형성될 수 있고, 스크린 인쇄, 스프레이 등 방식으로 형성될 수도 있다.
주목하여야 할 것은, 본 발명에 따른 터치 패널의 바람직한 실시예에 있어서, 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133), 제1 도선(132) 및 제2 도선(134)은 모두 저온 조건하에서 스퍼터링을 통하여 형성된 산화인듐주석이고, 상기 저온은 약 20°C 내지 80°C이다. 고온 스퍼터링에 비하여, 저온 스퍼터링을 통하여 형성된 산화인듐주석은 전반적인 응력이 비교적 작으므로, 차후 단계에서 제1 기판(100)을 제거할 때 적재층(120)에 형성된 전반 터치 구조의 안정성을 유지하는데 이롭게 된다. 구체적으로 말하자면, 우선 저온 조건하에서 스퍼터링 및 포토 에칭을 통하여 제1 도선(132)을 형성하되 이때의 제1 도선(132)은 비결정형 산화인듐주석이고; 이어서 제1도선(132)에 대하여 베이킹함으로써 비결정형 산화인듐주석을 결정형 산화인듐주석으로 전환시킨 다음; 이어서 제1 도선(132)에 각 절연 블록(135)을 형성하고; 이어서 저온 조건하에서 스퍼터링 및 포토 에칭을 통하여 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)을 형성하되 이때의 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)은 모두 비결정형 산화인듐주석이고; 마지막으로 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)에 대하여 베이킹함으로써 비결정형 산화인듐주석을 결정형 산화인듐주석으로 전환시킨다. 상기 베이킹의 온도는 180°C보다 크거나 같고 350°C보다 작거나 같으며, 220°C보다 크거나 같고 240°C보다 작거나 같은 것이 바람직하다.
제1 도선(132)에 대하여 베이킹 처리를 실행함으로써, 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)를 형성할 때의 에칭 액체가 이미 형성된 제1 도선(132)을 침식하는 것을 방지할 수 있고, 제1 도선(132)의 투광성을 향상시킬 수 있으며, 제1 도선(132)의 저항을 낮추어 전도성을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)에 대하여 베이킹 처리를 실행함으로써, 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)의 투광성을 향상시킬 수 있고, 제1 도선(132)의 저항을 낮추어 전도성을 향상시킬 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 우선 저온 조건하에서 스퍼터링 및 포토 에칭을 통하여 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제2 도선(134)을 형성하되 이때의 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제1 도선(132)은 비결정형 산화인듐주석이고; 이어서 제1 전극 블록(131), 제2 전극 블록(133) 및 제1 도선(132)에 대하여 베이킹함으로써 비결정형 산화인듐주석을 결정형 산화인듐주석으로 전환시킨 다음; 이어서 제1 도선(132)에 각 절연 블록(135)을 형성하고; 이어서 제2 도선(134)을 형성하되 이때의 제2 도선(134)은 모두 비결정형 산화인듐주석이고; 마지막으로 제2 도선(134)에 대하여 베이킹함으로써 비결정형 산화인듐주석을 결정형 산화인듐주석으로 전환시킨다. 본 실시예에서는 단지 산화인듐주석을 재료로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 감지층(130)에 제2 기판(150)을 형성하되 제2 기판(150)은 완충층(122)의 일부분 혹은 전부에 형성될 수 있으며, 제2 접합층(140)을 통하여 제2 기판(150)을 감지층(130) 및 완충층(122)에 접착시킬 수 있다. 제2 기판(150)의 재료에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 중합체 혹은 유리, 시클로올레핀 공중합체(COP, Arton), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 본 발명의 실시예에 따른 박막 컴포넌트를 지지하여 커버로 이전시킬 수 있는 임의의 적절한 재료를 포함한다. 제2 접합층(140)은 제거 가능한 접착제를 사용할 수 있고, 상기 제2 접합층(140)은 비 수용성 접착제 혹은 두층을 임시적으로 접합한 다음 차후 단계에서 용해시킬 수 있거나 기타 방식으로 제거 가능한 임의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 주목하여야 할 것은, 제2 기판(150)과 제2 접합층(140)은 적층 방식으로 설치되고 전반적으로는 단면 접착제와 같은 물질로 형성될 수 있다. 제2 기판(150)은 가요성 박막층과 같은 물질로 형성되고 제2 접합층(140)은 접착제층으로 형성된다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 제2 접합층(140)은 상대적으로 설치된 A표면과 B표면을 구비하고 그중 제2 기판(150)에 접근된 표면이 A표면이다. 제2 접착층(140)의 B표면의 점성은 자외선 조사, 가열처리 혹은 냉각처리 혹은 상기 처리 방식의 조합과 같은 방식을 통하여 낮추거나 소실되도록 할 수 있으며, 이와 동시에 제2 접합층(140)의 A표면과 제2 기판(150) 사이에는 여전히 비교적 양호한 점성을 유지하도록 하여 차후 단계에서 제2 기판(150)을 제거하는 과정 중 제2 접합층(140)을 동시에 제거할 수 있도록 한다.
이어서 도 1ea, 도 1eb 및 도 1f에 도시된 바와 같이, 그중 도 1eb는 도 1ea의 분해도이고, 도 1f는 제1 기판(100)을 제거한 상태이다. 도 1ea 및 도 1eb에 도시된 바와 같이, 우선 주변 구역 N 중 중간 구역 M에 접근된 가장자리를 따라서 절단 즉 도 1ea에 도시된 절단선 CC'를 따라 절단하여, 주변 구역 N에 형성된 제1 접합층(110), 박막층(121), 완충층(122), 제2 접합층(140) 및 제2 기판(150)을 절제한 다음, 제2 기판(100)을 제거한다. 주요한 접착 작용을 일으키는 제1 접합층(110)을 앞서 절제하였으므로, 제1 기판(100)과 박막층(121) 사이에 접합층이 없어서 양자 사이의 접착력이 많이 줄어들게 되며, 이어서 제1 기판(100)을 제거할 때, 제1 기판(100)을 제거하는 과정 중 발생하는 응력이 박막층(121) 및 박막층(121)에 형성된 기타 구조에 미치는 영향을 감소할 수 있게 된다. 또한, 제1 접합층(110)을 절제할 때 절단 파라미터를 제어하여 제1 기판(100)이 절단되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 제1 기판(100)을 중복 사용할 수 있으므로 원가 절감에 이로운 효과를 가져줄 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 우선 주변 구역 N 중 중간 구역 M에 접근된 가장자리를 따라서 절단 즉 도 1ea에 도시된 절단선 CC'를 따라 절단하되, 상기 방식과 다른 점은 주변 구역 N에 형성된 제1 접합층(110), 박막층(121), 완충층(122), 제2 접합층(140) 및 제2 기판(150)을 절제할 뿐만 아니라, 주변 구역 N 에 형성된 일부분 제1 기판(100)을 절제한 다음 절제된 다음의 제1 기판(100)을 제거한다. 또 다른 실시예에 있어서, 감지층(130)을 형성하는 단계와 제2 기판(150)을 형성하는 단계 사이에 주변 구역 N 중 중간 구역 M에 접근된 가장자리를 따라서 절단하여 주변 구역 N에 형성된 제1 접합층(110), 박막층(121) 및 완충층(122)을 절제하는 동시에 제1 기판(100)을 남겨 두고, 제2 기판(150)을 형성한 다음 다시 제1 기판(100)을 제거할 수 있다.
주목하여야 할 것은, 제1 기판(100)을 제거할 때, 기타 조치를 보조적 혹은 직접적으로 사용함으로써 손쉽게 이형되도록 할 수 있다. 예를 들면, 용액에 담그거나, 가열처리, 냉각처리, 외력 박리 혹은 상기 방식의 조합을 통하여 제1 기판(100)을 박막층(100)으로부터 제거할 수 있다. 상기 용액은 물, 알코올, 프로필 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 용액, 폴리플루오린화 비닐리덴(PVDF)의 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 용액 등일 수 있고, 가열처리 혹은 냉각처리를 사용할 때, 제1 기판(100)에 대하여 가열 혹은 냉각 함으로써 적재층(120)과 제1 기판(100) 사이의 열팽창계수 차이로 인하여 발생하는 응력을 통하여 쉽게 이형될 수 있도록 하는 것이다.
이어서, 도 1g에 도시된 바와 같이, 커버(170)를 박막층(121)에 접착시키되, 접합층(160)을 이용하여 적층 혹은 기타 방식으로 커버(170)와 박막층(121)을 접착시킬 수 있고, 접합층(160)은 박막층(121)과 커버(170) 사이에 형성되도록 한다. 도 1g에 도시된 바와 같이, 적층 순서는 위로부터 아래로 순차적으로 커버(170), 접합층(160), 박막층(121), 완충층(122), 감지층(130), 제2 접합층(140) 및 제2 기판(150)이다.
커버(170)는 하부에 형성된 구조를 보호하는 목적으로 사용되고, 유리, 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등 투명한 재료를 사용할 수 있다. 커버(170)는 경질 재질 혹은 가연성 재질을 사용하거나, 육면에 대한 화학 강화를 거치거나 혹은 상, 하면 화학 강화 및 측면 물리 강화를 거친 강화 기판을 사용할 수 있다. 커버(170)는 유리판을 터치 패널에 부합되는 크기로 절개한 다음 화학 강화 처리를 수행하여 제조할 수 있다. 커버(170)는 두개의 평면 표면(예를 들면 상하 표면이 모두 평면), 두개의 곡면 표면(예를 들면 상하 표면이 모두 곡면), 혹은 하나의 평면 및 하나의 곡면(예를 들면 상하 표면 중 하나가 평면이고 다른 하나가 곡면)인 구조로 설계될 수 있고, 예를 들면 2.5D 형상 혹은 3d 형상으로 구성될 수 있다. 커버(170)의 상측 표면 즉 박막층(121)과 대응되는 면의 타면은 물체와 접촉하는 접촉면이다. 접합층(160)은 고체 혹은 액체의 투명 광학 접착제 혹은 기타 적절한 투명 접합 재료를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 적재층(120)과 감지층(130)은 박막 컴포넌트를 구성하는 바, 통상적인 터치 모듈이 하나의 유리 기판 및 하나의 박막층, 혹은 두개의 박막층, 혹은 두개의 유리 기판을 적재판으로 사용하고 또한 대응되는 감지층과 조합되는 방식에 비하여, 본 발명에 다른 박막 컴포넌트는 더욱 얇고 가연성이 우수하며 박막 컴포넌트는 터치 컴포넌트로서 다양한 곡률 반경의 경질 기판에 부착되거나 연성 기판에 부착될 수 있으므로 다양한 터치 패널의 디자인 요구를 더욱 원활하게 만족시킬 수 있게 된다. 또한, 제2 기판(150)의 전재 작용을 이용하여 박막층(121)을 완충층(122), 감지층(130)과 함께 커버(170)에 부착하되, 제2 기판(150)은 연성 재질을 사용하고 커버(170)는 강화 유리와 같은 상대적으로 비교적 단단한 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 연성 재질을 경성 재질에 부착시킴으로서 접합이 더욱 쉽게 될 뿐만 아니라, 접합층(160)에 기포가 생성되는 것을 방지할 수 있고 접합층(160)의 두께를 감소할 수 있다.
또한, 커버(170)를 부착하기 전에, 커버(170)에 차폐층(180)을 형성할 수 있다. 차폐층(180)은 커버(170)의 적어도 한 측면에 형성되여 신호 케이블(예를 들면 도 4 중의 신호 케이블(136))을 차폐함으로써, 커버(170)의 상측 표면의 일측으로부터 사용자에게 쉽게 보이지 않도록 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 차폐층(180)은 커버(170)의 하측 표면 즉 커버(170) 중 박막층(120)과 인접된 일측면에 형성되여 있다. 다른 실시예에 있어서, 차폐층(180)은 커버(170)의 상측 표면 즉 커버(170) 중 박막층(120)과 상대한 면의 타면에 형성되여 있다. 혹은 또 다른 실시예에 있어서, 차폐층(180)은 하나의 장식층(Deco-film)일 수 있다. 상기 장식층은 구체적으로 투명 박막을 포함하여 구성되고, 상기 투명 박막의 주변 구역에 차폐층이 설치되어 상기 장식층을 직접 커버의 상측 표면에 설치할 수 있으며, 상기 장식층을 이용하여 커버(170) 및 차폐층(180)을 대체할 수도 있다. 차폐층(180)의 재료는 유색 잉크, 유색 포토 레지스트 혹은 상기 양자의 조합일 수 있다. 차폐층(180)은 단층 구조 혹은 복합 적층 구조일 수 있는 바, 검은색 잉크층와 같은 단층 구조; 잉크층과 포토 레지스트층의 적층 구조, 흰색 잉크층과 검은색 잉크층의 적층 구조, 흰색 잉크층, 검은색 잉크층 및 포토 레지스트층의 적층 구조 등을 포함한다.
마지막으로 도 1g 및 도 1h에 도시된 바와 같이, 감지층(130)으로부터 제2 기판(150) 및 제2 접합층(140)을 제거한다. 구체적으로 말하자면, 우선 제2 접합층(140)에 대하여 광조사처리, 가열처리, 냉각처리 혹은 상기의 조합과 같은 전처리를 진행할 수 있다. 예를 들면, 다양한 제2 접합층(140)의 재료에 의거하여, 자외선조사, 가열 혹은 냉각 등 수단을 통하여 제2 접합층(140)과 감지층(130) 사이의 점성을 낮춘 다음 감지층(130)으로부터 제2 접합층(140)과 제2 기판(150)을 제거할 수 있다. 상기와 같이, 제2 접합층(140)과 제2 기판(150)의 적층 구조는 단면 접착제이고, 자외선 조사를 통하여 제2 접합층(140)의 B 표면 및 감지층(130) 사이의 점성을 낮추거나 소실되도록 하는 동시에 제2 접합층(140)의 B 표면 및 제2 기판(150) 사이의 점성을 계속 유지시킴으로써, 제2 기판(150)과 제2 접합층(140)을 동시에 손쉽게 제거할 수 있게 된다. 제2 접합층(140)의 재료에 의하여 다양한 제거 방식을 선택할 수 있음은 당연한 것이고, 본 발명은 이를 한정하는 것이 아니다.
상기와 같은 단계를 통하여 최종 도 1h에 도시된 바와 같은 터치 패널(10)을 형성하게 되고, 그중 도시된 상측면이 사용자가 터치하고 관찰하는 면이다. 터치 패널(10)은 위로부터 아래로 순차적으로 적층된 커버(170), 접합층(160), 박막층(121), 완충층(122) 및 감지층(130)을 포함하여 구성된다. 즉 접합층(160)은 커버(170)와 박막층(121) 사이에 형성되고, 박막층(121)은 접합층(160)과 완충층(122) 사이에 형성되며, 완충층(122)은 박막층(121)과 감지층(130) 사이에 형성된다.
계속하여 도 1h에 도시된 바와 같이, 터치 패널(10)은 차폐층(180)을 더 포함하여 구성되고, 차폐층(180)은 커버(170)의 적어도 한 측면에 형성된다. 상기 각 부품의 상세한 구조, 재료 및 제조 방법은 상기에서 이미 설명하였으므로 이곳에서 설명을 생략하도록 한다. 터치 패널(10)은 컴퓨터 시스템, 휴대 전화, 디지털 미디어 플레이어, 태블릿 PC, 초슬림 노트북 컴퓨터, 착용형 터치 장치, 차량 탑재 터치 시스템 등 터치형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
주목하여야 할 것은, 도 1a 내지 도 1h 단계를 완성한 다음, 이어서 이방성 전도 접착제를 이용하여 제어기가 포함된 연성 회로판을 접합 위치의 신호 케이블(136)에 접합시킬 수 있다. 도 1c 단계 이후 직접 연성 회로판을 접착하는 방식에 비하여, 본 발명은 도 1h 단계를 완성한 다음 연성 회로판을 접착함으로써 제1 기판(100) 혹은 제2 기판(150)을 제거하는 공법 과정 중 연성 회로판이 탈락하는 문제를 방지하여 전반 터치 패널의 안정성을 향상시킬 수 있는 것은 당연한 것이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다. 도 2b는 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 구조 설명도이다. 주목하여야 할 것은, 도 2a는 도 1c 단계의 계속으로서 도 2a에 도시된 단계 전의 단계는 도 1a 내지 도 1c와 동일함으로 설명의 간결성을 위하여 이곳에서 설명을 생략하도록 한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 감지층(130)을 형성한 다음, 감지층(130)에 보호층(200)을 형성하는 단계를 더 포함하여 구성되고, 감지층(130)은 보호층(200)과 완충층(122) 사이에 형성된다. 보호층(200)은 감지층(130)에 대한 보호 작용을 구비하고, 제2 접합층(140) 및 제2 기판(150)을 제거하는 과정 중 감지층(130)에 대한 영향을 감소할 수 있다. 또한, 제2 접합층(140) 및 제2 기판(150)을 제거한 다음 환경 중의 공기, 수증기 혹은 기타 물질이 감지층(130)에 대한 침식을 감소할 수 있다. 더 나아가서, 보호층(200)은 신호 케이블과 연성 회로판이 연결되는 접합 위치를 노출시켜 연결선과 연성 회로판이 정확하게 접합되도록 하여야 한다.
도 1d 내지 도 1h에 도시된 바와 같이, 도 2a에 도시된 단계 이후의 단계는 대체적으로 도 1d 내지 도 1h와 유사한 바, 그중 다른 점은 제2 기판(150) 및 제2 접합층(140)은 보호층(200)에 형성된 것 즉 제2 접합층은 보호층(200)과 제2 기판(150) 사이에 형성된 것이다. 제1 기판(100) 및 제1 접합층(110)을 제거한 다음 커버(170)와 접합시키고, 이어서 제2 기판(150) 및 제2 접합층(140)을 제거한 다음 형성되는 터치 패널(20)은 보호층(200)을 더 포함하여 구성된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 터치 패널을 위로부터 아래로 순차적으로 적층된 커버(170), 접합층(160), 박막층(121), 완충층(122), 감지층(130) 및 보호층(200)을 포함하여 구성된다. 보호층(200)을 제외한 기타 부품의 구조, 재료 및 제조방법은 상기에서 이미 설명하였으므로 이곳에서 설명을 생략하도록 한다.
또한 도 2b에 도시된 바와 같이, 보호층(200)은 단층 구조 혹은 복수층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 보호층이 복수층 구조일 경우, 제1 보호층(201) 및 제2 보호층(202)을 포함하여 구성될 수 있고, 제1 보호층(201)은 감지층(130)과 제2 보호층(202) 사이에 형성되고 제2 보호층(202) 중 제1 보호층(201)과 멀리 떨어진 일측면은 디스플레이 장치와 접착되어 터치형 디스플레이 장치를 구성할 수 있다. 제1 보호층(201)과 제2 보호층(202)은 서로 다른 재질을 사용함으로써 다양한 기능을 구현할 수 있다.
제1 보호층(201)은 유기 재료, 무기 재료, 복합 재료 및 고분자 재료 중의 적어도 하나를 사용하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 보호층(201)은 상기 완충층(122)과 동일한 복합재료를 사용하여 구성될 수 있다. 예를 들면 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 이산화지르코늄(ZrO2) 혹은 상기의 조합, 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2)와 유기 물질로 형성된 화합물, 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화 규소(SiO2)와 유기 물질로 형성된 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 보호층(201)의 굴절률 및 두께를 조절하고 완충층(122)과 조합하여 감지층(130) 중 전극 블록이 있는 구역과 전극 블록이 없는 구역이 광선에 대한 반사 차이로 인하여 발생하는 터치 패널 외관 불량의 문제를 개선할 수 있게 된다. 예를 들면, 제1 보호층(201)의 굴절률이 n2이고 제2 보호층(202)의 굴절률이 n3이며 감지층의 굴절률이 nT일 경우, n3<n2<nT이고,
Figure 112016022327467-pct00002
인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 보호층(201)의 두께는 0.01미크론 내지 0.3미크론일 수 있다.
상기 제1 보호층(201)은 주로 굴절률 매칭 작용을 일으키고, 제2 보호층(202)은 감지층(130) 등에 대한 보호작용을 일으킴으로써, 환경 중의 공기, 수증기 혹은 기타 물질이 감지층(130)에 대한 침식을 감소할 수 있다. 제2 보호층(202)의 재료는 구체적으로 경화성 수지, 이산화규소, 포토 레지스트 등 적절한 투명 절연 재료를 포함할 수 있다.
제1 보호층(201), 제2 보호층(202)은 APR(Asahikasei photosensitive resin) 보드와 같은 볼록판을 이용한 전사 방식으로 형성할 수 있다. 상기 전사 방식을 이용하여 형성된 제1 보호층(201) 및 제2 보호층(202)은 감지층(130)과 기타 층 사이의 응력 작용을 감소하여 감지층(130)의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 차후 단계에서 제2 기판 및 제2 접합층을 더욱 손쉽게 제거하고 응력의 영향을 감소할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 보호층(201) 및 제2 보호층(202)은 각각 용액을 도포한 다음 자외선으로 고체화한 다음 이어서 가열 고체화 하는 방식으로 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 수요에 의하여 스퍼터링(sputter), 화학 기상 접착(chemical vapor deposision, CVD), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 코팅(spray coating) 혹은 롤러 코팅(roller coating) 등과 같은 기타 제조 방법을 통하여 보호층(200)을 형성할 수 있다.
상기 실시예는 하나의 터치 패널을 단독적으로 형성하는 과정을 예로 들어 설명하였으나, 생산 효율을 향상시키고 원가를 절감하기 위하여 우선 큰 제1 기판에 복수개의 박막 컴포넌트(박막층, 완충층, 감지층, 보호층, 제2 접합층, 제2 기판)을 형성한 다음, 박막 컴포넌트를 커버에 접착시키는 단계 전에 복수개의 박막 컴포넌트를 각각 분리함으로써, 일차적으로 복수개의 터치 패널을 형성하여 생산 효율을 향상시키고 원가를 절감할 수 있다. 구체적인 공법은 도 3a 내지 도 3d에 대응된 실시예에 도시된 바와 같다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법 흐름도이다. 우선 도 3a 및 도 3b를 참조하여 볼 때 도 3b는 도 3a의 단면 설명도이다. 우선 큰 제1 기판(300) 중에 복수개의 서로 일정한 간격을 갖는 구역 V를 미리 설정하거나 구분하되, 구역 V의 크기는 터치 패널의 크기에 의하여 설정할 수 있다. 이어서, 제1 기판(300)에 순차적으로 제1 접합층(110), 박막층(121), 완충층(122)을 형성한 다음, 완충층(122)에 각각의 구역 V와 대응되는 복수개의 서로 일정한 간격을 갖는 감지층(130)을 동시에 형성하고, 이어서 각각의 감지층(130)에 보호층(200)을 형성한 다음, 제2 접합층(140)을 이용하여 보호층(200)에 제2 기판(150)을 접착 형성한다. 주목하여야 할 것은, 이때 각각의 감지층(130) 사이는 서로 일정한 간격을 갖는 상태이고, 제1 기판(300), 박막층(121), 완충층(122), 보호층(200), 제2 접합층(140), 제2 기판(150)을 포함한 기타 구조는 모두 전체적으로 형성된 구조이다. 또한, 제1 접합층(110), 박막층(121), 완충층(122), 제2 접합층(140), 제2 기판(150)의 형성 방법은 상기 도 1a 내지 도 1h와 대응되는 실시예를 참조할 수 있고, 보호층(200)의 형성 방법은 상기 도 2a 및 도 2b와 대응되는 실시예를 참조할 수 있다.
이어서, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 기판(300)을 제거한 다음 박막 컴포넌트(30) 중의 박막층(121) 일측면을 제3 기판(310)에 접착시킨다. 즉 박막층(121)은 완충층(122)과 제3 기판(310) 사이에 형성되게 된다. 그중, 제1 기판(300)을 제거하는 방식은 상기 실시예와 동일하다. 제3 기판(310)의 구조는 상기 제2 기판이 제2 접합층과 접합한 구조와 유사한 바, 단면 접착제와 같이 서로 접착된 가요성 박막층과 접착제 층을 포함하여 구성될 수 있고, 점성이 있는 표면을 통하여 박막 컴포넌트(30)의 박막층(121)에 접착될 수 있다. 제3 기판(310)은 박막 컴포넌트(30)에 대하여 지지 및 보호 작용을 일으킴으로써 박막 컴포넌트(30)가 차후의 분리 과정 중에 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 각각의 구역 V와 대응되는 박막 컴포넌트(30)를 분리하여 워낙 일체로 형성된 박막 컴포넌트를 복수개의 독립적인 작은 박막 컴포넌트(30)로 분리시킨다. 이때, 칼로 자르거나 레이저로 절단하는 방식으로 각각의 박막 컴포넌트(30)를 분리시킬 수 있다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 도 3d는 세 개를 한 조로 분리하는 작은 박막 컴포넌트를 예로 들어 설명하였으나, 더욱 작거나 더욱 큰 박막 컴포넌트로 분리할 수 있는 것은 당연하다.
이어서, 제3 기판(310)을 제거한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 이어서 작은 박막 컴포넌트를 각각 커버(170)에 접착시킨 다음, 제2 기판 및 제2 접합층(140)을 제거하여 복수개의 터치 패널을 형성할 수 있다. 최종 형성된 터치 패널의 구조는 도 2b에 도시된 바와 같다. 상기 실시예에 따른 커버(170)는 큰 유리판을 터치 패널에 부합되는 크기로 절개한 다음 화학 강화 처리를 수행하여 제조할 수 있다. 종래의 큰 유리 커버에 대하여 화학 강화 처리를 수행한 다음 침적을 통하여 복수개의 감지층을 형성하고 이어서 큰 유리 커버 및 감지층을 절개하여 작은 터치 패널을 얻어내는 방식에 비하여, 본 실시예에 따른 커버(170)는 먼저 절개한 다음 강화하고 마지막으로 박막 컴포넌트에 접찹시킴으로써, 차후의 절개가 필요 없으므로 가장자리 부분의 강도가 비교적 우수하고 감지층을 형성하는 과정도 커버의 강도에 영향을 주지 않게 되어 최종 형성되는 터치 패널의 전반적인 강도를 향상시킬 수 있게 된다.
주목하여야 할 것은, 도 3a 내지 도 3d 중에 도시된 바와 같은 큰 제1 기판(300)에 복수개의 터치 패널을 형성하는 과정 중, 박막층을 제1 기판(300)에 접착시키는 제1 접합층은 상기 큰 제1 기판(300)의 사방 주위와 같은 제1 기판(300)의 주변 구역에 설치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 접합층은 각각의 구역 V의 사방 주위에 형성되어 박막층과 제1 기판(300) 사이의 접착성을 더욱 강화시킬 수 있다. 따라서 제1 기판(300)을 제거할 때 제1 기판(300) 사방 주위의 제1 접합층 및 각각의 구역 V의 사방 주위에 형성된 접합층을 일차적으로 제거할 수 있게 된다. 혹은, 각각의 구역 V의 사방 주위에 제1 접합층을 형성하고 제1 기판(300)의 사방 주위에는 제1 접합층을 형성하지 않을 수도 있는바, 본 발명은 이에 대하여 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법은 제1 기판의 지지 작용에 의하여 박막층에 감지층을 형성하고, 이어서 제2 기판의 전재 작용에 의하여 박막층 및 그 위에 형성된 감지층을 커버에 부착함으로써, 제조된 터치 패널이 더욱 가볍고 얇으며 제조 원가가 더욱 절감될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 박막층 중 커버에 부착되는 면의 타면에 감지층을 형성함으로써, 감지층과 연성 회로판을 접합할 때 박막층과 커버 사이의 접합 평탄도에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 또한, 박막층과 감지층 사이에 완충층을 형성함으로써, 감지층을 형성하는 과정 중 박막층에 대한 침식을 감소할 수 있고, 더 나아가서, 제1 기판을 제거할 때의 응력으로 인한 박막층 및 감지층의 손상을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 내용은 본 발명에 따른 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명에 대한 한정은 아니고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10, 20...터치 패널 30...박막 컴포넌트
100, 300...제1 기판 200...보호층
110...제1 접합층 120...적재층
121...박막층 122...완충층
130...감지층 131...제1 전극 블록
132...제1 도선 133...제2 전극 블록
134...제2 도선 135...절연 블록
136...신호 케이블 140...제2 접합층
150...제2 기판 160...접합층
170...커버 180...차폐층
310...제3 기판 M...중간 구역
N...주변 구역 V...구역
CC'...절개선 A, B...표면

Claims (25)

  1. 제1 기판에 박막층을 형성하는 S1 단계;
    상기 박막층에 유기 재료 및 무기 재료를 포함하는 완충층을 형성하여 상기 박막층이 상기 제1 기판과 상기 완충층 사이에 형성되도록 하는 S2 단계;
    상기 완충층에 감지층을 형성하여 상기 완충층이 상기 박막층과 상기 감지층 사이에 형성되도록 하는 S3 단계;
    상기 감지층에 제2 기판을 형성하여 상기 감지층이 상기 완충층과 상기 제2 기판 사이에 형성되도록 하는 S4 단계;
    상기 제1 기판을 제거하는 S5 단계;
    접합층을 이용하여 커버를 상기 박막층에 접착시켜 상기 접합층이 상기 커버와 상기 박막층 사이에 형성되도록 하는 S6 단계; 및
    상기 제2 기판을 제거하는 S7 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 S1 단계에서 제1 접합층을 이용하여 상기 박막층을 상기 제1 기판에 접착시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 S2 단계에서 상기 완충층은 전사 방식 혹은 용액을 도포한 다음 고체화하는 방식으로 상기 박막층에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 S3 단계와 S4 단계 사이에는 상기 감지층에 보호층을 형성하여 상기 감지층을 상기 완충층과 상기 보호층 사이에 형성되도록 하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보호층을 형성하는 단계에는,
    상기 감지층에 제1 보호층을 형성하여 상기 감지층이 상기 완충층과 상기 제1 보호층 사이에 형성되도록 하는 단계; 및
    상기 제1 보호층에 제2 보호층을 형성하여 상기 제1 보호층이 상기 감지층과 상기 제2 보호층 사이에 형성되도록 하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 S4 단계에서 제2 접합층을 이용하여 상기 제2 기판을 상기 감지층에 접착시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제1항 혹은 제6항에 있어서, 상기 제2 기판은 가요성 기판인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 기판에는 중간 구역과 상기 중간 구역을 둘러 싼 주변 구역이 정의되어 있고, 상기 제1 접합층은 상기 제1 기판의 주변 구역에 형성되고 상기 감지층은 상기 제1 기판의 중간 구역에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 S5 단계에서 상기 주변 구역 중 상기 중간 구역과 인접된 가장자리를 따라서 절개하여 상기 주변 구역에 형성된 상기 제1 접합층을 제거한 다음 상기 제1 기판을 제거하거나; 또는,
    상기 S5 단계에서 상기 주변 구역 중 상기 중간 구역과 인접된 가장자리를 따라서 절개하여 상기 주변 구역에 형성된 상기 제1 접합층 및 상기 주변 구역 중의 일부분의 상기 제1 기판을 제거한 다음 상기 제1 기판을 제거하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서, S7 단계에서 우선 제2 접합층에 대하여 광조사처리, 가열처리, 냉각처리 혹은 이들 처리의 조합을 수행한 다음 상기 제2 접합층과 상기 제2 기판을 제거하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 감지층을 형성하는 단계에는,
    복수개의 제1 방향을 따라서 일정한 간격으로 배열된 제1 도선을 형성하고;
    상기 제1 방향을 따라서 배열된 복수개의 제1 전극 블록, 제2 방향을 따라서 배열된 복수개의 제2 전극 블록, 복수개의 제2 도선을 형성하고, 상기 제1 전극 블록은 상기 제1 도선을 통하여 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극 블록은 상기 제1 도선의 양측에 분포되고, 상기 제2 도선은 서로 인접된 상기 제2 전극 블록을 전기적으로 연결시키며;
    상기 제1 도선과 상기 제2 도선 사이에 복수개의 절연 블록을 형성하여, 상기 제1 도선과 상기 제2 도선이 서로 전기적 절연을 형성하도록 하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 전극 블록, 상기 제2 전극 블록, 상기 제2 도선 및 상기 제1 도선은 각각 20°C 내지 80°C의 조건에서 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 도선을 형성하는 단계 이후 베이킹 하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 전극 블록, 제2 전극 블록 및 제2 도선을 형성하는 단계 이후 베이킹 하는 단계를 더 포함하여 구성되고, 상기 베이킹의 온도는 180°C보다 크거나 같고 350°C보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은 복수개의 서로 일정한 간격을 갖는 구역으로 구분되어 있고, S3 단계에는 상기 완충층에 복수개의 감지층을 동시에 형성하여 각각의 감지층이 상기 제1 기판 중의 상기 구역에 각각 대응되도록 하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 S5 단계 이후 제3 기판을 제공하되 상기 박막층이 상기 완충층과 상기 제3 기판사이에 형성되도록 하는 단계를 더 포함하여 구성되며,
    상기 감지층과 대응되는 구역을 복수개로 분리한 다음 상기 제3 기판을 제거하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 S1 단계에는 제1 기판에 용액을 도포한 다음, 상기 용액을 고체화하여 상기 제1 기판에 상기 박막층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
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