KR102131209B1 - 기판 및 이를 포함하는 터치 윈도우 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는, 음각을 포함하는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되는 데코층을 포함하고, 상기 데코층의 일부는 상기 음각 내에 배치된다.
실시예에 따른 기판은, 음각을 포함하는 측면; 상기 측면은 미세틈을 포함하고, 상기 미세틈은 기판 전체 부피에 대하여 0.0001 Vol % 내지 0.04 Vol % 차지한다.

Description

기판 및 이를 포함하는 터치 윈도우{SUBSTRATE AND TOUCH WINDOW COMPRISE THE SAME}

실시예는 기판 및 이를 포함하는 터치 윈도우에 관한 것이다.

최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.

터치 패널은 대표적으로 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치에 압력을 가했을 때 전극 간 연결에 따라 저항이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 제조 방식의 편의성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.

이러한 터치 패널에는 배선 및 회로 기판 등을 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 데코층이 배치되는데, 이러한 데코층은 적어도 두 층 이상으로 구성된다. 이러한 데코층으로 인해, 터치 패널의 전체적인 두께가 증가하고, 슬림화 구현이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 데코층의 색을 구현하는데 있어서 한계가 발생하여 디자인적 자유도가 낮다는 문제가 있다.

실시예는 강도가 향상된 기판 및 이를 포함하는 터치 윈도우를 제공한다.

실시예에 따른 터치 윈도우는, 음각을 포함하는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되는 데코층을 포함하고, 상기 데코층의 일부는 상기 음각 내에 배치된다.

실시예에 따른 기판은, 음각을 포함하는 측면; 상기 측면은 미세틈을 포함하고, 상기 미세틈은 기판 전체 부피에 대하여 0.0001 Vol % 내지 0.04 Vol % 차지한다.

실시예에 따른 기판은 음각을 포함하는 유리를 포함하고, 상기 음각 내에 배치되는 데코층이 상기 음각의 측면에 형성되는 미세틈을 메울 수 있어, 상기 기판의 강도 향상에 기여할 수 있다.

즉, 실시예에서는 상기 음각이 형성 과정에서 기판의 측면에 위치하는 미세틈의 크기를 제어할 수 있고, 미세틈의 크기를 일정 수준으로 유지함으로써 강화유리의 강도를 향상할 수 있다. 또한, 상기 음각 내에 배치되는 상기 데코층이 상기 미세틈 내에도 배치됨으로써, 기판의 강도를 더욱 향상할 수 있다. 따라서, 기판의 강도 향상을 극대화할 수 있다.

특히, 실시예에서는 상기 음각을 통해 데코층의 두께에 구애받지 않고 다양한 층을 쌓음으로써, 색의 한계를 극복할 수 있다. 즉, 보다 다양한 색을 구현할 수 있다.

또한, 데코층이 상기 음각 내에 배치됨으로써, 데코층의 두께로 인한 터치 윈도우의 두께 증가를 방지할 수 있다.

상기 음각의 깊이를 다양하게 함으로써, 상기 음각 내에 배치되는 데코층의 디자인적 자유도가 높아질 수 있다. 즉, 음각의 다양한 깊이에 따라, 데코층에 공간감 또는 거리감을 주어 디자인의 다양성을 높일 수 있다.

또한 상기 음각을 통해 화학강화유리의 미세틈을 감소시켜 화학강화유리의 강도를 향상할 수 있다. 특히, 박막화의 추세에 따라 화학강화유리가 박막화되어도 강도를 유지할 수 있다. 또한, 화학강화유리의 압축 응력층을 그대로 유지할 수 있어, 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 기판은 별도의 코팅층이 적용되지 않아 연필 경도 등의 글래스 자체의 물성을 유지할 수 있고, 또한 코팅 공정 시 발생할 수 있는 유자껍질 현상(Orange Peel), 도포 반발(Sissing), 오무라듬(Cratering) 및 이물 불량 등의 각종 도막 결함 발생 가능성이 없다.

또한, 실시예에 따른 코팅기판은 별도의 코팅층을 생략할 수 있어 투명함을 유지할 수 있고, 투과율을 향상할 수 있어 디스플레이 패널의 기판 등에 적용하였을 때 유리하다. 또한, 코팅층을 형성하기 위한 제조공정을 생략할 수 있어 공정을 간소화할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4 내지 도 10은 실시예에 따른 터치 윈도우의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 A를 확대하여 도시한 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 터치 윈도우(10)는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과 이 유효 영역(AA)의 주위에 배치되는 비유효 영역(UA)이 정의되는 기판(100)을 포함한다.

기판(100)은 유리를 포함한다. 구체적으로, 상기 기판(100)은 화학강화유리를 포함한다. 상기 화학강화유리는 화학적으로 강화된 유리를 포함한다. 일례로, 상기 화학강화유리는 소다라임유리(soda lime glass)(Na2O?CaO?SiO2) 또는 알루미노실리케이트유리(Na2O?Al2O3?SiO2)일 수 있다. 상기 소다라임유리는 플로트(float) 공법으로 생산된 유리일 수 있다. 상기 알루미노실리케이트유리는 퓨전드로우 공정으로 생산될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 기판(100)은 화학강화되기 전의 유리를 포함할 수도 있다.

상기 기판(100)은 이 위에 형성되는 데코층(200), 감지 전극(300) 및 배선(400) 등을 지지할 수 있다.

이러한 기판(100)에 음각(110)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 상기 음각(110)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치될 수 있다. 상기 음각(110)은 상기 비유효 영역(UA)을 따라서 배치될 수 있다. 상기 음각(110)과 상기 비유효 영역(UA)이 서로 대응될 수 있다.

상기 음각(110)은 상기 기판(100)의 측면(110a)에 배치될 수 있다. 상기 음각(110)은 상기 기판(100)의 측면(110a)을 따라서 배치될 수 있다. 상기 음각(110)은 상기 기판(100)의 측면(110a)의 일부를 노출할 수 있다.

상기 음각(110)의 깊이(T)는 기판(100) 두께의 50% 이하로 형성될 수 있다. 음각(110)의 깊이(T)가 기판(100) 두께의 50% 를 초과하게 되면 기판(100)에 형성된 음각(110)에 의해 이 부분에서 기판(100)의 물리적 강도가 약해질 수 있다.

구체적으로, 상기 음각(110)의 깊이(T)는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다. 바람직하게는, 상기 음각(110)의 깊이(T)는 0.5 ㎛ 내지 2 ㎛일 수 있다. 상기 음각(110)의 깊이(T)를 통해, 기판(100)의 강도 향상 및 깊이의 자유도를 부여할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 기판(100)은 미세틈(120)을 포함한다. 구체적으로, 상기 음각(110)의 측면(110a)은 미세틈(120)을 포함한다. 즉, 상기 음각(110)을 통해 노출되는 측면(110a)은 미세틈(120)을 포함한다.

상기 미세틈(120)의 깊이(D)는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 미세틈(120)의 폭(W)은 0 nm 초과 내지 5 ㎛일 수 있다. 또는 상기 미세틈(120)의 폭(W)은 0.0000001 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.

상기 미세틈(120)의 깊이(D)는 에칭으로 제어할 수 있는데, 이러한 에칭 공정으로는 상기 미세틈(120)의 깊이(D)를 0.1 ㎛ 미만으로 제어하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 미세틈(120)의 깊이(D)가 3 ㎛ 초과할 경우, 기판(100)의 강도가 약해질 수 있다.

상기 미세틈(120)은 상기 기판(100) 상에 별도의 코팅 없이도 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛의 깊이(D)를 가질 수 있다.

상기 미세틈(120)은 상기 기판(100) 전체에 대하여 0.0001 Vol % 내지 0.04 Vol % 차지할 수 있다. 즉, 상기 미세틈(120)의 부피는 상기 기판(100) 전체의 부피에 대하여 0.0001 Vol % 내지 0.04 Vol % 의 비율을 차지할 수 있다. 상기 미세틈(120)의 부피는 에칭으로 제어할 수 있는데, 이러한 에칭 공정으로는 상기 미세틈(120)의 부피를 0.0001 Vol % 미만으로 제어하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 미세틈(120)의 부피가 0.04 Vol % 초과할 경우, 기판(100)의 강도가 약해질 수 있다.

상기 미세틈(120)의 깊이(D)는 기판(100)에 에칭을 수행함으로써, 제어할 수 있다. 이에 대해서는 추후 상세하게 설명한다.

특히, 상기 미세틈(120)이 많이 분포하는 유리의 측면(110a)의 미세틈(120)의 깊이(D)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 기판(100)의 미세틈(120)을 감소시켜 화학강화유리의 강도를 향상할 수 있다. 특히, 박막화의 추세에 따라 화학강화유리가 박막화되어도 강도를 유지할 수 있다. 또한, 화학강화유리의 압축 응력층을 그대로 유지할 수 있어, 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 기판(100)은 별도의 코팅층을 생략할 수 있어 투명함을 유지할 수 있고, 투과율을 향상할 수 있어 디스플레이 패널의 기판(100) 등에 적용하였을 때 유리하다. 또한, 코팅층을 형성하기 위한 제조공정을 생략할 수 있어 공정을 간소화할 수 있다.

한편, 상기 데코층(200)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 데코층(200)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치된다.

상기 데코층(200)의 일부 또는 전부는 상기 음각(110) 내에 배치된다. 일례로, 상기 데코층(200)은 제1 데코층(210) 및 제2 데코층(220)을 포함하고, 상기 제1 데코층(210) 및 상기 제2 데코층(220) 중 적어도 어느 하나의 층이 상기 음각(110) 내에 배치될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 데코층(210)이 상기 음각(110) 내에 배치되고, 상기 제2 데코층(220)은 상기 제1 데코층(210) 상에 배치될 수 있다.

이를 통해, 상기 제1 데코층(210)의 두께로 인한 터치 윈도우의 두께 증가를 방지할 수 있다.

상기 데코층(200)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치되는 배선(400) 이 배선(400)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다.

상기 데코층(200)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 데코층(200)은 다양한 디자인을 구현하기 위한 다양한 색깔을 포함할 수 있다. 특히, 실시예에서는 상기 음각(110)을 통해 데코층(200)의 두께에 구애받지 않고 다양한 층을 쌓음으로써, 색의 한계를 극복할 수 있다. 즉, 보다 다양한 색을 구현할 수 있다.

그리고 상기 데코층(200)에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다.

특히, 상기 데코층(200)이 상기 음각(110)의 측면(110a)에 형성되는 미세틈(120)을 메울 수 있어, 상기 기판(100)의 강도 향상에 기여할 수 있다.

즉, 실시예에서는 상기 음각(110)이 형성 과정에서 기판(100)의 측면(110a)에 위치하는 미세틈(120)의 크기를 제어할 수 있고, 미세틈(120)의 크기를 일정 수준으로 유지함으로써 강화유리의 강도를 향상할 수 있다. 또한, 상기 음각(110) 내에 배치되는 상기 데코층(200)이 상기 미세틈(120) 내에도 배치됨으로써, 기판(100)의 강도를 더욱 향상할 수 있다. 따라서, 기판(100)의 강도 향상을 극대화할 수 있다.

한편, 상기 음각(110)의 깊이를 다양하게 함으로써, 상기 음각(110) 내에 배치되는 데코층(200)의 디자인적 자유도가 높아질 수 있다. 즉, 음각(110)의 다양한 깊이에 따라, 데코층(200)에 공간감 또는 거리감을 주어 디자인의 다양성을 높일 수 있다.

이러한 데코층(200)은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.

이어서, 상기 감지 전극(300)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 감지 전극(300)은 상기 유효 영역(AA) 상에 배치된다. 상기 감지 전극(300)은 입력 장치를 감지할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 감지 전극(300)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 감지 전극(300)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 감지 전극(300)은 상기 유효 영역(AA) 상에서 보이지 않게 형성될 수 있다.

이와 같은 터치 윈도우에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생하고, 이러한 차이가 발생한 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.

한편, 상기 비유효 영역(UA)에는 감지 전극(300)을 전기적으로 연결하는 배선(400)이 형성될 수 있다.

상기 배선(400)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 이러한 배선(400)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 특히, 상기 배선(400)은 인쇄 공정으로 형성이 가능한 다양한 금속 페이스트 물질을 포함할 수 있다.

상기 배선(400)의 끝단에는 전극 패드가 위치한다. 이러한 전극 패드는 인쇄 회로 기판과 접속될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 인쇄 회로 기판의 어느 일면에는 접속 단자가 위치하고, 상기 전극 패드는 상기 접속 단자와 접속될 수 있다. 상기 전극 패드는 상기 접속 단자와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.

상기 인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판 (flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우의 제조방법을 설명한다. 도 4 내지 도 10은 실시예에 따른 터치 윈도우의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 터치 윈도우의 기판(100)으로써, 강화 유리가 준비될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 기판(100) 상에 데코층이 형성될 위치에 에칭 페이스트(P)를 배치시키고, 기판(100) 상에 제1 마스크(M1)를 배치시킬 수 있다. 상기 에칭 페이스트(P)는 기판(100)의 표면을 부식시킬 수 있다. 상기 에칭 페이스트(P)는 플루오린(F)을 포함하는 유기물 페이스트일 수 있다. 상기 제1 마스크는 상기 데코층 이외의 부분이 에칭 페이스트(P)에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 상기 기판(100)의 측면에 음각이 형성될 수 있다.

그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 기판(100) 상에 포토레지스트(PR)를 도포하고, 상기 기판(100) 상에 제2 마스크(M2)를 배치시켜 노광, 현상 및 에칭 공정을 통해 음각(110)을 형성할 수 있다.

또한, 도면에 도시하지 않았으나, 건식 에칭(dry etching)을 통해 음각(110)을 형성할 수 있다. 일례로, 플라즈마 에칭을 통해 음각(110)을 형성할 수 있다.

상기 플라즈마 에칭 시, 상기 유리를 플라즈마 가스를 이용하여 에칭할 수 있다. 상기 플라즈마 가스는 SF6 또는 NF3 등의 다양한 플라즈마 가스가 사용될 수 있다.

상기 에칭을 통해 상기 유리의 측면(110a)에 포함되는 미세틈(120)의 깊이를 줄일 수 있다. 따라서, 유리의 강도를 향상할 수 있다. 특히, 박막화의 추세에 따라 유리가 박막화되어도 강도를 유지할 수 있다. 또한, 화학강화유리의 압축 응력층을 그대로 유지할 수 있어, 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 기판(100)은 별도의 코팅층이 적용되지 않아 연필 경도 등의 글래스 자체의 물성을 유지할 수 있고, 또한 코팅 공정 시 발생할 수 있는 유자껍질 현상(Orange Peel), 도포 반발(Sissing), 오무라듬(Cratering) 및 이물 불량 등의 각종 도막 결함 발생 가능성이 없다.

또한, 상기 플라즈마 에칭을 통해 미세틈(120)을 메우기 위한 별도의 코팅층을 생략할 수 있어 투명함을 유지할 수 있고, 투과율을 향상할 수 있어 디스플레이 패널의 기판 등에 적용하였을 때 유리하다. 또한, 코팅층을 형성하기 위한 제조공정을 생략할 수 있어 공정을 간소화할 수 있다.

이어서, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 음각(110) 내에 데코층(210)을 형성할 수 있다. 이러한 데코층(210)은 닥터 블레이드를 이용한 스크린 프린팅 방법으로 인쇄 재료를 충진함으로써 형성될 수 있다. 또한, 상기 데코층(210)은 증착으로 형성될 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 유효 영역; 및 상기 유효 영역을 둘러싸며 배치되는 비유효 영역을 포함하는 기판; 및
   상기 기판의 비유효 영역 상에 배치되는 데코층을 포함하고,
   상기 비유효 영역은 음각을 포함하고,
   상기 데코층의 일부는 상기 음각 내에 배치되고,
   상기 음각의 깊이는 상기 기판 두께의 50% 이하이고,
   상기 음각에 의해 상기 기판의 측면이 노출되고,
   상기 음각에 의해 노출되는 상기 기판의 측면은 미세틈을 포함하고,
   상기 미세틈은 상기 기판 전체 부피에 대하여 0.0001 Vol % 내지 0.04 Vol % 차지하고,
   상기 데코층은 상기 미세틈을 메우면서 배치되는 터치 윈도우.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 데코층은 제1 층 및 제2 층을 포함하고,
   상기 제1 층은 상기 음각 내에 배치되고,
   상기 제2 층은 상기 제1 층 상에 배치되는 터치 윈도우.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 음각의 깊이는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛ 인 터치 윈도우.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 기판은 유리를 포함하는 터치 윈도우.
10. 삭제
11. 삭제

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