KR102146272B1 - 터치 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치 센서는 기재, 상기 기재 상에 형성된 터치 센서층, 상기 터치 센서층에 전기적으로 연결된 연결 라인부, 상기 연결 라인부에 전기적으로 연결된 본딩 패드부, 상기 터치 센서층과 상기 연결 라인부 상에 형성된 제1 보호층 및 상기 본딩 패드부 상에 형성되어 있으며 상기 제1 보호층보다 얇은 두께를 갖는 제2 보호층을 포함한다.
본 발명에 따르면, 내구성이 높아지는 동시에 본딩 패드와 FPC 간의 접착 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

터치 센서 및 그 제조방법{TOUCH SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEROF}
본 발명은 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 내구성이 높아지는 동시에 본딩 패드와 FPC 간의 접착 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 센서는 사용자가 화면에 디스플레이되는 영상을 손가락이나 터치 펜 등으로 접촉하는 경우 이 접촉에 반응하여 터치 지점을 파악하는 장치로서, 예를 들어, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 EL(Organic light-Emitting Diode, OLED) 등과 같은 디스플레이 장치에 부착되는 구조로 제작된다.
터치 센서가 획득한 터치 정보는 신호 처리부에 전달되어 처리되며, 터치 센서와 신호 처리부는 일반적으로 FPC(Flexible Printed Circuit)에 의해 전기적으로 연결된다. FPC와의 전기적 연결을 위하여 터치 센서에는 본딩 패드가 구비되며, 터치 센서의 구성요소들을 외부의 물리적인 요인들로부터 보호하기 위하여 이 본딩 패드를 제외한 전체 영역에는 보호층이 구비된다.
종래 기술에 따르면, FPC와 터치 센서에 구비된 본딩 패드는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 매개로 접착되는데, 본딩 패드와 보호층 간의 단차로 인하여 접착 불량이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
즉, 터치 센서의 내구성을 향상시키기 위하여 보호층의 두께를 높일수록 본딩 패드와 보호층 간의 단차도 커지게 되고, 이에 따라 본딩 패드와 FPC 간의 접착 불량이 발생할 가능성도 커지게 된다.
또한, 본딩 패드와 FPC 간의 접착력을 향상시키기 위하여 보호층의 두께를 낮추는 경우에는 터치 센서의 내구성이 저하된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0119600호(공개일자: 2009년 11월 19일, 명칭: 터치 패널 일체형 평판 디스플레이 장치) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0062469호(공개일자: 2011년 06월 10일, 명칭: 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치)
본 발명은 내구성을 높이는 동시에 본딩 패드와 FPC 간의 접착 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서는 기재와, 상기 기재 상에 형성된 터치 센서층과, 상기 터치 센서층에 전기적으로 연결된 연결 라인부와, 상기 연결 라인부에 전기적으로 연결된 본딩 패드부와, 상기 터치 센서층과 상기 연결 라인부 상에 형성된 제1 보호층 및 상기 본딩 패드부 상에 형성되어 있으며 상기 제1 보호층보다 얇은 두께를 갖는 제2 보호층을 포함한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제2 보호층은 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 상기 단위 패드들 사이의 기재 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제2 보호층은 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들 사이의 기재 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제2 보호층은 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제1 보호층의 두께는 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제2 보호층의 두께는 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제2 보호층은 유기 절연물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서에 있어서, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층은 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법은 기재 상에 터치 센서층을 형성하는 터치 센서층 형성단계와, 상기 터치 센서층에 전기적으로 연결되도록 연결 라인부를 형성하고, 상기 연결 라인부에 전기적으로 연결되도록 본딩 패드부를 형성하는 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계 및 상기 터치 센서층과 상기 연결 라인부 상에 제1 보호층을 형성하고, 상기 본딩 패드부 상에 상기 제1 보호층보다 얇은 두께를 갖는 제2 보호층을 형성하는 보호층 형성단계를 포함한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 하프톤 마스크(halftone mask)를 이용하여 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층을 동일한 공정으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 상기 단위 패드들 사이의 기재 상에 상기 제2 보호층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들 사이의 기재 상에 상기 제2 보호층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 상기 제2 보호층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 제1 보호층을 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 제2 보호층을 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 제2 보호층은 유기 절연물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층 형성단계에서는, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층을 동일한 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내구성이 높아지는 동시에 본딩 패드와 FPC 간의 접착 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 제조방법의 공정 흐름도이고,
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 제조방법의 공정 단면도들이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 시각 정보가 표시되는지 여부를 기준으로 표시 영역과 비표시 영역으로 구분될 수 있다.
표시 영역은 터치 센서에 결합된 장치가 제공하는 화상이 표시되는 영역인 동시에 사용자로부터 입력되는 터치 신호를 정전용량방식으로 감지하기 위한 영역으로서, 이 표시 영역에는 서로 교차하는 방향으로 형성되는 다수의 감지 패턴들(41, 42)을 포함하는 터치 센서층(40)이 형성되어 있다.
표시 영역의 외곽에 위치하는 비표시 영역에는 터치 센서층(40)과 전기적으로 연결된 연결 라인부(20), 이 연결 라인부(20)에 전기적으로 연결된 본딩 패드부(30)가 형성되어 있다. 본딩 패드부(30)에는 표시 영역에서 감지된 터치 신호를 도시하지 않은 구동부로 전달하는 FPC(Flexible Printed Circuit)가 연결된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서의 단면도이다.
도 2를 추가적으로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 기재(10), 터치 센서층(40), 연결 라인부(20), 본딩 패드부(30), 제1 보호층(51) 및 제2 보호층(52)을 포함한다.
기재(10)는 터치 센서의 구성요소들이 형성되는 기지로서, 경성 또는 연성 재질을 갖는 투명 물질일 수 있다.
터치 센서층(40)은 기재(10) 상에 형성되어 있으며, 사용자가 입력하는 터치 신호를 감지하기 위한 구성요소이다.
터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들은 적용되는 전자 기기의 요구에 따라 적절한 모양으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 터치 스크린 패널에 적용되는 경우, x 좌표를 감지하는 패턴과 y 좌표를 감지하는 패턴의 2종류 패턴들로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 터치 센서층(40)은 제1 감지 패턴들(41), 제2 감지 패턴들(42), 절연층(45) 및 연결 패턴들(47)을 포함할 수 있다.
제1 감지 패턴들(41)은 서로 전기적으로 연결된 상태로 제1 방향을 따라 형성되어 있고, 제2 감지 패턴들(42)은 서로 전기적으로 분리된 상태로 제2 방향을 따라 형성되어 있으며, 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향이다. 예를 들어, 제1 방향이 X 방향인 경우, 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.
절연층(45)은 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42) 사이에 형성되어 있으며, 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 절연시킨다.
연결 패턴들(47)은 인접하는 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 연결시킨다.
제1 감지 패턴들(41), 제2 감지 패턴들(42), 연결 패턴들(47)로는 투명 도전성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물류; 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC로 이루어진 군에서 선택된 금속류; 금, 은, 구리 및 납으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 나노와이어; 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 (graphene)으로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 물질류; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 폴리아닐린(PANI)으로 이루어진 군에서 선택된 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 인듐틴옥사이드가 사용될 수 있다. 결정성 또는 비결정성 인듐틴옥사이드가 모두 사용 가능하다.
터치 센서층(40)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 터치 센서의 유연성을 고려할 때 가급적 박막인 것이 바람직하다. 예를 들면, 터치 센서층(40)의 두께는 0.01 내지 5㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.5㎛일 수 있다.
예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)은 서로 독립적으로 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 또는 7각형 이상의 다각형 패턴일 수 있다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)은 규칙 패턴을 포함할 수 있다. 규칙 패턴이란, 패턴의 형태가 규칙성을 갖는 것을 의미한다. 예들 들어, 감지 패턴들은 서로 독립적으로 직사각형 또는 정사각형과 같은 메쉬 형태나, 육각형과 같은 형태의 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)은 불규칙 패턴을 포함할 수 있다. 불규칙 패턴이란 패턴의 형태가 규칙성을 갖지 아니한 것을 의미한다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들이 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 재료로 형성된 경우, 감지 패턴들은 망상 구조를 가질 수 있다. 감지 패턴들이 망상 구조를 갖는 경우, 서로 접촉하여 인접하는 패턴들에 순차적으로 신호가 전달되므로, 높은 감도를 갖는 패턴을 실현할 수 있다.
예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)을 절연시키는 절연층(45)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또는 절연층(45)은 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
연결 라인부(20)는 터치 센서층(40)과 본딩 패드부(30)를 전기적으로 연결하는 전기 배선이다. 즉, 연결 라인부(20)는 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)을 본딩 패드부(30)에 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 연결 라인부(20)는 터치 센서층(40)을 구성하는 연결 패턴들(47)과 동일한 물질일 수 있다.
본딩 패드부(30)는 연결 라인부(20)에 전기적으로 연결되어 있으며, 도시하지 않은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 매개로 FPC(Flexible Printed Circuit)에 접착된다.
제1 보호층(51)은 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20) 상에 형성되어 있으며, 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20)를 외부의 물리적인 요인들로부터 보호한다.
보다 구체적으로, 제1 보호층(51)은 절연성 소재로 형성되며, 터치 센서층(40)을 구성하는 제1 감지 패턴들(41), 제2 감지 패턴들(42), 절연층(45), 연결 패턴들(47) 및 연결 라인부(20)를 덮도록 형성되어, 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20)를 외부와 절연시키고, 보호하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 제1 보호층(51)은 단층 또는 2층 이상의 복수의 층으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 보호층(51)의 두께는 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만인 것이 바람직하다. 제1 보호층(51)의 두께가 1.5㎛ 미만이면, 제1 보호층(51)의 내구성이 약해져서 충격 등과 같은 외부적인 요인들로부터 터치 센서를 구성하는 요소들을 충분히 보호할 수 없고, 제1 보호층(51)의 두께가 10㎛ 이상이면, 제1 보호층(51)의 균일성이 크게 저하되어 터치 센서의 성능 품질이 저하된다.
제2 보호층(52)은 본딩 패드부(30) 상에 형성되어 있으며 제1 보호층(51)보다 얇은 두께를 갖는다.
이와 같이, 제2 보호층(52)이 제1 보호층(51)보다 얇은 두께를 갖도록 구성하면, 터치 센서의 내구성을 향상시키고 제1 보호층(51)의 하부에 위치하는 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20)를 외부의 물리적인 요인으로부터 충분히 보호할 수 있는 한편, 제2 보호층(52)과 본딩 패드부(30) 간의 단차가 줄어들어 본딩 패드부(30)와 도시하지 않은 FPC 간의 접착 특성이 향상된다.
예를 들어, 제2 보호층(52)의 두께는 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만인 것이 바람직하다. 제2 보호층(52)의 두께가 0.5㎛ 미만이면, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 외곽부를 충분히 보호할 수 없고, 제2 보호층(52)의 두께가 1.5㎛ 이상이면, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들과 제2 보호층(52) 간의 단차로 인하여 FPC 접착 불량이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제2 보호층(52)의 소재로는 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 제2 보호층(52)은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.
유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 보호층(51)과 제2 보호층(52)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제2 보호층(52)은, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 단위 패드들 사이의 기재(10) 상에 형성되거나, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들 사이의 기재(10) 상에 형성되거나, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 제조방법의 공정 흐름도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 제조방법의 공정 단면도들이다. 도 4 내지 도 8에는, 도 1의 A, B, C 영역에 대한 단면도들을 서로 대비하여 표현하였다. 예를 들어, 도 4 내지 도 8의 (a)는 A 영역에 대한 단면도이고, (b)는 B 영역에 대한 단면도이고, (c)는 C 영역에 대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 제조방법은 터치 센서층 형성단계(S10), 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계(S20) 및 보호층 형성단계(S30)를 포함한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 터치 센서층 형성단계(S10)에서는, 기재(10) 상에 터치 센서층(40)을 형성하는 과정이 수행된다.
터치 센서층(40)은 사용자가 입력하는 터치 신호를 감지하기 위한 구성요소이다.
예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들은 적용되는 전자 기기의 요구에 따라 적절한 모양으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 터치 스크린 패널에 적용되는 경우, x 좌표를 감지하는 패턴과 y 좌표를 감지하는 패턴의 2종류 패턴들로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 4에 개시된 바와 같이, 기재(10) 상에 제1 방향을 따라 서로 연결된 제1 감지 패턴들(41)과 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 분리된 제2 감지 패턴들(42)을 형성하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 제1 방향이 X 방향인 경우, 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.
다음으로, 도 5에 개시된 바와 같이, 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42) 사이에 절연층(45)을 형성하는 과정이 수행된다.
절연층(45)은 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 절연시킨다.
다음으로, 도 6에 개시된 바와 같이, 인접하는 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 연결하는 연결 패턴들(47)을 형성하는 과정이 수행된다.
제1 감지 패턴들(41), 제2 감지 패턴들(42), 연결 패턴들(47)로는 투명 도전성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물류; 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC로 이루어진 군에서 선택된 금속류; 금, 은, 구리 및 납으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 나노와이어; 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 군에서 선택된 탄소계 물질류; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 및 폴리아닐린(PANI)으로 이루어진 군에서 선택된 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 형성될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 인듐틴옥사이드가 사용될 수 있다. 결정성 또는 비결정성 인듐틴옥사이드가 모두 사용 가능하다.
터치 센서층(40)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 터치 센서의 유연성을 고려할 때 가급적 박막인 것이 바람직하다. 예를 들면, 터치 센서층(40)의 두께는 0.01 내지 5㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.5㎛일 수 있다.
예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)은 서로 독립적으로 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 또는 7각형 이상의 다각형 패턴일 수 있다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)은 규칙 패턴을 포함할 수 있다. 규칙 패턴이란, 패턴의 형태가 규칙성을 갖는 것을 의미한다. 예들 들어, 감지 패턴들은 서로 독립적으로 직사각형 또는 정사각형과 같은 메쉬 형태나, 육각형과 같은 형태의 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)은 불규칙 패턴을 포함할 수 있다. 불규칙 패턴이란 패턴의 형태가 규칙성을 갖지 아니한 것을 의미한다.
또한, 예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들이 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 재료로 형성된 경우, 감지 패턴들은 망상 구조를 가질 수 있다. 감지 패턴들이 망상 구조를 갖는 경우, 서로 접촉하여 인접하는 패턴들에 순차적으로 신호가 전달되므로, 높은 감도를 갖는 패턴을 실현할 수 있다.
예를 들어, 터치 센서층(40)을 구성하는 감지 패턴들은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)을 절연시키는 절연층(45)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또는 절연층(45)은 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계(S20)에서는, 터치 센서층(40)에 전기적으로 연결되도록 연결 라인부(20)를 형성하고, 연결 라인부(20)에 전기적으로 연결되도록 본딩 패드부(30)를 형성하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계(S20)는 연결 패턴들(47)을 형성하는 단계와 동시에 수행될 수 있으며, 연결 라인부(20)와 본딩 패드부(30)는 연결 패턴들(47)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 3, 도 7, 도 8을 참조하면, 보호층 형성단계(S30)에서는, 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20) 상에 제1 보호층(51)을 형성하고, 본딩 패드부(30) 상에 제1 보호층(51)보다 얇은 두께를 갖는 제2 보호층(52)을 형성하는 과정이 수행된다.
먼저, 도 7에 개시된 바와 같이, 보호층 형성용 물질층(50)을 터치 센서층(40), 연결 라인부(20), 본딩 패드부(30)의 전면에 형성하고, 하프톤 마스크(halftone mask, M)를 보호층 형성용 물질층(50) 상에 배치한 상태에서, 하프톤 마스크(M)를 이용하여 보호층 형성용 물질층(50)을 차등적으로 노광하고 현상하는 과정이 수행된다. 하프톤 마스크(M)는 목표 패턴의 형상에 대응하는 광 투과율 패턴을 갖는다. 즉, 노광기로부터 출사된 광이 하프톤 마스크(M)에 도달하면, 하프톤 마스크(M)에 도달한 광은 하프톤 마스크(M)가 갖는 광 투과율 패턴에 대응하여 하프톤 마스크(M)를 투과하여 보호층 형성용 물질층(50)에 도달하기 때문에, 보호층 형성용 물질층(50)은 하프톤 마스크(M)의 광 투과율 패턴에 대응하여 노광된다.
예를 들어, 최종적으로 형성되는 제1 보호층(51)과 제2 보호층(52)의 두께를 고려하여, 보호층 형성용 물질층(50)은 대략 10㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다.
하프톤 마스크(M)를 이용하여 보호층 형성용 물질층(50)을 차등적으로 노광하고 현상하면, 도 8에 개시된 바와 같이, 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20) 상에 형성된 제1 보호층(51)과 본딩 패드부(30) 상에 형성되며 제1 보호층(51)보다 두께가 얇은 제2 보호층(52)이 획득된다.
예를 들어, 제1 보호층(51)은 절연성 소재로 형성될 수 있으며, 터치 센서층(40)을 구성하는 제1 감지 패턴들(41), 제2 감지 패턴들(42), 절연층(45), 연결 패턴들(47) 및 연결 라인부(20)를 덮도록 형성되어, 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20)를 외부와 절연시키고, 보호하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 제1 보호층(51)은 단층 또는 2층 이상의 복수의 층으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 보호층(51)의 두께는 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만인 것이 바람직하다. 제1 보호층(51)의 두께가 1.5㎛ 미만이면, 제1 보호층(51)의 내구성이 약해져서 충격 등과 같은 외부적인 요인들로부터 터치 센서를 구성하는 요소들을 충분히 보호할 수 없고, 제1 보호층(51)의 두께가 10㎛ 이상이면, 제1 보호층(51)의 균일성이 크게 저하되어 터치 센서의 성능 품질이 저하된다.
제2 보호층(52)은 본딩 패드부(30) 상에 형성되어 있으며 제1 보호층(51)보다 얇은 두께를 갖는다.
이와 같이, 제2 보호층(52)이 제1 보호층(51)보다 얇은 두께를 갖도록 구성하면, 터치 센서의 내구성을 향상시키고 제1 보호층(51)의 하부에 위치하는 터치 센서층(40)과 연결 라인부(20)를 외부의 물리적인 요인으로부터 충분히 보호할 수 있는 한편, 제2 보호층(52)과 본딩 패드부(30) 간의 단차가 줄어들어 본딩 패드부(30)와 도시하지 않은 FPC 간의 접착 특성이 향상된다.
예를 들어, 제2 보호층(52)의 두께는 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만인 것이 바람직하다. 제2 보호층(52)의 두께가 0.5㎛ 미만이면, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 외곽부를 충분히 보호할 수 없고, 제2 보호층(52)의 두께가 1.5㎛ 이상이면, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들과 제2 보호층(52) 간의 단차로 인하여 FPC 접착 불량이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제2 보호층(52)의 소재로는 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 제2 보호층(52)은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.
유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 보호층(51)과 제2 보호층(52)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제2 보호층(52)은, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 단위 패드들 사이의 기재(10) 상에 형성되거나, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들 사이의 기재(10) 상에 형성되거나, 본딩 패드부(30)를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 형성될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 내구성이 높아지는 동시에 본딩 패드와 FPC 간의 접합 특성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서의 내구성이 향상되고 제1 보호층의 하부에 위치하는 터치 센서층과 연결 라인부를 외부의 물리적인 요인으로부터 충분히 보호할 수 있는 한편, 제2 보호층과 본딩 패드부 간의 단차가 줄어들어 본딩 패드부와 도시하지 않은 FPC 간의 접착 특성이 향상되는 터치 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
10: 기재
20: 연결 라인부
30: 본딩 패드부
40: 터치 센서층
41: 제1 감지 패턴들
42: 제2 감지 패턴들
45: 절연층
47: 연결 패턴들
51: 제1 보호층
52: 제2 보호층
M: 하프톤 마스크(halftone mask)
S10: 터치 센서층 형성단계
S20: 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계
S30: 보호층 형성단계

Claims (17)

  1. 기재;
    상기 기재 상에 형성된 터치 센서층;
    상기 터치 센서층에 전기적으로 연결되도록 상기 기재 상에 형성된 연결 라인부;
    상기 연결 라인부에 전기적으로 연결되도록 상기 기재 상에 형성된 본딩 패드부;
    상기 터치 센서층과 상기 연결 라인부 상에 형성된 제1 보호층; 및
    상기 본딩 패드부 상에 형성되어 있으며 상기 제1 보호층보다 얇은 두께와 낮은 높이를 갖는 제2 보호층을 포함하고,
    상기 제2 보호층은 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 상기 단위 패드들 사이의 기재 상에 형성되어 있는, 터치 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호층은 상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호층의 두께는 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호층의 두께는 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만인 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보호층은 유기 절연물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층은 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는, 터치 센서.
  9. 기재 상에 터치 센서층을 형성하는 터치 센서층 형성단계;
    상기 터치 센서층에 전기적으로 연결되도록 상기 기재 상에 연결 라인부를 형성하고, 상기 연결 라인부에 전기적으로 연결되도록 상기 기재 상에 본딩 패드부를 형성하는 연결 라인부/본딩 패드부 형성단계; 및
    상기 터치 센서층과 상기 연결 라인부 상에 제1 보호층을 형성하고, 상기 본딩 패드부 상에 상기 제1 보호층보다 얇은 두께와 낮은 높이를 갖는 제2 보호층을 형성하는 보호층 형성단계를 포함하고,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 일부분 상과 상기 단위 패드들 사이의 기재 상에 상기 제2 보호층을 형성하는, 터치 센서 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    하프톤 마스크(halftone mask)를 이용하여 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층을 동일한 공정으로 형성하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    상기 본딩 패드부를 구성하는 단위 패드들의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 상기 제2 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    상기 제1 보호층을 1.5㎛ 이상 10㎛ 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    상기 제2 보호층을 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제2 보호층은 유기 절연물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 보호층 형성단계에서는,
    상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층을 동일한 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는, 터치 센서 제조방법.
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