KR102173133B1 - 터치 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널은 기판 상에 형성되는 복수개의 감지전극 패턴; 상기 감지전극 패턴 상에 형성되는 절연체; 및 상기 절연체의 상부에 형성되는 제1 금속층과, 상기 절연체 및 제1 금속층의 측단부를 덮도록 형성되는 제2 금속층을 포함하여 구성되어, 상기 감지전극 패턴들을 전기적으로 상호 연결하는 브리지 전극;을 포함하여 구성된다.

Description

터치 패널 및 그 제조 방법{TOUCH PANEL AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 브리지 전극의 전도성을 향상시킨 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

개인 휴대 정보 단말기(PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들 디스플레이에 입력수단(포인팅 디바이스: pointing device)을 함께 구비하기 위한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널에는 정전용량 방식(capacitive type), 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등이 알려져 있다.

정전용량 방식의 터치 패널은 터치 위치가 확인될 수 있는 기초된 전류를 유도하기 위하여 인체의 정전기(electrostatics)와 투명 전극 사이에서 유발된 정전용량(capacitance)의 변화를 채용한다. 사용자의 손가락 또는 첨필(stylus)의 터치 위치를 검출하기 위하여, 다양한 용량성 터치 패널 기술들이 개발되고 있다.

상기와 같은 정전용량 방식은 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함하는 구성으로 대부분 이루어지는데, 상기 두 개의 용량성 센싱층은 상기 층들 사이의 용량성 효과(capacitive effect)를 얻기 위해 절연 물질로 상호 공간을 두고 형성된다. 이러한 구성에 의하면 터치 패널의 두께가 증가되어 소형화에 역행하게 된다. 더욱이, 종래의 정전용량 방식의 터치 패널은 두 개의 용량성 센싱층이 각각 형성되는 양 표면 상의 기판(substrate)을 포함한다. 이러한 점에서, 스루 홀(through holes)들이 바이어스(vias)로 역할 하도록 기판상에 형성되어야 하며, 회로층 형성(circuit layering)이 상기 센싱층들의 컨덕터 요소(conductor elements)를 적절히 연결하기 위하여 채용되어야 한다. 이것은 용량성 터치 패널의 제조를 어렵고 복잡하게 한다.

따라서, 이와 같은 문제점에 대응하고자 두 개의 용량성 센싱층을 하나로 줄이기 위한 기술들이 사용되고 있으며, 최근에는 이와 같은 구성을 위하여 센싱층, 즉 감지전극 패턴층을 하나의 층으로 구성하고, 각 감지전극 패턴층 간에는 브리지 전극을 통하여 상호 연결하는 방법이 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널의 상면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 터치패널의 단면도이며, 도 2는 도 1의 A - A'의 단면을 도시하고 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)상에 제1 감지전극 패턴(120)과 제2 감지전극 패턴(121)을 형성한다. 구체적으로, 제1 감지전극 패턴(120)과 제2 감지전극 패턴(121)은 에칭(etching), 스퍼터링(sputtering) 또는 스크린 프린팅(screen printing)의 방법 등에 의해 형성될 수 있으며, 투명 패턴 재료로서 일반적으로 ITO(Indium-Tin Oxide)가 사용된다.

상기와 같이 형성된 제1 감지전극 패턴(120) 및 제2 감지전극 패턴(121)상에는 절연체(130)를 형성하고, 그 상부에 브리지 전극(140)을 형성하여, 상기 브리지 전극(140)이 서로 이격되어 있는 제1 감지전극 패턴(120)들을 전기적으로 상호 연결한다.

상기와 같이 형성된 브리지 전극(140)을 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 브리지 전극(140)은 은(Ag)과 같은 전기 전도성이 좋은 금속을 사용하여 전기 전도층(143)을 형성하고, 상기 전기 전도층(143)층의 상단과 하단에 금속층(142, 144)과 흑화된 금속층(141, 145)을 각각 형성하여 구성한다.

한편, 상기와 같은 금속층(142, 144)과 흑화된 금속층(141, 145)은 브리지 전극(140)에 외부의 빛이 반사되어 터치 패널의 시인성이 저하되는 문제점을 방지하기 위한 구성이다.

그러나, 종래 기술에 따르면 상기 금속층(142, 144)과 흑화된 금속층(141, 145)은 외부로부터의 빛이 유입되어 반사되는 것을 차단하는 기능을 하나, 전기 전도층(143)에 비하여 전도성이 떨어지므로, 브리지 전극(140)의 저항 증가의 원인이 되었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 외부로부터의 빛이 반사되는 것을 차단하기 위한 흑화층을 포함하여 브리지 전극을 구성 시에, 전기 전도층의 역할을 하는 금속층이 상기 흑화층의 측단부를 덮는 형태로 구성하여 감지전극 패턴들을 전기적으로 상호 연결함으로써, 브리지 전극의 전기 전도성을 최대화 하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은, 기판 상에 형성되는 복수개의 감지전극 패턴; 상기 감지전극 패턴 상에 형성되는 절연체; 및 상기 절연체의 상부에 형성되는 브리지 전극;을 포함하고, 상기 브리지 전극은, 상기 절연체의 상부에 형성되는 제1 금속층과, 상기 제1 금속층의 상부, 상기 제1 금속층의 측단부 및 상기 절연체의 측단부를 덮도록 형성되어, 상기 감지전극 패턴들을 전기적으로 상호 연결하는 제2 금속층을 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 상기 제2 금속층의 상부에 형성되는 제3 금속층을 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 금속층 또는 제3 금속층은 제1 재료층과, 상기 제1 재료층을 탄화(carbonization)시킨 제2 재료층으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층 및 제3 금속층 보다 전도성이 좋은 금속으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 재료층은 몰리브덴(Mo)으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 금속층은 은(Ag)으로 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은, 기판 상에 복수개의 감지전극 패턴을 형성하고, 상기 감지전극 패턴 상에 절연체를 형성하고, 상기 절연체의 상부에 브리지 전극을 형성하고, 상기 브리지 전극의 형성시에는, 상기 절연체의 상부에 제1 금속층을 형성하고, 상기 제1 금속층 상부, 상기 제1 금속층의 측단부 및 상기 절연체의 측단부를 덮도록 제2 금속층을 형성한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극의 형성시에는 상기 제2 금속층의 상단을 덮는 제3 금속층을 형성하는 과정을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 금속층 또는 제3 금속층은, 제1 재료층과, 상기 제1 재료층을 탄화(carbonization)시킨 제2 재료층으로 구성된다.

본 발명에 따르면 외부로부터의 빛이 반사되는 것을 차단하기 위한 흑화층을 포함하여 브리지 전극을 구성 시에, 전기 전도층의 역할을 하는 금속층이 상기 흑화층의 측단부를 덮는 형태로 구성하여 감지전극 패턴들을 전기적으로 상호 연결함으로써, 브리지 전극의 저항을 최소화 하여 전기 전도성을 최대화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널의 상면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 터치패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다. 보다 상세하게 설명하면, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 A - A' 단면을 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 기판(210)상에 제1 감지전극 패턴(220)과 제2 감지전극 패턴(221)이 형성된다.

상기 제1 감지전극 패턴(220)과 제2 감지전극 패턴(221) 상에는 절연체(230)가 형성된다.

이때, 제1 감지전극 패턴(220)과 제2 감지전극 패턴(221)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브 (CNT; carbon nano tube), 은 나노-와이어 (Ag Nano wire), 전도성 폴리머, 및 그래핀(Graphene) 중에서 어느 하나의 재료로 구성되며, 상기 기판(210)은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따르면 브리지 전극이 제1 금속층(240), 제2 금속층(250) 및 제3 금속층(260)을 포함하는 복수개의 층으로 구성된다.

제1 금속층(240)은 절연체(230)의 상부에 형성된다. 이때, 제1 금속층(240)은 상기 절연체(230)의 상부에 형성된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 금속층(240)은 제1 재료층(242)과 제2 재료층(241)으로 구성되며, 상기 제2 재료층(242)은 제1 재료층(241)의 금속 재료를 탄화(carbonization)시켜 구성한다. 예를 들어, 상기 제1 재료층(241)이 몰리브덴(Mo)으로 구성되고, 상기 제2 재료층(242)은 몰리브덴(Mo)을 탄화시켜 구성할 수 있다. 이때, 상기 제1 재료층(242)의 재료로는 기 몰리브덴(Mo) 이외에도 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-크롬(Ni-Cr), 티타늄(Ti) 또는 주석(Sn) 등이 사용될 수 있다.

이와 같이 제1 금속층(240)에 탄화시킨 금속층을 포함하여 구성하면, 외부로부터의 빛을 흡수하여 터치 패널 사용자의 눈에 반사광이 시인되지 않도록 한다.

상기와 같이 구성되는 제1 금속층(240)의 상부에는 제2 금속층(250)이 형성된다. 제2 금속층(250)은 상기 제1 금속층(240) 및 제3 금속층(260) 보다 전도성이 좋은 금속 재료로 형성되어 전기 전도층의 역할을 한다. 이때, 상기 제2 금속층(250)을 구성하는 재료로서 은(Ag)이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제2 금속층(250)의 재료로는 상기 은(Ag) 이외에도 구리(Cu) 또는 백금(Pt)이 사용될 수 있다.

이때, 상기 제2 금속층(250)은 상기 제1 금속층(240)의 상부를 덮도록 구성될 뿐만 아니라, 절연체(230)와 제1 금속층(240)의 측단부를 덮도록 형성된다. 상기와 같이 제2 금속층(250)이 절연체(230)와 제1 금속층(240)의 측단부를 덮는 형태로 구성하여, 제1 감지전극 패턴(220)들이 전도성이 높은 상기 제2 금속층(250)에 의해 직접 전기적으로 연결됨으로써, 전기 저항에 의한 손실을 최소화할 수 있다.

상기와 같이 구성된 제2 금속층(250)의 상부에는 제3 금속층(260)이 형성된다.

제3 금속층(260)은 제3 재료층(261)과 제4 재료층(262)으로 구성되며, 상기 제4 재료층(262)은 제3 재료층(261)의 금속 재료를 탄화(carbonization)시켜 구성한다. 예를 들어, 상기 제3 재료층(261)은 몰리브덴(Mo)으로 구성되고, 상기 제4 재료층(262)은 몰리브덴(Mo)을 탄화시켜 구성할 수 있다.

상기 제1 금속층(240)과 마찬가지로, 제3 금속층(260)은 탄화시킨 금속층을 포함하여 구성되므로, 외부로부터의 빛을 흡수하여 터치 패널 사용자의 눈에 반사광이 시인되지 않는다.

이후부터는 도 3 및 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 따르면, 먼저 기판(210)상에 제1 감지전극 패턴(220)과 제2 감지전극 패턴(221)이 형성하고, 상기 제1 감지전극 패턴(220)과 제2 감지전극 패턴(221) 상에는 절연체(230)가 형성한다.

상기와 같이 형성된 절연체(230)의 상부에 브리지 전극을 형성하며, 상기 브리지 전극의 형성시에는 제1 금속층(240), 제2 금속층(250) 및 제3 금속층(260)을 차례로 형성한다.

제1 금속층(240)은 절연체(230)의 상부에 형성된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 금속층(240)의 형성시에는 제2 재료층(241)과 제1 재료층(242)을 차례로 형성하며, 상기 제2 재료층(241)은 제1 재료층(242)의 금속 재료를 탄화(carbonization)시켜 구성한다. 이때, 상기 제1 재료층(242)을 몰리브덴(Mo)으로 구성한 경우에는, 상기 제2 재료층(241)은 몰리브덴(Mo)을 탄화시켜 구성할 수 있다.

상기와 같이 구성한 제1 금속층(240)의 상부에는 제2 금속층(250)을 형성한다. 제2 금속층(250)은 상기 제1 금속층(240) 및 제3 금속층(260) 보다 전도성이 좋은 금속으로 형성한다. 이때, 상기 제2 금속층(250)을 구성하는 재료로서 은(Ag)을 사용할 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 따르면, 상기 제2 금속층(250)이 상기 제1 금속층(240)의 상부, 제1 금속층(240)의 측단부 그리고 절연체(230)의 측단부를 덮도록 형성한다. 상기와 같이 제2 금속층(250)이 절연체(230)와 제1 금속층(240)의 측단부를 덮는 형태로 구성하여, 제1 감지전극 패턴(220)들이 전도성이 높은 상기 제2 금속층(250)에 의해 직접 전기적으로 연결되도록 한다.

상기와 같이 구성된 제2 금속층(250)의 상부에는 제3 금속층(260)을 형성한다.

제3 금속층(260)의 형성시에는 제3 재료층(261)과 제4 재료층(262)을 차례로 상부에 형성하며, 상기 제4 재료층(262)은 제3 재료층(261)의 금속 재료를 탄화(carbonization)시켜 구성한다. 예를 들어, 상기 제3 재료층(261)을 몰리브덴(Mo)을 재료로 하여 구성한 경우에는, 상기 제4 재료층(262)은 몰리브덴(Mo)을 탄화시켜 구성할 수 있다.

상기 제1 금속층(240)과 마찬가지로, 제3 금속층(260)은 탄화시킨 금속층을 포함하여 구성하므로, 외부로부터의 빛을 흡수하여 터치 패널 사용자의 눈에 반사광이 시인되지 않는다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 외부로부터의 빛이 반사되는 것을 차단하기 위한 흑화층을 포함하여 브리지 전극을 구성 시에, 전기 전도층의 역할을 하는 금속층이 상기 흑화층의 측단부를 덮는 형태로 구성하여 감지전극 패턴들을 전기적으로 상호 연결함으로써, 브리지 전극의 저항을 최소화하여 전기 전도성을 최대화 할 수 있다.

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 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

210: 기판
220: 제1 감지전극 패턴
221: 제2 감지전극 패턴
230: 절연체
240: 제1 금속층
241: 제2 재료층
242: 제1 재료층
250: 제2 금속층
260: 제3 금속층
261: 제3 재료층
262: 제4 재료층

Claims (14)

1. 기판 상에 형성되는 복수개의 감지전극 패턴들;
   상기 복수개의 감지전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 브리지 전극; 및
   상기 감지전극 패턴들과 상기 브리지 전극 사이에 배치되는 절연체를 포함하고,
   상기 브리지 전극은 복수 개의 금속층을 포함하고,
   상기 복수 개의 금속층은,
   상기 절연체에 가장 인접하여 배치되는 제 1 금속층;
   상기 제 1 금속층 상의 제 2 금속층; 및
   상기 제 2 금속층 상의 제 3 금속층을 포함하고,
   상기 제 1 금속층은 상기 제 2 금속층과 접촉하고,
   상기 제 2 금속층은 상기 제 3 금속층과 접촉하고,
   상기 제 2 금속층의 전도성은, 상기 제 1 금속층 또는 상기 제 3 금속층의 전도성 보다 높고,
   상기 복수 개의 금속층 중 적어도 하나의 금속층은 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-크롬(Ni-Cr),티타늄(Ti) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 터치 패널.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 금속층은 상기 절연체에 가장 인접하여 배치되고,
   상기 제 3 금속층은 상기 절연체에서 가장 멀리 배치되고,
   상기 제 2 금속층은 상기 제 1 금속층과 상기 제 3 금속층 사이에 배치되는 터치 패널.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 금속층 또는 제 3 금속층은,
   제 1 재료층; 및
   상기 제 1 재료층 상에 배치되고, 상기 제 1 재료층을 탄화(carbonization)시킨 제 2 재료층을 포함하는 터치 패널.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 금속층의 전도성은, 상기 제 1 금속층 및 상기 제 3 금속층의 전도성 보다 높은 터치 패널.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 금속층은 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-크롬(Ni-Cr),티타늄(Ti) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 터치 패널.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 금속층은 은(Ag), 구리(Cu) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 터치 패널.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 금속층은, 상기 제 1 금속층의 상부 및 상기 제 1 금속층의 측단부를 덮으면서 배치되는 터치 패널.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 금속층은, 상기 제 1 금속층의 상부, 상기 제 1 금속층의 측단부 및 상기 절연체의 측단부를 덮으면서 배치되는 터치 패널.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate),PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나를 포함하는 터치 패널.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 감지전극 패턴들은 상기 제 2 금속층과 전기적으로 연결되는 터치패널.
12. 삭제
13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 금속층 및 상기 제 3 금속층은 동일 물질을 포함하는 터치 패널.
14. 제 1항에 있어서,
    상기 감지전극 패턴들은 제 1 감지 전극 패턴 및 제 2 감지 전극 패턴들을 포함하고,
    상기 브리지 전극은 인접하는 제 1 감지 전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 터치 패널.

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