KR102272040B1 - 터치 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 패널은 감지 영역 및 주변 영역을 포함하는 투명 기판; 및 상기 투명 기판 상의 상기 감지 영역에 배치되는 복수의 감지 전극들을 포함한다. 상기 감지 전극들은 매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 제1 영역들; 및 서로 인접하는 제1 영역들 사이에 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항과 다를 수 있다.

Description

터치 패널 및 이의 제조 방법{TOUCH PANEL AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
터치 패널은 단독으로 사용되기 보다는 영상을 구현하는 표시 패널과 결합된다. 상기 터치 패널은 사용자가 영상을 시청하면서 상기 터치 패널을 누르거나 터치하여 미리 정해진 정보를 입력한다.
상기 표시 패널이 가요성을 가질 경우, 상기 터치 패널도 가요성을 가져야 한다. 따라서, 최근에는 가요성을 가지는 터치 패널이 개발되고 있으며, 상기 터치 패널의 도전막으로 가요성 및 광 투과도가 우수한 그래핀을 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 일 목적은 도전막으로 가요성 및 광 투과도가 우수한 그래핀을 사용하는 터치 패널을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 터치 패널의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 터치 패널은 감지 영역 및 주변 영역을 포함하는 투명 기판; 및 상기 투명 기판 상의 상기 감지 영역에 배치되는 복수의 감지 전극들을 포함한다. 상기 감지 전극들은 매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 제1 영역들; 및 서로 인접하는 제1 영역들 사이에 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항과 다를 수 있다.
상기 제1 영역들은 단일층 그래핀을 포함하며, 상기 제2 영역은 다층 그래핀을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역들의 광 투과도는 상기 제2 영역의 광 투과도보다 높을 수 있다. 상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항보다 높을 수 있다.
복수의 패드들을 포함하는 패드부; 및 상기 패드들 및 상기 감지 전극들을 연결하는 복수의 배선들을 더 포함하며, 상기 패드들 및 배선들은 상기 제2 영역과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 터치 패널의 제조 방법은 베이스 기판 상에 배치된 제1 촉매층, 및 상기 제1 촉매층 상에 서로 이격되어 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제2 촉매 패턴들을 포함하는 다층 메탈 촉매 상에 그래핀을 성장시켜 상기 다층 메탈 촉매 상에 그래핀 시트를 형성하는 단계; 상기 그래핀 시트를 투명 기판 상에 전사시키는 단계; 및 상기 그래핀 시트를 패터닝하여 복수의 감지 전극들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 촉매층은 니켈을 포함하며, 상기 제2 촉매 패턴들은 구리를 포함할 수 있다.
상기 제1 촉매층 및 상기 제2 촉매 패턴의 두께비는 3:6 내지 3:10일 수 있다.
상기 그래핀 시트는 상기 제2 촉매 패턴들 상에 배치되는 제1 영역들; 및 상기 제2 촉매 패턴들 사이에서 노출되는 상기 제1 촉매층 상에 배치되는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항과 다를 수 있다. 상기 제1 영역들은 단일층 그래핀을 포함하며, 상기 제2 영역은 다층 그래핀을 포함할 수 있다.
상기 감지 전극들과 함께 복수의 패드들을 포함하는 패드부, 및 상기 패드들과 상기 감지 전극들을 연결하는 복수의 배선들이 동시에 형성될 수 있다.
상기 그래핀 시트를 화학적 도핑하는 단계를 더 포함하며, 상기 화학적 도핑은 질산(HNO3)이 희석된 질산 용액에 상기 그래핀 시트를 투입하여 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 터치 패널은 도전막이 그래핀을 포함하여, 가요성 및 광 투과도가 우수할 수 있다. 따라서, 상기 터치 패널은 반복적인 휨 및 벤딩에 의한 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널의 방법은 그래핀의 전사 및 패터닝만을 이용하므로, 공정을 단순화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 터치 패널을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4는 도 2의 EA1 영역의 확대도이다.
도 5는 도 4의 I-I' 라인에 따른 단면도이다.
도 6은 다중 메탈 촉매를 설명하기 위한 일부 평면 개념도이며, 도 7은 도 6의 II-II' 라인에 따른 단면도이다.
도 8은 다층 메탈 촉매를 이용한 그래핀 성장을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 다층 메탈 촉매를 이용하여 성장된 그래핀 시트를 설명하기 위한 일부 평면도이다.
도 10은 도 9의 III-III' 라인에 따른 단면도이다.
도 11 내지 도 13은 제2 촉매 패턴의 배치에 따른 그래핀 시트를 설명하기 위한 현미경 사진이다.
도 14는 그래핀 시트에서 단일층 그래핀의 면적 비율에 따른 투과도의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 15는 그래핀 시트를 투명 기판 상에 전사하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16은 그래핀 시트의 화학적 도핑에 따른 면저항의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 17은 투명 기판 상으로 전사된 그래핀 시트의 패터닝을 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 도 17의 EA2 영역의 확대도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 터치 패널을 설명하기 위한 평면도들이며, 도 4는 도 2의 EA1 영역의 확대도이며, 도 5는 도 4의 I-I' 라인에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100) 및 터치 패널(200)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 표시 패널(100)로 유기 발광 표시 패널(Organic Light Eemitting Display panel, OLED panel)과 같은 자발광이 가능한 표시 패널을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상기 표시 패널(100)로 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(Electro-Phoretic Display panel, EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(Electro-Wetting Display panel, EWD panel)과 같은 비발광성 표시 패널을 사용하는 것이 가능하다. 상기 표시 패널(100)로 비발광성 표시 패널을 사용하는 경우, 상기 모바일 기기는 상기 표시 패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 구비할 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 표시 패널(100)로 상기 유기 발광 표시 패널을 예로서 설명한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 화소들을 구비할 수 있다. 각 화소는 적색(red) 화소, 녹색(grean) 화소, 청색(blue) 화소 및 백색(white) 화소 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 화소는 마젠타(magenta) 화소, 시안(cyan) 화소, 옐로(yellow) 화소 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(100)은 표시 소자로써 유기 발광 소자가 배치되는 제1 기판(110), 및 상기 제1 기판(110)에 마주하는 제2 기판(120)을 구비할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 절연 기판 상에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 구비하는 박막 트랜지스터 기판(미도시), 및 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 상기 유기 발광 소자를 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(110)은 상기 박막 트랜지스터 기판의 일측에 배치되고, 상기 유기 발광 소자를 구동시킬 수 있는 구동부(미도시)를 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 구동부는 COG(Chip on Glass) 타입의 구동 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 배치된다. 또한, 상기 유기 발광 소자는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 유기막, 및 상기 유기막 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 투명할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 어느 하나의 투명 도전성 산화물을 포함하는 도전막일 수 있다. 상기 제2 전극은 광 반사가 가능하며, 상기 제1 전극에 비하여 일함수가 낮은 Mo, MoW, Cr, Al, AlNd 및 Al 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기막은 적어도 발광층(emitting layer, EML)을 포함하며, 일반적으로 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 유기막은 정공을 주입하는 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공의 수송성이 우수하고 상기 발광층에서 결합하지 못한 전자의 이동을 억제하여 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키기 위한 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 주입된 전자와 정공의 재결합에 의하여 광을 발하는 상기 발광층, 상기 발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제하기 위한 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자를 상기 발광층으로 원활히 수송하기 위한 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자를 주입하는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다.
상기 발광층에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(grean), 청색(blue) 및 백색(white) 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발광층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 유기 발광 소자를 외부 환경과 격리시키며, 실런트와 같은 봉지재를 통하여 상기 제1 기판(110)과 합착될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 기판(120)은 투명 절연 기판일 수 있다. 한편, 상기 유기 발광 소자가 투명 절연막 등으로 봉지된 경우, 상기 제2 기판(120)은 생략될 수 있다.
상기 터치 패널(200)은 사용자의 터치 위치를 감지할 수 있는 감지 영역(SA) 및 상기 감지 영역(SA)에 인접하여 배치되는 상기 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 감지 영역(SA)은 상기 표시 패널(100)에서 이미지가 표시되는 영역에 대응하여 배치될 수 있다.
상기 터치 패널(200)은 투명 기판(210), 상기 감지 영역(SA)에서 상기 투명 기판(210) 상에 배치되는 복수의 센싱 전극(220)들, 및 상기 주변 영역(PA)에서 상기 센싱 전극(210)들을 패드부(240)의 패드(241)들에 연결하는 복수의 센싱 라인(230)들을 포함할 수 있다.
상기 투명 기판(210)은 상기 감지 영역(SA) 및 상기 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 상기 투명 기판(210)은 투명 절연 물질을 포함하는 가요성 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 기판(210)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, Polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 및 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate) 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 센싱 전극(220)들은 상기 터치 패널(200)의 터치 감지 방법에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 터치 패널(200)은 자가 정전 용량형 터치 패널(Self Capacitance type Touch Panel)일 수 있다. 여기서, 상기 센싱 전극(220)들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 센싱 전극(220)들은 상기 센싱 라인(230)들을 통해 상기 패드부(240)의 패드(241)들에 각각 연결될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 터치 패널(200)은 상호 정전 용량형 터치 패널((Mutual Capacitance type Touch Panel)일 수 있다. 여기서, 상기 센싱 전극(220)들의 일부는 일 방향으로 연결되고, 서로 평행한 복수의 감지 전극 행들을 구성할 수 있다. 또한, 상기 센싱 전극(220)들의 나머지는 상기 감지 전극 행들에 교차하는 방향으로 연결되고, 서로 평행한 복수의 감지 전극 열들을 구성할 수 있다. 상기 감지 전극 행들 및 상기 감지 전극 열들은 상기 센싱 라인(230)들을 통해 상기 패드부(240)의 패드(241)들에 각각 연결될 수 있다.
상기 센싱 전극(220)들은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등과 같은 특정 물체의 터치 입력으로부터 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 상기 센싱 전극(220)들은 상기 정전 용량의 변화를 감지할 수 있도록 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 센싱 전극(220)들은 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다.
상기 센싱 전극(220)들은 매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 제1 영역(220A)들, 및 서로 인접하는 제1 영역(220A)들 사이에 배치되는 제2 영역(220B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(220A)들 및 상기 제2 영역(220B)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 영역(220A)들은 단일층 그래핀(single-layer graphene)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 영역(220B)은 다층 그래핀(multi-layer graphene)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(220B)은 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 영역(220B)은 일방향으로 연장된 제1 라인(220B1)들, 및 상기 제1 라인(220B1)들과 교차하는 방향으로 연장된 제2 라인(220B2)들을 포함할 수 있다.
상기 다층 그래핀은 적층된 복수의 단일층 그래핀들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 다층 그래핀의 저항 및 광 투과도는 단일층 그래핀의 저항 및 광 투과도보다 낮다. 즉, 상기 제2 영역(220B)의 저항은 상기 제1 영역(220A)들의 저항보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(220A)의 광 투과도는 상기 제2 영역(220B)의 광투과도보다 높을 수 있다.
상기 센싱 라인(230)들 및 상기 패드(241)들은 상기 제2 영역(220B)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 센싱 라인(230)들 및 상기 패드(241)들은 다층 그래핀을 포함할 수 있다.
상기 터치 패널(200)은 상기 투명 기판(210) 상에 배치된 상기 센싱 전극(220)들, 상기 패드(241)들, 및 상기 센싱 라인(230)들 모두 그래핀을 포함할 수 있다. 일반적으로 상기 그래핀은 순수 금속 또는 합금에 비하여 가요성이 우수할 수 있다. 따라서, 상기 터치 패널(200)은 가요성을 가질 수 있다. 또한, 상기 터치 패널(200)이 반복적으로 휘거나 벤딩되더라도, 상기 센싱 전극(220), 상기 패드(241)들, 및 상기 센싱 라인(230)들의 손상이 방지될 수 있다.
하기에서는 도 6 내지 도 18을 참조하여, 도 1 내지 도 5에 도시된 터치 패널의 제조 방법을 설명한다.
도 6은 다중 메탈 촉매를 설명하기 위한 일부 평면 개념도이며, 도 7은 도 6의 II-II' 라인에 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 그래핀 시트를 형성하기 위한 다층 메탈 촉매(300)를 준비한다. 상기 다층 메탈 촉매(300)는 베이스 기판(310), 상기 베이스 기판(310) 상에 배치된 절연막(320), 상기 절연막(320) 상에 배치된 제1 촉매층(330), 및 상기 제1 촉매층(330) 상에 배치된 복수의 제2 촉매 패턴(340)들을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(310)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.
상기 절연막(320)은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연막(320)은 약 250㎛ 내지 350㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 절연막(320)은 약 300㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 촉매층(330)은 그래핀 성장 분위기에서 격자 내에 탄소를 함유할 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 촉매층(330)은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
상기 제2 촉매 패턴(340)들은 그래핀 성장 분위기에서 격자 내에 탄소를 함유하지 않는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 촉매 패턴(340)들은 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 제2 촉매 패턴(340)들은 평면상에서 사각 형상을 가질 수 있으며, 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 또한, 상기 제1 촉매층(330)에서, 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이에서 노출되는 영역은 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 촉매층(330) 및 상기 제2 촉매 패턴(340)의 두께비는 3:6 내지 3:10일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 촉매층(330)의 두께가 300㎚인 경우, 상기 제2 촉매 패턴(340)들의 두께는 600㎚ 내지 1000㎚일 수 있다. 상기 제2 촉매 패턴(340)들의 두께가 600㎚ 미만인 경우, 그래핀 성장시 상기 제2 촉매 패턴(340)들 상에 다층 그래핀이 형성될 수 있다. 상기 제2 촉매 패턴(340)들의 두게가 1000㎚를 초과하는 경우, 그래핀 성장시 상기 제2 촉매 패턴(340)들 상에 형성되는 단일층 그래핀이 불연속 구간을 가질 수 있다.
도 8은 다층 메탈 촉매를 이용한 그래핀 성장을 설명하기 위한 개념도이며, 도 9는 다층 메탈 촉매를 이용하여 성장된 그래핀 시트를 설명하기 위한 일부 평면도이며, 도 10은 도 9의 III-III' 라인에 따른 단면도이며, 도 11 내지 도 13은 제2 촉매 패턴의 배치에 따른 그래핀 시트를 설명하기 위한 현미경 사진이며, 도 14는 그래핀 시트에서 단일층 그래핀의 면적 비율에 따른 투과도의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 내지 도 14를 참조하면, 상기 다층 메탈 촉매(300) 상에 그래핀을 성장시켜 그래핀 시트(220')를 형성한다.
상기 그래핀 시트(220')는 화학 기상 증착(CVD)을 수행할 수 있는 공정 챔버(400)에 상기 다층 메탈 촉매(300)를 투입하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공정 챔버(400)는 석영 튜브(quartz tube)이며, 상기 공정 챔버(400) 내부의 온도는 약 800℃ 내지 1200℃일 수 있다. 상기 공정 챔버(400)에 공급되는 공정 가스는 수소(H2) 가스 및 메탄(CH4) 가스의 혼합 가스일 수 있다. 또한, 상기 다층 메탈 촉매(300)는 석영 플레이트(410) 상에 안착된 상태로 상기 공정 챔버(400)에 투입될 수 있다.
상기 공정 조건에서, 상기 다층 메탈 촉매(300) 상에서 형성되는 상기 그래핀 시트(220')는 매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 제1 영역(220A)들, 및 서로 인접하는 제1 영역(220A)들 사이에 배치되는 제2 영역(220B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(220A)들 및 상기 제2 영역(220B)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 영역(220A)들은 상기 제2 촉매 패턴(340)들 상에 형성될 수 있다. 상기 화학 기상 증착 공정에서, 탄소 원자들이 상기 제2 촉매 패턴(340)들의 격자 내부로 침투하지 않는다. 따라서, 상기 제2 촉매 패턴(340)들은 상기 화학 기상 증착 공정에서 탄소 원자들을 석출시키지 않으므로, 상기 제2 촉매 패턴(340) 상에 형성된 상기 제1 영역(220A)들은 단일층 그래핀(single-layer graphene)을 포함할 수 있다.
상기 제2 영역(220B)들은 상기 제2 촉매 패턴(340)들 사이에서 노출된 상기 제1 촉매층(330) 상에 형성될 수 있다. 상기 화학 기상 증착 공정에서, 탄소 원자들은 상기 제1 촉매층(330)의 격자 내부로 침투할 수 있다. 따라서, 상기 제1 촉매층(330) 상에 그래핀이 성장함과 동시에, 상기 제1 촉매층(330)은 격자 내부의 탄소 원자들을 석출시킬 수 있다. 상기 석출된 탄소 원자들은 그래핀을 구성하므로, 상기 제1 촉매층(330) 상에 형성된 상기 제2 영역(220B)은 다층 그래핀(multi-layer graphene)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(220B)은 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 영역(220B)은 일방향으로 연장된 제1 라인(220B1)들, 및 상기 제1 라인(220B1)들과 교차하는 방향으로 연장된 제2 라인(220B2)들을 포함할 수 있다.
상기 제2 영역(220B)의 저항은 상기 제1 영역(220A)들의 저항보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(220A)의 광 투과도는 상기 제2 영역(220B)의 광투과도보다 높을 수 있다.
도 11 내지 도 13의 그래핀 시트(220') 형성에 사용된 다층 메탈 촉매(300)는 베이스 기판(310)으로 실리콘 기판, 실리콘 기판 상에 배치된 절연막(320)으로 300㎚ 두께의 실리콘 산화막, 상기 실리콘 산화막 상에 배치된 제1 촉매층(330)으로 300㎚ 두께의 니켈막, 및 상기 니켈막 상에 배치된 제2 촉매 패턴(340)들로 300㎚ 두께의 구리막을 포함한다. 여기서, 상기 제2 촉매 패턴(340)들의 일변의 길이는 100㎛이다.
또한, 도 11에 도시된 그래핀 시트(220')의 형성에 사용된 상기 다층 메탈 촉매(300)의 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이의 거리는 200㎛이다. 또한, 도 12에 도시된 그래핀 시트(220')의 형성에 사용된 상기 다층 메탈 촉매(300)의 상기 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이의 거리는 150㎛이다. 또한, 도 13에 도시된 그래핀 시트(220')의 형성에 사용된 상기 다층 메탈 촉매(300)의 상기 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이의 거리는 100㎛이다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이의 거리가 증가할수록, 상기 그래핀 시트(220')에서 상기 제1 영역(220A) 면적 비율이 감소하며, 상기 제2 영역(220B)의 면적 비율이 증가한다. 또한, 상기 서로 인접하는 제2 촉매 패턴(340)들 사이의 거리가 감소할수록, 상기 그래핀 시트(220')에서 상기 제1 영역(220A)의 면적 비율이 증가하며, 상기 제2 영역(220B)의 면적 비율이 감소한다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 그래핀 시트(220')가 다층 그래핀만을 포함하는 경우, 상기 그래핀 시트(220')의 광 투과도는 약 87.0%이다. 또한, 상기 그래핀 시트(220')가 상기 단일층 그래핀만을 포함하는 경우, 상기 그래핀 시트(220')의 광 투과도는 약 97.7%이다. 또한, 상기 그래핀 시트(220')에서, 단일층 그래핀이 차지하는 면적이 증가할수록 상기 그래핀 시트(220')의 광 투과도가 증가함을 알 수 있다.
따라서, 상기 그래핀 시트(220')에서 단일층 그래핀을 포함하는 상기 제1 영역(220A)의 면적이 증가할수록 상기 그래핀 시트(220')의 광 투과도는 증가할 수 있다. 또한, 상기 그래핀 시트(220')에서 다층 그래핀을 포함하는 상기 제2 영역(220B)의 면적이 증가할수록 상기 그래핀 시트(220')의 전체 광 투과도는 감소할 수 있다.
도 15는 그래핀 시트를 투명 기판 상에 전사하는 것을 설명하기 위한 개념도이며, 도 16은 그래핀 시트의 화학적 도핑에 따른 면저항의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 그래핀 시트(220')를 형성한 후, 상기 그래핀 시트(220')를 투명 기판(210) 상으로 전사한다.
그런 다음, 상기 그래핀 시트(220')에 화학적 도핑을 실시한다. 상기 화학적 도핑은 상기 그래핀 시트(220')가 전사된 상기 투명 기판(210)을 질산(HNO3)이 희석된 질산 용액에 투입하여 수행될 수 있다.
상기 그래핀 시트(220')의 그래핀 및 상기 질산의 화학 반응에 의해, 상기 그래핀 내부에 C(O)OH 작용기, C-OH 작용기 및 C=O 작용기가 생성되며, 질산염(NO3-)이 상기 그래핀 격자에 존재할 수 있습니다. 상기 C(O)OH 작용기, 상기 C-OH 작용기, 상기 C=O 작용기 및 상기 질산염은 상기 그래핀 시트(220')의 전기 전도도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 화학적 도핑이 수행된 상기 그래핀 시트(220')의 면저항이 감소될 수 있다. 도 16의 측정에 사용된 그래핀 시트(220')는 질산이 63wt%로 희석된 질산 용액에서 화학적 도핑이 수행된 그래핀 시트(220')이다.
도 17은 투명 기판 상으로 전사된 그래핀 시트의 패터닝을 설명하기 위한 평면도이며, 도 18은 도 17의 EA2 영역의 확대도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 그래핀 시트(220')에 화학적 도핑을 수행한 후, 상기 그래핀 시트(220')를 패터닝하여 터치 패널(200)을 형성한다. 상기 그래핀 시트(220')의 패터닝에 의해, 상기 투명 기판(210) 상에 복수의 센싱 전극(220)들, 복수의 패드(241)들, 및 상기 센싱 전극(220)들과 상기 패드(241)들을 각각 연결하는 복수의 센싱 라인(230)들이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 전극(220)들은 감지 영역(SA)에 배치되어 터치 입력으로부터 정전 용량의 변화 신호를 감지하며, 상기 정전 용량의 변화 신호는 상기 센싱 라인(230)들을 통하여 상기 패드(241)들로 전송될 수 있다.
상기 센싱 전극(220)들은 매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 상기 제1 영역(220A)들, 및 상기 서로 인접하는 제1 영역(220A)들 사이에 배치되는 상기 제2 영역(220B)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 영역(220A)들은 단일층 그래핀을 포함할 수 있으며, 상기 제2 영역(220B)은 다층 그래핀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱 라인(230)들 및 상기 패드(241)들은 상기 제2 영역(220B)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 센싱 라인(230)들 및 상기 패드(241)들은 다층 그래핀을 포함할 수 있다.
상기 터치 패널의 제조 방법은 상기 그래핀 시트(220')를 다층 메탈 촉매(300) 상에 형성한 후, 상기 그래핀 시트(220')를 투명 기판(210) 상으로 전사하고 패터닝하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 터치 패널의 제조 방법은 단순한 공정을 통하여 상기 터치 패널(200)을 제조할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 패널 110: 제1 기판
120: 제2 기판 200: 터치 패널
210; 투명 기판 220: 센싱 전극
220A: 제1 영역 220B: 제2 영역
220B1: 제1 라인 220B2: 제2 라인
220': 그래핀 시트 230: 센싱 라인
240: 패드부 241: 패드
300: 다층 메탈 촉매 310: 베이스 기판
320: 절연막 330: 제1 촉매층
340: 제2 촉매 패턴 400: 공정 챔버
410: 석영 플레이트

Claims (15)

  1. 감지 영역 및 주변 영역을 포함하는 투명 기판; 및
    상기 투명 기판 상의 상기 감지 영역에 배치되는 복수의 감지 전극들을 포함하며,
    상기 감지 전극들은
    매트릭스 형태로 배열되고 서로 이격된 복수의 제1 영역들; 및
    서로 인접하는 제1 영역들 사이에 배치되는 제2 영역을 포함하며,
    상기 제2 영역은 일방향으로 연장된 제1 라인들, 및 상기 제1 라인들과 교차하는 방향으로 연장된 제2 라인들을 포함하며 메쉬 형상을 갖고
    상기 제1 영역들은 단일층 그래핀을 포함하며, 상기 제2 영역은 다층 그래핀을 포함하며,
    상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항과 다른 터치 패널.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역들의 광 투과도는 상기 제2 영역의 광 투과도보다 높은 터치 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항보다 높은 터치 패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    복수의 패드들을 포함하는 패드부; 및
    상기 패드들 및 상기 감지 전극들을 연결하는 복수의 배선들을 더 포함하며,
    상기 패드들 및 배선들은 상기 제2 영역과 동일한 물질을 포함하는 터치 패널.
  6. 베이스 기판 상에 배치된 제1 촉매층, 및 상기 제1 촉매층 상에 서로 이격되어 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제2 촉매 패턴들을 포함하는 다층 메탈 촉매 상에 그래핀을 성장시켜 상기 다층 메탈 촉매 상에 그래핀 시트를 형성하는 단계;
    상기 그래핀 시트를 투명 기판 상에 전사시키는 단계; 및
    상기 그래핀 시트를 패터닝하여 복수의 감지 전극들을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 촉매층에서 서로 인접하는 제2 촉매 패턴들 사이에서 노출되는 영역은 메쉬(mesh) 형상을 갖는 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 촉매층은 니켈을 포함하며, 상기 제2 촉매 패턴들은 구리를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 촉매층 및 상기 제2 촉매 패턴의 두께비는 3:6 내지 3:10인 터치 패널의 제조 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 그래핀 시트는
    상기 제2 촉매 패턴들 상에 배치되는 제1 영역들; 및
    상기 제2 촉매 패턴들 사이에서 노출되는 상기 제1 촉매층 상에 배치되는 제2 영역을 포함하며,
    상기 제1 영역들의 저항은 상기 제2 영역의 저항과 다른 터치 패널의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 영역들은 단일층 그래핀을 포함하며, 상기 제2 영역은 다층 그래핀을 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 영역들의 광 투과도는 상기 제2 영역의 광 투과도보다 높은 터치 패널의 제조 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 감지 전극들과 함께 복수의 패드들을 포함하는 패드부, 및 상기 패드들과 상기 감지 전극들을 연결하는 복수의 배선들이 동시에 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 패드들 및 배선들은 상기 제2 영역과 동일한 물질을 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  14. 제6 항에 있어서,
    상기 그래핀 시트를 화학적 도핑하는 단계를 더 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 화학적 도핑은 질산(HNO3)이 희석된 질산 용액에 상기 그래핀 시트를 투입하여 수행되는 터치 패널의 제조 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5887947B2 (ja) * 2011-03-28 2016-03-16 ソニー株式会社 透明導電膜、ヒータ、タッチパネル、太陽電池、有機ｅｌ装置、液晶装置および電子ペーパ
KR101461928B1 (ko) * 2012-08-28 2014-11-14 크루셜텍 (주) 시인성 개선을 위한 터치 검출 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101174670B1 (ko) * 2011-05-13 2012-08-17 한국화학연구원 그래핀 기반 소자에 응용 할 수 있는 패턴된 그래핀의 제조방법

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