KR102274065B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로써, 특히, 표면처리된 금속 패턴층의 표면에 흑화층이 형성되어, 반사 방지 효과가 극대화되는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Pannel}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로써, 특히, 표면처리된 금속 패턴층의 표면에 흑화층이 형성되는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.

이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 제안되었다.

터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.

터치 스크린 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 저항막 방식(resistivetype), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.

일반적으로 터치 스크린 패널은 표면에 투명 전극이 구비된 투명 전극 필름을 커버 유리(Cover Glass)에 합착하여 제작되고 있다.

상기 투명 전극 필름은 전극 재료, 즉, 일 예로 ITO(Indium Tin Oxide)를 표면에 코팅하고, 에칭 공정으로 센싱 전극회로를 형성하여 제조된다.

그러나, 상기한 종래의 터치 스크린 패널은 13인치 이상의 화면에서 ITO(Indium Tin Oxide) 전극의 높은 저항으로 터치 속도 저하와 멀티 터치 구현에 어려움이 있었다.

또한, ITO(Indium Tin Oxide)의 주재료인 인듐은 희귀 원소로 고갈의 위험이 있고, 가격이 비싸 터치 스크린 패널의 제조 비용을 증대시키는 원인이 되고 있다.

특히, 13인치 이상의 대면적 터치 스크린 패널에서 ITO(Indium Tin Oxide) 전극은 높은 저항으로 전력 소모가 과다한 문제가 있다.

또한, AgNW(Silver nano Wire)를 투명기재 전면에 형성하고, 에칭 또는 레이저 가공으로 투명 전극을 형성하여 터치 스크린 패널을 제조할 수 있는데, AgNW(Silver nano Wire)을 사용하여 투명 전극을 형성하는 경우 낮은 저항으로 터치 속도는 우수하나 투명도가 낮은 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 한국공개특허공보 제2012-0130053호에는 도 8에 도시된 바와 같이, 전도성 기판은 기재(100), 및 상기 기재(100) 상의 적어도 일면에 구비된 전도성 패턴(200)과, 기재(100)와 전도성 패턴(200) 사이에는 반사방지층 등의 코팅층(300)을 포함하고, 상기 전도성 패턴(200)의 표면의 중심선 평균거칠기 값(Ra)이 0.1 ~ 0.3㎛인 것이 나타나 있다.

이때 코팅층(300) 표면의 중심선 평균거칠기 값(Ra)이 0.1 ~ 0.3㎛인 것이 나타나 있다.

전도성 기판은 기재의 중심선 평균거칠기 값(Ra)이 0.1 ~ 0.3㎛이 되도록 표면 전처리를 수행한 후, 상기 기재 상에 전도성 패턴을 형성하는 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 기재의 표면 전처리는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 기재의 표면을 서브 마이크론 크기로 표면 분자들을 제거함으로써 기재의 표면 거칠기를 조절할 수 있다.

이와 같이 종래에는 전도성 패턴과 코팅층의 표면 거칠기 조절을 통하여 난반사를 유도하여 전도성 패턴이 안보이도록 하는 것이 나타나 있으나, 코팅층의 손상을 유발하는 문제가 있다. 또한, 반사 방지가 완벽하게 되지 않는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2012-0130053호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반사 방지 효과를 극대화할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재와, 상기 터치 스크린 패널용 기재의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면이 표면처리되는 금속 패턴층과, 상기 금속 패턴층 표면에 형성된 제1흑화층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상이고, 상기 금속 패턴층과 상기 터치 스크린 패널용 기재 사이에 베이스 회로층이 형성되며, 상기 베이스 회로층은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질의 제2흑화층일 수 있다.

상기 제1흑화층은 상기 금속 패턴층의 측면 및 상면을 전체적으로 감싸 상기 금속 패턴층이 노출되지 않도록 형성될 수 있다.

상기 금속 패턴층은 진공 에칭 방법 또는 표면 버프 연마 방법 또는 사포 연마 방법 또는 화학 약품에 의한 흑색 착화물을 형성하는 방법에 의해 표면 처리될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

표면처리된 금속 패턴층의 표면에 제1흑화층이 형성되어, 반사 방지 효과가 극대화된다.

상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상이어서, 상기 금속 패턴층의 형성을 용이하게 할 수 있는 동시에 금속 패턴층이 사람의 육안으로 보이지 않도록 할 수 있다.

상기 금속 패턴층과 상기 터치 스크린 패널용 기재 사이에 베이스 회로층이 형성되며, 상기 베이스 회로층은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질의 제2흑화층이어서, 금속에 의한 반사가 저감되어 사람의 눈으로 인지하기 어려운(시인성이 없는) 미세 회로를 용이하게 구현하여 투명도가 더욱 높은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널에서 금속 패턴층 표면에 제1흑화층을 형성하기 전 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널에서 금속 패턴층 표면에 제1흑화층을 형성하기 전 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널 단면도.
도 8은 종래의 전도성 기판 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재(1)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면이 표면처리되는 금속 패턴층(20)과, 상기 금속 패턴층(20) 표면에 형성된 제1흑화층(24)을 포함한다.

터치 스크린 패널용 기재(1)는 상면과 하면이 평편한 평판으로 구비된다.

상기 터치 스크린 패널용 기재(1)는 투명 재질의 기재로, 강화 유리, 투명필름, 투명 플라스틱 등의 투명 기재를 사용하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 투명하고, 터치 스크린 패널로 사용할 수 있는 어떠한 기재도 사용 가능함을 밝혀둔다.

상기 금속 패턴층(20)은 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면(상면)에 형성된다.

상기 금속 패턴층(20)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 중 어느 하나인 것을 일 예로 하며, 전기 도금을 통해 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 도금되는 것을 일 예로 한다.

금속 패턴층(20)의 상면인 표면에는 마이크로 단위로 표면 거칠기가 조절되어 표면처리 되어 있다.

상기 표면처리는 플라즈마 처리, 샌드 블러스트 등의 물리적 처리, 화학적 처리 중 어느 하나로 될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 패턴층(20)의 표면처리는 이온빔 에칭 또는 부식성 가스를 이용한 Dry Etch를 이용할 수 있다.

상세하게는, 금속 패턴층(20)은 진공 에칭 방법 또는 표면 버프 연마 방법 또는 사포 연마 방법 또는 화학 약품에 의한 흑색 착화물을 형성하는 방법에 의해 표면 처리될 수 있다.

특히, 상기 금속 패턴층(20)과 상기 터치 스크린 패널용 기재(1) 중에서 금속을 더 에칭시키는 이온을 사용하여 이온빔 에칭한다. 따라서, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)는 에칭되지 않고, 상기 표면처리시 금속 패턴층(20)만 급격히 에칭될 수 있다.

이로 인해, 투명 기재의 손상을 최소화하여 헤이즈 효과를 최소화할 수 있다. 이와 같이 이온빔 에칭을 통해 금속 패턴층(20)을 형성할 경우 금속 패턴층(20)의 표면에는 구의 일부 형상으로 형성된 미세한 크기의 홈(23)이 다수개 형성된다.

전술한 바와 다르게, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 표면처리는 버프(buff)를 이용한 연마공정으로 이루어질 수 있다.

상세하게는, 상기 버프는 사포롤로 구비될 수 있다.

버프를 이용하여 상기 금속 패턴층(20)의 표면을 연마할 경우, 상기 금속 패턴층(20)의 표면에는 다수개의 홈(23')이 형성되며, 상기 금속 패턴층(20)이 이격되어 있더라도 상기 버프의 연마방향에 배치되는 금속패턴층(20)에는 홈(23')이 연속되도록 형성된다.

이와 같이 표면처리를 버프를 이용한 연마공정으로 하여, 표면처리가 단순한 공정으로 처리 가능해진다.

이로 인해 상기 금속 패턴층(20)이 무광처리된다.

또한, 금속 패턴층(20)의 선폭이 1.0㎛이하인 경우에는 별도의 무광처리를 하지 않더라도 금속패턴이 안 보이므로 상기 무광처리는 그 선폭이 1.0㎛ 이상인 금속 패턴층(20)에 한하여 이루어진다.

상기 금속 패턴층(20)의 표면(상면)에는 제1흑화층(24)이 형성된다. 제1흑화층(24)은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질로 형성된다.

금속 패턴층(20)의 표면측의 흑화 처리는, 흑 니켈등의 흑색 도금 처리, 동의 염소산의 알칼리 수용액으로의 표면 산화, 은의 황화물에 의한 황화흑화등의 표면 처리 등에 의해 실시할 수 있다.

제1흑화층(24)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 등의 금속 또는, 구리, 니켈, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 알루미늄 중 적어도 두개가 혼합된 합금으로 될 수 있다.

이와 같이 무광처리된 금속 패턴층(20)에 제1흑화층(24)이 더 형성되어, 반사 방지 효과가 극대화될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 터치 스크린 패널 제조 방법은, 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 감광층(3)을 형성하는 단계와, 상기 감광층(3)을 이용하여 전극회로를 형성하는 단계를 포함한다.

터치 스크린 패널용 기재(1)의 상면인 표면에 감광층(3)을 형성한다.

감광층(3)은 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 1 ~ 5㎛로 형성한다.

전극회로를 형성하는 단계(300)는, 전극회로의 형상으로 상기 감광층(3)에 음각 회로 패턴(4)을 형성하는 단계(310)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에서 상기 음각 회로 패턴(4)으로 노출된 부분에 금속 패턴층(20)을 형성하는 단계(320)와, 상기 금속 패턴층(20)의 표면을 표면처리하는 단계(330)와, 감광층(3)을 제거하는 단계(340)를 포함한다.

상기 음각 회로 패턴을 형성하는 단계(310)는, 상기 음각 회로 패턴(4)이 형성되는 부분을 커버하는 투광패턴(미도시)을 구비하고, 상기 투광패턴을 제외한 부분이 개방된 마스크로 상기 감광층(3)을 커버하는 과정; 및 상기 마스크로 커버된 상기 감광층(3)을 노광하여 상기 감광층(3)에 상기 투광패턴을 제외한 부분을 경화시키고, 상기 투광패턴 부분을 제거하여 음각 회로 패턴(4)을 형성하는 과정을 포함한다.

즉, 상기 마스크는 상기 감광층(3)에 형성되는 상기 음각 회로 패턴(4)에 대응되는 부분을 커버하는 투광패턴을 포함하고, 상기 투광패턴을 제외한 부분이 개방된 형태로 형성된다.

상기 음각 회로 패턴(4)의 내부에는 금속 패턴층(20)이 도금을 통해 형성된다.

상기 음각 회로 패턴(4)과 상기 음각 회로 패턴(4)으로 형성되는 상기 금속 패턴층(20)은 5㎛이하의 좌우 폭을 가지도록 형성된다.

상기 전극회로 형태는 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 형성되도록 터치를 감지하도록 설계된 전극회로의 형태임을 확인하며, 설계에 따라 다르게 기설정된 전극회로 형태가 될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 금속 패턴층(20)을 표면처리하는 단계(330)는 상기 감광층(3)과 상기 금속 패턴층(20)의 표면인 상면을 동시에 표면처리하여 표면처리가 용이하게 될 수 있다. 또한, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)가 감광층(3)에 의해 덮힌 상태에 있을 때 표면처리를 하여 투명 기재에 손상을 최대한 줄일 수 있다.

상기 표면처리는 마이크로 단위로 표면 거칠기를 조절하여 될 수 있다.

이로 인해 상기 금속 패턴층(20) 및 상기 감광층(3)이 무광처리된다.

또한, 금속패턴의 선폭이 1.0㎛이하인 경우에는 별도의 무광처리를 하지 않더라도 금속패턴이 안 보이므로 상기 무광처리는 그 선폭이 1.0㎛ 이상인 금속패턴층(20)에 한하여 이루어진다.

또한, 금속 패턴층(20)의 표면에 제1흑화층(24)을 형성한다.

감광층(3)을 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)로부터 제거한다.

이로 인해 상기 금속 패턴층(20)으로 구비된 상기 전극회로가 형성된다.

전술한 바와 다르게, 감광층(3)을 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)로부터 제거한 후에 상기 금속 패턴층(20)의 표면이 표면처리될 수도 있다.

전술한 바와 다르게, 도 5에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널용 기재(1)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면이 표면처리되는 금속 패턴층(20)과, 상기 금속 패턴층(20) 표면에 형성된 제1흑화층(24)을 포함하며, 상기 금속 패턴층(20)과 상기 터치 스크린 패널용 기재(1) 사이에 베이스 회로층(21)이 더 형성될 수 있다.

이러한 상기 베이스 회로층(21)은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질의 제2흑화층으로 형성된다.

이와 같이 흑화층이 두개가 구비될 경우에는, 제1흑화층(24)의 두께를 얇게 형성할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널용 기재(1)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면이 표면처리되는 금속 패턴층(20)과, 상기 금속 패턴층(20) 표면에 형성된 제1흑화층(24')을 포함하며, 제1흑화층(24')은 상기 금속 패턴층(20)의 측면 및 상면을 전체적으로 감싸 금속 패턴층(20)이 노출되지 않도록 형성될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널용 기재(1)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면이 표면처리되는 금속 패턴층(20)과, 상기 금속 패턴층(20) 표면에 형성된 제1흑화층(24')을 포함하며, 상기 금속 패턴층(20)과 상기 터치 스크린 패널용 기재(1) 사이에 베이스 회로층(21)이 더 형성되고, 제1흑화층(24')은 상기 금속 패턴층(20)의 측면 및 상면과 베이스 회로층(21)의 측면을 감싸서 금속 패턴층(20)이 노출되지 않도록 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 터치 스크린 패널용 기재
3 : 감광층
4 : 음각 회로 패턴
20 : 금속 패턴층
21 : 베이스 회로층
23, 23' : 홈
24 : 제1흑화층
200 : 감광층을 형성하는 단계
300 : 전극회로를 형성하는 단계
310 : 음각 회로 패턴을 형성하는 단계
320 : 금속 패턴층을 형성하는 단계
330 : 금속 패턴층의 표면을 표면처리하는 단계
340 : 감광층을 제거하는 단계

Claims (8)

1. 상면과 하면이 평평하게 구성되는 터치 스크린 패널용 기재;
   상기 터치 스크린 패널용 기재의 표면에 전극회로 형태로 형성되며, 표면 처리된 표면을 갖는 금속 패턴층; 및
   상기 금속 패턴층의 상기 표면 처리된 표면에 형성된 제1흑화층을 포함하고,
   상기 금속 패턴층의 표면은 표면 처리되어 복수의 홈들이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 금속 패턴층과 상기 터치 스크린 패널용 기재 사이에 베이스 회로층이 형성되며, 상기 베이스 회로층은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질의 제2흑화층인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제1흑화층은 상기 금속 패턴층의 측면 및 상면을 전체적으로 감싸 상기 금속 패턴층이 노출되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
5. 삭제
6. 상면과 하면이 평평한 터치 스크린 패널용 기재의 상기 상면에 감광층을 형성하는 단계;
   상기 감광층에 음각 회로 패턴을 형성하는 단계;
   상기 음각 회로 패턴에 의해 노출된 부분에 금속 패턴층을 형성하는 단계;
   상기 금속 패턴층의 표면을 표면 처리하는 단계;
   상기 표면 처리에 따라 상기 금속 패턴층의 표면에 복수의 홈들을 형성하는 단계;
   상기 금속 패턴층의 표면 처리된 표면에 제1흑화층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 금속 패턴층의 표면을 표면 처리하는 단계는,
   상기 감광층 및 상기 금속 패턴층의 표면을 동시에 표면 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
   
8. 제6항에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 제조 방법은,
   상기 금속 패턴층의 표면 처리 이후에 상기 감광층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.

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