KR20020041871A - 터치패널의 투명도전막 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명기판의 상부에 형성된 금속마스크를 이용하여 E-비임 또는 스퍼터링 방식에 의하여 상기 투명기판의 필요한 부분에 직접 투명도전막을 도포하여투명도전막을 형성하는 것이다. 본 발명의 터치패널의 투명도전막 제조방법은, 패널의 사이즈에 따라 투명기판의 소정위치에 금속마스크를 형성하는 공정, 상기 금속마스크가 형성된 투명기판에 직접 투명도전막을 도포하는 공정 및 상기 마스크를 제거하는 공정을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 제조방법은 종래의 다단계 공정에 비하여 그 생산성이 향상되고, 또한 염산, 질산, 황산 등의 화합물을 사용하는 각종 식각 공정을 사용하지 않으므로 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

Description

터치패널의 투명도전막 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF TRANSPARENT CONDUCTIVE LAYER OF TOUCH PANEL}

본 발명은 터치패널의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 투명기판의 상부에 형성된 금속마스크를 이용하여 E-비임 또는 스퍼터링 방식에 의하여 상기 투명기판의 필요한 부분에 직접 투명도전막을 도포하는 박막코팅법을 사용하여 터치패널의 투명기판에 투명도전막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터치패널(또는 터치스크린)은 컴퓨터나 휴대용 정보 단말기와 같은 영상표시장치의 화면상에 설치되어 키보드나 마우스 없이도 누구나 쉽게 손이나 펜으로 화면 위에 접촉함으로써 정보를 입력할 수 있는 입력장치 중의 하나로서 정보통신 시대의 하이테크 제품으로 각광을 받고 있다.

이러한 터치패널에는 적외선, 초음파, 정전용량 등 다양한 방식의 터치패널이 있으며, 이중 아날로그 저항막 방식의 터치패널은 외광과 진동성에 따른 오동작이 적고, 경박, 외부충격에 강한 내구성, 저소비전력, 사용의 편리성, 적은 생산비용 및 대량생산의 용이성 등으로 인하여 전세계적으로 민생용 기기에 많이 채용되고 있다.

도 1에 아날로그 저항막 방식의 터치패널의 일반적인 구조를 나타내었다.

도 1에 도시한 바와 같이 터치패널은 유리판, 플라스틱필름 등의 우수한 하부 절연기판(10)의 상면에 ITO(indium tin oxide) 박막 등의 투명도전막(11)이 피착된 하부 투명전극(12)과 플라스틱 필름 등의 휘어지는 특성을 가지는 상부 절연기판(14)의 하면에 ITO 박막 등의 투명도전막(15)이 피착된 상부 투명전극(13)을 가지며, 이들 상하 투명전극(12,13)은 통상의 상태에서 서로 접촉하지 않도록 투명한 스페이서 (16)에 의하여 일정한 간격을 가지고 서로 대향하고, 누름으로써 접촉하여 ON 상태가 되는 구조를 가지고 있다.

상기 절연기판(10, 14)의 표면에 형성된 각 투명전극(12, 13)은 서로 접촉하지 않도록 슬릿형의 간극으로서 분리하여 형성되어 있다.

이러한 터치패널을 제조하는 종래의 방법으로는, 터치패널의 절연기판(10)의 전전면(前全面)에 ITO 코팅을 하고 필요한 사이즈에 맞는 ITO 패턴을 형성하여 에칭하였다. 즉, 절연기판(10)상의 투명전극(12)은 에칭처리를 포함하는 포토리소그라피법(photo lithographic method)에 의하여 주로 형성되어 왔다.

이러한 포토리소그라피법은 절연기판(10)의 전면에 도전성막을 진공증착 등에 의하여 형성하고, 상기 도전성막에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 도전성막의 노출된 부분을 에칭액으로서 녹여 제거하는 것이다.

도 2a 내지 도 2c는 터치패널의 ITO 박막을 형성하는 종래의 공정을 나타내는 공정단면도이다.

도 2a에서 절연기판(10)의 상면에 ITO 박막층(21)을 형성하고, 상기 ITO 박막층(21) 상에 포토레지스트(22) 코팅을 한다.

다음 도 2b로 나타낸 바와 같이, 상기 포토레지스트층(22)의 상면의 소정 위치로 ITO 패턴을 형성하기 위한 마스크(23)를 제작하고, 상기 마스크(23)에 의하여 ITO 코팅된 절연기판(10)을 노광하고, 노광된 ITO 코팅된 절연기판(10)을 화합물을 사용하여 에칭하고, 다시 남아 있는 포토레지스트층(22)를 에칭하여 도 3c에 도시한 바와 같이 투명도전막 (11)을 형성한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 포토리소그라피법을 사용하는 공정은 포토레스스트 도포, 마스크 노광, 현상/에칭이라는 여러 단계의 공정을 거쳐 투명도전막을 형성하는 것이므로, 이러한 공정수의 증가는 전체 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한 투명도전막으로서는 ITO 박막 외에 산화주석막을 사용할 수도 있으나, 포토리소그라피법을 사용하는 공정에서는 이후 공정의 에칭이 어려우므로 산화주석막을 사용할 수 없었다.

또한 상기 공정중 에칭공정에 있어서는, 사용이 매우 위험한 염산, 질산 또는 황산 등의 화합물을 사용하므로 작업자의 신변을 보호하기 위한 각종의 노력이 필요하고, 환경 오염 등의 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 터치패널의 제조공정에서 발생하는 제 문제점을 해결하기 위하여 안출되었다.

본 발명은 에칭처리를 포함하는 포토리소그라피법의 경우와 같은 폐액처리 의 필요가 없고, 공정의 간략화로 저비용으로 다품종 생산에 적합한 터치패널의 투명도전막을 형성하는 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제조방법은 투명기판의 상부에 형성된 금속마스크를 이용하여 E-비임 또는 스퍼터링 방식에 의하여 상기 투명기판의 필요한 부분에 선택적으로 투명도전막을 증착하는 박막코팅법을 사용하여 투명기판에 투명도전막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명의 터치패널의 투명도전막 제조방법은, 패널의 사이즈에 따라 투명기판의 소정위치에 마스크를 형성하는 공정, 상기 마스크가 형성된 투명기판에 E-비임 또는 스퍼터링 방식에 의하여 선택적으로 투명도전막을 증착하는 공정 및 상기 마스크를 제거하는 공정을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서는 상기 마스크로서 금속마스크를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서는 상기 투명도전막으로서 ITO막 또는 산화주석막(SnO₂)을 사용할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 종래의 다단계 공정에 비하여 그 생산성이 향상되고, 또한 염산, 질산, 황산 등의 화합물을 사용하는 각종 식각 공정을 사용하지 않으므로 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 종래의 터치패널의 개략 구성을 나타내는 부분단면도이다.

도 2a 내지 도 2c는 터치패널의 투명도전막을 형성하는 종래의 공정을 도시하는 공정단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 터치패널의 개략 구성을 나타내는 부분단면도이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 터치패널의 투명도전막을 형성하는 공정을 도시하는 공정단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100터치패널101투명필름

102투명기판103제1 투명도전막

104제2 투명도전막105스페이서

106도트 스페이서

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 터치패널의 개략 구성을 나타내는 부분단면도이다.

본 발명의 터치패널(100)은, 가동판인 얇은 투명필름(101) 및 표시장치(도시하지 않음) 측의 기판인 두꺼운 투명기판 또는 투명글래스(102)(이하 '투명기판' 이라 함)가 틀 모양의 전기적 부도체인 스페이서(105)에 의하여 좁은 틈을 두고 적층되어 있다.

상기 투명필름(101)과 투명기판(102)의 대향면에는 Sn을 첨가한 산화 인듐 (In₂O₃)의 ITO(Indium Tin Oxide) 박막 또는 산화주석막(SnO₂)으로 이루어지는 균일한 두께의 제1 투명도전막(103)과 제2 투명도전막(104)이 형성되며, 각 투명도전막 (103,104)의 양측에는 각각 전기적으로 접속되는 도전성 패턴(도시 않함)이 인쇄된다.

상기 투명도전막(103,104) 사이는 전기적 부도체로 형성된 스페이서(105)에 의하여 통상은 떨어져 있다. 또한 상기 투명도전막(103,104)사이가 가벼운 압력에 의하여 잘못 접촉되지 않도록 상기 제2 투명도전막(104) 상에 에폭시, 아크릴 수지 등의 절연성 합성수지로 이루어지는 도트 스페이서(106)가 적절한 간격으로 형성되어 있다. 상기 도트 스페이서(106)에 의하여 압력위치 이외의 조작면을 의도하지 않고 손으로 가볍게 건드려도 건드려진 위치가 압력위치로서 검출되는 일은 없다.

상기 스페이서(105)는 틀 모양의 박판 플레이트(105a)의 상하면에 점착제 (105b) 또는 접착제를 도포하여 형성되어, 상기 투명도전막(103,104) 주위의 투명필름(101)과 투명기판(102)에 박판 플레이트(105a)를 점착 또는 접착시킴으로써 스페이서(105)내의 투명도전막(103,104) 사이를 밀봉한다.

또한 상기 투명필름(101)은 점착제(105b) 또는 접착제를 사용함으로써 박판 플레이트(105a)에 밀착되면서 탄성에 의하여 수평방향(도 3에서 화살표 방향)으로 왕복이동할 수 있게 되고, 압력위치가 투명필름(101), 특히 스페이서(105) 근방이라도 압력위치 주위가 똑같이 투명기판(102) 방향으로 굽혀지도록 되어 있다.

상기와 같은 터치패널에서 본 발명의 제조방법은, 투명기판의 상부에 형성된 금속마스크 이용하여 E-비임 또는 스퍼터링 방식에 의하여 상기 투명기판의 필요한 부분에 직접 투명도전막을 도포하는 유리코팅법을 사용하여 투명기판에 투명도전막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 터치패널의 투명도전막을 형성하는 공정을 도시하는 공정단면도이다.

도 4a에서, 사용하고자 하는 터치패널의 사이즈에 따라 투명기판(102)의 상부에 마스크(108)를 형성한다. 상기 마스크로서는 금속마스크, 유전체마스크 등이 있으나, 본 발명에서는 형성되는 투명도전막의 샤프니스(sharpness)를 유지하기 위하여 금속마스크를 사용하는 것이 바람직하다..

다음, 도 4b에 도시한 바와 같이 상기 마스크(108)가 형성된 투명기판(102)에 E-비임(beam) 또는 스퍼터링 방식에 의하여 ITO막을 선택적으로 증착하여 투명기판(102)의 상부, 즉 상기 마스크(108)가 형성되지 않은 부분에 ITO 패턴을 형성한다.

여기서 스퍼터링 방식은 유리, 플라스틱, 금속 또는 기타의 표면에 얇은 금속막을 부착시키기 위하여 사용되는 조작이며, E-비임은 고속 전자비임을 증착재료에 비추어 이것을 증발시켜 목적으로 하는 물체 표면에 증착시키는 방법으로서, 본 발명에서는 이들 방법을 사용하여 투명도전막을 선택적으로 증착함으로써 종래의 포토레지스트 도포, 노광 및 에칭 공정을 생략할 수 있고, 또한 불순물이 들어각기회가 적고, 정확한 패터닝을 할 수 있다.

또한 종래의 포토레지스트를 사용하는 공정에서는 산화주석(SnO₂)막은 내산 내알칼리성이 좋은 특성을 가지고 있음에도, 에칭을 할 수 없어 이를 투명도전막으로 사용하는데 어려움이 있었으나, 본 발명에서는 포토리소그라피 공정을 사용하지 않고, E-비임이나 스퍼터링 방식에 투명도전막을 선택적으로 증착하는 것이므로 투명도전막으로 산화주석막을 사용할 수도 있다.

그 후, 상기 마스크(108)를 제거하면 투명기판 (102)의 필요한 부분에 투명도전막(104)이 형성된다. 이와 같이, 본 발명에서는 E-비임이나 스퍼터링에 의하여 투명기판에 투명도전막을 직접 도포함으로써, 종래의 포토리소그라피법에서 사용하는 포토레지스트 코팅공정, 노광공정 및 에칭공정을 없앨 수 있어 공정의 간략화를 이룰 수 있다.

본 발명에서 제시한 바와 같이, E-비임이나 스퍼터링 공정에 의해 터치패널의 투명기판에 투명도전막을 형성할 수 있는 이유는 터치패널에 있어서는 액정표시장치에서 요구하는 정도의 고정밀도(일반적으로 포토리소그래피법을 적용하여 형성)의 투명도전막을 형성하지 않아도 무방하기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 사용하고자 하는 패널의 사이즈에 따라 복수열로 유리기판을 형성하여 상기 방법에 따라 투명도전막을 형성한 후, 이를 컷팅하여 사용할 수도 있다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공정의 간략화로 제품의 생산 시간을 단축시킬수 있고, 종래의 노광기가 없어도 되므로 설비 공간이 줄어들어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 방법에서는 염산, 질산, 황산 등의 위험한 화합물을 사용하는 에칭공정을 없앨 수 있어 작업자의 안전을 확보할 수 있음은 물론 화합물의 폐액을 처리할 필요가 없으므로 환경 오염 등의 문제를 발생시키지 않는다.

Claims (5)

1. 패널의 사이즈에 따라 투명기판의 소정위치에 금속마스크를 형성하는 공정;

   상기 금속마스크가 형성된 투명기판에 투명도전막을 선택적으로 증착하는 공정; 및

   상기 마스크를 제거하는 공정을 포함하여 이루어지는 터치패널의 투명도전막 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 투명도전막을 E-비임에 의하여 선택적으로 증착하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 투명도전막 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 투명도전막을 스퍼터링 방식에 의하여 선택적으로 증착하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 투명도전막 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 투명도전막이 ITO막인 것을 특징으로 하는 터치패널의 투명도전막 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 투명도전막이 산화주석막인 것을 특징으로 하는 터치패널의 투명도전막 제조방법.