KR20110100034A - 정전 용량 방식 터치 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20110100034A
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유성진
최형배
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허종욱
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미래나노텍(주)
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Abstract

본 발명은 제1방향으로 형성된 제1센서전극을 포함하는 제1센서층과 제2방향으로 형성된 제2센서전극을 포함하는 제2센서층이 접합되어 형성된 정정용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은 패턴화된 복수의 제1방향 센서전극을 포함하는 제1센서층; 및 패턴화된 복수의 제2방향 센서전극을 포함하는 제2센서층을 포함하고, 상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극이 격자모양을 형성하도록 복수의 제1영역과 상기 제1영역을 연결하는 복수의 제2영역을 포함하여 이루어진다.

Description

정전 용량 방식 터치 패널 및 그 제조방법{ELECTROSTATIC CAPACITY TYPE TOUCH PANEL AND MANUFACURING METHOD THEREOF}
본 발명은 정전 용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재에 ITO 보다 낮은 저항성 물질을 충진하여 엠베드형 센서전극을 형성함으로써 ITO로 인한 터치 성능 및 대면적화의 한계를 극복할 수 있고, 시인성이 향상된 정전 용량 방식의 터치 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 장치는 디스플레이 화면상에서 사용자의 접촉 위치를 감지하고 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 받아들여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입출력 수단이다. 특히, 멀티 터치 장치는 하나의 접촉 지점밖에 인식하지 못하는 기존 터치 장치의 한계를 개선하여, 동시에 여러 곳에서 사용자 접촉이 발생하는 경우 여러 접촉 지점을 동시에 인식함으로써 다중 입력을 지원하는 입출력 수단이다.
이와 같은 터치 장치는 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식(Resistive type), 정전 용량형(Capacitive type), 전자기 유도형(Electro-Magnetic type) 등으로 구분된다. 이 중에서 대표적인 두 가지 방법은 저항막 방식과 정전용량 방식이다.
저항막 방식은 투명전극이 코팅된 두 장의 기판으로 구성되며, 손가락이나 펜을 통해 압력을 주면 그 부위의 기판이 서로 달라붙으며 위치를 인지하는 방식이다.
정전용량방식은 인체에서 발생하는 정전기를 감지하는 원리를 이용하는 방식으로써 내구성이 강하고 투과성이 좋으며 반응시간이 빠른 것이 특징이다. 다만 가격이 비씨고 장갑을 낀 채로는 조작할 수 없는 단점이 있다.
특히, 종래 방식에 따른 정전용량 방식을 이용한 터치스크린은 ITO 투명전극을 패터닝하여 감지, 동작 센서를 형성하여 사용함으로써 터치 감도가 좋지 않고, 대면적화에 어려운 문제점이 있었다. 또한 센서전극의 패턴으로 인하여 광투과율이 좋지 않을 뿐만 아니라 시인성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 임프린팅 공정을 적용한 음각의 미세 패턴을 형성하고 음각에 ITO 대비 낮은 저항의 도전층이 형성된 다양한 Fill Factor를 가지는 터치 센서를 구성하여 시인성과 터치 감도 향상 및 성능 개선이 가능하고 대면적화에 유리한 정전용량 방식의 정전 용량 방식의 터치 패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은, 패턴화된 복수의 제1방향 센서전극을 포함하는 제1센서층; 및 패턴화된 복수의 제2방향 센서전극을 포함하는 제2센서층을 포함한다.
상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극은 복수의 제1영역과 상기 제1영역을 연결하는 복수의 제2영역으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1영역 및 상기 복수의 제2영역 중 적어도 어느 하나의 영역은 전극에 의하여 가장 자리가 둘러싸인 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1영역 및 상기 복수의 제2영역 중 적어도 어느 하나의 영역은 가장자리가 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1영역은 마름모 또는 육각형의 형상으로서, 영역 내부는 격자모양의 센서전극으로 형성되는 특징으로 한다.
상기 제1센서층의 제1영역과 상기 제2센서층의 제1영역은 상기 제1,2센서층의 수직 방향에서 상호 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 투명전극 필름은 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에 접합층을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 접합층은 필름 형태의 점착제(Optical Clear Adhesive)인 것을 특징으로 한다.
상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 각각은 상호 공간상에서 교차하도록 상기 제1센서층과 상기 제2센서층에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1센서층 및 상기 제2센서층은, 투명기재와, 상기 투명기재와 접하며 상부에 음각이 형성된 패턴층과, 상기 음각의 내부에 형성된 전극층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패턴층의 단면은 사각형, 삼각형 및 사다리꼴 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 패턴층에는 상기 음각이 폭이 1㎛~10㎛이고, 깊이가 1㎛~10㎛이며, 상기 음각과 음각 사이의 피치가 200㎛~600㎛이 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 음각의 표면과 상기 전극층 사이에는 금속의 시드층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 시드층은 Cu, Ni, Cr, Fe, W, P, Co, Ag, Ag-C, Ni-P, CuO, SiO2 중 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 한다.
상기 전극층은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극층은 Cu, Ag, Ag-C, Al, Ni, Cr, Ni-P 중 어느 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 한다.
상기 투명전극 필름은 광투과율이 80% 이상이고, 헤이즈가 4% 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 투명기재는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식의 투명전극 제조 방법은, 제1방향으로 패턴화된 제1센서전극이 생성되는 제1센서층을 형성하는 단계; 상기 제1센서층 상면에 접합층을 형성하는 단계; 상기 접합층 상면에 제2방향으로 패턴화된 제2센서전극이 생성되는 제2센서층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식의 투명전극 제조 방법은, 제1방향으로 패턴화된 제1센서전극이 생성되는 제1센서층을 형성하는 단계; 및 상기 제1센서층 상면에 제2방향으로 패턴화된 제2센서전극이 생성되는 제2센서층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2센서층은 상기 제1센서층과 접합되는 영역에 접착성의 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1센서층 및 제2센서층을 형성하는 단계는, 투명 기재에 센서전극의 패턴이 형성되는 수지층을 적층하는 단계; 상기 수지층에 상기 센서전극이 형성될 패턴에 따른 음각을 형성하는 단계; 및 상기 음각의 내부에 센서전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 음각 형성 단계는, 몰드로 수지층을 임프린트하여 음각을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 음각 형성 단계와 상기 시드층 형성 단계의 사이에 상기 수지층의 표면 및 음각의 내면을 표면처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 수지층의 표면과 상기 표면처리된 음각의 내면에 시드층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 수지층의 표면에 형성된 시드층은 상기 음각에 수지를 충진한 후 에칭으로 제거되고, 이 후에 상기 충진된 수지도 제거되는 것을 특징으로 한다.
상기 음각에 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 금속층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 수지층의 표면과 상기 음각에는 금속성 물질의 전도성 고분자를 코팅한 후 상기 음각을 제외한 수지층 표면의 잔여물을 블레이드로 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법은, 임프린팅 공정을 적용한 음각의 미세 패턴을 형성하고 음각에 ITO 대비 낮은 저항의 도전층이 형성된 다양한 Fill Factor를 가지는 터치 센서를 구성하여 터치 감도 및 성능 개선하고, 대면적화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법은, 센서전극으로 인하여 제한받는 광투과율을 개선하고, 센서전극을 격자형상으로 배치함으로써 시인성을 개선하고, 이와 아울러 음각에 전극부를 형성하여 전극부가 노출되는 것을 방지함으로써 우수한 내구성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널에서 상층의 x축 센서전극을 포함한 제1센서층의 평면도와, 투명전극 필름에서 하층의 y축 센서 전극을 포함한 제2센서층의 평면도이다.
도 2는 도1a의 선 A-A'에서의 단면도이다.
도 3은 도1a의 선 B-B'에서의 단면도이다.
도 4는 센서전극이 형성되기 전의 음각 상태의 가로센서 전극 및 세로센서 전극이 형성된 음각이 형성된 도 1b의 제1영역의 일부를 도시한 것이다.
도 5(a)는 패턴층에 음각을 형성할 다양한 형상의 몰드와 해당 몰드에 의하여 형성된 음각의 형상을 도시한 것이고, 도 5(b)는 사각형상의 몰드에 의하여 형성된 음각이 형성된 패턴층의 평면도이다.
도 6a 내지 6f는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 임의의 센서층에서 음각의 단면이 사각형인 경우에 센서전극이 형성되는 과정을 도시한 것이다.
도 7은 음각에 시드층없이 센서전극과 전도성 고분자를 코팅한 후에 센서전극 이외의 패턴층 표면의 블레이드로 제거하는 과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널에 형성된 센서전극이 형성된 임의의 센서층의 평면도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 터치 패널에 형성된 센서전극의 평면도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널 제조 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 11은 도 10에서의 센서층이 형성되는 과정의 순서도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하며, 단수로 기재된 용어도 복수의 개념을 포함할 수 있다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널에서 상층의 x축 센서전극을 포함한 제1센서층의 평면도와, 투명전극 필름에서 하층의 y축 센서 전극을 포함한 제2센서층의 평면도이다. 도 2는 도1a의 선 A-A'에서의 단면도이고, 도 3은 도1a의 선 B-B'에서의 단면도이다. 도 4는 센서전극이 형성되기 전의 음각 상태의 가로센서 전극 및 세로센서 전극이 형성된 음각이 형성된 도 1b의 제1영역의 일부를 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(10)은 패턴화된 복수의 제1방향 센서전극(D1L1,2,3...)을 포함하는 제1센서층(100); 및 패턴화된 복수의 제2방향 센서전극(D2L1,2,3...)을 포함하는 제2센서층(200)으로 이루어진다.
여기서, 상기 복수의 제1,2방향 센서전극의 수는 용도의 따른 터치 패널의 트기에 따라 광범위하게 다양한 수로 결정될 수 있다.
상기 제1센서층(100)과 상기 제2센서층(200)은 상하로 배열되며, 본 실시예에서는 상기 제1센서층(100)이 상층이며, 제2센서층(200)이 하층이다. 즉, 상기 제2센서층이 먼저 형성되고, 그 위에 상기 제1센서층이 형성된다. 이 경우에는 별도의 접합층없이 제1센서층(100)의 하층이 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 점착성을 가지는 점착제 등의 물질을 포함하여 제2센서층(200)의 상층과 접합되는 것이 바람직하다.
그러나 상기 제1센서층(100)과 상기 제2센서층(200) 사이에 별도의 접합층(300)이 형성되어 상기 제1센서층과 상기 제2센서층을 접합시키는 것이 가능하면, 이 경우에는 상기 접합층(300)이 필름 형태의 점착제(Optical Clear Adhesive)이 것이 바람직하다. 이와 같이 별도의 접합층(300)을 이용하는 경우에는 절연적인 측면에서는 더욱 유리하다.
상기 제1방향 센서전극(D1Lx)과 상기 제2방향 센서전극(D2Lx)의 각각은 상호 공간상에서 교차하도록 상기 제1센서층(100)과 상기 제2센서층(200)에 배치된다. 일예를 들면, 상기 제1방향 센서전극은 상기 제1센서층에서 가로방향으로 형성되고, 상기 제2방향 센서전극은 상기 제2센서층에서 세로방향으로 형성되는 것이 가능하다.
상기 제1방향 센서전극은 투명전극 필름(10)의 표면에서 물체의 접촉을 감지하는 복수의 제1영역(R1)과 상기 제1영역을 연결하는 복수의 제2영역(R2)으로 형성된다. 상기 제2방향 센서전극은 상기 제1방향 센서전극에서 복수의 제1영역(R1)과 복수의 제2영역(R2)이 상기 투명전극 필름의 가로방향으로 형성된 것과는 달리 세로방향으로 형성된 점을 제외하면, 동일한 형상의 복수의 제1영역(R3)과 복수의 제2영역(R4)을 구비한다. 다만, 상기 제1센서층의 제1영역(R1)이 가로축의 위치 정보를 감지하는 것과는 다르게, 상기 제2센서층의 제1영역(R3)은 세로축의 위치 정보를 감지하는 동작을 수행한다. 따라서 터치패널(10) 상에서 터치된 위치를 정확하게 찾을 수 있다.
상기 복수의 제1영역(R1,R3)은 상기 투명전극 필름의 표면에 터치되는 물체의 감지가 용이하도록 상기 복수의 제2영역(R2,R4)보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 제1영역(R1,R3) 및 상기 복수의 제2영역(R2,R4)은 테두리 전극(115c)에 의하여 가장 자리가 둘러싸이도록 형성되는 것이 가능하다. 상기 복수의 제1영역(R1)은 마름모 또는 육각형 등의 다양한 형상으로서, 영역 내부는 격자모양의 센서전극으로 형성된다. 즉, 도 1a,b의 제1영역(R1,R3)에서 도시된 바와 같이, 복수의 가로방향의 센서전극(115a)과 복수의 세로방향의 센서전극(115b)이 상호 교차하도록 형성되다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 가로 센서전극의 충진될 음각 영역(211a)과 세로 센서전극이 충진될 음각 영역(211b)이 상호 교차하는 교차영역(211c)은 비교차 영역(211a,211b)에서보다 다소 넓은 영역으로 형성된다.
이와 같이 센서전극이 제1센서층과 제2센서층에서 가로 방향과 세로 방향의 격자모양으로 형성됨으로써, 센서층의 광투과율을 개선할 수 있다. 뿐만 아니라 가로 방향의 센서전극(115a, 215b)과 복수의 세로 방향의 센서전극(115b,215a)의 말단은 테두리 전극(115c,215c)으로 연결되어 상기 제1영역(R1,R3)의 저항성이 증가되는 것을 방지함으로써, 상기 제1,2층의 제1,2센서전극으로 충분한 양의 전류량이 유입될 수 있어 터치 패널의 터치 감도를 향상 시킬 수 있다.
상기 제1센서층(100)의 제1영역(R1)과 상기 제2센서층(200)의 제1영역(R3)은 상기 제1,2센서층의 수직 방향에서 상호 겹쳐지지 않도록 배치된다. 상기 투명전극 필름(10)을 상층인 제1센서층(100)에서 내려다보면 상기 제2센서층(200)의 제1영역(R1)은 상기 제1센서층(100)에서 센서전극의 패턴이 형성되지 않은 영역(110)에 형성된다.
도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 터치패널(10)의 A-A' 및 B-B'에서의 절단면을 보면, 제1센서층(100)과 제2세서층(200)은 투명기재(120) 상에 패턴층을 포함하고 있는 수지층(110,210)이 적층되어 있고, 그 내부에 음각이 형성되어 있다. 상기 음각은 그 내부에 시드층(113,213)과 전극층(115,215)를 포함하고 있다. 본 실시예에서는 음각은 하부에 수지층(110,210) 이 남아 있어 투명기재와 관통되지는 않는다. 또한, 제1센서층(100)과 제2센서층(200)은 접합층(300)에 의하여 접합된다
도 5(a)는 패턴층에 음각을 형성할 다양한 형상의 몰드와 해당 몰드에 의하여 형성된 음각의 형상을 도시한 것이고, 도 5(b)는 사각형상의 몰드에 의하여 형성된 음각이 형성된 패턴층의 평면도이다.
도 5(a)를 참조하면, 투명기재(120) 위에 적층된 수지층(110)에 센서전극이 형성될 음각의 단면과, 상기 음각을 형성한 몰드(400)가 도시되어 있다. 일예를 들면, 상기 음각의 단면은 사각형, 삼각형, 마름모 형상을 이룰수 있다. 상기 음각이 다양한 형상을 갖을 지라도 음각의 폭과, 격자 패턴을 이루기 위한 음각 간의 간격인 피치는 Fill factor를 얻을 수 있도록 표 1에 표시된 일정한 범위의 값을 갖는다. 상기 음각의 깊이는 형성될 수지층의 높이와 동일하게 형성될 수도 있으나, 음각의 바닥면에는 일부의 수지층이 남아있어 투명기재의 표면에 전극층이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
도 5(b)와 수학식 1을 참조하면, 상기 Fill Factor는 하나의 센서층에 형성된 격자형상 또는 다중의 센서층을 적층함으로써 나타나는 격자형상의 임의의 터치 센서의 면적에서 전도층이 차지하는 면적을 나눈 비율로 정의되며, 수학식 1로 표현된다.
Figure pat00001
이와 같이 정의되는 Fill Factor가 1.4보다 작을 경우, 투과율은 증가하지만 전도층의 저항 상승과 정전용량의 접촉면적이 감소하여 터치 동작 수행이 원활하지 않을 가능성이 있으며 Fill Factor가 10보다 클 경우, 전도층이 차지하는 면적이 커서 투과율이 저하되고 패턴이 시인되는 단점이 있다.
이에 따라 Fill Factor는 1.4 ~7.0% 사이의 값은 갖는 것이 바람직하며, 상기 Fill Factor의 값에 따라 선폭과 피치를 적절히 조정하여 사용는 것이 좋다.
선폭(㎛) 피치( ㎛ ) Fill Factor( % )
1 ~ 5 100 1.9 ~ 10
200 2.5 ~ 5.0
300 1.9 ~ 3.5
400 1.4 ~ 2.5
500 0.4 ~ 1.9
600 0.3 ~ 1.7
6 ~ 10 100 11 ~ 19
200 5.9 ~ 10
300 3.9 ~ 7.0
400 2.9 ~ 5.0
500 2.3 ~ 3.9
600 1.9 ~ 3.3
도 6a 내지 6f는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 임의의 센서층에서 음각의 단면이 사각형인 경우에 센서전극이 형성되는 과정을 도시한 것이고, 도 7은 음각에 시드층없이 센서전극과 전도성 고분자를 코팅한 후에 센서전극 이외의 패턴층 표면의 블레이드로 제거하는 과정을 도시한 것이다.
도 10 내지 도11을 참조하면, 먼저 제1방향으로 패턴화된 제1센서전극이 생성되는 제1센서층을 형성하고(S100), 상기 제1센서층 상면에 상기 제2센서층을 접합시키기 위하여 점착제(OCA)인 접합층을 형성하고(S200), 상기 접합층 상면에 제2방향으로 패턴화된 제2센서전극이 생성되는 제2센서층을 형성(S300)함으로써, 투명전극 필름으로 이루어진 터치 패널을 제조한다.
상기 점착제는 필름 형태로서 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에서 라미네이션되어 상기 제1,2센서층을 접합시키는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에서는, 상기 제1센서층과 상기 제2센서층이 상층의 하부층이 점착성 물질을 포함함으로써 상호 접합되는 것도 가능하다. 즉, 별도의 접합층없이 상기 제1,2센서층 중 어느 하나의 센서층에서 접합층의 역할도 함께 수행함으로써 터치패널의 두께를 줄일 수 있다.
본 실시예에서는 상기 제1센서층 및 상기 제2센서층은 동일한 과정을 통하여 형성되며, 도1 내지 도 6을 참조하여 상기 제2센서층을 기준으로 센서층의 형성과정을 상세히 설명하겠다.
도 6a 내지 6f를 참조하면, 투명기재(220) 위에 수지층(210)을 적층한다.(S110,S310) 상기 투명기재(220)에는 수지성 필름 또는 글라스가 사용할 수 있다.
수지성 필름이 사용되는 경우는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세테이트 셀룰로즈(TAC), 폴리에테르설폰(PES) 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있고, 두께는 예를 들면, 25~250㎛ 범위가 적합하고, 광선 투과율은 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이 적합하다. 수지성 필름을 투명기재로 사용하는 경우에는, PSA(Pressure Sensitive Adhesitve)와 같은 점착제가 포함된 재료를 사용할 수 있다.
수지층(210)으로는 UV 경화 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
그리고 나서, 도 6b와 같이, 수지층(210)에 몰드(400)를 임프린트하여, 패턴화된 음각(211)을 형성한다.(S120,S320) 수지층(210)으로 UV 경화 수지 또는 열경화성 수지를 사용하는 경우는 경화되기 전의 재료에 몰드(400)를 압착하고 누른 상태에서 UV 또는 열을 가해서 수지층(210)을 경화시킨 후에, 몰드(400)를 제거함으로써 음각(211)을 형성할 수 있다.
이 때, 수지층(210)에 음각을 형성하기 위한 양각 형상의 몰드(300)는 표면 조도가 충분히 낮은 재질을 사용하여 음각 패터닝 후 헤이즈(Haze)가 4%이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 수지층(210)에 형성되는 수지에 형성된 음각의 패턴 모양이 사각형이나, 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 모양의 몰드를 사용하여, 다양한 음각의 패터 모양을 얻을 수 있다. 수지층(210)에 형성된 음각의 패턴 크기는 실시예에 따라 달라질 수 있으나, 선폭이 1㎛~10㎛이고, 깊이가 1㎛~10㎛이고, 피치가 200㎛~600㎛을 갖는 것이 바람직하다.
그리고 나서, 도 6c에 도시된 바와 같이 상기 음각(211)의 내표면과 수지층(210)의 표면에 이후에 형성될 시드층(213)과 수지층(210)과의 부착성을 향상시키기 위한 표면 처리를 해주어 표면 처리층(212)를 형성하는 것이 바람직하다.(S130,S330) 표면 처리로는 알칼리계 수용액을 이용한 화학 에칭 또는 촉매 처리, 플라즈마 또는 이온빔 처리 등을 적용할 수 있다.
그리고 나서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 표면처리층(212) 위에 금속성의 시드층(213)을 형성한다.(S140,S340) 상기 시드층(213)은 금속 물질을 이용하여 무전해 도금, CVD 증착, 스퍼터링 또는 인쇄법으로 형성할 수 있다. 상기 시드층의 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 텅스텐(W), 인(P), 코발트(Co), 은(Ag), 은- 카본(Ag-C), 니켈-인(Ni-P), 산화구리II(CuO), 무기물(SiO2) 중 하나 또는 그 합금을 사용할 수 있고, 두께는 0.01㎛~5㎛를 갖는 것이 바람직하다.
도 6e를 참조하면, 음각의 패턴 영역 이외의 수지층 표면에서 시드층(213)을 제거하는 방법은 패턴영역인 음각의 내부에 내에칭성을 가지는 수지를 충진시킨 후,(S150,S350) 에칭액에 침적시켜 선택적으로 수치증의 표면에 형성된 시드층을 제거한다.(S160,S360) 이 경우에 상기 에칭에 사용되는 약품은 질산 계열, 황산 계열, 염산 계열, 황산동 계열, 염화제이철, 염화동 중 어느 하나를 포함한다.
도 6f를 참조하면, 전극층(215)은 시드층(213)에 무전해 도금, 전해 도금, CVD 증착, 스퍼터링, 코팅법 또는 인쇄법으로 형성할 수 있다.(S170,S370) 전극층(215)은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 특히 재료는 동(Cu), 은(Ag), 은- 카본(Ag-C), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P) 중 어느 하나 또는 그 합금을 사용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 다른 실시 예로는 상기 패턴층에 금속 시드층 없이 상기의 금속 재료와 전도성 고분자를 코팅하고 그외의 표면에는 잔분이 남지 않게 닦아내거나 긁어내어 투명전극 필름을 제조할 수 있다.(S180,S380) 이때의 두께는 1㎛~10㎛를 갖는다. 상기 수지층(210)의 음각 패턴에 충진된 금속층의 높이는 수지층(210)에 형성된 음각 패턴 깊이 보다 동일하거나 낮은 것이 바람직하다.
상기 터치 패널의 센서전극의 패턴은 일실시예에 불과하며, 터치의 감지와 동작 기능을 수행하는 복수의 센서전극을 다양한 구조로 패턴화하여 적용하는 것이 가능하다. 이와 같은 센서전극의 패턴은 센서전극 전체 면적대비 도전층 역할을 수행하는 선이 형성된 면적을 비율로 계산한 Fill Factor와 관련되고, 본 실시예에 따른 터치 패널의 Fill Factor는 표1에 기술되어 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널에 형성된 센서전극이 형성된 임의의 센서층의 평면도를 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 터치 패널에 형성된 센서전극의 평면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 1의 a 및 b에서 센서전극의 감지 및 동작 영역의 외부 형성된 테두리 전극를 제거하여 시인성을 최소화하는 구조로 적용한 실시예이며, 이 경우에도 동일한 센서층에서 형성된 가로 센서전극과 세로 센서전극의 교차영역에서의 Fill Factor는 표1과 동일하다.
도 9는 각각의 센서층에서 수직 또는 수평 방향의 복수의 미세 센서전극 선을 구성하였으며, 터치패널의 평면도 상에서 서로 다른 센서층에 있는 센서전극 선들이 X 및 Y축으로 교차하는 격자 형상으로 표시된다. 이 경우에도 센서전극 선들이 X 및 Y축으로 교차하는 부분의 Fill Factor는 표1과 동일하며, 도 1의 테두리 전극을 구비한 형상에 대비하여 센서전극 선의 시인성 측면에서 유리한 구조이다.
이와 같은 방법으로 센서전극은 선폭, 피치별로 다양한 Fill Factor를 가질 수 있으며 이 Fill Factor 범위에서 사각형, 오각형, 육각형, 타원형 등 다양한 모양으로 센서를 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 정전용량 방식의 터치 패널 D1Lx : 제1센서 전극
D2Lx : 제2센서 전극 100 : 제1센서층
200 : 제2센서층 300 : 접합층
400: 몰드 110,210 : 수지층
120, 220: 투명기재 211 : 음각
211a : 가로방향 음각 211b : 세로방향 음각
211c 가로 방향 음각과 세로방향 음각의 교차영역
212 : 표면 처리층 213 : 시드층
115a, 215b : 가로방향 센서전극 115b,215a : 세로방향 센서전극
115c,215c : 테두리 전극 115,215 : 전극층
R1,R3 : 제1영역 R2,R4 : 제2영역

Claims (27)

  1. 패턴화된 복수의 제1방향 센서전극을 포함하는 제1센서층; 및
    패턴화된 복수의 제2방향 센서전극을 포함하는 제2센서층
    을 포함하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극은 복수의 제1영역과 상기 제1영역을 연결하는 복수의 제2영역으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1영역 및 상기 복수의 제2영역 중 적어도 어느 하나의 영역은 전극에 의하여 가장 자리가 둘러싸인 형상인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1영역 및 상기 복수의 제2영역 중 적어도 어느 하나의 영역은 가장자리가 개방되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1영역은 마름모 또는 육각형의 형상으로서, 영역 내부는 격자모양의 센서전극으로 형성되는 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1센서층의 제1영역과 상기 제2센서층의 제1영역은 상기 제1,2센서층의 수직 방향에서 상호 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에 접합층을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접합층은 필름 형태의 점착제(Optical Clear Adhesive)인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 각각은 상호 공간상에서 교차하도록 상기 제1센서층과 상기 제2센서층에 배치되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1센서층 및 상기 제2센서층은,
    투명기재와, 상기 투명기재와 접하며 상부에 음각이 형성된 패턴층과, 상기 음각의 내부에 형성된 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 패턴층의 단면은 사각형, 삼각형 및 사다리꼴 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 패턴층에는 상기 음각이 폭이 1㎛~10㎛이고, 깊이가 1㎛~10㎛이며, 상기 음각과 음각 사이의 피치가 200㎛~600㎛이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 음각의 표면과 상기 전극층 사이에는 금속의 시드층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시드층은 Cu, Ni, Cr, Fe, W, P, Co, Ag, Ag-C, Ni-P, CuO, SiO2 중 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 전극층은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전극층은 Cu, Ag, Ag-C, Al, Ni, Cr, Ni-P 중 어느 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 터치 패널은 광투과율이 80% 이상이고, 헤이즈가 4% 이하인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 투명기재는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
  19. 제1방향으로 패턴화된 제1센서전극이 생성되는 제1센서층을 형성하는 단계;
    상기 제1센서층 상면에 접합층을 형성하는 단계; 및
    상기 접합층 상면에 제2방향으로 패턴화된 제2센서전극이 생성되는 제2센서층을 형성하는 단계
    를 포함하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  20. 제1방향으로 패턴화된 제1센서전극이 생성되는 제1센서층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1센서층 상면에 제2방향으로 패턴화된 제2센서전극이 생성되는 제2센서층을 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제2센서층은 상기 제1센서층과 접합되는 영역에 접착성의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 제1센서층 및 제2센서층을 형성하는 단계는,
    투명 기재에 센서전극의 패턴이 형성되는 수지층을 적층하는 단계;
    상기 수지층에 상기 센서전극이 형성될 패턴에 따른 음각을 형성하는 단계; 및
    상기 음각의 내부에 센서전극층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  22. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 음각 형성 단계는,
    수지층을 임프린트하여 음각을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  23. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 음각 형성 단계와 상기 시드층 형성 단계의 사이에 상기 수지층의 표면 및 음각의 내면을 표면처리하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 수지층의 표면과 상기 표면처리된 음각의 내면에 시드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 수지층의 표면에 형성된 시드층은 상기 음각에 수지를 충진한 후 에칭으로 제거되고, 이 후에 상기 충진된 수지도 제거되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법
  26. 제25항에 있어서,
    상기 음각에 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 수지층 표면과 상기 음각 내부에 금속성 물질의 전도성 고분자를 코팅한 후 상기 음각을 제외한 수지층 표면의 잔여물을 블레이드로 제거하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
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