KR20110100564A - 터치패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20110100564A
KR20110100564A KR1020100054035A KR20100054035A KR20110100564A KR 20110100564 A KR20110100564 A KR 20110100564A KR 1020100054035 A KR1020100054035 A KR 1020100054035A KR 20100054035 A KR20100054035 A KR 20100054035A KR 20110100564 A KR20110100564 A KR 20110100564A
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김재일
오용수
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이종영
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 터치패널은 투명기판(10), 투명기판(10)에 패터닝되어 형성된 투명전극(20) 및 패터닝된 투명전극(20) 사이에 형성된 개구부(30)에 충진되는 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질(40)을 포함한다. 본 발명에 따른 터치패널은 투명기판(10)에 패터닝되어 형성된 투명전극(20) 사이의 개구부(30)에 투과율보상물질(40)을 충진시켜 광투과율 차이의 보상과 굴절율의 급격한 변화를 경감시킴으로써 전체 터치패널의 시인성을 향상시킨다. 또한, 비전도성의 투과율보상물질(40)을 패터닝된 투명전극(20) 사이의 개구부에 충진시킴으로써 패터닝된 투명전극(20) 사이의 전기적 단락을 방지하여 터치패널 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

터치패널 및 그 제조방법{touch panel and method of manufacturing the same}
본 발명은 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Devie)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.
하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.
또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch screen)이 개발되었다.
터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathod Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.
터치패널의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-Magnetic Type), 소오방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치패널은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널이다.
도 1은 종래 투명전극 패턴이 형성된 기판을 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 대한 A-A'의 단면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 정전용량 터치패널 또는 디지털방식의 저항막방식 터치패널에서 패터닝된 투명전극(120) 사이의 개구부(130)가 형성됨에 따라 광투과율의 차이 및 굴절율의 급격한 변동으로 인해 터치패널의 시인성의 저하 및 왜곡이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 미세하게 패터닝된 투명전극(120) 사이에 전기적 단락이 발생될 수 있어 터치패널 작동의 신뢰성이 저하되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 패터닝된 투명전극 사이의 개구부에 투과율보상물질을 충진함으로써 터치패널의 시인성을 향상시키고, 패터닝된 투명전극 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있는 터치패널 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은, 투명기판, 상기 투명기판에 패터닝되어 형성된 투명전극 및 상기 패터닝된 투명전극 사이에 형성된 개구부에 충진되는 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질을 포함한다.
여기서, 상기 투과율보상물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과율보상물질은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법은, (A) 투명기판을 준비하는 단계, (B) 상기 투명기판에 투명전극이 패터닝되어 형성되는 단계 및 (C) 상기 투명전극 패턴 사이에 형성된 개구부에 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질을 충진하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 투과율보상물질의 충진은 롤투롤장치 또는 닥터블레이드를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과율보상물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과율보상물질은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 투명기판에 패터닝되어 형성된 투명전극 사이의 개구부에 투과율보상물질을 충진시켜 터치스크린 패널의 전체적인 투과율을 보상함으로써 시인성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 투광율보상물질을 충진시킴으로써 빛이 통과할 때 발생되는 굴절율의 급격한 변화를 경감시켜 터치패널의 시인성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 비전도성의 투과율보상물질을 패터닝된 투명전극 사이의 개구부에 충진시킴으로써 패터닝된 투명전극 사이의 전기적 단락을 방지하여 터치패널의 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 투명전극 패턴이 형성된 기판의 사시도;
도 2는 도 1에 대한 A-A'의 단면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도; 및
도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도이다.
도 3에서 도시된 바와같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은 투명기판(10), 투명기판(10)에 패터닝되어 형성된 투명전극(20) 및 패터닝된 투명전극(20) 사이에 형성된 개구부(30)에 충진되는 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질(40)을 포함한다.
투명기판(10)은 액티브영역(도면 미도시)과 배젤영역(도면 미도시)을 포함하여 형성되며, 액티브영역은 사용자의 터치를 인식할 수 있도록 투명전극(20)이 설치되는 부분으로 투명기판(10)의 중심부에 위치한다. 베젤영역은 투명전극(20)과 연결되는 배선전극이 형성되는 부분으로 액티브영역의 테두리에 구비된다. 여기서, 투명기판(10)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성될 수 있다. 또한, 투명기판(10)의 일면에 투명전극(20)을 코팅해야 하므로 접착력 향상을 위해서 고주파 처리 또는 프라이머(primer)처리를 수행하는 것이 바람직하다.
투명전극(20)은 사용자가 터치할 때 신호를 발생시켜 제어부(도면 미도시)에서 터치좌표를 인식할 수 있도록 하는 것으로, 투명기판(10)의 액티브영역에 형성된다. 여기서, 투명전극(20)은 통상적으로 사용하는 ITO(Indium Thin Oxide)뿐만 아니라, 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 등을 포함한다. 도 3에 도시된 바와같이, 투명전극(20)은 막대형으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각형, 육각형 등 당업계에 공지된 모든 패턴을 사용할 수 있다. 투명전극(20)의 패터닝은 레이저식각 또는 에칭을 통해서 이루어지며, 패터닝된 투명전극(20) 사이에는 개구부(30)가 형성된다. 여기서, 패터닝된 투명전극(20) 사이에 형성된 개구부(30)는 전체 터치패널상에 광투과율의 왜곡 및 굴절률의 급변으로 인해 터치패널의 시인성을 경감기키는 문제점을 발생시킨다. 그러므로, 본 실시예에 따른 터치패널에서는 개구부(30)에 투과율보상물질(40)을 충진시킴으로써, 전체적인 터치패널의 시인성 저하의 문제점을 해결할 수 있다.
투과율보상물질(40)은 패터닝된 투명전극(20) 사이의 개구부(30)에 충진되는 물질로써, 비전도성 및 유색성을 가진다. 상기 비전도성 및 유색성의 성질을 가진 물질을 사용함으로써 패터닝된 투명전극(20) 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있고, 터치패널의 투과율을 보정함으로써 전체 터치패널의 시인성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 투과율보상물질(40)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성하거나, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성할 수 있다. 이때, 유색물질은 잉크를 사용할 수 있으며, 이외에도 비전도성이고, 착색가능한 물질이라면 다양한 물질의 사용이 가능할 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법은 (A) 투명기판을 준비하는 단계, (B) 투명기판에 투명전극이 패터닝되어 형성되는 단계 및 (C) 투명전극 패턴 사이에 형성된 개구부에 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질을 충진하는 단계를 포함한다.
도 4는 투명기판(10)을 준비하는 단계이다. 여기서 투명기판(10)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 유리 또는 강화유리 등으로 형성될 수 있다. 또한, 투명기판(10)의 일면에 투명전극(20)을 코팅해야 하므로 접착력 향상을 위해서 고주파 처리 또는 프라이머(primer)처리를 수행하는 것이 바람직하다.
도 5는 투명기판(10)에 패터닝된 투명전극(20)이 형성되는 단계를 나타내는 도면이다. 패터닝된 투명전극(20)은 막대형으로 형성될 수 있지만(도 3 참조), 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각형, 육각형 등 당업계에 공지된 모든 패턴을 사용할 수 있다. 여기서, 투명전극(20)은 통상적으로 사용하는 ITO(Indium Thin Oxide)뿐만 아니라, 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 등을 포함한다. 투명전극(20)을 패터닝 하면, 패터닝된 투명전극(20) 사이의 개구부(30)가 형성된다. 이때, 개구부(30)는 전체 터치패널의 광투과율 차이 및 굴절률의 급격한 변화를 발생시켜 터치패널의 시인성 왜곡 문제를 발생시킨다. 그러므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 후술하는 투과율보상물질(40)을 개구부에 충진하게 된다.
도 6은 패터닝된 투명전극(20) 사이에 형성된 개구부(30)에 투과율보상물질(40)을 충진하는 단계를 나타내는 도면이다. 투과율보상물질(40)을 충진하는 방법은 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 자동화된 롤투롤 방식 또는 닥터블레이드를 사용하여 패터닝된 투명전극(20) 사이의 개구부(30)에 투과율보상물질(40)을 균일하게 충진할 수 있다. 이외에도 개구부(30)에 투과율보상물질(40)을 충진하는 방법은 본 발명의 목적에 부합하는 것이라면, 다양한 방법이 사용될 수 있다. 여기서, 투과율보상물질(40)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성될 수 있고, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성될 수도 있다. 유색물질은 잉크를 사용할 수 있으며, 이외에도 비전도성이고, 착색가능한 물질이라면 다양한 물질의 사용이 가능하다. 투과율보상물질(40)을 패터닝된 투명전극(20)사이의 개구부(30)에 충진함으로써 전체 터치패널의 시인성을 향상시키고, 투명전극(20)사이의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 기판 20: 투명전극
30: 개구부 40: 투과율보상물질

Claims (11)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판에 패터닝되어 형성된 투명전극; 및
    상기 패터닝된 투명전극 사이에 형성된 개구부에 충진되는 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질;을 포함하는 터치패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투과율보상물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 투과율보상물질은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 것을 특징으로 하는 터치패널.
  6. (A) 투명기판을 준비하는 단계;
    (B) 상기 투명기판에 투명전극이 패터닝되어 형성되는 단계; 및
    (C) 상기 투명전극 패턴 사이에 형성된 개구부에 비전도성이며 유색성을 가진 투과율보상물질을 충진하는 단계;를 포함하는 터치패널의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 투과율보상물질의 충진은 롤투롤장치 또는 닥터블레이드를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 투과율보상물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 투과율보상물질은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 비전도성의 유색물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포테이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌인 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
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