KR20120027997A - 정전용량방식 터치스크린의 제조방법 - Google Patents

정전용량방식 터치스크린의 제조방법 Download PDF

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KR20120027997A
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이종영
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Abstract

본 발명은 정전용량방식의 터치스크린을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 하부 투명필름의 상부면에 투명전극을 형성하는 단계; 상부 투명필름의 하부면에 전극배선을 형성하는 단계; 및 상기 투명전극과 상기 전극배선이 밀착되도록 접착하는 단계;를 포함하여 이루어짐에 따라, 상기 투명전극이 열에 의해 파손되거나 변형되는 것을 방지하여 제조공정의 신뢰성 및 정확성이 향상되도록 한 정전용량방식 터치스크린 제조방법을 제공하게 된다.

Description

정전용량방식 터치스크린의 제조방법{Method of Manufacturing Capacitive Type Touch Panel}
본 발명은 정전용량방식의 터치스크린을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 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 터치스크린(Touch screen)이 개발되었다.
터치스크린은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.
터치스크린의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장 방식(Electro-Magnetic Type), 소오 방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드 방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치스크린은 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 터치스크린과 정전용량방식 터치스크린이다.
상기 정전용량방식의 터치스크린은 상하의 제1,2 투명필름 사이에 투명전극이 형성된 구조로 이루어진다. 이와 같은 정전용량방식 터치스크린의 구성을 좀더 구체적으로 살펴보면 상기 상하의 제1,2 투명필름은 상기 투명전극이 형성되는 활성영역과 그 테두리에 형성되는 비활성영역으로 나뉘고, 상기 투명전극은 좌표를 인식할 수 있도록 형성된 전극패턴으로 이루어진다. 상기 비활성영역에는 상기 투명전극의 전극패턴을 연결하기 위한 전극배선이 형성된다.
여기서 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO) 등으로 이루어지고, 상기 전극배선은 주로 은(Ag)으로 이루어진다.
상기 정전용량방식의 터치스크린을 제조하는 방법을 살펴보면 예를 들어 하부 투명기판의 활성영역 위에 투명전극을 형성한 후 비활성영역에 전극배선을 형성한 상태에서 상부 투명기판을 접착한다.
이와 같은 제조방법에 의하면 상기 전극배선을 형성하기 위한 열처리 과정에서 높은 온도의 열에 의해 상기 투명전극이 파손되거나 변형되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극배선을 형성하기 위한 열처리 과정에서 상기 열에 의해 투명전극이 파손되거나 변형되는 것을 방지하기 위한 정전용량방식 터치스크린의 제조방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 정전용량방식 터치스크린의 제조방법은 (A) 제1 투명필름에 투명전극을 형성하는 단계; (B) 제2 투명필름에 전극배선을 형성하는 단계; 및 (C) 상기 투명전극과 상기 전극배선이 연결되도록 접착하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 (C) 단계는 상기 전극배선의 하부면에 양방향 도전성 접착제를 도포한 후 투명전극과 접착한다.
또한, 상기 (C) 단계는 상기 제2 투명필름과 상기 투명전극 사이에 광학적 투명 접착제를 도포하여 접착한다.
또한, 상기 광학적 투명 접착제는 OCA(Optical Clear Adhesive) 또는 PSA(Pressure Sensitivity Adhesive) 중 어느 하나를 이용한다.
또한, 상기 (C) 단계는 투명전극과 전극배선이 서로 대응되도록 상기 투명전극 또는 상기 전극배선 어느 일측에 비 도전성 접착층을 형성하여 접착하는 단계, 상기 비 도전성 접착층에 상기 투명전극과 상기 전극배선이 연결되는 위치에 타공하여 홀을 형성하는 단계, 상기 홀에 도전성 금속을 충진시키는 단계 및 상기 투명전극과 상기 전극배선이 상기 홀에 충진된 도전성 금속에 의해 연결되도록 제1 투명필름과 제2 투명필름을 결합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도전성 금속은 은(Ag)으로 이루어진다.
또한, 상기 투명전극은 전도성 고분자(pedot)로 형성한다.
또한, 상기 전극배선은 은(Ag)으로 형성한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되고, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 터치스크린 제조방법에 의하면 투명전극과 전극배선을 상하에 대응하는 제1,2 투명필름에 각각 형성한 후 이를 접착하는 방법을 통해 상기 투명전극이 파손되거나 변형되는 것을 방지하여 제조공정의 신뢰성 및 정확성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 정전용량방식 터치스크린의 제조방법을 도시한 공정도.
도 2 및 도 3은 본 발명이 적용된 정전용량방식 터치스크린의 제조방법의 제1 실시 예를 도시한 공정도.
도 4 및 도 5는 본 발명이 적용된 정전용량방식 터치스크린의 제조방법의 제2 실시 예를 도시한 공정도.
도 6 내지 도 9는 본 발명이 적용된 정전용량방식 터치스크린의 제조방법의 제3 실시 예를 도시한 공정도.
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. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 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.
본 발명의 정전용량방식 터치스크린(100)의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 (A) 제1 투명필름(110)에 투명전극(120)을 형성하는 단계, (B) 제2 투명필름(130)의 하부면에 전극배선(140)을 형성하는 단계 및 (C) 상기 투명전극(120)과 전극배선(140)이 연결되도록 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 투명필름(110)에 투명전극(120)을 형성하는 단계(A)에서 상기 투명전극(120)은 제1 투명필름(110)의 활성영역에 형성하는 것이다. 상기 투명전극(120)은 외부의 물리적 접촉에 대응하여 전기적 신호를 발생시키는 것으로서, 수많은 전극패턴이 일정 간격을 두고 배열된 형태다. 상기 전극패턴은 예를 들어 서로 교호적으로 배치되며 X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성한다.
상기 제1 투명필름(110)은 유리(glass) 또는 PET(polyethylene terephthalte) 등을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 투명전극(120)은 실시 예로서 전도성 고분자(pedot)로 전극패턴을 형성한다.
상기 전도성 고분자는 투명전극(120)을 형성하기 위한 소재로서 디스플레이의 대형화와 비용절감의 요구에 수반하여 대면적이면서 저렴하게 막을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전도성 고분자는 터치스크린이나 차세대 디스플레이인 전자종이 및 OLED의 투명전극에 대해서도 휨에 견뎌낼 수 있는 유연성을 가지고 있다.
상기 투명전극(120)은 상기 전도성 고분자 외에도 예를 들어 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명잉크 등을 이용하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 투명필름(130)의 하부면에 전극배선(140)을 형성하는 단계(B)에서 상기 전극배선(140)은 상기 제2 투명필름(130)의 비활성영역에 형성하는 것이다. 비활성영역은 전극배선이 형성되는 영역으로써 기판의 에지(Edge) 부분에 해당한다.
상기 제2 투명필름(110)은 유리(glass) 또는 PET(polyethylene terephthalte) 등을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 전극배선(140)은 예로써 은(Ag)으로 형성된다.
상기 투명전극(120)과 전극배선(140)이 연결되도록 접착하는 단계(C)에서는 상기 투명전극(120)의 전극패턴과 전극배선(140)이 일치하도록 하면서 전기적으로 소통이 이루어지도록 연결하여 접착해야 한다.
상기 투명전극(120)과 전극배선(140)이 연결되도록 접착하는 제1 실시 예로서 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전극배선(140)에 양방향 도전성 접착제(150)를 도포한 후 투명전극(120)과 접착하는 방법을 채택한다. 이때, 상기 양방향 도전성 접착제(150)를 상기 전극배선(140)에 도포하는 과정에서 다른 전극배선(140)과의 전기적 합선을 방지하도록 각각의 전극배선에 도포가 이루어져야 한다.
상기 투명전극(120)과 전극배선(140)이 연결되도록 접착하는 제2 실시 예로서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2 투명필름(130)의 상기 투명전극(120) 사이에 광학적 투명 접착제(160)를 도포하여 접착하는 방법을 채택한다. 예를 들면 상기 제2 투명필름(130)의 하부면 내측에 광학적 투명 접착제(160)를 도포한 상태에서 상기 투명전극(120)과 접착한다. 이때, 상기 광학적 투명 접착제(160)를 제2 투명필름(130)의 하부면 내측에 도포하는 과정에서 상기 광학적 투명 접착제(160)가 전극배선(140)에 도포되지 않도록 하면서 균일한 두께로 도포한다.
상기 광학적 투명 접착제(160)는 일 예로 OCA(Optical Clear Adhesive) 또는 PSA(Pressure Sensitivity Adhesive) 중 어느 하나를 이용한다.
상기 투명전극(120)과 전극배선(140)이 연결되도록 접착하는 제3 실시 예로서 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 투명전극(120)과 전극배선(140)이 서로 대응되도록 상기 투명전극(120) 또는 상기 전극배선(140) 어느 일측에 비 도전성 접착층(170)을 형성하여 접착하는 단계, 상기 비 도전성 접착층(170)에 상기 투명전극(120)과 상기 전극배선(140)이 연결되는 위치를 타공하여 홀(180)을 형성하는 단계, 상기 홀(180)에 도전성 금속(190)을 충진시키는 단계 및 상기 투명전극(120)과 상기 전극배선(140)이 상기 홀(180)에 충진된 도전성 금속(190)에 의해 연결되도록 제1 투명필름(110)과 제2 투명필름(130)을 결합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 6은 투명전극(120)과 전극배선(140)이 서로 대응되도록 투명전극(120) 또는 전극배선(140) 어느 일측에 비 도전성 접착층(170)을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다. 여기서는 투명전극(120)측에 비 도전성 접착층(170)을 형성한 것을 나타내고 있으나, 전극배선(140)측에 비 도전성 접착층(170)을 형성할 수 있음은 물론이다. 본 실시예에 따라 투명전극(120)과 전극배선(140)을 비 도전성 접착층(170)으로 접착하는 경우에는 투명전극(120)과 전극배선(140)을 전기적으로 연결하기 위해, 후술할 단계에서 비 도전성 접착층(170)에 홀(180)을 가공하여 도전성 금속(190)을 충진시킨다.
도 7은 상기 비 도전성 접착층(170)에 상기 투명전극(120)과 상기 전극배선(140)이 연결되는 위치에 타공하여 홀(180)을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다. 투명전극(120)과 전극배선(140)은 전기적으로 도통할 수 있어야 하기 때문이다. 비 도전성 접착층(170)에 의해 투명전극(120)과 전극배선(140)이 접착되는 경우에 투명전극(120)과 전극배선(140)의 전기적 연결을 위해 비 도전성 접착층(170)의 적절한 위치에 홀(180)을 가공한다. 투명전극(120)과 전극배선(140)이 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 홀(180) 가공은 비 도전성 접착층(170) 일부를 타공하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 접착층(170)의 중앙 부분을 타공하여 홀을 형성함으로써, 투명전극(120)과 전극배선(140)의 결합력도 함께 증가시킬 수 있을 것이다.
도 8은 상기 홀(180)에 도전성 금속(190)을 충진시키는 단계를 나타내는 도면이다. 투명전극(120)과 전극배선(140)의 전기적 연결을 위해 가공된 홀(180)에 도전성 금속(190)을 충진시키는 것이다. 홀(180)에 충진되는 도전성 금속(190)은 은(Ag)물질이 가능하며, 이외에도 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 조합으로 충진될 수 있음은 물론이다.
도 9는 상기 투명전극(120)과 상기 전극배선(140)이 상기 홀(180)에 충진된 도전성 금속(190)에 의해 전기적으로 연결될 수 있도록 제1 투명필름(110)과 제2 투명필름(130)을 결합하는 단계를 나타내는 도면이다. 제1 투명필름(110)과 제2 투명필름(130)을 결합하는 경우에는 투명전극(120)과 전극배선(140)이 마주하도록 결합된다. 이때, 비 도전성 접착층(170)에 형성된 홀(180)에 충진된 도전성 금속(190)을 통해 투명전극(120)과 전극배선(140)이 통전될 수 있도록 결합시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 투명전극(120)과 전극배선(140)을 제1,2 투명필름(110, 130)에 각각 형성한 후 이를 접착하는 방법을 통해 상기 투명전극(120)의 전극 패턴이 고온의 열에 의해 파손되거나 변형되는 것을 방지하여 제조공정의 신뢰성 및 정확성이 향상될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 정전용량방식 터치스크린의 제조방법은 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 터치스크린 110: 제1 투명필름 120: 투명전극 130: 제2 투명필름 140: 전극배선 150: 양방향 도전성 접착제
160: 광학적 투명 접착제 170: 비 도전성 접착층
180: 홀 190: 도전성 금속

Claims (8)

  1. (A) 제1 투명필름에 투명전극을 형성하는 단계;
    (B) 제2 투명필름에 전극배선을 형성하는 단계; 및
    (C) 상기 투명전극과 상기 전극배선이 연결되도록 접착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 (C) 단계는,
    상기 전극배선에 양방향 도전성 접착제를 도포한 후 투명전극과 접착하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (C) 단계는,
    상기 제2 투명필름과 상기 투명전극 사이에 광학적 투명 접착제를 도포하여 접착하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 광학적 투명 접착제는 OCA(Optical Clear Adhesive) 또는 PSA(Pressure Sensitivity Adhesive) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 (C) 단계는,
    투명전극과 전극배선이 서로 대응되도록 상기 투명전극 또는 상기 전극배선 어느 일측에 비 도전성 접착층을 형성하여 접착하는 단계;
    상기 비 도전성 접착층에 상기 투명전극과 상기 전극배선이 연결되는 위치에 타공하여 홀을 형성하는 단계;
    상기 홀에 도전성 금속을 충진시키는 단계; 및
    상기 투명전극과 상기 전극배선이 상기 홀에 충진된 도전성 금속에 의해 연결되도록 제1 투명필름과 제2 투명필름을 결합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 도전성 금속은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 전극배선은 은(Ag)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치스크린 제조방법.
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