KR20120036236A - 강화유리 블랭크 터치 구조 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강화유리 터치센서 제조방법에 관한 것으로 원가 및 품질향상에 적합한 블랭크 터치 구조 및 제조방법을 제공한다. 투광성 기판 상에 부분적인 블랙 에지 인쇄층을 가지며 인쇄층 위에 투명전도성 성질을 가지는 금속을 주성분으로 단층 또는 다층의 투명전도성막을 가지며 투명전도성 박막 상에 패턴을 형성하기 위한 감광막을 갖는 것을 특징으로 하는 강화유리 블랭크 터치 구조 및 제조방법에 관한 것이다.
도 1

Description

강화유리 블랭크 터치 구조 및 제조방법 {Tempered glass blank touch structure and manufacture method}
본 발명은 강화유리용 터치스크린 센서 제작에 필요한 강화유리 블랭크 터치에 관한 것으로,특히 원재료에 해당하는 강화유리용 투명기판, 블랙에지 인쇄층, 투명전도성 박막, 전도성 박막, 감광막, 보호지 등을 포함하는 강화유리 블랭크 터치 구조 및 제조방법에 관한 것이다.
핸드폰에서의 터치채용이 빠르게 증가하면서, 터치패널 수요는 급증세를 나타내고 있으며, 터치패널 가격은 빠른 속도로 하락하고 있다. 터치센서를 구현하는 방식으로는 크게 저항막 방식 및 정전용량 방식이 터치패널 방식의 95 % 이상을 차지하고 있다. 저항막 방식과 정전용량 방식 터치패널의 부품은 크게 ITO센서, 칩, 커버윈도우(PET/강화유리/PMMA), FPCB로 구성되어 있고, 이중 원자적으로 가장 큰 부분을 차지하는 부품이 ITO센서로 멀티터치의 중요성이 높아지면서 ITO센서에 대한 관심이 높아져 가고 있다.
ITO센서에는 필름을 이용하는 필름센서와 글라스를 이용하는 글라스센서가 있다. 핸드폰에서 글라스센서를 채용하므로 수요가 빠르게 증가하고 있다. 하지만 차세대 ITO센서는 커버윈도우로 사용되는 강화유리상에 ITO센서를 직접 형성하는 강화유리 센서가 출현되고 그 수요는 글라스센서보다 더 높을 것으로 예측하고 있다.
그러나, 위에서 서술한 바와 같이 강화유리 터치센서를 제작하기 위해서는 해당하는 각 원재료 즉, 강화유리 투명기판 위에 블랙에지 인쇄층을 도포하고, 인쇄층 상면에 투명전도성 박막을 증착시키는 공정과 투명전도성 박막상에 전극패턴용 전도성 박막을 증착시키는 공정 그리고 전극 및 회로패턴을 형성하기 위해서 전도성 박막상면에 레지스트막을 도포하여야 한다. 그런데 이와 같은 공정을 서로 다른 방법과 공정으로 진행하다 보면 다양한 경로 및 각 공정에서 발생하는 생산원가 및 품질 문제 등 다양한 문제점을 가지고 있으므로 궁극적으로 터치센서 제품의 품질경쟁력을 악화시킨다.
이와 같이 강화유리 블랭크 터치 제작 시 강화유리 기판상에 블랙 에지 인쇄층을 도포하고, 인쇄층 상면에 투명전도성 박막을 증착하고, 투명전도성 박막상면에 전도성 박막을 증착하고, 전도성 박막 상면에 레지스트막을 도포한 일체형 강화유리 블랭크 터치 구조를 제조하여 터치센서 제조업체에서 노광, 현상, 에칭, 박리 공정을 통해 고품질의 강화유리 터치 센서를 제조할 수 있다.
그러므로 강화유리용 터치센서는 스퍼터링 방식에 금속막을 증착함으로써 금속패터닝이 가능하기 때문에 네로우 베젤을 구현할 수 있다는 점과 다양한 필름 들의 라미네이션 공정을 줄여 불량률을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하고자 강화유리 블랭크 터치 제작 시 강화유리 기판상에 블랙에지 인쇄층을 도포하고, 인쇄층 상면에 투명전도성 박막을 증착하고, 투명전도성 박막상면에 전도성 박막을 증착하고, 전도성 박막 상면에 레지스트막을 도포한 일체형 강화유리 블랭크 터치 구조를 제공하여 터치센서 제조업체에서 노광, 현상, 에칭, 박리 공정을 통해 고 품질의 강화유리 터치 센서를 제조할 수 있다.
결과적으로, 강화유리 터치센서 공정에서의 공정단축 및 공정에러를 줄임으로써 작업효율성 및 생산 용이성을 극대화 시킬 수 있으며, 공정 중에 발생하는 오차를 줄여 센서 불량률을 최소화함으로써 품질을 향상시키는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 강화유리 블랭크 터치센서 제작에 필요한 구조 및 제조방법에 관한 것으로서,
a1)터치센서에 사용되는 사각형상의 다양한 기판 크기가 배열되는 트레이를 제작하는 단계를 포함하고;
b1)상기 트레이에 터치 센서용 사각형상의 기판을 장착시키는 단계를 포함하고;
c1)상기 기판 상으로 잉크젯 및 블랙 에지 프린팅 방법을 이용하여 강화유리 기판상에 인쇄하는 단계를 포함하고;
d1)상기 강화유리기판 상면에 투명박막 및 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimon Thin Oxide)와 같은 투명전도성 박막을 형성하기 위하여 스퍼터링과 같은 다양한 증착 방법 이용하는 것을 포함하고;
e1)상기 투명전도성 박막상면에 접착력을 향상시키는 목적으로 Cr과 같은 전이금속이 선택된 1종 이상의 금속이 단층 또는 다층구조로 형성되는 것을 포함하고;
f1)상기 접착력 향상 목적으로 형성된 박막 상면에 트레이스 패턴을 형성하기 위한 목적으로 전도성이 우수한 Cu와 같은 전이금속이 선택된 1종이상의 금속이 단층 또는 다층 구조로 형성되는 것을 포함하고;
g1)상기 전도성이 우수한 Cu와 같은 전이금속 상면에 회로 및 전극을 형성할 수 레지스트액을 코팅하는 단계를 포함하고;
h1)상기 기판상에 도포된 레지스트액을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 a1) 단계에 있어서, 트레이의 사각형상은 정방향 또는 장방향 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 b1) 단계에 있어서, 트레이의 크기는 가로, 세로 원하는 크기로 제작될 수 있으며 트레이 안에 터치센서용 기판 배열은 수개에서 수십 개로의 배열을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 c1) 단계에 있어서, 강화유리 인쇄는 잉크젯 프린팅, 실크프린팅, 무전도증착 중에서 선택된 1종의 방법을 통해 실시되는 것을 특징으로 한다.
상기 c1) 단계에 있어서, 강화유리 인쇄시 사용되는 잉크는 탄소를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 c1) 단계에 있어서, 강화유리 인쇄면의 두께는 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 c1) 단계에 있어서, 강화유리 인쇄면의 외곽부 단면의 기울기는 70도 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 d1) 단계에 있어서, 다양한 증착방법은 CVD, PVD, IBD, Evaporation, Ink Jet 프린팅등 박막을 형성할 수 있는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 d1) 단계에 있어서, 투명전도성 박막을 형성하기에 index Matching Layer를 단층 또는 다층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 d1) 단계에 있어서, 투명전도성 박막은 CNT 및 전도성 폴리머와 같은 투명전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 e1) 단계에 있어서, 투명전도성 박막과의 접착력 향상을 위한 전이금속에 반응성 가스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 e1) 단계에 있어서, 전이금속 형성방법은 CVD, PVD, IBD, Evaporation, Ink Jet 프린팅 등 박막을 형성할 수 있는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 f1) 단계에 있어서, 전이금속은 전도성 특성을 향상시키기 위해서 전이금속에 반응성 가스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 f1) 단계에 있어서, 전이금속 형성방법은 CVD, PVD, IBD, Evaporation, Ink Jet 프린팅 등 박막을 형성할 수 있는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 잉크젯용 레지스트액의 용매의 증기압은 50mmHg 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 잉크젯 인쇄방법은 스프레이, 스캔, Droplet 방법 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 레지스트 분사방법은 스프레이, 스캔, 잉크젯 프린팅 방법 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 스프레이 또는 잉크젯 프린팅 공정의 레지스트 분사 시 분사 노즐은 1개에서 수십 개의 노즐에서 분사되는 방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 스프레이 코팅 또는 잉크젯 프린팅 공정의 레지스트 분사 헤드는 1개에서 수십 개의 헤드로 구성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 g1) 단계에 있어서, 스캔 코팅 공정의 스캔 노즐은 좌, 우 방향으로 기판을 1회 이상 스캔이 가능하며, 노즐은 레지스트의 접액을 위해 상, 하로 움직이는 것을 특징으로 한다.
상기 h1) 단계에 있어서, 레지스트액의 건조방법은 Hot-plate, Heating, Oven장치 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 a1) 내지 h1) 단계를 포함하는 강화유리 블랭크 터치는 모든 강화유리 터치센서에 적용이 가능하다.
상기 a1) 내지 h1) 단계를 포함하는 강화유리 블랭크 터치는 공정에러를 줄임으로써 불량률을 향상시킬 수 있다.
상기 a1) 내지 h1) 단계를 포함하는 강화유리 블랭크 터치는 생산성을 향상시킴으로써, 작업효율성 및 터치센서의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 강화유리 블랭크 터치 제작 시 강화유리 기판상에 블랙에지 인쇄층을 도포하고, 인쇄층 상면에 투명전도성 박막을 증착하고, 투명전도성 박막상면에 전도성 박막을 증착하고, 전도성 박막 상면에 레지스트막을 도포한 일체형 강화유리 블랭크 터치 구조를 제공하여 터치센서 제조업체에서 노광, 현상, 에칭, 박리 공정을 통해 고 품질의 강화유리 터치 센서를 제조할 수 있다.
결과적으로, 강화유리 터치센서 공정에서의 공정단축 및 공정에러를 줄임으로써 작업효율성 및 생산 용이성을 극대화 시킬 수 있으며, 공정 중에 발생하는 오차를 줄여 센서 불량률을 최소화함으로써 품질을 향상시키는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치의 개략도 이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서의 노광 및 현상 공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서의 접착층 및 트레이스층 에칭 공정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서의 포토레지스트 2차 코팅 공정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서의 포토레지스트 노광 및 현상 공정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서의 투명 전도성 박막 에칭 공정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명을 통해 제조된 강화유리 기판이 적용된 터치 센서의 개략도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시 예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
실시예 1)
실시예 1은 강화유리 블랭크 터치 및 이를 통해 제조되는 강화유리 터치센서에 관한 실시예 이다.
먼저 도 1을 참조하여, 강화유리 터치 블랭크에는, 투명기판으로서 양 주표면 미 단면이 정밀 연마된 4.3인치 두께는 0.7T의 소다라임 글라스가 강화된 강화유리를 이용하고 있다. 이때, 상기 강화유리기판(1)으로서는 각종 글라스(예를 들어, 알루미노실리케이트글라스, 알루미노보로실리케이트 글라스 등), 불화칼슘, 불화마그네슘, 실리콘등이 이용된다.
그리고 투명기판(1)상에 접착력 및 파티클을 제거하고자 대기압 플라즈마를 N2와 O2를 이용하여 표면의 거칠기를 변화시켰으며, 상기 강화유리 투명기판(1)상에 블랙에지 인쇄층(2)을 잉크 젯 프린트 방법을 이용하여 원하는 영역만을 도포하였다. 이때, 블랙에지 인쇄층은 잉크 젯 프린트방식을 이용하여 무통전잉크를 적용하고, 6도 인쇄를 실시하여 20마이크로의 두께로 형성하였다.
다음으로 또한 반사도의 차이를 최소화하고자 Index matching layer물질인 SiO2(3)를 강화유리 투명기판과 인쇄층 상면에 동시에 증착하였다.
다음으로, 상기 SiO2(3)상에 전도성 박막(4)인 ITO물질을 250옹스트롬 두께로 형성하였다.
다음으로, 전도성 박막(4)과 트레이스층의 접착력을 향상시키기 위하여 접착막으로서의 질화크롬(CrN)막(5)이 형성되고, 접착막 상면에 전극으로 사용되는 트레이스층(6)이 형성된다. (이 때, 접착막 및 전도성 박막은 투명전도성 박막 상면에 원하는 영역만 증착 할 수도 있고, 전면에 증착 할 수 도 있다) 이때 접착막은 크롬 타겟을 이용하고 아르곤, 질소에 의해 이루어진 혼합가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링에 의해 질화크롬막 두께 200A을 형성하였다. 그리고 트레이스층은 구리 타겟을 이용하고 아르곤에 의해 이루어진 분위기에서 스퍼터링에 의해 구리막 두께 1000A을 형성하였다.
마지막으로, 전극 및 회로패턴을 형성하기 위해서 포토레지스트막(7)이 도포되어 있다. 이때 스프레이 방법에 의해 10000A의 두께를 형성하였다. 상기의 과정을 통해 강화유리 블랭크 터치(100)의 제조를 실시하였다.
그리고 도2에 나타낸 강화유리 터치센서는 도 1의 강화유리 블랭크 터치(100)를 노광 및 현상 그리고 에칭, 박리공정 진행한 것에 의해 형성되는 것이다.
그림 2를 참조하여, i-line 및 g-line의 복합파장을 사용하는 노광기를 이용하여 패턴을 형성하고, THAM 2.38%현상을 20sec사용하여 현상에 의해 레지스트 패턴(7a)을 형성시켰다.
그림 3을 참조하여, 레지스트 패터닝 후에 전극으로 사용되는 트레이스막인 구리막 및 질화크롬막을 패터닝 하기 위해서 황산, 질산, 염산 중에서 선택된 용액으로 60초간 wet에칭을 실시하여 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 구리막 패턴(6a) 및 질화크롬막 패턴(5a)을 형성하였다.
다음으로 그림 4를 참조하여, 레지스트막 패턴을 NaOH 용액을 사용하여 Strip 공정을 실시한 후, 포토레지스트막(9) 형성을 실시하였다.
다음으로 그림 5를 참조하여, 노광기를 사용하여 원하는 패턴 영역에 노광을 실시한 후 TMAH 2.38 % 용액을 통해 레지스트 패턴(9a)을 형성하였다.
다음으로 그림 6을 참조하여, 초산 용액을 60초간, 에칭액의 온도를 50도 유지하고 이 에칭액에 의해 wet 에칭을 실시하여 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 투명전도막 패턴(4a)을 형성하였다.
다음으로 그림 7을 참조하여, NaOH 용액에 60초간 dipping 하여 레지스트 패턴을 박리시켜 강화유리 터치센서(200)를 제작할 수 있다.
이와 같이, 적어도 동일한 생산라인에서 전극에 필요한 구리막 및 패터닝을 위한 레지스트를 공정을 진행함으로써 품질이 양호한 강화유리 블랭크 터치를 얻을 수 있었다. 또한, 이 강화유리 블랭크 터치를 이용하여 강화유리 터치센서 제작 시 생산성을 극대화시킬 수 있으며 양호한 품질을 얻을 수 있다.
1 : 강화유리 기판
2 : 블랙 에지 인쇄층
3 : SiO2 막
4 : 전도성 투명막
4a : 전도성 투명막 패턴
5 : 접착층
5a : 접착층 패턴
6 : 트레이스층
6a : 트레이스층 패턴
7 : 레지스트막
7a: 레지스트패턴
9 : 레지스트막
9a: 레지스트패턴
100 : 블랭크 터치
200 : 터치 센서

Claims (17)

  1. 강화유리 기판 상에 블랙 에지 인쇄층이 형성되고,
    블랙 에지 인쇄층이 형성된 강화기판 위에 투명 박막이 형성되고,
    투명 박막 위에 투명 전도성막이 형성되고,
    투명 전도성막 위에, 접착막이 형성되고,
    접착막 위에 트레이스막이 형성되고,
    트레이스막 위에 레지스트막이 형성된 것을 특징으로 하는 터치 패널 제조시 사용되는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  2. 제 1항에 있어서,
    강화유리 인쇄는 잉크젯 프린팅, 실크프린팅, 무전도증착 중에서 선택된 1종의 방법을 통해 실시되는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  3. 제 1항에 있어서,
    강화유리 인쇄시 사용되는 잉크는 탄소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  4. 제 1항에 있어서,
    강화유리 인쇄면의 두께는 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  5. 제 1항에 있어서,
    강화유리 인쇄면의 외곽부 단면의 기울기는 70도 이하인 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  6. 제 1항에 있어서,
    투명 박막, 투명 전도성 박막, 접착층 및 트레이스층은 CVD, PVD, IBD, Evaporation, Ink Jet 프린팅 중에서 선택된 1종의 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  7. 제 1항에 있어서,
    투명 박막, 투명 전도성 박막, 접착층 및 트레이스층은 단층 또는 다층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  8. 제 1항에 있어서,
    투명전도성 박막은 CNT 및 전도성 폴리머와 같은 투명전도성 물질 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  9. 제 1항에 있어서,
    포토레지스트막 형성시 사용되는 잉크젯용 레지스트액의 용매의 증기압은 50mmHg 이하인 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  10. 제 1항에 있어서,
    포토레지스트막 형성시 사용되는 잉크젯 인쇄방법은 스프레이, 스캔, Droplet 방법 중에서 선택된 1종을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  11. 제 1항에 있어서,
    포토레지스트막 형성시 사용되는 스프레이 또는 잉크젯 프린팅 공정의 레지스트 분사 시 분사 노즐은 1개에서 수십 개의 노즐에서 분사되는 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  12. 제 1항에 있어서,
    포토레지스트막 형성시 사용되는 스프레이 또는 잉크젯 프린팅 공정의 레지스트 분사 헤드는 1개에서 수십 개의 헤드로 구성되는 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  13. 제 1항에 있어서,
    포토레지스트막 형성시 사용되는 스캔 코팅 공정의 스캔 노즐은 좌, 우 방향으로 기판을 1회 이상 스캔이 가능하며, 노즐은 레지스트의 접액을 위해 상, 하로 움직이는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  14. 제 1항에 있어서,
    레지스트액의 건조방법은 Hot-plate, Heating, Oven장치 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치

  15. 제 1항 내지 제 14 항에 있어서,
    상기 블랭크 터치를 제조하기 위한 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치 제조 방법

  16. 제 1항 내지 제 14 항에 있어서,
    상기 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치를 통해 제조된 강화유리 기판이 적용된 터치 센서

  17. 제 1항 내지 제 14 항에 있어서,
    상기 강화유리 기판이 적용된 블랭크 터치를 통해 제조된 강화유리 기판이 적용된 터치 센서를 제조하는 제조 방법

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