KR20120044268A - 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널 - Google Patents

Abstract

정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널에 관한 것으로, ITO 필름에 복수의 제1축 정전전극을 포함하는 제1축 패턴 및 복수개의 제2축 정전전극을 포함하는 제2축 패턴을 형성하는 단계; 제1축 정전전극간을 전기적으로 연결시키는 단계; 제1축 정전전극 사이의 연결부에 절연체를 인쇄하는 단계; 제2축 정전전극 간을 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하는 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널에 관한 것이다.
이를 통하여 X축 패턴과 Y축 패턴을 ITO 필름 한장으로 구현을 하기때문에 원가 절감 효과 및 공정이 간소화 효과가 있다.

Description

정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널 {METHOD OF PREPARING CAPACITANCE TYPE TOUCH PANEL AND CAPACITANCE TYPE TOUCH PANEL PREPARED BY THE SAME}

본 발명은 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널에 관한 것으로, ITO 필름 한 장으로 X축 패턴과 Y축 패턴을 구현하는 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널에 관한 것이다.

일반적으로 터치패널은 버튼을 손가락으로 접촉하여 컴퓨터 등을 대화적, 직감적으로 조작함으로써 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력 장치인데 이를 디스플레이와 함께 집적한 경우는 터치스크린으로서 이 경우에는 스크린을 손가락을 접촉하여 입력을 수행하는 입력 장치이다.

이상과 같은 터치패널은 접촉을 감지하는 방식에 따라 저항막방식과 정전용량방식, 적외선방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며, 현재는 저항막방식이 많이 사용되어지고 있으나, 향후 내구성 및 경박 단소한 특성에 유리한 정전용량방식의 사용이 증가될 것이다.

이와 같은 상기 정전용량방식의 터치패널, 특히 터치스크린은 그 구조가 PET나 유리 등의 투명한 절연체 필름 상에 투광 도전체로 이루어진 ITO와, 상기 ITO의 테두리에 실버 페이스트 등의 리드 선으로 이루어진 패드를 접착제층이나 절연체층을 부가하여 상하로 적층하여 구성된다.

여기서, 상기 ITO는 X축의 X축 정전전극을 등 간격으로 형성한 X축 ITO와 Y축의 Y축 정전전극을 등 간격으로 형성한 Y축 ITO로 구성하여, 상기 적층과정에서 복층으로 적층되도록 한다.

위와 같이 형성된 터치스크린은 사용자의 터치에 따른 터치신호를 컨트롤러가 입력받아서 좌표신호를 출력하는 것이다.

그런데 이와 같이 X축 또는 Y축에 나란하게 배치되는 정전전극은 리드 선으로부터 각각 다른 이격거리를 가지고 배치되며, 이들 사이에는 다른 정전전극이 배치되므로, 리드 선이 연결되는 부분에서 바라보면, 각각의 정전전극은 서로 다른 전기적 특성을 가지게 된다.

이하에서는 이러한 터치 패널의 종래 기술에 관하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 바텀(Bottom) 패턴층을 나타내는 도면으로서 X축 패턴을 나타내고, 도 2는 종래의 탑(Top) 패턴층을 나타내는 도면으로서 Y축 패턴을 나타낸다.

종래에는 도 1 및 도 2와 같은 X축 정전전극(10)을 갖는 탑(Top) 패턴과 Y축 정전전극(20)을 갖는 바텀 패턴을 각각 제작한후 층간 합지후 윈도우 부착을 하여 터치 패널을 제조하였다. 이러한 제조과정에 의해 완성된 터치 패널은 평면도를 도 3에 도시하였다.

도 3을 참조하면, 종래의 정전방식 터치 패널은, X축 정전전극(10)을 갖는 탑(Top) 패턴과 Y축 정전전극(20)을 잦는 바텀(Bot) 패턴이 패널의 전면에 고루 형성되고, 일측에 연결전극(30, 40)을 형성하였다.

이러한 종래의 정전방식 터치 패널의 층구조를 보면 도 4와 같다.

도 4를 참조하면, 종래에는 탑(Top) 패턴과 바텀(Bot) 패턴을 각각 제작하므로 탑(Top) 패턴과 바텀(Bot) 패턴에 사용되는 ITO 필름이 2장 필요하였다.

또한, ITO 필름 상부에는 OCA 가 필수적으로 부가되어야 하는데, ITO 필름이 2장 사용되므로 OCA도 2장 필요하였다.

그런데, 이러한 ITO 필름과 OCA를 고가이다. 따라서, 종래의 터치패널은 하나의 터치 패널 제품을 만들기위해 ITO 필름 두장과 OCA 두장이 사용되기 때문에 가격적으로 비싼 단점이 있다.

또한, 종래의 터치 패널은 탑 패턴층과 바텀 패턴층의 합지할때, 셀바이셀(Cell by cell) 방식이 아니라 시트바이시트(Sheet by sheet) 방식으로 하기 때문에 패턴 층 별로 불량률을 측정하는 특성에 의해 수율이 좋지 않았다. 특히, 층별 합지시 얼라인 공차를 맞추기가 힘들어 수율이 좋지 않고, 타이트한 공차관리가 어려운 단점이 있다.

따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 정전용량 터치패널의 구조가 개발되어져야만 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 ITO 필름 한 장으로 X축 패턴과 Y축 패턴을 모두 구현하여 원가를 절감하고, 공정이 간소화되며, 공정의 간소화로 인한 수율 향상 효과가 있는 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 정전용량 터치패널의 제조방법은,

ITO 필름에 복수의 제1축 정전전극을 포함하는 제1축 패턴 및 복수의 제2축 정전전극을 포함하는 제2축 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계;

상기 제1축 정전전극 사이의 연결 부위의 위에 절연체를 도포하는 단계; 및

상기 절연체 위에 상기 제2축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

상기 절연체를 도포하는 단계는, 상기 절연체를 잉크젯 방식, 리버스 옵셋방식 및 그라비아 방식 중 하나로 인쇄를 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2축 정전전극간을 전기적으로 연결시키는 단계는,

도전성 잉크를 이용하여 브릿지 모양으로 상기 제2축 정전전극 간을 연결시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 윈도우 패널층 및 OCA를 구비하는 터치 패널은,

상기 OCA 하단에 형성되고, 복수의 제1축 정전전극 및 제2축 정전전극을 구비하는 ITO 필름을 포함하며,

상기 제1축 정전전극은 전기적으로 연결되고,

상기 제1축 정전전극 간 연결 부위에는 절연체가 도포되며, 상기 절연체 위로 상기 제2축 정전전극 간이 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연체는 잉크젯 방식, 리버스 옵셋방식 및 그라비아 방식중 하나로 인쇄되며, 상기 제2축 정전전극간에는 도전성 잉크가 브릿지 모양으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정전용량 터치패널의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 터치패널에 따르면, X축 패턴과 Y축 패턴을 ITO Film 한장으로 구현을 하기때문에 원가 절감 효과 및 공정이 간소화 효과가 있다.

또한, X축 ITO패턴위로 절연체를 올리고 그 위에 도전성물질을 처리하여 Y축 ITO패턴을 서로 전기적 특성을 가질수있도록 쇼트(Short)해주므로써 ITO 필름 두장의 효과를 얻어 낼수있다.

그리고, 절연체 인쇄는 높이를 최대한 낮춰 인쇄할수있는 잉크젯방식이나 리버스 옵셋 방식 그리고 그라비아 인쇄방식 등으로 인쇄를 한후 그 위에 시인성이 적고 저항이 낮은 도전성 잉크를 적용하여 브릿지를 해주므로써 기존 공정보다 간소화되면서 수율도 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 정전용량 방식 터치패널에서 X축 전극패턴을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 정전용량 방식 터치패널에서 Y축 전극패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 정전용량 방식 터치패널에서 X축 전극패턴과 Y축 전극패턴을 합체한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 정전용량 방식 터치패널에서 X축 전극패턴과 Y축 전극패턴을 합체한 상태에서의 층구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치패널에서 도 5의 동그라미 부분의 상세 구조를 나타낸 도면으로서 제조방법에 따른 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 정전용량 방식 터치패널의 층구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널에서 도 10의 동그라미 부분의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 측면 구조를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치 패널의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치패널은, 윈도우 패널층 및 OCA를 구비하는 터치 패널에 있어서, OCA 하단에 형성되고, 복수의 X축 정전전극(100) 및 Y축 정전전극(200)을 구비하는 ITO 필름을 포함한다.

X축 정전전극(100)은 도전성질을 갖는 제1 연결부(110)에 의해 전기적으로 연결되며, X 정전전극(100) 간 제1 연결부(110) 위에 절연체(300)를 인쇄하고, 절연체(300) 위로 Y축 정전전극(200)이 서로 전기적으로 연결되도록 한다.

절연체(300)는 잉크젯 방식, 리버스 옵셋방식 및 그라비아 방식 중 하나로 인쇄되며, Y축 정전전극(200) 간에는 도전성 잉크를 브릿지 모양으로 형성시켜 제2 연결부(210)를 생성한다.

ITO 필름은 PET 또는 유리 등의 투광 절연체 필름에 ITO 등의 ITO(T)를 스퍼터링 등의 공지의 방법으로 증착한 후 이를 부분적으로 식각하여 정전전극 패턴을 형성하게 되며, 여기에 구리 등의 금속(M)을 스퍼터링 등의 공지의 방법으로 증착한 후, 이를 다시 부분적으로 식각하여 리드선 및 연결전극에 해당하는 리드선-연결전극 패턴(30, 40)을 형성할 수 있다. 또한, 리드선 또는 연결전극(30, 40)은 실버 페이스트(P) 등의 페이스트 도포로 이를 제작할 수도 있으며, 이외에도, PET등의 상부에 ITO 및 구리를 각각 증착한 후 이를 함께 또는 부분 식각하여 정전전극 패턴 및 리드선-연결전극 패턴을 형성할 수도 있다.

바람직하게는 X축, Y축 정전전극 패턴(100, 200)은 ITO층이고, 리드선-연결전극 패턴(30, 40)은 X축, Y축 정전전극 패턴(100, 200)을 이루는 ITO층(T)과 연속되는 ITO층(T)과 그 상면에 적층되는 금속층으로 이루어지는 적층구조인 것이 좋다.

하기에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 제조방법에 관하여 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 터치패널에서 도 5의 동그라미 부분의 상세 구조를 나타낸 도면으로서 제조방법에 따른 각 단계를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6과 같이, ITO 필름에 복수의 X 정전전극(100)을 포함하는 X축 패턴 및 복수개의 Y축 정전전극(200)을 포함하는 Y축 패턴을 형성한다.

이때, 도 7에 도시된 바와 같이 X축 정전전극(100) 간을 전기적으로 연결시키는데, 연결방법은 기존 방법을 이용할 수도 있으며, X 정전전극(100)과 동시에 형성할 수도 있다.

다음, X축 정전전극(100) 사이의 제1 연결부(110) 위에 절연체(300)를 인쇄한다.

절연체(300)를 인쇄하는 방식은 절연체 높이를 최대한 낮춰 인쇄할수 있는 잉크젯방식 이나 리버스(Reverse) 옵셋 방식 그리고 그라비아 인쇄방식 등으로 인쇄를 한다. 또한, 절연체(300)는 Y축 정전전극(200) 사이에 충분히 인쇄하여 제1 연결부(110)와 제2 연결부(210)가 전기적으로 접촉되지 않도록 한다.

그리고 나서, Y축 정전전극(200)간을 전기적으로 연결시키는데, Y축 정전전극(200)간을 전기적으로 연결시키는 방법은 시인성이 적고 저항이 낮은 도전성 잉크를 적용하여 브릿지를 해주므로써 기존 공정보다 간소화되면서 수율에도 큰 효과가 있다. 또한, 인쇄시 ITO 필름에 손상을 주지않는 미접촉식 인쇄방식을 채택하는것이 유리하다. 이러한 방식을 점핑(Jumping) 방식이라하고, 이 점핑 방식은 정전용량 터치 패널 제조시 ITO 필름 제작시에 사용한다.

이러한 공정에 따라 X축 패턴과 Y축 패턴을 ITO 필름 한장으로 구현을 하기때문에 원가 절감 효과 및 공정이 간소화 효과가 있다. 이러한 터치 패널을 구성하는 층은 도 9와 같이 3개로 된다.

도 9를 참조하면, 터치패널은 윈도우층, OCA층, ITO층의 3개로 구성되며, 윈도우층 및 OCA층은 기존과 유사하고, ITO층은 X축 패턴위로 절연체(300)를 올리고 그 위에 도전성물질을 처리하여 Y축 패턴을 서로 전기적 특성을 가질수있도록 쇼트(Short)해주므로써 ITO 필름 두장의 효과를 얻어 낼수 있다.

이러한 본 발명의 실시예는 다양한 변형이 가능하고, X축 패턴과 Y축 패턴이 서로 바뀌어져 형성될 수 있음은 자명하다.

그리고 도 6 내지 도 9는 하나의 연결부위를 예로 설명하였지만 이러한 구조는 모든 ITO층의 모든 전극의 연결구조에 적용된다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 구조를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널은 원도우 패널층 및 OCA를 구비하는 터치 패널에 있어서, OCA 하단에 형성되고 복수의 X축 정전전극(100) 및 Y축 정전전극(200)을 구비하는 ITO 필름을 포함한다.

복수의 Y축 정전전극(200) 간은 서로 간의 일정한 이격 거리를 갖고 있으나, 복수의 X축 정전전극(100) 간은 제1 실시예의 제1 연결부(110)를 형성하지 않고 전기적으로 연결되어 있다.

도 11는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널에서 도 10의 동그라미 부분의 상세 구조를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 터치패널의 측면 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제1 실시예와 같이, X축 정전전극(100) 위를 가로질러 Y축 정전전극(200) 간을 절연체(300)로 인쇄하고, 절연체(300) 위로 도전성 잉크를 브릿지 모양으로 연결시키는 제2 연결부(210)를 형성한다.

다른 실시예로서, Y축 정전전극(200) 간을 절연체(SiO₂ 물질과 같은 절연성 물질)(300)를 증착으로 올리고 절연체(300) 위에 도전성 물질(Cu, Cu Alloy, Ag, Ag Alloy, Ni, Ni Alloy, Al, Al Alloy 및 AZO(Al-doped zinc oxide), IZO(Indium zinc oxide), ATO, ITO 등의 투명 도전성 물질)을 증착으로 도포하는 방법을 사용할 수 있다. 증착은 Sputter, E-beam, Ion-beam, Electron-beam 방식을 사용할 수 있다.

터치 패널을 구성하는 층은 전술한 도 9와 같이 원도우층, OCA층, ITO층의 3개로 구성된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: X축 정전전극
200: Y축 정전전극
30: X축 리드선
40: Y축 리드선
110: 제1 연결부
210: 제2 연결부
300: 절연체

Claims (8)

1. ITO 필름에 복수의 제1축 정전전극을 포함하는 제1축 패턴 및 복수의 제2축 정전전극을 포함하는 제2축 패턴을 형성하는 단계;
   상기 제1축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계;
   상기 제1축 정전전극 사이의 연결 부위의 위에 절연체를 도포하는 단계; 및
   상기 절연체 위에 상기 제2축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계
   를 포함하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계는,
   상기 제1축 정전전극 간의 이격 거리를 연결부를 통해 전기적으로 연결하거나, 상기 ITO 필름의 패턴닝시 상기 제1축 정전전극의 간을 단락시켜 전기적으로 연결하는 단계
   를 포함하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 절연체를 도포하는 단계는,
   상기 절연체를 잉크젯 방식, 리버스 옵셋방식 및 그라비아 방식 중 하나로 인쇄를 하는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2축 정전전극 간을 전기적으로 연결시키는 단계는,
   도전성 잉크를 이용하여 브릿지 모양으로 상기 제2축 정전전극 간을 연결시키는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 절연체를 도포하는 단계는,
   상기 제2축 정전전극 간을 상기 절연체를 증착으로 올리는 단계
   를 포함하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2축 정전전극 간을 전기적으로 연결하는 단계는,
   상기 절연체 위에 도전성 물질을 증착으로 도포하는 단계
   를 포함하는 정전용량 터치패널의 제조방법.
7. 윈도우 패널층 및 OCA를 구비하는 터치 패널에 있어서,
   상기 OCA 하단에 형성되고, 복수의 제1축 정전전극 및 제2축 정전전극을 구비하는 ITO 필름을 포함하며,
   상기 제1축 정전전극은 전기적으로 연결되고,
   상기 제1축 정전전극 간 연결 부위에는 절연체가 도포되며, 상기 절연체 위로 상기 제2축 정전전극 간이 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치패널.
8. 제7항에 있어서,
   상기 절연체는 잉크젯 방식, 리버스 옵셋방식 및 그라비아 방식중 하나로 인쇄되며, 상기 제2축 정전전극 간에는 도전성 잉크가 브릿지 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치패널.

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