KR20120050130A - 터치패널의 제조방법 - Google Patents

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KR20120050130A
KR20120050130A KR1020100111491A KR20100111491A KR20120050130A KR 20120050130 A KR20120050130 A KR 20120050130A KR 1020100111491 A KR1020100111491 A KR 1020100111491A KR 20100111491 A KR20100111491 A KR 20100111491A KR 20120050130 A KR20120050130 A KR 20120050130A
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김재일
임성택
이종영
김현준
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 터치패널의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널(100)의 제조방법은 (A) 투명기판(110)에 형성할 투명전극(130)의 색에 대응하는 색을 갖는 착색범프(120)를 패터닝하여 형성하는 단계, (B) 착색범프(120)를 도포하도록 투명기판(110)에 투명전극(130)을 형성하는 단계 및 (C) 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)을 선택적으로 제거하여 투명전극(130)을 패터닝하는 단계를 포함하며, 투명전극(130)에 대응하는 색과 굴절율을 갖는 착색범프(120)를 채용하여 사용자가 패터닝된 투명전극(130)을 인식할 수 없게 함으로써 터치패널(100)의 시인성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치패널의 제조방법{Method of Fabricating Touch Panel}
본 발명은 터치패널의 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 Device)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 Panel)이 개발되었다.
이러한 터치패널은 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.
한편, 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 각광받고 있는 방식은 멀티터치(multi touch)가 가능한 정전용량방식 터치패널과 디지털 저항막방식 터치패널이다.
하지만, 종래기술에 따른 정전용량방식 터치패널과 디지털 저항막방식 터치패널은 패터닝한 투명전극의 형상이 사용자에게 인식된다. 예를 들어, 투명전극을 막대형으로 패터닝한 경우 사용자는 막대형상을 인식하게 되고, 투명전극을 마름모형으로 패터닝한 경우 사용자는 마름모형상을 인식하게 되는 것이다. 따라서, 종래기술에 따른 터치패널은 패터닝한 투명전극으로 인하여 화상표시장치에서 출력하는 화상이 방해를 받고 시인성이 저하되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 투명전극에 대응하는 색과 굴절율을 갖는 착색범프를 채용함으로써, 사용자가 패터닝된 투명전극을 인식할 수 없는 터치패널의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법은 (A) 투명기판에 착색범프를 패터닝하여 형성하는 단계, (B) 상기 착색범프를 도포하도록 투명기판에 투명전극을 형성하는 단계 및 (C) 상기 착색범프의 상단에 형성된 상기 투명전극을 선택적으로 제거하여 상기 투명전극을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 착색범프의 색은 상기 투명전극의 색에 대응하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 착색범프의 굴절율은 상기 투명전극의 굴절율에 대응하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (A) 단계에서, 상기 착색범프는 폴리아크릴레이트에 색소를 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 색소는 티탄코발트 그린, 코발트 그린, 코발트크롬 그린, 빅토리아 그린, 군청, 울트라머린 블루, 감청, 프로시안 블루, 베르린 블루, 미로리블루, 코발트블루, 세루리안 블루, 코발트실리카 블루, 코발트아연 블루, 망강바이올렛, 미네랄바이올렛, 코발트바이올렛 또는 프타로시아닌을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (C) 단계에서, 상기 투명전극의 두께와 상기 착색범프의 두께가 동일해지도록, 상기 투명전극을 선택적으로 제거할 때 상기 착색범프의 상단을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (C) 단계에서, 상기 투명전극은 UV 레이저(UltraViolet Laser) 또는 IR 레이저(InfraRed Laser)를 이용하여 선택적으로 제거하는 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, 투명전극에 대응하는 색과 굴절율을 갖는 착색범프를 채용하여 사용자가 패터닝된 투명전극을 인식할 수 없게 함으로써 터치패널의 시인성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 착색범프의 상단에 형성된 투명전극을 선택적으로 제거함으로써, 투명전극을 패터닝하는 동시에 터치패널의 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 따라 제조공정 순서대로 도시한 사시도;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널을 절단한 사시도; 및
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 제작한 터치패널의 단면도이다.
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, 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 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 따라 제조공정 순서대로 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)의 제조방법은 (A) 투명기판(110)에 형성할 투명전극(130)의 색에 대응하는 색을 갖는 착색범프(120)를 패터닝하여 형성하는 단계, (B) 착색범프(120)를 도포하도록 투명기판(110)에 투명전극(130)을 형성하는 단계 및 (C) 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)을 선택적으로 제거하여 투명전극(130)을 패터닝하는 단계를 포함하는 구성이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)에 착색범프(120)를 패터닝하여 형성하는 단계이다. 여기서, 투명기판(110)은 착색범프(120), 투명전극(130)이 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 이때, 투명기판(110)은 착색범프(120)와 투명전극(130)을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(110)의 재질은 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 형성하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 투명기판(110)을 활성화시키기 위해서 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 투명기판(110)을 활성화시킴으로써, 투명기판(110)과 착색범프(120)의 사이 및 투명기판(110)과 투명전극(130) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 착색범프(120)는 투명전극(130)에 대응하는 색과 굴절율을 갖아 터치패널(100)의 시인성을 개선하는 역할을 하는 것으로, 스크린 인쇄법(Screen Printing) 또는 그라비아 인쇄법(Gravure Printing)으로 투명기판(110)에 패터닝하여 형성한다. 여기서, 착색범프(120)의 패턴은 후술할 투명전극(130)의 패턴 경계에 대응하는 것이므로, 최종적인 투명전극(130)의 패턴을 고려하여 착색범프(120)를 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 착색범프(120)는 폴리아크릴레이트에 색소를 첨가하여 투명전극(130)에 대응하는 색과 굴절율를 갖도록 형성할 수 있다. 여기서, 색소는 무기안료, 유기안료, 염료 등을 포함하는 것이다. 구체적으로, 색소는 티탄코발트 그린, 코발트 그린, 코발트크롬 그린, 빅토리아 그린, 군청, 울트라머린 블루, 감청, 프로시안 블루, 베르린 블루, 미로리블루, 코발트블루, 세루리안 블루, 코발트실리카 블루, 코발트아연 블루, 망강바이올렛, 미네랄바이올렛, 코발트바이올렛 등의 무기안료 또는 프타로시아닌 등의 유기안료를 이용하는 것이 바람직하다. 색소로 전술한 푸른색 계열의 물질을 이용하는 것은 전도성 고분자로 형성한 투명전극(130)과 동일한 색을 구현하기 위한 것으로 상세한 설명은 후술하도록 한다.
다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 착색범프(120)를 도포하도록 투명기판(110)에 투명전극(130)을 형성하는 단계이다. 여기서, 투명전극(130)은 입력수단이 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것이다. 또한, 투명전극(130)은 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등의 건식 공정, 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 롤 코팅(Roll coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등의 습식 공정 등을 이용하여 투명기판(110)의 전면에 형성한다. 이때, 투명전극(130)은 착색범프(120)를 도포하므로, 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)은 이외의 부분에 형성된 투명전극(130)에 비해 돌출된다. 한편, 투명전극(130)은 통상적으로 사용하는 ITO(Indium Thin Oxide)뿐만 아니라 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(이하, PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌 등을 포함하는 것이다. 이중 PEDOT/PSS를 이용하여 투명전극(130)을 형성하는 경우 유연성이 뛰어나고 코팅공정을 단순화 시킬 수 있는 등 많은 장점이 존재한다.
다음, 도 3a 내지 3b에 도시된 바와 같이, 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)을 선택적으로 제거하여 투명전극(130)을 패터닝하는 단계이다. 본 단계에서 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)만을 선택적으로 제거하면(도 3a 참조), 투명전극(130)은 착색범프(120)를 경계로 패터닝된다(도 3b 참조). 결국, 투명전극(130)의 패턴 사이에 투명전극(130)의 색과 굴절율에 대응하는 착색범프(120)가 배치되므로, 투명전극(130)을 패터닝하더라도 사용자는 투명전극(130)의 패턴을 인식할 수 없다. 즉, 투명전극(130)을 패터닝하는 동시에 터치패널(100)의 시인성을 개선할 수 있는 것이다. 예를 들어, PEDOT/PSS로 투명전극(130)을 형성하는 경우 투명전극(130)은 푸른색을 띄어 패턴닝하면 사용자가 투명전극(130)의 패턴을 인식할 수 있는 문제점이 존재한다. 하지만, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 전술한 바와 같이 푸른색 계열의 색소를 첨가한 착색범프(120)를 채용하여 투명전극(130)의 패턴 사이에 배치함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다. 따라서, PEDOT/PSS를 이용하여 투명전극(130)을 형성하더라도 푸른색 계열의 착색범프(120)로 인하여 사용자가 투명전극(130)의 패턴을 인식하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 투명전극(130)을 선택적으로 제거할 때는 도 3a에 도시된 바와 같이, 정밀한 패터닝을 수행할 수 있는 UV 레이저(135; UltraViolet Laser) 또는 IR 레이저(135; InfraRed Laser)을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 투명전극(130)과 착색범프(120) 사이에 서로 대응하는 색과 굴절율을 구현하기 위해서는 도 3b에 도시된 바와 같이, 투명전극(130)의 두께(T1)와 착색범프(120)의 두께(T2)는 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 착색범프(120)의 상단(125)에 형성된 투명전극(130)을 선택적으로 제거할 때, 투명전극(130)의 두께(T1)와 착색범프(120)의 두께(T2)가 동일해지도록 착색범프(120)의 상단(125) 역시 제거하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널을 절단한 사시도이다. 전술한 제조공정을 통해서 터치패널(100)의 제작을 완료하면 도 4에 도시된 바와 같이, 투명전극(130)의 패턴 사이에 착색범프(120)가 구비된다. 여기서, 투명전극(130)의 패턴은 막대형이지만, 이는 예시적인 것으로 투명전극(130)의 패턴은 마름모형, 사각형, 원형 등 당업계에 공지된 모든 패턴을 사용할 수 있음은 물론이다. 추가적으로, 투명전극(130)의 테두리에는 투명전극(130)으로부터 전기적 신호를 전달받는 전극배선(140)이 인쇄된다. 이때, 전극배선(140)은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 인쇄할 수 있다. 또한, 전극배선(140)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함), ITO와 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 터치패널(100)은 투명전극(130)이 단층인 구조이므로 자체 정전용량방식(Self Capacitive Type) 터치패널 또는 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널로 이용할 수 있다. 뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이 상기 구성을 포함하는 다양한 형태의 터치패널을 제작할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 제작한 터치패널의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)의 양면에 투명전극(130)을 서로 수직이 되도록 형성하여 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(200; 도 5 참조)을 제작할 수 있다. 또한, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일면에 투명전극(130)이 형성된 투명기판(110)을 2개 구비하여 투명전극(130)이 서로 수직으로 마주보도록 2개의 투명기판(110)을 접착층(150)으로 접착하여 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(300; 도 6 참조) 또는 멀티 저항막방식(Multi Resistive Type) 터치패널(400; 도 7 참조)을 제작할 수 있다. 여기서, 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(300; 도 6 참조)의 경우 마주보는 2개의 투명전극(130)이 절연되도록 접착층(150)이 투명기판(110)의 전면에 부착된다. 반면, 멀티 저항막방식(Resistive Type) 터치패널(400; 도 7 참조)의 경우 접착층(150)이 투명기판(110)의 테두리에만 부착되어 사용자의 압력이 작용하면 마주보는 2개의 투명전극(130)이 에어갭(160; air-gap)을 통해 접촉될 수 있다. 한편, 투명전극(130)의 테두리에는 투명전극(130)으로부터 전기적 신호를 전달받는 전극배선(140)이 인쇄된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널의 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.
100, 200, 300, 400: 터치패널 110: 투명기판
120: 착색범프 125: 착색범프의 상단
130: 투명전극 135: 레이저
140: 전극배선 150: 접착층
160: 에어갭 T1: 투명전극의 두께
T2: 착색범프의 두께

Claims (8)

  1. (A) 투명기판에 착색범프를 패터닝하여 형성하는 단계;
    (B) 상기 착색범프를 도포하도록 투명기판에 투명전극을 형성하는 단계; 및
    (C) 상기 착색범프의 상단에 형성된 상기 투명전극을 선택적으로 제거하여 상기 투명전극을 패터닝하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 착색범프의 색은 상기 투명전극의 색에 대응하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 착색범프의 굴절율은 상기 투명전극의 굴절율에 대응하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A) 단계에서,
    상기 착색범프는 폴리아크릴레이트에 색소를 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 색소는 티탄코발트 그린, 코발트 그린, 코발트크롬 그린, 빅토리아 그린, 군청, 울트라머린 블루, 감청, 프로시안 블루, 베르린 블루, 미로리블루, 코발트블루, 세루리안 블루, 코발트실리카 블루, 코발트아연 블루, 망강바이올렛, 미네랄바이올렛, 코발트바이올렛 또는 프타로시아닌을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B) 단계에서,
    상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 (C) 단계에서,
    상기 투명전극의 두께와 상기 착색범프의 두께가 동일해지도록, 상기 투명전극을 선택적으로 제거할 때 상기 착색범프의 상단을 제거하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  8. 청구항 1 에 있어서,
    상기 (C) 단계에서,
    상기 투명전극은 UV 레이저(UltraViolet Laser) 또는 IR 레이저(InfraRed Laser)를 이용하여 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
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