KR20130011267A

KR20130011267A - 터치 스크린 패널 및 그 전극 형성방법

Info

Publication number: KR20130011267A
Application number: KR1020110072297A
Authority: KR
Inventors: 강창우; 김기철; 최종훈
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-01-30

Abstract

본 발명은 접촉을 감지하는 투명부의 센서 전극과 센서 전극에서 감지되는 신호를 제어회로로 전달하는 반투명부의 리드 전극을 구비하는 터치 스크린 패널 및 그 전극 형성방법에 관한 것으로, 기판; 상기 기판의 중앙 부분에 형성되는 투명 전극부; 및 상기 투명 전극부의 외부에 형성되는 이중 구조로, 하부 투명전극 및 상기 하부 투명전극의 상부에 형성되는 도금 메탈 전극을 구비하는 불투명 전극부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널 및 그 전극 형성방법{Touch Screen Panel and the Method for Forming Electrode of the same}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접촉을 감지하는 투명부의 센서 전극과 센서 전극에서 감지되는 신호를 제어회로로 전달하는 반투명부의 리드 전극을 구비하는 터치 스크린 패널 및 그 전극 형성방법에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 윈도우(View Area)에 표시된 내용을 손이나 물체로 터치하여, 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 하는 입력 장치이다. 이러한 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면에 구비되어, 손 또는 물체가 접촉된 위치를 파악하여 입력 신호를 판단하게 된다. 터치 스크린 패널의 구현 방식으로는 저항막 방식과 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있다. 현재는 저항막 방식과 정정용량 방식이 주로 이용되고 있으며, 특히 미세 전극 패턴을 형성하고, 두께를 슬림화하는 구조에서는 정전용량 방식이 선호되고 있다.

도 1은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 일반적인 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 2는 터치 스크린 패널의 일반적인 전극 구조를 나타낸 종단면도이다.

터치 스크린 패널의 전극은, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(10)의 상면에 터치 신호를 감지하기 위한 센서 전극(20x,20y)이 X 방향 및 Y 방향으로 복수개 형성된다. 여기서, 센서 전극(20x,20y)은 Y 좌표가 동일한 X 전극(20x)과 X 좌표가 동일한 Y 전극(20y)으로 구성될 수 있고, 각 센서 전극(20x,20y)은 연결 전극(21x,21y)에 의하여 각각 X 방향 및 Y 방향으로 연결된다. 이때, X 전극(20x)과 Y 전극(20y)은 동일 레이어로 형성되는 경우, 연결 전극(21x,21y)이 교차되는 부분에서는 가운데에 절연층(미도시)이 개입된 형태로 각 전극(20x,20y)이 연결된다. 또한, X 전극(20x)과 Y 전극(20y)이 다른 레이어로 각각 형성되고, 각 연결 전극(21x,21y)으로 연결된 상태에서 합지될 수 있다. 센서 전극(20x,20y)에서의 전기적인 신호는 리드 전극(30)을 통하여 제어부(40)에 전달된다.

여기서, 센서 전극(20x,20y)과 연결 전극(21x,21y)은 터치 스크린 패널의 윈도우를 이루는 투명부(A)에 형성되므로, 높은 투광도를 나타내는 ITO 투명 전극이 이용된다. 또한, 리드 전극(30)은 터치 스크린 패널의 베젤을 이루는 불투명부(B)에 형성되므로, 전기 전도성이 우수한 메탈 전극이 이용된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널의 투명부(A)에서는 ITO 투명 전극을 이용한 다수의 센서 전극(20)이 형성되고, 불투명부(B)에서는 ITO 전극(31)과 메탈 전극(32)으로 이루어는 리드 전극(30)이 형성된다.

한편, 종래의 기술에 따른 터치 스크린 패널의 전극 형성 과정에 있어서, 특히 ITO 전극(31)과 메탈 전극(32)의 이중 구조를 이루는 리드 전극(30)을 형성하는 방법으로는, 패턴화된 ITO 전극(31) 상부면에 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 메탈 전극(32)을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 스크린 인쇄를 이용한 메탈 전극(32)의 형성은 전극 라인이 점차 미세화됨에 따라 나노급에 가까운 미세 전극 패턴의 구현에 한계를 나타내게 되었다.

또한, ITO 전극층의 상부면에 스퍼터링(sputtering) 공정으로 메탈 전극층을 형성하고, 사진식각(Photolithography) 공정으로 메탈 전극(32)과 ITO 전극(31)을 형성하는 과정으로 리드 전극(30)을 형성하는 방법이 있다.

도 3은 종래의 기술에 따라 스퍼터링과 사진식각을 이용한 터치 스크린 패널의 전극 형성 과정을 나타낸 공정도로서, 도 3a는 ITO 투명 전극층과 메탈 전극층을 형성하는 전처리 공정을 나타내었고, 도 3b와 도 3c는 메탈 전극과 ITO 전극을 형성하는 후처리 공정을 나타내었다. 먼저, 전처리 공정으로, 도 3a에 도시된 바와 같이 기판(10) 상에 스크린 인쇄 공정으로 ITO 투명 전극층(31')을 형성한 후, ITO 투명 전극층(31') 상에 스퍼터링 공정으로 메탈 전극층(32')을 형성한다. 이 후, 후처리 공정으로 도 3b에 도시된 바와 같이 사진식각 공정으로 불투명부(B)에서 소정의 형상으로 메탈 전극(32)을 패턴화하고, 다시 도 3c에 도시된 바와 같이 사진식각 공정으로 투명부(A) 및 불투명부(B)에서 소정의 형상으로 ITO 전극(31)을 패턴화하여 투명부의 센서 전극(20)과 불투명부의 리드 전극(30)을 완성한다.

그러나 스퍼터링과 사진식각을 이용하는 방법은, ITO 투명 전극층(31') 상에 스퍼터링으로 메탈 전극층(32')을 형성하는 전처리 공정 후에, 후처리 공정으로 메탈 전극층(32')에 대하여 포토레지스트(50a) 도포, 노광, 메탈 에칭 및 포토레지스트(50a)를 제거하여 메탈 전극(32) 패턴을 형성하는 1차 사진식각 공정이 이루어지고, 다시 ITO 투명 전극층(31')에 대하여 포토레지스트(50b) 도포, 노광, 메탈 에칭 및 포토레지스트(50b)를 제거하여 ITO 전극(32) 패턴을 형성하는 2차 사진식각공정이 이루어져야 한다. 여기서 1차 사진식각 공정에서의 포토레지스트(50a)는 메탈 전극(32)을 패턴화하기 위하여 도포되며, 2차 사진식각 공정에서의 포토레지스트(50b)는 ITO 전극(31)을 패턴화하기 위하여 도포된다.

즉, 종래의 기술에서는 스퍼터링으로 메탈 전극층을 형성하는 전처리 공정과 사진식각 공정으로 전극 패턴을 형성하는 후처리 공정이 별도의 공정으로 이루어지며, 또한, 전극 패턴을 형성하기 위한 후처리 공정에서도 메탈 전극과 ITO 전극을 형성하는 공정이 별도의 공정으로 이루어져, 전체적인 공정이 매우 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사진식각공정(Photolithography)과 도금(Plating)법을 이용하여 전극 패턴을 형성함으로써, 미세한 전극 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 터치 스크린 패널의 전극 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 도금법을 이용하여 ITO 전극 패턴 상에 직접 메탈 전극 패턴을 형성함으로써, 제조 공정을 단순화시키고 제조 원가를 절감시킬 수 있는 터치 스크린 패널의 전극 형성방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널은, 기판; 상기 기판의 중앙 부분에 형성되는 투명 전극부; 및 상기 투명 전극부의 외부에 형성되는 이중 구조로, 하부 투명전극 및 상기 하부 투명전극의 상부에 형성되는 도금 메탈 전극을 구비하는 불투명 전극부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도금 메탈 전극은 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 중 어느 하나 이상을 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전극 형성방법은 기판 상에 투명 전극층을 형성하는 단계; 상기 투명 전극층을 패턴화하여 투명 전극을 형성하는 단계; 투명 영역의 상기 투명 전극을 마스킹(Masking)하는 단계; 불투명 영역에 노출된 상기 투명 전극의 상부면에 메탈을 도금(Plating)하여 메탈 전극을 형성하는 단계; 및 투명 영역의 마스크를 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 도금법을 이용하여 ITO 전극 패턴 상에 메탈 전극 패턴을 직접 형성함으로써, 미세한 전극 패턴을 용이하게 형성할 수 있으며, 공정을 단순화시키고 제조 원가를 절감시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 터치 스크린 패널의 일반적인 전극 구조를 나타낸 평면도,
도 2는 터치 스크린 패널의 일반적인 전극 구조를 나타낸 종단면도,
도 3은 종래의 기술에 따른 터치 스크린 패널의 전극 형성하는 과정을 나타낸 공정도, 및
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 전극을 형성하는 과정을 나타낸 공정도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 전극을 형성하는 과정을 나타낸 공정도로서, 도 4는 기판 상에 센서 전극과 ITO 전극을 형성하는 공정을 나타내었고, 도 5는 반투명부의 ITO 전극 상에 메탈 전극을 추가로 형성하는 공정을 나타내었다.

도 4를 참조하면, 기판(10)의 일 면에 투명부(A)의 센서 전극(20)과 반투명부(B)의 ITO 전극(31)을 동일한 공정으로 형성한다. 이를 위하여 먼저, 기판(10) 상에 투명 전극층(31')을 형성한다(a). 여기서 기판(10)으로는 광 투과성이 우수한 재질의 필름이 사용되며, 일 예로 투명 PET 필름이 사용될 수 있다. 또한, 투명 전극층(31')은 투명 재질의 페이스트를 PET 필름 상에 스크린 인쇄하여 형성할 수 있으며, 일 예로 ITO 페이스트를 인쇄할 수 있다.

그런 다음, ITO 투명 전극층(31')을 소정 형상으로 패턴화하여 센서 전극(20)과 ITO 전극(31)을 각각 형성하는데, ITO 투명 전극층(31')을 소정의 형상으로 패턴화하는 과정은 사진식각공정(Photolithography)을 이용할 수 있다. 즉, ITO 투명 전극층(31') 상에 포토레지스트(photoresist, 50)를 도포한 후(b), 센서 전극과 ITO 전극 형상의 패턴을 가지는 마스크(mask)를 씌워 빛을 조사하여, 포토레지스트(50)를 전극 형상으로 패턴화한다(c). 이 후, 포토레지스트(50) 이외의 영역으로 노출된 ITO 투명 전극층(31')을 식각하여, ITO 투명 전극층(31')을 각각 센서 전극(20)과 ITO 전극(31)으로 패턴화한다(d). 사진식각공정으로 전극을 형성하는 경우 나노급의 미세한 패턴도 용이하게 형성할 수 있는 장점을 가진다.

에칭으로 전극 패턴을 형성한 후, 박리 혹은 세정으로 포토레지스트(50)를 제거하여 최종적으로 센서 전극(20)과 ITO 전극(31)을 형성한다(e). 여기서 센서 전극(20)과 ITO 전극(31)은 동일 레이어 상에서 일체로 형성되며, 센서 전극(20)은 투명부(A)에서 형성되고, ITO 전극(31)은 반투명부(B)에서 형성된다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, ITO 전극(31) 상에 메탈 전극(32)을 추가로 형성한다. 메탈 전극(32)은 도금법(plating)으로 반투명부(B)의 ITO 전극 상에만 형성하는데, 이를 위하여 투명부(A)의 센서 전극(20)은 마스킹(masking) 처리한다. 여기서, 마스킹은 마스킹 페이스트를 스크린 인쇄, 슬릿 코팅, 잉크젯 분사 또는 디스펜싱 도포하는 방법으로 처리할 수 있다.

먼저, 센서 전극(20) 상부에 마스크(60)를 형성한 후, ITO 전극(31)이 노출된 기판(10)을 전해질 용액에 침지시킨다(a). 이때, 전기 전도성이 우수한 메탈 전극 형성을 위하여 도금 물질은 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 한 가지 이상이 포함된 물질을 사용한다.

도금법은 박막의 미세한 패턴 형성에 유리하며, 본 발명에서는 도금을 이용하여 ITO 전극(31) 상부면에 0.01㎛ 내지 10㎛ 두께의 메탈 전극(32)을 형성한다(b). 여기서 메탈 전극(32)의 두께는 두꺼울수록 높은 전기전도성을 나타내지만, 경제성과 터치 스크린 패널의 두께를 고려하여 10㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 충분한 전기 전도성을 고려하여 적어도 0.01㎛ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

메탈 전극(32) 형성 후, 투명부에 형성된 마스크(60)를 제거하여, 최종적으로 터치 스크린 패널의 전극을 완성한다(c).

즉, 본 발명의 실시예에 따른 전극 형성은, 사진식각공정으로 투명 전극으로 구성되는 투명부(A)의 센서 전극(20)과 반투명부의 ITO 전극(31)을 동일 공정으로 형성하고, 반투명부(B)의 ITO 전극(31) 상부면에는 도금법으로 박막의 메탈 전극(32)을 추가로 형성하여 리드 전극(30)을 완성하는 과정으로 이루어진다. 이러한 전극 형성 공정은 나노급의 미세한 패턴 형상의 전극을 형성할 수 있으며, 각 ITO 전극(31)과 메탈 전극(32)의 형성은 각각 사진식각공정과 도금법을 적용함으로써, 공정 수를 현저히 줄일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 : 기판 20 : 센서 전극
30 : 리드 전극
31 : ITO 전극 32 : 메탈 전극
31' : ITO 투명 전극층 32' : 메탈 전극층

Claims

기판;
상기 기판의 중앙 부분에 형성되는 투명 전극부; 및
상기 투명 전극부의 외부에 형성되는 이중 구조로, 하부 투명전극 및 상기 하부 투명전극의 상부에 형성되는 도금 메탈 전극을 구비하는 불투명 전극부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서, 상기 도금 메탈 전극은,
은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
투명 영역의 센서 전극과 불투명 영역의 리드 전극으로 이루어지는 터치 스크린 패널의 전극 형성 방법에 있어서,
기판 상에 투명 전극층을 형성하는 단계;
상기 투명 전극층을 패턴화하여 투명 전극을 형성하는 단계;
투명 영역의 상기 투명 전극을 마스킹(Masking)하는 단계;
불투명 영역에 노출된 상기 투명 전극의 상부면에 메탈을 도금(Plating)하여 메탈 전극을 형성하는 단계; 및
투명 영역의 마스크를 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 전극 형성 방법.