KR20130025319A - 터치 온 렌즈 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 터치 온 렌즈(TOL) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 방법은 플라스틱 층 및 터치 층을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 층 및 상기 터치 층을 절단하는 단계; 그리고 마지막으로 상기 플라스틱 층 및 상기 터치 층을 절단한 후에 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 우수한 기계적 성질을 유지하는 것뿐 아니라, 대량 생산의 효율성을 향상시키는 것을 조력할 수 있다. 또한, 본 개시는 센싱 패턴을 형성하기 위하여 포토에칭 공정을 채택하고, 그럼으로써, 회로를 더욱 얇게 만들고 외형을 미화시킨다.

Description

터치 온 렌즈 소자 및 그 제조 방법{Touch-on-lens device and method for manufacturing the same}
본 개시는 터치 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 터치 온 렌즈(touch-on-lens, TOL) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
정전용량방식의(capacitive) 터치 소자는 일반적으로 X축 및 Y축 투명 전극들을 포함한다. 사용자가 소자를 터치할 때, 터치 포인트의 정전용량이 변하고, 시스템은 정전용량의 변화를 감지하여 터치 포인트의 위치를 결정한다.
도 1a는 주로 커버 렌즈(cover lens)(11) 및 터치 기판(12)을 포함하는 종래의 정전용량방식의 터치 소자의 개략적인 적층도(stacked view)를 나타낸다. 투명 전극들을 포함하는 터치 층은, 터치 기판(12)의 단면 또는 양면들에 형성된다. 도 1b는 터치 소자를 더 얇게 만들기 위하여, 터치 기판을 빼고, 유리 기판을 추가하지 않고 커버 렌즈(11) 상에 ITO 층과 같은 터치 층(13)을 직접 배치한 종래의 터치 온 렌즈(TOL) 소자의 개략적인 적층도를 나타낸다.
일반적으로, 기존의 터치 온 렌즈(TOL) 소자를 제조하는 두 가지 방법들이 있다. 첫 번째 방법은: 작은 조각의 렌즈를, 즉, 터치 패널의 사이즈를 충족시키는 한 조각의 렌즈를 강화하는 단계, 그리고 이어서, 포토에칭 공정(photoetching process)을 통해 렌즈 상에 터치 유닛(unit) 및 다른 적층 구조들을 적층하는 단계를 포함한다. 두 번째 방법은: 포토에칭 공정을 통해 큰 사이즈의 강화 유리 마더보드 상에 터치 층 및 다른 적층 구조들을 적층하는 단계, 그리고 이어서, 유리 마더보드의 절단 및 에지 연마(edge polishing) 등의 공정을 통해 유리 마더보드를 특정 사이즈를 가진 터치 패널로 절단하는 단계를 포함한다. 그러나, 상술된 두 가지 방법들은 몇몇 결함들을 가지는데; 예를 들어, 첫 번째 방법에서는, 단일 조각 출력물(single piece output)의 가격이 매우 비싸고 대량 생산의 효율성이 낮아서, 경제적인 이익을 충족시키지 못한다. 첫 번째 방법과 비교하면, 두 번째 방법의 단일 조각 출력물의 가격은 상대적으로 저렴하고 대량 생산의 효율성도 상대적으로 높지만, 절단 공정 이후에 터치 패널에 대해서, 에지 강화 공정이 없기 때문에 유리의 기계적 성질이 약화된다.
나아가, 또 다른 종래의 제조 공정이 있는데, 이러한 공정은: PET(ethylene terephthalate) 터치 마더보드를 형성하기 위하여 프린팅(printing) 공정을 통해 PET 필름 상에 터치 층의 센싱 패턴(sensing pattern)을 형성하는 단계; 그리고 이어서, 터치 서브 패널을 형성하기 위하여 PET 터치 마더보드를 특정 사이즈를 가지는 터치 패널로 절단하는 단계; 그리고 마지막으로, 대응되는 사이즈의 강화 렌즈 상에 터치 서브 패널을 라미네이트하는 단계를 포함한다. 상술된 두 가지 제조 방법들과 비교하면, 이러한 공정은 대량 생산의 효율성이 높고 기계적 성질이 우수하다. 그러나, 고온 저항성의 불능, 약한 경도(hardness) 등과 같은, PET 필름의 특성들에 의해 제한되어, 터치 센싱 패턴은 일반적으로 포토에칭 공정보다는 프린팅 공정을 통해 PET 필름 상에 형성된다. 그러나, 터치 센싱 패턴을 프린팅하는 공정에서, 프린팅 방법으로 형성된 터치 센싱 패턴의 라인 폭(line width)은 프린팅 장치, 프린팅 잉크 및 프린팅 기술 등의 영향으로 인하여 상대적으로 넓은데, 이것은 회로가 보이게 되고, 생산물의 외형에 영향을 준다. 더욱이, 일반적으로 PET 필름의 두께는 25 μm 내지 350 μm인데, 이것은 터치 패널을 더욱 얇게 만드는 능력을 감소시킨다.
종래의 터치 온 렌즈 (TOL) 소자 및 제조 방법의 결합들의 관점에서, 상술한 문제점들이 해결될 수 있도록 새로운 터치 온 렌즈 (TOL) 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 요구된다.
본 개시의 실시예들의 목적은 포토에칭 공정을 통해 플라스틱 층 상에 넓은 면적을 가지는 터치 층을 형성하고, 절단 기술을 통해 터치 온 렌즈 소자들의 대량 생산의 저 효율성, 불량한 기계적 강도 및 회로 가시성(circuit visibility)등의 기존의 문제점들을 개선하는 터치 온 렌즈(TOL) 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법은 후술하는 단계들: (1) 기판 상에 플라스틱 층을 형성하는 단계; (2) 터치 층과 상기 플라스틱 층이 터치 필름을 형성하도록 상기 플라스틱 층 상에 상기 터치 층을 형성하는 단계; (3) 상기 터치 필름과 상기 기판을 분리하는 단계; (4) 복수의 터치 모듈들을 형성하도록 상기 터치 필름을 절단하는 단계; 및 (5) 상기 터치 모듈들을 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 플라스틱 층은 폴리이미드 층 또는 폴리에스텔이미드 층을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 터치 층은 포토에칭 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 터치 온 렌즈 소자는 상기 플라스틱 층과 상기 기판 사이에 형성되고, 실리콘계 또는 플루오르계 화합물로 이루어진 릴리즈 층을 더 포함한다.
또한, 상기 기판과 상기 릴리즈 층 사이의 접착력은 상기 릴리즈 층과 상기 플라스틱 층 사이의 접착력의 적어도 세 배이다.
더욱이, 상기 터치 필름은 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되고, 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진 버퍼 층을 더 포함한다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 플라스틱 층의 두께는 25 μm보다 작다.
일 실시예에서, 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법은 상기 강화 렌즈 상에 마스크 층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 마스크 층 및 상기 터치 모듈들은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 위치한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법은 후술하는 단계들: (1) 마더보드 상에 플라스틱 층을 형성하는 단계; (2) 상기 마더보드, 상기 플라스틱 층, 및 상기 터치 층이 터치 어셈블리를 형성하도록 상기 플라스틱 층 상에 터치 층을 형성하는 단계; (3) 복수의 터치 서브 어셈블리들을 형성하도록 상기 터치 어셈블리를 절단하는 단계; (4) 상기 터치 서브 어셈블리들을 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계; 및 (5) 절단 후에 상기 마더보드를 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 플라스틱 층은 폴리이미드 층 또는 폴리에스텔이미드 층을 포함한다.
또한, 상기 터치 층은 포토에칭 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴을 포함한다.
상기 터치 어셈블리는 상기 플라스틱 층과 상기 마더보드 사이에 형성되고, 실리콘계 또는 플루오르계 화합물로 이루어진 릴리즈 층을 더 포함한다.
상기 터치 어셈블리는 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되고, 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진 버퍼 층을 더 포함한다.
또한, 상기 터치 어셈블리의 상기 플라스틱 층 및 상기 터치 층은 터치 필름을 구성한다. 상기 터치 서브 어셈블리는 상기 마더보드, 및 상기 터치 필름의 절단 후에 형성되는 터치 모듈을 포함한다. 상기 (4) 단계의 라미네이션 공정은 상기 터치 서브 어셈블리들의 상기 터치 모듈들을 상기 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계를 더 포함한다.
터치 온 렌즈 소자의 상기 제조 방법은 상기 강화 렌즈 상에 마스크 층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 마스크 층과 상기 터치 모듈들은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 위치한다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 터치 온 렌즈 소자는: 강화 렌즈; 및 상기 강화 렌즈에 라미네이트되고 터치 필름을 절단함으로써 형성되는 터치 모듈을 포함하고, 상기 터치 필름은 터치 층 및 플라스틱 층을 포함하며, 또한, 상기 플라스틱 층의 두께는 25 μm보다 작다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 플라스틱 층의 두께는 10 μm 내지 20 μm 사이이다.
본 개시의 일 실시예에서, 상기 플라스틱 층의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm 사이이다.
또 다른 실시예에서, 상기 플라스틱 층은 폴리이미드 층 또는 폴리에스텔이미드 층을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 터치 층은 포토에칭 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴을 포함한다.
또한, 상기 터치 필름은 버퍼 층을 더 포함하고, 상기 버퍼 층은 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되며, 또한, 상기 버퍼 층은 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진다.
터치 온 렌즈 소자는 마스크 층을 더 포함하고, 상기 마스크 층 및 상기 터치 모듈은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 형성된다.
본 개시는 상술한 방법을 채택하기 때문에, 다시 말해, 먼저 기판 상에 플라스틱 층을 형성하고, 그리고 이어서 상기 플라스틱 층 상에 터치 층을 형성하고, 그리고 마지막으로 터치 층을 절단한 후에 강화 렌즈에 라미네이트하는 방법을 채택하기 때문에, 그리고, 본 개시는 터치 층을 먼저 절단하고 이어서 라미네이트하는 방법을 채택하기 때문에, 본 발명은 우수한 기계적 성질을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 대량 생산의 효율성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 개시는 센싱 패턴을 형성하기 위하여 포토에칭 공정을 채택하는데, 이것은 그 외형을 미화시키도록 회로를 더욱 얇게 만들 수 있다.
도 1a는 종래의 정전용량방식의 터치 소자의 개략적인 적층도를 나타낸다.
도 1b는 종래의 터치 온 렌즈(TOL) 소자의 개략적인 적층도를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2f는 본 개시의 제1 실시예에 따른 공정 동안의 터치 온 렌즈 소자의 개략적인 적층도들을 나타낸다.
도 3a는 본 실시예에 따른 전극 층을 나타낸다.
도 3b는 본 실시예에 따른 절연 층을 나타낸다.
도 3c는 본 실시예에 따른 도전성 와이어 층을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4f는 본 개시의 제2 실시예에 따른 공정 동안의 터치 온 렌즈 소자의 개략적인 적층도들을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2f는 본 개시의 제1 실시예에 따른 공정 동안의 터치 온 렌즈의 개략적인 적층도들을 나타낸다. 본 명세서 및 도면들에서, 위쪽을 향한 면(upward side)은 터치 표면의 방향을 지칭한다. 도면들에 도시된 각 층의 두께는 실제 비례에 따라서 도시되지 않았다. 게다가, 도면들은 본 실시예들에 따른 주요 층들만을 도시하며, 실제적인 요구에 따라 그 층들 사이에 다른 층들이 삽입될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 투명한 플라스틱 층(22)이 기판(21) 상에 먼저 형성된다. 기판(21)은 유리 기판, 플라스틱 필름, 또는 다른 단단한 기판들일 수 있고, 기판(21)은 다른 부분들로부터 분리될 수 있으며, 이에 따라 다른 공정들에 다시 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 플라스틱 층(22)은 폴리이미드(polyimide, PI) 층 또는 폴리에스텔이미드(polyesterimide) 층인데, (SiO2와 같은) 세라믹 박막과 같이, 기판으로부터 쉽게 분리되는 다른 플라스틱들도 또한 이용될 수 있다. 종래의 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 비교하면, 플라스틱 층(22)의 물질로서 폴리이미드(PI)를 이용하는 것은 적어도 후술하는 효과들: 예를 들어, 나중에 기판(21)으로부터 상대적으로 쉽게 분리됨; 고온 저항성; 및 우수한 광학적 특성들을 가진다. 종래의 PET와 비교하면, 플라스틱 층(22)의 물질로서 폴리에스텔이미드를 이용하는 것은 적어도 후술하는 효과들: 예를 들어, 높은 기계적 강도, 높은 광 투과율 또는 높은 화학적 저항성을 가지고, 이것은 터치 층(23, 24, 25)을 (땀과 같은) 약산에 의해 부식되는 것으로부터 효율적으로 보호할 수 있다. 바람직하게는, 플라스틱 층(22)의 두께는 25 μm보다 작다. 더욱 바람직한 실시예에서, 플라스틱 층(22)의 두께는 10 μm 내지 22 μm 사이이다. 가장 바람직한 실시예에서, 플라스틱 층(22)의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm 사이이다.
일반적으로, 플라스틱 층(22)의 두께가 얇을수록, 터치 패널의 광 투과율은 더욱 우수해질 것이고, 터치 패널은 더 얇아질 것이다. 종래의 터치 온 렌즈(TOL) 소자와 비교하면, 본 실시예의 소자는 상대적으로 얇은 플라스틱 층(22)을 가지며, 그에 따라, 보다 얇은 터치 온 렌즈(TOL) 소자가 만들어질 수 있다. 게다가, 더욱 쉽게 분리하기 위하여, 플라스틱 층(22)은 기판(21) 상에 높은 접촉각(contact-angle) 물질을 형성하는데, 이것은 플라스틱 층(22)을 형성하기 전에 기판(21) 상에 퇴적되거나 코팅된다.
또한, 스퍼터링(sputtering) ITO 층과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 투명한 전극 층(23)이 플라스틱 층(22) 상에 형성된다. 도 3a는 본 실시예에 따른 전극 층(23)을 나타내는데, 여기서, 전극 층(23)은 (Y축과 같은) 제1 축을 따라 서로 연결되는, 제1 축을 따라 배열된 복수의 제1 전극들(23A), 및 서로 연결되지 않는, (X축과 같은) 제2 축을 따라 배열된 복수의 제2 전극들(23B)을 포함한다. 전극 층(23)의 센싱 패턴은 포토에칭 공정으로 만들어질 수 있다. 포토에칭 공정은 포토레지스트(photoresist) 코팅, 노광(exposure), 현상(developing), 베이킹(baking), 에칭(etching), 스트립핑(stripping), 그리고 다른 공정 단계들을 포함한다.
폴리이미드(PI) 층과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 투명한 절연 층(24)이 전극 층(23) 상에 형성된다. 도 3b는 본 실시예에 따른 절연 층(24)을 나타내는데, 여기서, 절연 층(24)은 (X축과 같은) 제2 축을 따라 인접한 제2 전극들(23B) 사이의 면적을 각각 커버하는 복수의 절연 블록들(24A)을 포함한다.
스퍼터링 금속 와이어(wire) 층과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 도전성 와이어 층(25)이 절연 층(24) 상에 형성된다. 도 3c는 본 실시예에 따른 도전성 와이어 층(25)을 나타내는데, 여기서, 도전성 와이어 층(25)은 복수의 와이어 세그먼트들(segments)(25A) 및 복수의 트레이스(trace) 와이어들(25B)을 포함하는데, 복수의 와이어 세그먼트들(25A)은 (X축과 같은) 제2 축을 따라 인접한 제2 전극들(23B)을 전기적으로 연결시키기 위하여 절연 블록들(24A)에 각각 브릿지 연결되고(bridged over), 복수의 트레이스 와이어들(25B)은 제1 축 및 제2 축 전극들을 각각 전기적으로 연결시키는데 이용되고, 터치 온 렌즈(TOL) 소자의 가장자리로 연장된다. 도전성 와이어 층(25)의 패턴은 포토에칭 공정으로 만들어질 수 있다. 전극 층(23), 절연 층(24), 및 도전성 와이어 층(25)은 공동으로, 단일 층의 터치 층을 형성한다. 일 실시예에서, 전극 층(23)의 물질이 ITO인 경우, 단일 층의 터치 층도 단일 층의 ITO(single-layer ITO, SITO)로 지칭될 수 있다. 전극 층(23), 절연 층(24) 및 도전성 와이어 층(25)은 본 실시예의 터치 층을 구성하지만, 본 개시의 터치 층은 상술한 구성 및 배열 방법들에 한정되지 않는다. 플라스틱 층(22) 및 터치 층(23, 24, 25)은 터치 필름을 형성하고, 여기서, 터치 층(23, 24, 25)은 그 사이즈가 터치 패널의 특정 사이즈를 충족시키는 복수의 터치 유닛들을 포함한다.
일 실시예에서, 패시베이션(passivation) 층(26)은 도전성 와이어 층(25) 상에 형성될 수 있는데, 여기서, 패시베이션 층(26)은 전극 층(23), 절연 층(24) 및 도전성 와이어 층(25)을 손상으로부터 보호할 뿐 아니라, 산화되거나 부식되는 것으로부터도 보호할 수 있다.
또한, 릴리즈(release) 층(210)은 예를 들어, 코팅 기술을 이용하여, 기판(21)과 플라스틱 층(22) 사이에 형성될 수 있다. 릴리즈 층(210)은 실리콘계(silicon-based) 또는 플루오르계(F-based) 화합물로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 플라스틱 층(22)은 폴리에스텔이미드 층이고, 이것은 릴리즈 층(210) 상에 모노머(monomer)를 (스핀(spin) 코팅과 같이) 코팅하는 단계, 그리고 이어서, 경화(curing) 공정을 통해 처리하는 단계에 의해 형성된다. 일 실시예에서, 기판(21)과 릴리즈 층(210) 사이의 접착력(adhesive strength)은 릴리즈 층(210)과 플라스틱 층(22) 사이의 접착력보다 (예를 들어, 세 배 정도) 더 높은데, 이것은 플라스틱 층(22)이 외부 힘에 의해 릴리즈 층(210)으로부터 쉽게 분리되게 하고, 릴리즈 층(210)은 기판(21) 상에 완전히 유지되게 한다.
또한, 버퍼(buffer) 층(220)은 예를 들어, 퇴적 기술을 이용하여, 플라스틱 층(22)과 전극 층(23) 사이에 형성될 수 있다. 버퍼 층(220)은 실리콘 나이트라이드(nitride) 또는 실리콘 옥사이드(oxide) 같은, 실리콘 화합물 또는 실리콘 유도체로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 바람직한 실시예에서, 버퍼 층(220)의 두께는 10 nm (나노미터)이거나 또는 200 nm보다 클 수 있다. 버퍼 층(220)을 퇴적함으로써, 플라스틱 층(22)과 터치 층(23, 24, 25) 사이의 접착력은 증가할 수 있고, 플라스틱 층(22)의 표면 장력은 흡수될 수 있다.
또한, 터치 필름(22-25) 및 기판(21)은 도 2b에 도시된 구조를 형성하도록 분리될 수 있다. 도 2c를 참조하면, 터치 필름은, 연속적인 공정을 통해, 각 터치 유닛이 터치 모듈을 형성하고, 각 터치 모듈이 별개의 터치 패널을 형성할 수 있도록 절단될 수 있다. 종래의 유닛 별로 하나하나씩 제조하는 방법과 비교하면, 본 실시예는, 그 사이즈가 터치 패널의 특정 사이즈를 충족하는 복수의 터치 유닛들을 플라스틱 층(22) 상에 형성하고, 그리고 이어서, 형성된 터치 유닛들을 절단하는데, 이것은 터치 온 렌즈(TOL) 소자의 대량 생산의 효율성의 향상에 기여하고, 그에 따라, 생산성이 향상된다.
또한, 도 2c에 도시된 적층 구조를 형성하기 전에 또는 형성한 후에, 강화 렌즈(strengthened lens)(27)(또한, 이하에서 커버 렌즈라고 지칭됨)가 도 2d에 도시된 바와 같이 추가적으로 제공될 수 있다. 강화 렌즈(27)는 유리 마더보드(motherboard)를 터치 모듈의 사이즈를 충족하는 렌즈로 절단하고, 그리고 이어서 에지 연마를 수행함으로써 만들어질 수 있다. 적층된 터치 층을 퇴적한 후에 유리를 절단하는 종래의 방법과 비교하면, 본 실시예의 강화 렌즈(27)는 강화된 에지와 기계적인 성질을 가진다. 마스크 층(또는 블랙 매트릭스(black matrix) 층)(28)은 프린팅 기술에 의해 강화 렌즈(27) 상에 형성될 수 있다.
도 2e를 참조하면, (도 2c에 도시된 바와 같은) 터치 모듈의 구조들을 형성하기 위하여, 그리고, (도 2d에 도시된 바와 같은) 강화 렌즈(27)를 함께 형성하기 위하여, 액상 접착제와 같은 접착 층(29)이 두 구조들을 함께 접착시키는데 이용될 수 있는데; 즉, 접착 층(29)의 상부면은 강화 렌즈(27)의 하부면과 마스크 층(28)에 접착될 수 있고, 접착 층(29)의 하부면은 패시베이션 층(26)의 상부면에 접착될 수 있다. 이 경우, 패시베이션 층(26)은 형성되지 않고, 접착 층(29)의 하부면은 터치 층(23, 24, 25)의 상부면에 부착될 수 있고, 다시 말해, 마스크 층(28)과 터치 모듈(22-26)은 강화 렌즈(27)의 동일 면에 형성될 수 있다. 접착 후에, 도 2f에 도시된 적층 구조가 형성되는데, 다시 말해, 그 구조는, 바닥에서 상부까지, 플라스틱 층(22), 버퍼 층(220), 전극 층(23), 절연 층(24), 도전성 와이어 층(25), 패시베이션 층(26), 접착 층(29), 마스크 층(28) 및 강화 렌즈(27)를 포함한다.
터치 온 렌즈(TOL) 소자의 상술한 제조 방법에 따르면, 터치 층(23, 24, 25)이 플라스틱 층(22) 상에 먼저 형성되고, 그리고 이어서, 고강도로 절단되고 처리된 강화 렌즈(27)에 접착된다. 그 결과, 다양한 최종 생성물들의 강도에 대한 필요조건에 도달할 수 있고, 대량 생산이 수행될 수 있다. 상술한 공정으로 형성되는 터치 온 렌즈(TOL) 소자에 대하여, 전극 층(23)의 물질로써 ITO가 이용되고 플라스틱 층(22)의 물질로서 폴리이미드(PI)가 이용되는 경우, 두 물질들의 접착성이 매우 우수하고 크랙(crack)이 생기기 쉽지 않으므로, 상기 공정은 곡면의 터치 온 렌즈 소자를 제조하는데 적합하다. 게다가, 도전성 와이어 층(25)은 마스크 층(28)과 직접 접촉하지 않으며, 그 결과, 마스크 층(28)의 높이 차이로 형성된 종래의 개방 회로의 문제점과 달리, 개방 회로 문제점은 발생하지 않을 것이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 개시의 제2 실시예에 따른 공정 동안의 터치 온 렌즈 소자의 개략적인 적층도들을 나타낸다. 본 실시예는 물질들, 두께, 제조 공정 및 다른 효과들의 면에서 (도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같은) 제1 실시예와 유사하다.
도 4a를 참조하면, 투명한 플라스틱 층(22)이 먼저 마더보드(20) 상에 형성된다. 마더보드(20)는 유리 기판, 플라스틱 필름 또는 다른 단단한 기판들일 수 있고, 마더보드(20)는 다른 부분들로부터 분리될 수 있다.
또한, 투명한 전극 층(23), 투명한 절연 층(24) 및 도전성 와이어 층(25)이 플라스틱 층(22) 상에 연속하여 형성된다. 전극 층(23), 절연 층(24) 및 도전성 와이어 층(25)은 본 실시예의 터치 층을 구성한다. 마더보드(20), 플라스틱 층(22) 및 터치 층(23, 24, 25)는 터치 어셈블리(touch assembly)를 형성하고, 여기서, 터치 층(23, 24, 25)은 복수의 터치 유닛들을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에서, 패시베이션 층(26)이 또한 도전성 와이어 층(25) 상에 형성될 수도 있는데, 패시베이션 층(26)은 전극 층(23), 절연 층(24) 및 도전성 와이어 층(25)을 손상으로부터 보호할 뿐 아니라, 이러한 층들이 산화 또는 부식되는 것으로부터 보호할 수 있다.
또한, 릴리즈 층(210)도 마더보드(20)와 플라스틱 층(22) 사이에 형성될 수 있고, 버퍼 층(220)도 플라스틱 층(22)과 전극 층(23) 사이에 형성될 수 있다.
또한, 도 4b를 참조하면, 터치 어셈블리는, 각 터치 유닛이 별개의 터치 서브 어셈블리(sub-assembly)를 형성하도록 절단될 수 있다. 유닛 별로 하나하나씩 제조하는 종래의 방법과 비교하면, 본 실시예는 먼저 복수의 터치 유닛들을 형성하고, 그리고 이어서 그것들을 절단하는데, 이것은 터치 온 렌즈(TOL) 소자의 대량 생산 가능성을 증가시고, 생산성을 향상시키는데 기여한다.
일 실시예에서, 도 4b에 도시된 적층 구조를 형성하기 전에 또는 형성한 후에, 강화 렌즈(27)가 도 4c에 도시된 바와 같이 추가적으로 제공될 수 있다. 마스크 층(28)은 강화 렌즈(27) 아래에 형성될 수 있다.
도 4d를 참조하면, (도 4b에 도시된 바와 같은) 터치 서브 어셈블리와 (도 4c에 도시된 바와 같은) 강화 렌즈(27)의 구조들을 형성하기 위하여, 접착 층(29)이 두 구조들을 함께 접착하는데 이용될 수 있는데; 다시 말해, 접착 층(29)의 상부면은 강화 렌즈(27)와 마스크 층(28)의 하부면들에 접착될 수 있고, 접착 층(29)의 하부면은 패시베이션 층(26)의 상부면에 접착될 수 있다. 패시베이션 층(26)이 형성되지 않은 경우, 접착 층(29)의 하부면은 터치 층(23, 24, 25)의 상부면에 접착될 수 있다. 접착 후에, 도 4e에 도시된 적층 구조가 형성되고, 여기서, 상기 구조는 바닥에서 상부까지, 마더보드(20), 릴리즈 층(210), 플라스틱 층(22), 버퍼 층(220), 전극 층(23), 절연 층(24), 도전성 와이어 층(25), 패시베이션 층(26), 접착 층(29), 마스크 층(28) 및 강화 렌즈(27)를 포함한다.
또한, 마더보드(20)는 도 4e에 도시된 바와 같은 구조로부터 분리되어, 도 4f에 도시된 구조를 형성한다.
상술한 제조 방법에 따르면, 터치 온 렌즈 소자가 형성될 수 있다. 도 4f를 참조하면, 터치 소자는 강화 렌즈(27) 및 터치 모듈(22, 220, 23, 24, 25, 26)을 포함하고, 여기서, 터치 모듈은 강화 렌즈(27)에 라미네이트된다. 터치 모듈은 터치 층(23, 24, 25) 및 플라스틱 층(22)을 포함하는 터치 필름을 절단함으로써 형성되고, 여기서, 플라스틱 층의 두께는 25 μm보다 작다.
본 개시의 일 실시예에서, 플라스틱 층은 폴리이미드(PI) 층 또는 폴리에스텔이미드 층이고; 플라스틱 층은 우수한 광학적 특성과 함께 고온 저항성을 가지며, 그 두께는 상대적으로 얇은 범위 내로 조절될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 플라스틱 층(22)의 두께는 10 내지 20 μm이다. 더욱 바람직한 실시예에서, 플라스틱 층(22)의 두께는 0.5 내지 10 μm이다. PET와 같은, 다른 플라스틱 층들과 비교하면, 플라스틱 층을 이용하는 것은 터치 온 렌즈 소자를 더욱 얇게 만들 수 있다.
본 개시는 그 실시예들 및 본 개시를 수행하기 위한 최적의 형태(best mode)를 참조하여 상술되었지만, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게, 첨부되는 청구항들에 의해 정의되는 것으로 의도된, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있음은 명백하다.
11: 커버 렌즈
12: 터치 기판
21: 기판
22: 플라스틱 층
23: 전극 층
24: 절연 층
25: 도전성 와이어 층
26: 패시베이션 층

Claims (22)

  1. (1) 기판 상에 플라스틱 층을 형성하는 단계;
    (2) 터치 층과 상기 플라스틱 층이 터치 필름을 구성하도록 상기 플라스틱 층 상에 상기 터치 층을 형성하는 단계;
    (3) 상기 터치 필름과 상기 기판을 분리하는 단계;
    (4) 복수의 터치 모듈들을 형성하도록 상기 터치 필름을 절단하는 단계; 및
    (5) 상기 터치 모듈들을 강화 렌즈에 라미네이트하는(laminating) 단계를 포함하는 터치 온 렌즈(touch-on-lens) 소자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 층은 폴리이미드(polyimide, PI) 층 또는 폴리에스텔이미드(polyesterimide) 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 층은 포토에칭(photoetching) 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴(sensing pattern)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 온 렌즈 소자는 상기 플라스틱 층과 상기 기판 사이에 형성되는 릴리즈(release) 층을 더 포함하고,
    또한, 상기 릴리즈 층은 실리콘계(silicon-based) 또는 플루오르계(F-based) 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판과 상기 릴리즈 층 사이의 접착력은 상기 릴리즈 층과 상기 플라스틱 층 사이의 접착력의 적어도 세 배인 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 필름은 버퍼 층을 더 포함하고,
    상기 버퍼 층은 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되고,
    또한, 상기 버퍼 층은 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 층의 두께는 25 μm보다 작은 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 강화 렌즈 상에 마스크 층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 마스크 층 및 상기 터치 모듈들은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  9. (1) 마더보드(motherboard) 상에 플라스틱 층을 형성하는 단계;
    (2) 상기 플라스틱 층 상에 터치 층을 형성하는 단계로서, 상기 플라스틱 층과 상기 터치 층은 터치 어셈블리(assembly)를 구성하는 단계;
    (3) 복수의 터치 서브 어셈블리들(sub-assemblies)을 형성하도록 상기 터치 어셈블리를 절단하는 단계;
    (4) 상기 터치 서브 어셈블리들을 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계; 및
    (5) 절단 후에 상기 마더보드를 분리하는 단계를 포함하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플라스틱 층은 폴리이미드 층 또는 폴리에스텔이미드 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 터치 층은 포토에칭 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 터치 어셈블리는 상기 플라스틱 층과 상기 마더보드 사이에 형성되는 릴리즈 층을 더 포함하고,
    또한, 상기 릴리즈 어셈블리는 실리콘계 또는 플루오르계 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 터치 어셈블리는 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되는 버퍼 층을 더 포함하고,
    또한, 상기 버퍼 층은 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 터치 어셈블리의 상기 플라스틱 층 및 상기 터치 층은 터치 필름을 구성하고,
    상기 터치 서브 어셈블리는 상기 마더보드, 및 상기 터치 필름의 절단 후에 형성되는 터치 모듈을 포함하며,
    또한, 상기 (4) 단계의 라미네이션 공정은 상기 터치 서브 어셈블리들의 상기 터치 모듈들을 상기 강화 렌즈에 라미네이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 강화 렌즈 상에 마스크 층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 마스크 층과 상기 터치 모듈들은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자의 제조 방법.
  16. 강화 렌즈; 및
    상기 강화 렌즈에 라미네이트되는 터치 모듈을 포함하고,
    상기 터치 모듈은 터치 필름을 절단함으로써 형성되고,
    또한, 상기 터치 필름은 터치 층 및 플라스틱 층을 포함하는 터치 온 렌즈 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 플라스틱 층의 두께는 10 μm 내지 20 μm 사이인 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 플라스틱 층의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm 사이인 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 플라스틱 층은 폴리이미드 층 또는 폴리에스텔이미드 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 터치 층은 포토에칭 공정에 의해 형성되는 센싱 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 터치 필름은 버퍼 층을 더 포함하고,
    상기 버퍼 층은 상기 터치 층과 상기 플라스틱 층 사이에 형성되며,
    또한, 상기 버퍼 층은 실리콘 유도체 또는 실리콘 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
  22. 제16항에 있어서,
    마스크 층을 더 포함하고,
    상기 마스크 층 및 상기 터치 모듈은 상기 강화 렌즈의 동일 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 온 렌즈 소자.
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