KR20130068908A - 투명 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 투명 패널은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 상에 형성되는 투명 전극층을 포함하고, 상기 투명 전극층은 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역과, 전기적으로 전도성을 갖는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역은 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함하고, 상기 제2 영역은 환원 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함한다. 본 발명에 따르면 감지 전극을 단차없이 형성하여 감지 전극의 패턴 보임 현상을 최소화하고 공정을 단순화할 수 있다.

Description

투명 패널 및 그 제조 방법{TRANSPARENT PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 투명 기판의 일면에 단차없이 투명 전극을 형성함으로써 패턴 보임 현상을 최소화하고 제조 공정을 단순화할 수 있는 투명 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
투명 패널은 빛 투과율이 우수한 투명 기판 상에 역시 빛 투과율이 우수한 투명 전도성 물질로 소정 패턴의 전극을 형성함으로써 제조되는 장치로서, 액정 표시 장치(LCD), 유기전계발광표시장치(OLED) 등과 같은 평판 디스플레이 장치(FPD)나, 터치스크린과 같은 입력 장치 등에 널리 이용된다. 특히 최근 가정용 텔레비전의 대부분이 평판 디스플레이 장치로 보급되고, 터치스크린을 입력 장치로 구비한 스마트폰, 네비게이션 등의 사용자가 증가하면서 투명 패널에 대한 수요 역시 증가하고 있다.
전자 기기에 적용되는 터치스크린은 접촉 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 특히 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰 등의 기기에 폭넓게 적용된다.
저항막 방식과 정전용량 방식의 터치스크린은 모두 투명 기판과 그 일면에 마련되는 투명 전극을 포함한다. 투명 전극은 통상적으로 ITO(Induim-Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), IZO(Indium-Zinc Oxide) 등과 같은 투명 전도성 물질을 투명 기판의 일면에 스퍼터링 등의 방식으로 증착시킨 후, 증착된 투명 전도성 물질을 원하는 패턴으로 에칭함으로써 형성될 수 있다. 그러나 이 경우 투명 기판의 일면에 투명 전도성 물질이 형성된 영역과 투명 전도성 물질이 제거된 영역이 존재함으로써, 투명 전극과 투명 기판의 빛 투과율 및 굴절률 차이로 인한 패턴 보임 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 투명 기판 상에 그라핀 옥사이드 층을 형성하고, 그라핀 옥사이드 층의 적어도 일부 영역인 제1 영역 위에 에칭 레지스트를 마련한 후, 제1 영역을 제외한 제2 영역을 환원시켜 전기 전도성을 갖도록 함으로써, 단차없이 투명 전극을 형성하여 패턴 보임 현상을 최소화하고 투명 패널의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 상에 형성되는 투명 전극층을 포함하고, 상기 투명 전극층은 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역과, 전기적으로 전도성을 갖는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 영역은 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함하고, 상기 제2 영역은 환원 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함하는 투명 패널을 제안한다.
또한, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 상기 투명 전극층은 동일한 두께를 갖는 투명 패널을 제안한다.
또한, 상기 투명 기판은, 적어도 일면에서 접촉 입력을 인가받는 커버 렌즈(Cover Lens)인 투명 패널을 제안한다.
또한, 상기 투명 기판은, 강화 글라스, PC(Polycarbonate), PI(Polyimide), PET(Polyethylene terephthalate), 및 PMMA(Polymethymethacrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 투명 패널을 제안한다.
한편, 본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 투명 패널을 마련하는 단계, 상기 투명 패널 상에 그라핀 옥사이드 층을 형성하는 단계, 상기 그라핀 옥사이드 층의 일부 영역에 해당하는 제1 영역 위에 에칭 레지스트를 마련하는 단, 및 상기 제1 영역과 다른 제2 영역을 환원시키는 단계를 포함하는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 에칭 레지스트는 내산성을 갖는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 환원 단계는, 요오드산(HI), 암모니아(NH3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 황화수소, 하이드라진, 알루미늄 분말 중 적어도 하나를 포함하는 환원제를 이용하여 상기 제2 영역을 기상 또는 액상 환원시키는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 에칭 레지스트 마련 단계는, 상기 제1 영역 위에 포토 레지스트(Photo Resist)를 형성하여 상기 에칭 레지스트를 마련하는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 에칭 레지스트 마련 단계는, 상기 제1 영역 위에 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR)를 라미네이팅하여 상기 에칭 레지스트를 마련하는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 그라핀 옥사이드 층 형성 단계는, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 및 스프레이 코팅 중 적어도 하나를 이용하여 상기 그라핀 옥사이드 층을 형성하는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
또한, 상기 제1 영역 위의 상기 에칭 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는 투명 패널의 제조 방법을 제안한다.
본 발명에 따르면 투명 기판의 적어도 일면 상에 그라핀 옥사이드 층이 형성되고, 그라핀 옥사이드 층은 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역과 전기적으로 전도성을 갖는 제2 영역을 포함한다. 따라서, 단차없이 투명 전극을 형성하여 패턴 보임 현상을 최소화함과 동시에 투명 패널의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널을 포함하는 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널을 포함하는 터치스크린을 도시한 도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시한 터치스크린의 단면을 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널의 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널의 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 예시도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접촉 감지 장치가 적용될 수 있는 전자 기기를 나타낸 도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 접촉 감지 장치를 구비할 수 있다. 이 경우, 본 발명에서 제안하는 투명 패널은 디스플레이 장치(110)는 물론 터치스크린 형태로 제공되는 접촉 감지 장치에도 적용 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 접촉 감지 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 접촉 감지 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 접촉 감지 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(Polymethymethacrylate) 등과 같이 투명한 필름 재질의 베이스 기판에 투명하고 전기 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 또는 그라핀(Graphene)과 같은 물질로 감지 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 투명 전도성 물질로 형성된 감지 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐되므로 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질로도 형성이 가능하다.
본 실시예에서 투명 패널은 투명 기판의 적어도 일면 상에 그라핀 옥사이드를 형성하고, 그라핀 옥사이드의 일부 영역만을 선택적으로 환원시킴으로써 제조될 수 있다. 그라핀 옥사이드는 투명 기판의 적어도 일면에 용이하게 도포될 수 있도록 물 또는 유기 용매에 혼합되어 분산액 형태로 도포될 수 있으며, 선택적으로 환원된 일부 영역에서만 전기 전도성을 갖게 되어 투명 전극으로 기능할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 본 실시예에 따른 투명 패널이 터치스크린에 적용되는 것을 가정하여 설명하나, 이와 같은 설명이 본 발명에 따른 투명 패널의 적용 분야를 터치스크린으로 한정하는 것은 아니며, 터치스크린 이외의 다양한 장치에 본 발명에 따른 투명 패널이 적용될 수 있음에 유념해야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널을 포함하는 터치스크린을 도시한 도이다. 도 2에 도시된 터치스크린(200)은, 투명 기판(210), 투명 기판(210) 상에 마련되는 복수의 감지 전극(220, 230)을 포함한다. 복수의 감지 전극(220, 230)은 접촉 입력의 Y축 방향 위치를 감지하기 위한 제1 전극(220)과, 접촉 입력의 X축 방향 위치를 감지하기 위한 제2 전극(230)을 포함할 수 있으며, 도 2에서는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)이 각각 8개씩 구비되고, 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 각각이 접촉 입력을 판단하는 컨트롤러 칩의 센싱 채널 X1~X8 과 Y1~Y8에 연결되는 것을 가정한다.
도 2에서 편의상 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 투명 기판(210)의 동일한 면에 형성되는 것으로 도시되었으나, 투명 기판(210)의 상하면에 각각 분리되어 형성되거나, 또는 복수의 투명 기판(210)에 각각 형성될 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 터치스크린의 평면도는 단순히 본 발명에 따른 투명 패널을 설명하기 위한 하나의 실시예에 해당할 뿐이며, 도 2에 도시된 것과 다른 구조의 터치스크린에 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널이 포함될 수 있음은 물론이다.
도 2를 참조하면, 투명 기판(210) 위에 복수의 감지 전극(220, 230)이 형성되며, 감지 전극(220, 230)은 특정 형상이 반복적으로 나타나도록 패터닝된다. 도 2에서는 다이아몬드 또는 마름모 꼴 형태의 단위 전극이 X축 또는 Y축 방향으로 서로 연결되어 연속적으로 배치되도록 감지 전극(220, 230)이 패터닝된다. 본 실시예에서는 투명 기판(210)의 일면에 그라핀 옥사이드(Graphene Oxide) 층을 형성하고, 그라핀 옥사이드 층의 일부 영역을 기상 또는 액상 환원제로 환원처리하여 전기 전도성을 갖도록 활성화시킴으로써 도 2에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 감지 전극(220, 230)을 형성할 수 있다.
Y축 위치를 감지하기 위한 제1 전극(220)과 X축 위치를 감지하기 위한 제2 전극(230)은, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 제1 전극(220) 사이의 빈 영역을 복수의 제2 전극(230)이 채우고, 복수의 제2 전극(230) 사이의 빈 영역을 복수의 제1 전극(220)이 채우도록 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 제1 전극(220)을 형성하는 데에 이용되는 제1 그라핀 옥사이드 층은 복수의 제2 전극(230)이 마련되는 영역을 제외한 나머지 영역에서 환원처리되어 전기 전도성을 갖도록 활성화된다. 반대로, 복수의 제2 전극(230)을 형성하는 데에 이용되는 제2 그라핀 옥사이드 층은 복수의 제1 전극(220)이 마련되는 영역을 제외한 나머지 영역에서 환원 처리되어 전기 전도성을 갖게 된다.
일반적으로 터치스크린 장치와 같이 투명 패널을 포함하는 장치에서는, 투명 기판의 일면에 투명 전도성 물질을 스퍼터링 등으로 형성하고, 원하는 형태를 제외한 나머지 영역에서 투명 전도성 물질을 에칭 등의 공정으로 제거함으로써 투명 기판 상에 투명 전극을 형성한다. 그러나 이와 같은 경우, 투명 전도성 물질을 제거하는 에칭 공정에 의해 투명 전극과 그렇지 않은 영역 사이에 단차가 필수적으로 생성되고, 투명 전극이 제거되는 영역에서 화학적 에칭 공정에 의해 투명 기판에 손상이 발생할 수 있다. 또한, 에칭 공정에서 투명 전극이 제대로 제거되지 않아 서로 전기적으로 분리되어야 하는 전극이 서로 단락(short)되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시한 터치스크린의 단면을 도시한 도이다. 도 3a는 일반적인 방법에 의해 제조되는 투명 패널을 이용한 터치스크린의 단면을 도시한 도이며, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 투명 패널을 이용한 터치스크린의 단면을 도시한 도이다.
우선 도 3a를 참조하면, 커버 렌즈(340a), 제1 투명 접착층(360a), 제1 투명 기판(313a), 제2 투명 접착층(370a), 제2 투명 기판(315a), 가스켓 접착부(380a), 및 디스플레이 장치(350a)가 순차적으로 적층된다. 제1 투명 기판(313a)과 제2 투명 기판(315a) 상에는 각각 제1 감지 전극(320a)과 제2 감지 전극(330a)이 형성되어 각각 제1 투명 패널과 제2 투명 패널을 구성한다. 제1, 제2 투명 접착층(360a, 370a)은 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같이 빛 투과율이 우수한 접착층일 수 있다.
디스플레이 장치(350a)는 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display)인 것이 일반적이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 가스켓 접착부(380a) 등으로 터치스크린 장치의 하부 기판 - 도 3a의 제2 투명 기판(315a) - 에 부착된다. 가스켓 접착부(380a)는 디스플레이 장치(350a) 가장 자리를 따라 배치될 수 있으며, 가스켓 접착부(380a)가 배치되지 않는 영역에서 디스플레이 장치(350a)와 제2 투명 기판(315a) 사이에 에어 갭(air gap)이 마련된다. 에어 갭은 디스플레이 장치(350a)에서 생성되는 전기적 잡음(noise)이 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)으로 전달되어 접촉 입력 판단을 저해하는 것을 완화시키는 역할을 할 수 있다.
도 3a에 도시된 터치스크린 장치에서, 제1, 제2 투명 기판(313a, 315a)에 형성되는 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)은 ITO, IZO, ZnO 등의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)을 형성하고자 하는 영역 이외의 영역에서 투명 전도성 물질을 에칭 등의 공정으로 모두 제거한다. 따라서, 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)이 형성된 영역과 그렇지 않은 영역 사이에 두께 차이, 즉 단차가 발생한다.
제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)과 제1, 제2 투명 기판(313a, 315a) 사이의 단차는 제조 공정의 불량률 상승에 기여하거나 또는 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)의 패턴 보임 현상이 발생할 확률을 높일 수 있다. 단차로 인한 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)의 패턴 보임 현상은, 제1, 제2 투명 접착층(360a, 370a)에 의해 어느 정도 상쇄될 수 있다고 알려져 있다. 그러나, 도 3a와 달리 커버 렌즈(340a)의 일면에 감지 전극(320a, 330a)을 직접 형성하는 윈도우 일체형 터치스크린에서는 별도의 투명 접착층(360a, 370a)이 커버 렌즈(340a)와 감지 전극(320a, 330a) 사이에 배치되지 않기 때문에 패턴 보임 현상을 해결하기가 매우 곤란하다.
또한, 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)을 형성하기 위한 화학적 에칭 공정에서 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)이 형성되지 않는 제1, 제2 투명 기판(313a, 315a)의 나머지 영역이 물리적, 화학적으로 손상을 받을 수 있다. 이는 제1, 제2 투명 기판(313a, 315a) 표면의 스크래치 등으로 이어져 탁도(haze) 증가를 야기함으로써 전체적인 투과율을 열화시키는 한편, 제1, 제2 감지 전극(320a, 330a)의 패턴 보임 현상을 더욱 심화시키는 요인으로 작용할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널이 적용된 터치스크린 장치의 적층 구조를 나타낸 단면도이다. 도 3b를 참조하면, 커버 렌즈(340b), 제1 투명 접착층(360b), 제1 투명 기판(313b), 제2 투명 접착층(370b), 제2 투명 기판(315b), 가스켓 접착부(380b), 및 디스플레이 장치(350b)가 순차적으로 적층된다. 적층 순서는 도 3a와 유사하지만, 도 3b에 도시된 바와 같이 제1, 제2 투명 기판(313b, 315b) 상에 단차 없이 제1, 제2 감지 전극(320b, 330b)이 마련된다.
서로 별도로 마련되는 제1, 제2 투명 기판(313b, 315b) 상에 그라핀 옥사이드를 스프레이 코팅, 슬롯다이 코팅, 또는 그라비아 코팅 등의 방법으로 도포하여 그라핀 옥사이드 층을 형성하고, 그라핀 옥사이드 층의 일부에 해당하는 제1 영역(325b, 335b)에만 에칭 레지스트(etching resist) 등을 형성한다. 그라핀 옥사이드는 고체 형태의 그라파이트(graphite) 물질을 물 또는 기타 유기 용매에 녹여서 만든 액체 형태의 절연체 용액으로서, 분산성이 우수한 특징을 가지므로 제1, 제2 투명 기판(313b, 315b) 상에 손쉽게 도포할 수 있다.
그라핀 옥사이드 층의 제1 영역(325b, 335b)에 에칭 레지스트가 마련되면, 그라핀 옥사이드 층 전체를 소정의 환원제로 환원처리한다. 환원제는 요도드산, 암모니아(NH3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 황화수소, 하이드라진, 및 알루미늄 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 환원제에 의해 그라핀 옥사이드 층의 제1 영역(325b, 335b)이 환원되지 않도록 쉴드 역할을 에칭 레지스트가 수행해야 하므로, 에칭 레지스트는 산에 녹아내리지 않는 내산성을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
에칭 레지스트가 형성된 그라핀 옥사이드 층을 환원제로 환원 처리 함으로써, 에칭 레지스트에 의해 환원제와의 접촉이 차단된 제1 영역(325b, 335b)은 그라핀 옥사이드의 성질 그대로 전기적 비전도성을 가지게 된다. 반면, 에칭 레지스트에 의해 접촉이 차단되지 않은 제2 영역 - 제1 영역(325b, 335b)을 제외한 나머지 영역 - 은 환원제에 의해 환원되어 전기적으로 전도성을 갖게 된다. 따라서, 화학적 에칭 혹은 워싱(washing) 공정 없이 환원 처리만으로 제1, 제2 감지 전극(313b, 315b)이 제2 영역에 형성된다. 또한, 전기적으로 전도성을 갖게 되어 제1, 제2 감지 전극(313b, 315b)으로 형성된 제2 영역과, 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역(325b, 335b) 사이에는 도 3b에 도시한 바와 같이 단차가 존재하지 않는다.
결국, 제1, 제2 투명 기판(313b, 315b) 상에는 전기적으로 전도성을 갖는지, 비전도성을 갖는지 여부와 관계없이 그라핀 옥사이드가 동일하게 형성된다. 따라서, 도 3a에 도시한 경우에 비해 상대적으로 제1, 제2 감지 전극(313b, 315b)이 형성된 제2 영역과, 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역(325b, 335b) 사이의 굴절률 차가 적어진다. 그로부터 제1, 제2 감지 전극(313b, 315b)의 패턴 보임 현상을 완화할 수 있으며, 특히 커버 렌즈(340b)에 직접 감지 전극(313b, 315b)을 형성하는 윈도우 일체형 터치스크린에 적용될 경우 좋은 효과를 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널의 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 투명 패널의 제조 방법은, 투명 기판을 마련하는 것으로 시작된다(S400). 투명 기판은 앞서 설명한 바와 같이 ET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(Polymethymethacrylate) 등의 아크릴 계열, 또는 강화 글라스와 같은 윈도우 기판일 수 있다. 투명 기판 상에는 그라핀 옥사이드 층이 마련된다(S410).
그라핀 옥사이드 층은 고체 형태의 그라파이트를 수분 또는 유기 용매에 희석시킨 용액을 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 또는 스프레이 코팅 등의 방법으로 투명 기판 상에 도포하여 형성할 수 있다. 그라핀 옥사이드 용액은 분산성이 매우 우수하기 때문에 투명 기판 상에 그라핀 옥사이드 층을 형성하기가 매우 용이하다. 또한 그래핀 옥사이드 용액은 전기적으로 비전도성, 즉 절연성을 갖는다.
그라핀 옥사이드 층이 형성되면, 그라핀 옥사이드 층의 적어도 일부 영역에 해당하는 제1 영역 위에 에칭 레지스트를 형성한다(S420). 이때, 에칭 레지스트는 그라핀 옥사이드 층에서 환원 처리없이 절연성을 그대로 유지하고자 하는 제1 영역 위에 형성되어야 한다. 또한, 추후 실행되는 환원 단계에서 이용하는 산(acid)을 포함하는 환원제에 의해 에칭 레지스트가 손상되어 제1 영역이 환원되는 일을 방지하기 위해 내산성이 우수한 에칭 레지스트를 이용할 수 있다.
그라핀 옥사이드 층의 제1 영역 상에 에칭 레지스트가 형성되면, 에칭 레지스트가 형성되지 않은 제2 영역을 환원처리한다(S430). 환원 처리에는 기상 또는 액상 형태의 환원제가 이용될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 요오드산(HI), 암모니아(NH3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 황화수소, 하이드라진, 및 알루미늄 분말 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. S430 단계의 환원 처리가 완료되면 에칭 레지스트를 제거하여(S440), 투명 패널 제조 공정을 마무리할 수 있다.
상기와 같은 일련의 공정을 거치면, 투명 기판에 형성된 그라핀 옥사이드 층의 제1 영역은 절연성을 갖는 그라핀 옥사이드의 성질을 그대로 유지하게 되고, 제2 영역만이 환원 처리되어 전기적으로 전도성을 갖게 된다. 따라서, 두께 차이 및 단차 없이 투명 기판 상에 투명 전극을 형성할 수 있으며, 특히 투명 기판을 커버 렌즈로 직접 이용하는 윈도우 일체형 터치스크린 등에 적용할 경우 패턴 보임 현상을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투명 패널의 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 투명 기판(510)이 마련되고, 그 위에 그라핀 옥사이드 용액으로 그라핀 옥사이드 층(520)이 형성된다. 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 그라핀 옥사이드 층(520)은 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 스프레이 코팅 등으로 형성될 수 있다. 그라핀 옥사이드 층(520)이 형성되고, 투명 전극의 형상 및 투명 전극을 형성하고자 하는 영역이 그라핀 옥사이드 층(520)에서 특정되면, 그라핀 옥사이드 층(520)의 제1 영역에 에칭 레지스트(530)를 마련한다.
에칭 레지스트(530)가 마련되는 그라핀 옥사이드 층(520)의 제1 영역은 전기적으로 비전도성을 갖는 그라핀 옥사이드의 성질을 그대로 유지해야 하는 투명 전극 이외의 영역에 대응한다. 에칭 레지스트(530)가 형성된 상태에서 그라핀 옥사이드 층(520)을 환원처리하면, 에칭 레지스트(530)에 의해 환원제와의 접촉이 차단되지 않은 제2 영역(525)이 환원처리되어 전기적으로 전도성을 갖게 된다.
환원 처리 이후 에칭 레지스트(530)를 제거하여 투명 패널의 제조 공정을 마무리할 수 있다. 도 5의 마지막에 도시된 투명 패널과 같이, 본 발명의 실시예에서 전기적으로 비전도성을 갖는 그라핀 옥사이드 층의 제1 영역(520)과, 전기적으로 전도성을 갖는 제2 영역(525)은 서로 동일한 두께로 단차없이 형성된다. 따라서, 일반적으로 스퍼터링 - 에칭 단계를 거치는 투명 패널과 달리 투명 기판(510)과 감지 전극(525)의 굴절률 차이가 감지 전극(525)의 시인성에 영향을 미치지 않게 되므로, 감지 전극(525)의 패턴 보임 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
210, 313a, 315a, 313b, 315b, 510 : 투명 기판
220, 230, 320a, 330a, 320b, 330b, 525 : 감지 전극
520 : 그라핀 옥사이드 층
530 : 에칭 레지스트

Claims (11)

  1. 투명 기판; 및
    상기 투명 기판 상에 형성되는 투명 전극층; 을 포함하고,
    상기 투명 전극층은 전기적으로 비전도성을 갖는 제1 영역과, 전기적으로 전도성을 갖는 제2 영역을 포함하며,
    상기 제1 영역은 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함하고, 상기 제2 영역은 환원 그라핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide)를 포함하는 투명 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 상기 투명 전극층은 동일한 두께를 갖는 투명 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은,
    적어도 일면에서 접촉 입력을 인가받는 커버 렌즈(Cover Lens)인 투명 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은,
    글라스, PC(Polycarbonate), PI(Polyimide), PET(Polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone) 및 PMMA(Polymethymethacrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 투명 패널.
  5. 투명 기판을 마련하는 단계;
    상기 투명 기판 상에 그라핀 옥사이드 층을 형성하는 단계;
    상기 그라핀 옥사이드 층의 일부 영역에 해당하는 제1 영역 위에 에칭 레지스트를 마련하는 단계; 및
    상기 제1 영역과 다른 제2 영역을 환원시키는 단계; 를 포함하는 투명 패널의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 에칭 레지스트는 내산성을 갖는 투명 패널의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 환원 단계는,
    요오드산(HI), 암모니아(NH3), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 황화수소, 하이드라진, 및 알루미늄 분말 중 적어도 하나를 포함하는 환원제를 이용하여 상기 제2 영역을 기상 또는 액상 환원시키는 투명 패널의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 에칭 레지스트 마련 단계는,
    상기 제1 영역 위에 포토 레지스트(Photo Resist)를 형성하여 상기 에칭 레지스트를 마련하는 투명 패널의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 에칭 레지스트 마련 단계는,
    상기 제1 영역 위에 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR)를 라미네이팅하여 상기 에칭 레지스트를 마련하는 투명 패널의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 그라핀 옥사이드 층 형성 단계는,
    그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 및 스프레이 코팅 중 적어도 하나를 이용하여 상기 그라핀 옥사이드 층을 형성하는 투명 패널의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역 위의 상기 에칭 레지스트를 제거하는 단계; 를 더 포함하는 투명 패널의 제조 방법.
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