KR20130071721A - 터치패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널(100)은 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판(110)의 일면에 미세패턴으로 형성된 제1 전극패턴(120), 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판(110)의 타면에 미세패턴으로 형성된 제2 전극패턴(130), 및 투명기판(110)의 일면과 제1 전극패턴(120)의 사이 및 투명기판(110)의 타면과 제2 전극패턴(130)의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 광을 선택적으로 차단하는 광학필터층(140)을 포함하고, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴은 직사각형, 마름모, 원형 또는 타원형이 반복되는 메시구조이며, 광학필터층(140)을 채용함으로써, 투명기판(110)의 양면에 형성된 은염유제층(150)에 노광을 진행하더라도, 서로 반대면에 형성된 은염유제층(150)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 터치패널에 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 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널이다.
이러한 터치패널은 통상 전극패턴을 ITO(Indium Tin Oxide, 인듐-주석 산화물)로 형성한다. 하지만, ITO의 경우, 전기전도도가 낮을 뿐만 아니라, 원료인 인듐(Indium)은 희토류 금속으로 고가이고, 향후 10년 내에 고갈이 예상되어 수급이 원활하지 못하다는 단점이 있다. 게다가, ITO로 형성한 전극패턴은 취성파괴가 발생하기 쉬워 내구성이 떨어지는 문제점이 존재한다.
이와 같은 이유로, 한국공개특허공보 제10-2010-0091497호에 개시된 바와 같이, 금속을 이용하여 전극패턴을 형성하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 금속을 이용하면서도 전기전도도와 내구성을 모두 만족시켜 실용화할 수 있는 전극패턴 형성 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 은염유제층을 노광/현상하여 은을 함유하는 전극패턴을 형성함으로써, ITO를 대체하면서도 전기전도도가 뛰어난 터치패널을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은 은염유제층을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판의 일면에 미세패턴으로 형성된 제1 전극패턴, 은염유제층을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판의 타면에 미세패턴으로 형성된 제2 전극패턴, 및 상기 투명기판의 일면과 상기 제1 전극패턴의 사이 및 상기 투명기판의 타면과 상기 제2 전극패턴의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 광을 선택적으로 차단하는 광학필터층을 포함하고, 상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 직사각형, 마름모, 원형 또는 타원형이 반복되는 메시구조인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 은염유제층은 은염 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 은염은 할로겐화 은인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 미세패턴의 선폭 또는 상기 제2 전극패턴의 미세패턴의 선폭은 3 내지 7μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 바형(Bar Type)으로 패터닝되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 투스형(Tooth Type)으로 패터닝된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 다이아몬드형(Diamond Type)으로 패터닝된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 55 내지 65도로 교차하는 것은 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 직사각형 또는 마름모가 반복되는 메시구조이고, 상기 직사각형 또는 상기 마름모의 한변의 길이는 150 내지 800μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 면저항 또는 상기 제2 전극패턴의 면저항은 150Ω/□ 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 면저항 또는 상기 제2 전극패턴의 면저항은 0.1 내지 50Ω/□인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 터치패널의 투과율은 85% 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학필터층은 자외선을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학필터층은 자외선 중 I-라인, H-라인 또는 G-라인을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학필터층은 UV 차단용 무기물로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학필터층은 UV 차단용 유기물로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 근접식(Proximity) 노광기 또는 접촉식(Contact) 노광기를 이용하여 상기 은염유제층을 노광하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 개구율 또는 상기 제2 전극패턴의 개구율은 95% 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극패턴의 두께 또는 상기 제2 전극패턴의 두께는 2μm 이하인 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 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 은염유제층을 노광/현상하여 은을 함유하는 전극패턴을 형성함으로써, ITO를 대체하면서도 뛰어난 전기전도도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 취성파괴가 발생하지 않아 뛰어난 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광학필터층을 채용함으로써, 투명기판의 양면에 형성된 은염유제층에 노광을 진행하더라도, 서로 반대면에 형성된 은염유제층에 영향을 주는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도;
도 2a 내지 도 2d는 도 1a에 도시된 제1,2 전극패턴의 미세패턴을 확대한 평면도;
도 3은 도 1a에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 일부가 교차하는 구성을 도시한 평면도;
도 4는 도 3에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 교차각에 따른 모아레 무늬의 간격을 도시한 그래프;
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제1,2 전극패턴의 평면도; 및
도 8 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 제조공정 순서대로 도시한 공정단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1a에 도시된 제1,2 전극패턴의 미세패턴을 확대한 평면도;
도 3은 도 1a에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 일부가 교차하는 구성을 도시한 평면도;
도 4는 도 3에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 교차각에 따른 모아레 무늬의 간격을 도시한 그래프;
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제1,2 전극패턴의 평면도; 및
도 8 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 제조공정 순서대로 도시한 공정단면도이다.
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, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고, 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 1a 내지 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도이다.
도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판(110)의 일면에 미세패턴으로 형성된 제1 전극패턴(120), 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판(110)의 타면에 미세패턴으로 형성된 제2 전극패턴(130), 및 투명기판(110)의 일면과 제1 전극패턴(120)의 사이 및 투명기판(110)의 타면과 제2 전극패턴(130)의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 광을 선택적으로 차단하는 광학필터층(140)을 포함하고, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴은 직사각형, 마름모, 원형 또는 타원형이 반복되는 메시구조인 것을 특징으로 한다.
상기 투명기판(110)은 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)이 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 여기서, 투명기판(110)은 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(110)은 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 형성할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 제1 전극패턴(120)은 투명기판(110)에 일면에 형성되고 제2 전극패턴(130)은 투명기판(110)의 타면에 형성된다. 여기서, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴은 은염(銀鹽)유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 패터닝함으로써 형성된다(∴은을 함유함).
구체적으로, 은염유제층(150)은 은염(153, 도 9a 또는 도 9b 참조) 및 바인더(155)를 포함한다. 여기서, 상기 은염(153)은 할로겐화 은(AgCl, AgBr, AgF, AgI) 등의 무기 은염이거나 아세트산은 등의 유기 은염일 수 있다. 또한, 상기 바인더(155)는 은염(153)을 균일하게 분산시키고 은염유제층(150)과 광학필터층(140) 사이 또는 은염유제층(150)과 투명기판(110) 사이의 접착력을 강화시키는 것으로, 젤라틴, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 전분 등의 다당류, 셀룰로오스 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 카르복시셀룰로오스 등일 수 있다. 이러한 바인더(155)는 관능기의 이온성에 따라 중성, 음이온성, 양이온성의 성질을 갖는다.
또한, 은염유제층(150)은 은염(153)과 바인더(155) 이외에도 용매나 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 용매는 물, 유기 용매(예를 들어, 메탄올 등의 알코올류, 아세톤 등의 케톤류, 포름아미드 등의 아미드류, 디메틸술폭사이드 등의 술폭사이드류, 아세트산에틸 등의 에스테르류, 에테르류 등), 이온성 액체, 및 이들의 혼합 용매일 수 있다.
한편, 제1 전극패턴(120)의 면저항이나 제2 전극패턴(130)의 면저항은 두께를 조절하거나 은염유제층(150)의 은 함량을 조절하여 터치패널(100)에 적합하도록 150Ω/□ 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 면저항은 0.1 내지 50Ω/□일 수 있다. 여기서, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 면저항을 0.1 내지 50Ω/□로 형성하는 이유는 제1,2 전극패턴(120, 130)의 면저항이 0.1Ω/□ 이하이면 은염(153)의 양이 너무 많아져 투명성이 저해될 수 있기 때문이고, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 면저항이 50Ω/□ 이상이면 전기전도도가 낮아 활용도가 떨어지기 때문이다. 단, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 면저항은 반드시 상기 수치에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 2a 내지 도 2d는 도 1a에 도시된 제1,2 전극패턴의 미세패턴을 확대한 평면도로, 이를 참조하여 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)의 구성을 구체적으로 살펴보도록 한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 미세패턴의 선폭(W)은 면저항이 너무 높아지는 것을 방지하기 위해서 3μm 이상인 것이 바람직하고, 사용자에게 시각적으로 식별되는 것을 방지하기 위해서 7μm 이하인 것이 바람직하다. 결국, 제1 전극패턴(120, 130)의 미세패턴의 선폭(W)은 3 내지 7μm인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴은 직사각형(도 2a 참조), 마름모(도 2b 참조), 원형(도 2c 참조) 또는 타원(도 2d 참조)이 반복되는 메시(Mesh)구조일 수 있다. 즉, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 미세패턴 모두 격자무늬로 교차하는 메시구조일 수 있는 것이다. 한편, 제1,2 전극패턴(120, 130)의 미세패턴이 직사각형이나 마름모가 반복되는 메시구조일 때(도 2a 또는 도 2b 참조), 상기 직사각형이나 상기 마름모의 한변의 길이(L)가 150μm 이하이면, 개구율이 너무 작아져 터치패널(100)의 투과율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 직사각형이나 상기 마름모의 한변의 길이(L)가 800μm 이상이면, 모아레(Moire) 현상이 발생할 가능성이 높아져 터치패널(100)의 시인성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 직사각형이나 상기 마름모의 한변의 길이(L)는 150 내지 800μm인 것이 바람직하다. 단, 상기 직사각형이나 상기 마름모의 한변의 길이(L)는 반드시 상기 수치에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 3은 도 1a에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 일부가 교차하는 구성을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1 전극패턴의 미세패턴과 제2 전극패턴의 미세패턴의 교차각에 따른 모아레 무늬의 간격을 도시한 그래프이다. 여기서, 도 3은 제1,2 전극패턴(120, 130) 중 서로 평행한 미세패턴을 제거하고 서로 교차하는 미세패턴만 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴은 교차각(A)으로 서로 교차하고, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴의 교차로 인하여 간섭무늬인 모아레 무늬(170)가 발생한다. 이때, 모아레 무늬(170)는 일정한 간격(G)으로 평행하게 구성되고, 제2 전극패턴(130)의 미세패턴과 특정각(B)을 이룬다. 그런데, 사용자의 육안은 분해능에 한계가 있으므로, 모아레 무늬(170)의 간격(G)이 사용자의 분해능 이하라면, 사용자는 모아레 무늬(170)를 인지할 수 없다. 따라서, 모아레 무늬(170)의 간격(G)을 최대한 줄이면 모아레 무늬(170)에 따른 문제를 해결할 수 있다.
이와 관련하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴의 교차각(A)에 따른 모아레 무늬(170)의 간격(G)을 실제로 측정해 보았다. 그 결과, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴의 교차각(A)이 대략 60도 전후 일때 모아레 무늬(170)의 간격(G)이 최소화되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 제1 전극패턴(120)의 미세패턴과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴의 교차각(A)을 55 내지 65도로 구성함으로써, 모아레 무늬(170)의 간격(G)을 최소화하여 사용자가 모아레 무늬(170)를 인지할 수 없게 할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제1,2 전극패턴의 평면도이다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 바형(Bar Type, 도 5 참조), 투스형(Tooth Type, 도 6 참조) 또는 다이아몬드형(Diamond Type, 도 7 참조)으로 패터닝될 수 있다.
구체적으로, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 바형(Bar Type)으로 패터닝될 수 있다(도 5 참조). 이때, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 상호 수직방향으로 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130) 중 어느 하나는 너비가 상대적으로 큰 바형으로 패터닝되고, 나머지 하나는 너비가 상대적으로 작은 바형으로 패터닝될 수 있다(통상적으로 Bar and Strip Type으로 정의되는 구성).
또한, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 투스형(Tooth Type)으로 패터닝될 수 있다(도 6 참조). 이때, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 일방향으로 평행한 다수의 삼각형으로 형성된다. 또한, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 서로 중첩되지 않도록, 제1 전극패턴(120)이 제2 전극패턴(130) 사이에 삽입되고, 제2 전극패턴(130)이 제1 전극패턴(120)에 삽입되는 구성으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 다이아몬드형(Diamond Type)으로 패터닝될 수 있다(도 7 참조). 이때, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 감지부(137a, 137b)와 연결부(139a, 139b)로 구성되고, 연결부(139a, 139b)를 통해서 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 상호 수직방향으로 연결될 수 있다. 또한, 제1 전극패턴(120)의 감지부(137a)와 제2 전극패턴(130)의 감지부(137b)는 서로 중첩되지 않도록 배치할 수 있다.
다만, 상술한 바와 같이, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)을 바형, 투스형 또는 다이아몬드형으로 패터닝하는 것은 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 당업계에 공지된 모든 패턴으로 패터닝될 수 있음은 물론이다.
또한, 제1 전극패턴(120)의 두께 또는 제2 전극패턴(130)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적절한 투과율을 확보하기 위해서 10μm 이하일 수 있고, 2μm 이하라면 적절한 투과율 확보에 더욱 유리하다.
한편, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)은 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 형성되고, 은염유제층(150)을 노광할 때 근접식(Proximity) 노광기 또는 접촉식(Contact) 노광기를 이용할 수 있는데, 이에 관련한 상세한 설명은 제조방법에서 후술하도록 한다.
상기 광학필터층(140, 도 1a 또는 도 1b 참조)은 광을 선택적으로 차단(반사 또는 흡수함)하여, 투명기판(110)의 양면에 형성된 은염유제층(150)을 노광하더라도, 서로 반대면에 형성된 은염유제층(150)에 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 여기서, 광학필터층(140)은 투명기판(110)의 일면과 제1 전극패턴(120)의 사이 및 투명기판(110)의 타면과 제2 전극패턴(130)의 사이 중 적어도 하나에 형성된다. 즉, 광학필터층(140)은 투명기판(110)을 중심으로 양쪽에 형성되거나, 한쪽에 형성되는 것이다.
구체적으로, 광학필터층(140)은 은염유제층(150)을 노광할 때 조사되는 광을 선택적으로 차단한다. 따라서, 노광시 조사되는 광을 고려하여 광학필터층(140)이 차단하는 광을 결정한다. 여기서, 노광시 조사되는 광은 가시광선, 자외선, X선 등 모든 파장이 가능한데, 노광시 자외선(파장이 약 10 내지 397nm)이 조사된다면, 광학필터층(140)은 자외선을 선택적으로 차단하도록 형성한다. 더욱 구체적으로, 노광시 자외선 중에서도 I-라인(파장이 365nm), H-라인(405nm) 또는 G-라인(436nm)이 조사된다면, 광학필터층(140)은 I-라인, H-라인 또는 G-라인만 선택적으로 차단하도록 형성한다. 이와 같이, 광학필터층(140)이 노광시 조사되는 광을 선택적으로 차단함으로써, 서로 반대면에 형성된 은염유제층(150)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 광학필터층(140)은 노광시 조사되는 광을 제외한 대부분의 광을 통과시키므로, 실질적으로 투명성을 갖어 터치패널(100)의 시인성을 저하시키지 않는다.
한편, 광학필터층(140)은 UV 차단용 무기물이나 UV 차단용 유기물로 형성할 수 있다. 여기서, UV 차단용 무기물은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide), 이산화티탄(Titanium Dioxide) 등의 금속산화물일 수 있고, UV 차단용 유기물은 벤조페논 (Benzophenone), 벤조트리아졸(Benzotriazole), 살리실산(Salicylic Acid), 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile), 유기니켈화합물 등일 수 있다. 다만, 상술한 물질은 예시적인 것으로, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
추가적으로, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)의 테두리에는 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)으로부터 전기적 신호를 전달받는 배선(160)이 형성된다. 이때, 배선(160)은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 배선(160)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함), 금속산화물이나 금속류 등을 사용할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 투명기판(110), 제1 전극패턴(120), 제2 전극패턴(130) 및 광학필터층(140)을 포함하는 터치패널(100)은 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 터치패널(100)의 투과율을 85% 이상으로 구현하기 위해서, 제1 전극패턴(120), 제2 전극패턴(130)의 개구율을 조절할 수 있다. 이때, 제1 전극패턴(120) 또는 제2 전극패턴(130)의 개구율은 95% 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치패널(100)은 투명기판(110)을 기준으로 양면에 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)이 형성되므로, 자체 정전용량방식(Self Capacitive Type) 터치패널 또는 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널로 활용될 수 있다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 제조공정 순서대로 도시한 공정단면도로, 이를 참조하여 터치패널(100)의 제조방법을 살펴보도록 한다.
우선, 도 8a 또는 도 8b에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)에 광학필터층(140)을 형성하는 단계이다. 여기서, 광학필터층(140)은 후술할 단계에서 은염유제층(150)을 노광할 때 광을 선택적으로 차단하여 서로 반대면에 형성된 은염유제층(150)에 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 광학필터층(140)은 노광시 사용되는 광을 고려하여 차단할 광을 결정한다. 노광시 조사되는 광은 가시광선, 자외선, X선 등 모든 파장이 가능한데, 노광시 자외선(파장이 약 10 내지 397nm)이 조사된다면, 광학필터층(140)은 자외선을 선택적으로 차단하도록 형성한다. 더욱 구체적으로, 노광시 자외선 중에서도 I-라인(파장이 365nm), H-라인(405nm) 또는 G-라인(436nm)이 조사된다면, 광학필터층(140)은 I-라인, H-라인 또는 G-라인만 선택적으로 차단하도록 형성한다.
이와 같이, 광학필터층(140)으로 자외선이나 I-라인, H-라인 또는 G-라인을 차단하기 위해서, 광학필터층(140)은 UV 차단용 무기물이나 UV 차단용 유기물로 형성할 수 있다. 구체적으로, UV 차단용 무기물은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide), 이산화티탄(Titanium Dioxide) 등의 금속산화물일 수 있고, UV 차단용 유기물은 벤조페논 (Benzophenone), 벤조트리아졸(Benzotriazole), 살리실산(Salicylic Acid), 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile), 유기니켈화합물 등일 수 있다. 한편, 광학필터층(140)으로 UV 차단용 무기물을 이용하는 경우, 광학필터층(140)은 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등으로 형성할 수 있다. 또한, 광학필터층(140)으로 UV 차단용 유기물을 이용하는 경우, 광학필터층(140)은 다이캐스팅(Die Casting), 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing), 옵셋 인쇄법(Off-set Pringting), 바코팅(Bar Coating) 등으로 형성할 수 있다.
한편, 광학필터층(140)은 투명기판(110)의 일면이나 타면 중 적어도 하나에만 형성해도 은염유제층(150)을 노광할 때 광을 차단하여 서로 반대면에 형성된 은염유제층(150)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 도 8a에 도시된 바와 같이 광학필터층(140)은 반드시 투명기판(110)의 양면에 형성해야 하는 것은 아니고, 도 8b에 도시된 바와 같이 광학필터층(140)은 투명기판(110)의 일면이나 타면 중 적어도 하나에만 형성할 수도 있다. 이하, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a 및 도 13a는 투명기판(110)의 양면에 광학필터층(140)을 형성한 구성을 기준으로 도시한 것이고, 도 9b, 도 10b, 도 11b, 도 12b 및 도 13b는 투명기판(110)의 일면에 광학필터층(140)을 형성한 구성을 기준으로 도시한 것이다.
다음, 도 9a 또는 도 9b에 도시된 바와 같이, 은염유제층(150)을 형성하는 단계이다. 전술한 단계에서 투명기판(110)의 양면에 광학필터층(140)을 형성한 경우, 투명기판(110)의 양면에 형성된 광학필터층(140)에 은염유제층(150)을 형성하고(도 9a 참조), 투명기판(110)의 일면에 광학필터층(140)을 형성한 경우, 광학필터층(140)과 투명기판(110)의 타면에 은염유제층(150)을 형성한다(도 9b 참조). 여기서, 은염유제층(150)은 은염(153) 및 바인더(155)를 포함한다. 구체적으로, 상기 은염(153)은 할로겐화 은(AgCl, AgBr, AgF, AgI) 등의 무기 은염이거나 아세트산은 등의 유기 은염일 수 있다. 또한, 상기 바인더(155)는 젤라틴, 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 전분 등의 다당류, 셀룰로오스 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 카르복시셀룰로오스 등일 수 있다. 참고로, 도면상 은염(153)은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 과장하여 도시한 것으로, 실제 크기나 농도 등을 나타내는 것은 아니다. 또한, 은염유제층(150)은 은염(153)과 바인더(155) 이외에도 용매나 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 은염유제층(150)은 다이캐스팅(Die Casting), 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing), 옵셋 인쇄법(Off-set Pringting), 바코팅(Bar Coating)을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 은염유제층(150)을 형성한 후, 열중건조, IR 건조 또는 자연건조 등으로 은염유제층(150)을 건조시킬 수 있다.
다음, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 은염유제층(150)을 선택적으로 노광/현상하여 은을 함유하는 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)을 형성하는 단계이다.
구체적으로, 도 10a 또는 도 10b에 도시된 바와 같이, 은염유제층(150)을 선택적으로 노광하는 단계이다. 전술한 단계에서 투명기판(110)을 기준으로 양쪽에 은염유제층(150)을 형성하였으므로, 본 단계에서는 투명기판(110)을 기준으로 양쪽에서 노광을 진행한다. 이때, 노광은 투명기판(110)을 기준으로 양쪽에서 동시에 진행하거나, 한쪽씩 순차적으로 진행할 수 있다. 한편, 노광시 조사되는 광은 가시광선, 자외선, X선 등 모든 파장이 가능한데, 통상적으로 자외선을 이용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 고압수은 방전시 상대 강도(Relative Intensity)가 큰 I-라인(365nm), H-라인(405nm) 또는 G-라인(436nm)을 이용하여 노광할 수 있고, 이중에서 정밀한 노광을 위해서 상대적으로 파장이 짧은 I-라인을 선택할 수 있다.
본 단계에서 투명기판(110)을 기준으로 양쪽에 마스크(180)를 배치한 후 은염유제층(150)에 선택적으로 광을 조사하면, 광을 조사한 부분의 은염유제층(150)에서는 은염(153)이 광에너지로 감광되어, 소위 잠상(潛像)이라고 정의되는 미소한 은핵이 생성된다. 결국, 노광을 통해서 광을 조사한 부분에만 선택적으로 은핵이 생성된다. 이와 같이, 광을 조사한 부분은 최종적으로 제1 전극패턴(120), 제2 전극패턴(130)이 형성된다. 따라서, 본 단계에서는 구현하려는 제1 전극패턴(120), 제2 전극패턴(130)을 고려하여 선택적으로 노광해야 한다.
한편, 상술한 바와 같이, 투명기판(110)을 기준으로 양쪽에서 노광을 진행하더라도, 광학필터층(140)이 노광시 조사되는 광을 차단하므로(화살표 참조), 은염유제층(150)은 투명기판(110)을 기준으로 반대면에서 조사되는 광의 영향을 받지 않는다. 따라서, 최종적으로 형성하려는 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)의 미세패턴이 상이하더라도, 노광시 은염유제층(150)은 투명기판(110)을 기준으로 반대면에서 진행하는 노광의 영향을 받지 않아, 정밀하게 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)을 형성할 수 있다.
또한, 은염유제층(150)을 노광할 때 근접식(Proximity) 노광기 또는 접촉식(Contact) 노광기를 이용할 수 있는데, 근접식(Proximity) 노광기 또는 접촉식(Contact) 노광기는 상대적으로 택트 타임(Tact time)이 짧아 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산에 적합한 장점이 있다.
다음, 도 11a 또는 도 11b에 도시된 바와 같이, 은염유제층(150)을 현상하는 단계이다. 본 단계는 은염유제층(150)에 현상액을 공급하여 금속 은(157)을 환원시키는 것이다. 이때, 은염(153)이나 현상액으로부터 제공되는 은 이온은 현상액 중의 환원제에 의해서 은핵을 촉매로 금속 은(157)으로 환원된다. 전술한 단계에서 광을 조사한 부분에만 선택적으로 은핵이 생성되었으므로, 본 단계에서도 광을 조사한 부분에만 선택적으로 금속 은(157)이 환원된다.
한편, 은염유제층(150)에 현상액을 공급하는 방법은 당업계에 공지된 모든 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 현상액에 은염유제층(150)을 담그거나, 현상액을 은염유제층(150)에 스프레이로 분사하거나, 현상액을 증기 형태로 은염유제층(150)에 접촉시키는 방법 등으로 은염유제층(150)에 현상액을 공급할 수 있다.
추가적으로, 은염유제층(150)을 현상한 후, 물로 세정하거나 고압의 에어(Air)를 사용하여 현상액을 제거할 수 있다.
다음, 도 12a 또는 도 12b에 도시된 바와 같이, 은염유제층(150)에 정착과정을 진행하는 단계이다. 여기서, 정착과정은 은염유제층(150)에 정착액을 공급하여 은으로 환원되지 않은 은염(153)을 제거하는 것이다. 이와 같이, 은으로 환원되지 않은 은염(153)을 제거하면, 은염(153)이 제거된 부분에는 젤라틴 등의 바인더(155)만 잔존하게 된다.
결국, 은염유제층(150) 중 노광/현상을 통해서 금속 은(157)으로 환원된 부분이 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)이 되는 것이고, 정착과정을 통해서 은염(153)이 제거된 부분은 바인더(155)만 잔존하여 투명하게 된다.
추가적으로, 도 13a 내지 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)의 테두리에 각각 배선(160)을 형성할 수 있다. 여기서, 배선(160)은 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(130)으로부터 전기적 신호를 전달받는 것으로, 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널은 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: 터치패널 110: 투명기판
120: 제1 전극패턴 130: 제2 전극패턴
137a, 137b: 감지부 139a, 139b: 연결부
140: 광학필터층 150: 은염유제층
153: 은염 155: 바인더
157: 금속 은 160: 배선
170: 모아레 무늬 180: 마스크
A: 교차각 B: 특정각
G: 모아레 무늬의 간격 L: 직사각형 또는 마름모의 길이
W: 선폭
120: 제1 전극패턴 130: 제2 전극패턴
137a, 137b: 감지부 139a, 139b: 연결부
140: 광학필터층 150: 은염유제층
153: 은염 155: 바인더
157: 금속 은 160: 배선
170: 모아레 무늬 180: 마스크
A: 교차각 B: 특정각
G: 모아레 무늬의 간격 L: 직사각형 또는 마름모의 길이
W: 선폭
Claims (19)
- 은염유제층을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판의 일면에 미세패턴으로 형성된 제1 전극패턴;
은염유제층을 선택적으로 노광/현상하여 형성된 은을 함유하고, 투명기판의 타면에 미세패턴으로 형성된 제2 전극패턴; 및
상기 투명기판의 일면과 상기 제1 전극패턴의 사이 및 상기 투명기판의 타면과 상기 제2 전극패턴의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 광을 선택적으로 차단하는 광학필터층;
을 포함하고,
상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 직사각형, 마름모, 원형 또는 타원형이 반복되는 메시구조인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 은염유제층은 은염 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 2에 있어서,
상기 은염은 할로겐화 은인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 미세패턴의 선폭 또는 상기 제2 전극패턴의 미세패턴의 선폭은 3 내지 7μm인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 바형(Bar Type)으로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 투스형(Tooth Type)으로 패터닝된 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 다이아몬드형(Diamond Type)으로 패터닝된 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 55 내지 65도로 교차하는 것은 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 미세패턴과 상기 제2 전극패턴의 미세패턴은 직사각형 또는 마름모가 반복되는 메시구조이고,
상기 직사각형 또는 상기 마름모의 한변의 길이는 150 내지 800μm인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 면저항 또는 상기 제2 전극패턴의 면저항은 150Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 면저항 또는 상기 제2 전극패턴의 면저항은 0.1 내지 50Ω/□인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 터치패널의 투과율은 85% 이상인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광학필터층은 자외선을 차단하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광학필터층은 자외선 중 I-라인, H-라인 또는 G-라인을 차단하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광학필터층은 UV 차단용 무기물로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광학필터층은 UV 차단용 유기물로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
근접식(Proximity) 노광기 또는 접촉식(Contact) 노광기를 이용하여 상기 은염유제층을 노광하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 개구율 또는 상기 제2 전극패턴의 개구율은 95% 이상인 것을 특징으로 하는 터치패널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 두께 또는 상기 제2 전극패턴의 두께는 2μm 이하인 것을 특징으로 하는 터치패널.
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