KR20130091992A - 터치패널용 전극의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴화된 고분자 구조체외주면에 물리적 이온 식각공정을 통한 이차 스퍼터링 방식을 이용하여 전도성 물질을 부착시킨 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성시킨 다음, 상기 형성된 전도성 물질-고분자 복합구조체에서 고분자만을 제거하여 미세 전극패턴을 대면적으로 형성시킬 수 있는 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 물리적 이온 식각을 통한 이온 봄바드먼트 현상을 적용하여 전극을 형성시킴으로써 간단한 공정과 저렴한 비용으로 높은 투명도와 균일성을 가지는 전극을 제조할 수 있고, 고분자 구조체의 패턴 및 형상을 조절함으로써 다양한 형상으로 패턴화된 전극을 형성시킬 수 있는 동시에 대면적으로 선폭이 10nm 이하인 전극 미세 패턴을 형성할 수 있어 좌표 간의 오차를 줄일 수 있으며, 터치입력에 대한 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 물리적 이온 식각을 통한 이온 봄바드먼트 현상을 적용하여 전극을 형성시킴으로써 간단한 공정과 저렴한 비용으로 높은 투명도와 균일성을 가지는 전극을 제조할 수 있고, 고분자 구조체의 패턴 및 형상을 조절함으로써 다양한 형상으로 패턴화된 전극을 형성시킬 수 있는 동시에 대면적으로 선폭이 10nm 이하인 전극 미세 패턴을 형성할 수 있어 좌표 간의 오차를 줄일 수 있으며, 터치입력에 대한 감도를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴화된 고분자 구조체 외주면에 물리적 이온 식각공정을 통한 이차 스퍼터링 방식을 이용하여 전도성 물질을 부착시킨 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성시킨 다음, 상기 형성된 전도성 물질-고분자 복합구조체에서 고분자만을 제거하여 미세 전극패턴을 대면적으로 형성시킬 수 있는 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것이다.
터치패널(touch panel)은 화상표시장치 등에서 표시된 키의 위치를 손가락 또는 펜과 같은 기구물로 눌러 해당 명령을 입력하는 입력 수단이다. 예를 들면, 터치패널은 은행의 자동인출기부터 PDA(Portable Digital Apparatus), 노트북 컴퓨터, 타블렛 피씨(Tablet PC) 등의 휴대용 정보기기까지 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 터치패널에 부착되는 화상표시장치는 일반적으로 액정패널이 가장 많이 사용되고 있다.
터치패널은 작동원리에 따라 저항막식과 정전용량식으로 나누어지며, 저항막식 터치패널은 두 개의 대향하는 센싱 전극(sensing electrode)에 전압이 인가된 상태에서 사용자가 눌러 두 개의 센싱 전극이 접촉하여 발생하는 접촉점에서의 전압 또는 전류 변화를 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동된다.
또한, 정전용량식 터치패널은 1개의 투명 전도성 필름 또는 투명 전도성 글라스에 정전용량의 충전 및 방전 상태가 반복되는 가운데 사용자가 누른 접촉점에서 펜 형태의 입력장치인 스타일러스(stylus)와 투명 전도성 필름과의 용량결합에 따라 소량의 전하가 축적되고 이 전하량을 4개의 입력점으로부터 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동된다.
여기서, 터치패널의 패턴들 즉, 링크라인들은 패턴의 밀도가 낮음에도 불구하고 기존의 포토리소그래피(photolithography) 공정 이외에 다른 방법이 없어 기존의 포토리소그래피 공정을 통해 형성된다.
이러한 포토리소그래피 공정은 금속전극배선을 형성하기 위한 금속막 상부에 포토레지스트를 도포하고, 원하는 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 주사하여 노광공정을 실시한 다음, 현상과정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 형성된 포토레지스트 패턴은 식각 마스크로 금속막을 식각하여 금속전극배선을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 제거하는 과정을 거쳐 수행되고 있다.
그러나, 이러한 리소그래피방식은 공정이 매우 복잡하여 오랜 공정시간을 필요로 하고 고가의 포토레지스트를 사용하고 있기 때문에 공정 비용이 증가되고, 다단계의 공정을 수행하기 때문에 잠재 불량요인의 내재 및 생산성의 저하 등과 같은 다양한 문제점이 발생된다. 더욱이, 리소그래피방식은 다단계의 공정을 수행하기 위한 고가의 다양한 장비를 필요로 하여 제조 비용이 증가되는 동시에 다량의 화학물질을 사용함으로써 환경을 오염시키는 원인이 되고 있다.
이에 따라, 한국공개특허 제2011-0136310호에서는 쉐도우 마스크를 통해 절연기판상에 금속막을 증착시킨 다음, 금속막에 레이저 공정을 진행하여 금속막을 패터닝하는 터치패널의 패턴 형성방법을 개시하고 있고, 한국등록특허 제1076326호에서는 레이져 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 문헌들 역시 쉐도우 마스크에 따라 터치패널의 패턴이 구현되므로 쉐도우 마스크 이하의 크기 제작은 불가능하고, 100nm 미만의 마스크 제작시에 들어가는 비용이 크기 때문에 한계를 지니고 있으며, 다양한 크기나 모양의 패턴을 구현하기가 어렵다는 문제점을 가진다.
이에, 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 패턴화된 고분자 구조체의 외주면에 물리적 이온 식각공정을 통한 이온 봄바드먼트(ion bombardment) 현상을 적용하여 전도성 물질을 부착시킨 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성시킨 다음, 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거할 경우, 다양한 형상으로 전극 패턴화가 가능하고, 대면적으로 균일하면서도 미세 선폭을 가지는 전극 패턴을 형성시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 주된 목적은 다양한 형상으로 전극 패턴화가 가능하고, 대면적으로 미세 선폭을 가지는 동시에 균일한 전극 패턴을 형성시킬 수 있는 터치패널용 전극의 제조방법 및 상기 터치패널용 전극의 제조방법에 의해 제조된 터치패널용 전극을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 기판상에 전도성 물질 층과 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계; (b) 상기 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 패턴화된 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되고, 다결정 물질을 함유하며, 선폭이 5 ~ 20nm로 패턴화된 터치패널용 전극을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 기판상에 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 패턴화된 고분자 구조체가 형성된 기판상에 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 패턴화된 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되고, 다결정 물질을 함유하며, 선폭이 5 ~ 20nm로 패턴화된 터치패널용 전극을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 기판상에 제1 전도성 물질 층과 제1 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계; (b) 상기 제1 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; (d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계; (f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 제2 전극패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되고, 적어도 1종 이상의 다결정 물질을 함유하며, 패턴화된 격자 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 기판상에 제1 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 패턴화된 제1 고분자 구조체가 형성된 기판상에 제1 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; (d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계; (f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 기판상에 제2 전극패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되고, 적어도 1종 이상의 다결정 물질을 함유하며, 패턴화된 격자 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극을 제공한다.
본 발명에 따르면, 물리적 이온 식각을 통한 이온 봄바드먼트 현상을 적용하여 전극을 형성시킴으로써 간단한 공정과 저렴한 비용으로 높은 투명도와 균일성을 가지는 전극을 제조할 수 있고, 고분자 구조체의 패턴 및 형상을 조절함으로써 다양한 형상으로 패턴화된 전극을 형성시킬 수 있는 동시에 대면적으로 선폭이 10nm 이하인 전극 미세 패턴을 형성할 수 있어 좌표 간의 오차를 줄일 수 있으며, 터치입력에 대한 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이온 식각공정의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 터치패널의 제조 공정 개략도(a) 및 터치패널의 구현예를 도시한 것(b)이다.
도 2는 본 발명에 따른 이온 식각공정의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널용 전극 형성방법의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 터치패널의 제조 공정 개략도(a) 및 터치패널의 구현예를 도시한 것(b)이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재와 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 층 또는 두 부재 사이에 또 다른 층 또는 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 일 관점에서, (a) 기판상에 전도성 물질 층과 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계; (b) 상기 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 패턴화된 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 핵심 사상은 물리적으로 충격받은 전도성 물질의 입자들이 사방으로 이탈되어 튕겨져 나가는 이온 봄바드먼트(ion bombardment) 현상이 적용된 이차 스퍼터링 방식을 이용하여 패턴화된 터치패널용 전극을 형성하는데 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 이차 스퍼터링 방식을 이용하여 전도성 물질 층으로부터 튕겨진 전도성 물질의 입자들을 외주면에 부착시킬 수 있는 패턴화된 고분자 구조체를 구비한 다음, 상기 패턴화된 고분자 구조체의 외주면에 이탈된 전도성 물질의 입자들을 부착시켜 전도성 물질-고분자 복합 구조체를 형성하고, 상기 형성된 전도성 물질-고분자 복합 구조체에서 고분자만을 제거시킴으로써 대면적으로 미세 선폭을 가지는 패턴화된 터치패널용 전극을 균일하게 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극 형성방법은 도 1에 나타난 바와 같이, 기판(10)상에 전도성 물질과 고분자를 순차적으로 도포하여 기판(10)상에 전도성 물질(15) 층과 고분자(20) 층을 형성시킨다(도 1a). 이때, 상기 기판(10)은 평판으로 리소그래피 공정의 온도와 압력에 의해 물리적 변형이 발생되지 않는 투명한 재질이면 제한 없이 사용 가능하고, 바람직하게는 실리콘, 실리콘 산화물, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET) 등의 고분자, 석영, 유리 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된다.
상기 전도성 물질은 터치패널의 전극을 형성할 수 있는 물질이면 제한 없이 사용 가능하고, 후술되는 물리적 이온 식각을 통한 이온 봄바드먼트(ion bombardment) 현상을 적용된 이차 스퍼터링하기 위해 여러 방향으로 이탈될 수 있는 다결정 물질이며, 바람직하게는 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄 등의 모든 금속 물질과 인듐틴옥사이드(ITO) 등의 모든 전도성 무기물질일 수 있고, 더욱 바람직하게는 금, 백금, 은, 구리 및 알루미늄으로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질일 수 있다.
상기 고분자는 리소그래피 공정에 적용할 수 있는 고분자면 사용 가능하고, 바람직하게는 폴리스타일렌, 키토산, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된다.
본 발명에 있어서, 기판(10)상에 전도성 물질(15) 층과 고분자(20) 층을 순차적으로 형성하는 방법 중, 전도성 물질(15) 층을 형성시키는 방법은 일반적으로 화학기상증착법(CVD), 원자층 증착법(atomic layer deposition), 스퍼터링법(sputterring), 레이저어블레이션법(laser ablation), 전기방전법(arc-discharge), 플라즈마증착법, 열화학 기상증착법 및 전자빔 기상증착법으로 구성된 군에서 선택되는 방법으로 수행되고, 고분자 층을 형성시키는 방법은 스핀코팅 또는 스프레이 코팅하여 형성시킨다. 또한, 상기 전도성 물질(15) 층은 터치패널의 사용목적, 용도 등에 따라 다층으로 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 전도성 물질(15) 층 상부에 형성된 고분자 층은 나노임프린트용 몰드(30) 등의 리소그래피 공정(도 1b)을 이용하여 패턴화된 고분자(20) 구조체를 형성시킨다(도 1c). 이때 형성된 고분자 구조체의 형상은 전극의 형상을 결정짓기 때문에 다양한 리소그래피 공정으로 상기 고분자 구조체의 형상을 조절하여 다양한 형상 및 크기의 전극으로 패턴화할 수 있다.
상기 리소그래피 공정으로는 통상적인 리소그래피 공정을 사용할 수 있고, 바람직하게는 나노 임프린트, 소프트 리소그래피, 블록공중합체 리소그래피, 광 리소그래피 및 캐필러리 리소그래피로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 방법으로 수행된다.
특히, 리소그래피 공정을 이용하여 패턴화된 고분자 구조체는 추가로 반응성 이온식각(reactive ion etching; RIE) 조건과 패턴화된 고분자 구조체 주변의 고분자 층에 따라 다양한 형상과 크기로 조절될 수 있다(도 1d). 예를 들면, 0.1 ~ 0.001 mTorr의 고진공하에서의 반응성 이온식각은 이방성 즉, 하부의 식각만 가능하지만, 0.01 ~ 0.1 Torr 저진공하에서의 반응성 이온식각은 등방성 즉, 사방에서 식각이 진행되기 때문에 패턴화된 고분자 구조체를 추가적으로 저진공하에서 이온 식각하면, 패턴화된 고분자 구조체의 전체적인 높이와 지름의 크기가 줄어들게 된다. 이에, 패턴화된 고분자 구조체 주변의 고분자 층이 모두 제거되고 패턴화된 고분자 구조체만 남은 상태가 된다.
또한, 패턴화된 고분자 구조체의 크기조절은 기판상에 코팅된 고분자 층의 두께로 조절할 수 있다. 만약 고분자층의 두께가 얇은 경우 짧은 반응성 이온 식각 시간 동안 고분자 층이 없어지고 패턴화된 고분자 구조체만 남아 짧은 시간에 컵 형상의 고분자 구조체 패턴이 형성되지만, 두꺼운 두께의 고분자 층인 경우에는 오랜 시간 동안 반응성 이온 식각을 수행함으로써, 고분자 구조체가 전체적으로 식각되어 고분자 구조체 패턴의 전체적인 크기도 줄어들게 됨에 따라 고분자 구조체의 지름이 작은 패턴이 제작되게 된다.
본 발명에 있어서, 전도성 물질-고분자 복합구조체(25)는 전도성 물질의 물리적 이온 식각을 통한 이온 봄바드먼트 현상(ion bombardment)을 적용하여 전술된 바와 같이 형성된 고분자(20) 구조체의 외주면에 전도성 물질(15) 입자를 부착시켜 형성한다(도 1e).
상기 이온 봄바드먼트 현상은 도 2에 나타난 바와 같이, 아르곤 이온과 같은 이온을 전압차로 가속화시켜 전도성 물질(15) 층에 물리적 충격을 가하면 충격을 받은 전도성 물질(15)의 입자들이 높은 에너지의 충격으로 인해 결정방향으로 뜯겨져 나가게 되는 현상을 일컫는다.
본 발명에 있어서, 이온 봄바드먼트(ion bombardment) 현상을 발생시키기 위한 물리적 이온 식각방법으로는 이온밀링으로 수행된다. 상기 경이온에 고 에너지를 가해주어 이온밀링을 수행할 경우에는 다결정 방향의 넓은 각 분포를 줄여주어 이탈되어 튕겨져나가는 각도가 작아 패턴화된 고분자 구조체 외주면에 전도성 물질(15) 입자의 부착이 어려우므로, 바람직하게는 0.1mTorr ~ 10mTorr의 공정압력하에서 아르곤 가스 등의 중 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음, 상기 플라즈마를 100eV ~ 5,000eV로 가속화하여 물리적 이온 식각공정을 수행한다. 이때, 상기 중 기체는 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 및 이들의 혼합 기체로 구성된 군에서 선택되고, 바람직하게는 아르곤이다.
만약, 이온밀링에 있어서, 5,000eV를 초과하는 플라즈마로 가속화시켜 이온 식각을 수행하는 경우에는 전도성 물질 층으로부터 튕겨져 나가는 전도성 물질의 각도가 이온을 입사한 방향과 같은 수직방향으로 튕겨지므로, 고분자 구조체 외주면에 부착되는 전도성 물질의 양이 적고, 100eV 미만으로 플라즈마로 가속화하여 이온 식각을 수행하는 경우에는 전도성 물질 층의 식각 속도가 늦어 작업 효율이 떨어진다는 문제점이 발생된다.
전술된 바와 같이 형성된 전도성 물질-고분자 복합구조체(25)는 건식 또는 습식 식각으로 고분자(20)만을 제거하여 패턴화된 전극을 제조한다(도 1f). 상기 건식 또는 습식 식각은 전도성 물질-고분자 복합구조체에서 고분자를 제거할 수 있는 통상적인 식각 방법으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치패널용 전극 형성방법은 상기 터치패널용 전극을 형성한 다음, 상기 형성된 터치패널용 전극의 불필요한 전도성 물질을 이온 식각하여 원하는 패턴화된 터치패널용 전극(35)을 제조할 수 있다(도 1g).
본 발명에 따른 터치패널용 전극 형성방법은 물리적 이온식각을 통한 이온 봄바드먼트 현상을 이용하여 제조됨으로써 간단한 공정과 저렴한 비용으로 5 ~ 20nm 이하의 미세 선폭을 가지는 패턴화된 전극을 대면적으로 제조할 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서, (a) 기판상에 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 패턴화된 고분자 구조체가 형성된 기판상에 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 패턴화된 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극 제조방법에 관한 것이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널용 전극 형성방법은 기판(10)상에 고분자(20) 층을 도포한 다음(도 3a), 리소그래피 공정(도 3b)을 통하여 패턴화된 고분자(20) 구조체를 형성한다(도 3c). 상기 패턴화된 고분자(20) 구조체를 반응성 이온식각으로 식각하여 기본 기판면이 드러나게 한 후에 형성된 기판상에 전도성 물질(15) 층을 형성시키고(도 3d), 상기 형성된 전도성 물질 층을 물리적으로 이온 식각하여 전도성 물질 입자가 고분자 구조체 외주면에 부착된 전도성 물질-고분자 구조체(25)를 형성한다(도 3e). 이렇게 형성된 상기 전도성 물질-고분자 구조체(25)중 고분자(20)만을 제거하여 패턴화된 전극을 제조한다(도 3f).
상기와 같은 형성방법으로 전극을 형성할 경우에는 패턴화된 전극을 제조한 다음, 패턴화된 전극 이외의 전도성 물질(15)을 제거하는 단계를 추가하지 않아도 되는 장점이 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 방법에 의해 제조되고, 다결정 물질을 함유하며, 선폭이 5 ~ 20nm로 패턴화된 터치패널용 전극에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극은 20nm ~ 50nm 범위의 작은 두께의 전도성 물질 층을 이온 식각하여 5 ~ 20nm의 선폭과 최대 200nm 이상의 높이를 가지는 패턴화된 전극을 대면적으로 균일하게 제조할 수 있어 표면적 증가는 물론 추가적인 식각을 통하여 높이의 조절이 용이함으로써 소형화하고 집적화하는데 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 기판상에 제1 전도성 물질 층과 제1 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계; (b) 상기 제1 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; (d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계; (f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 제2 전극패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 기판(10)상에 제1 전도성 물질 층(120)과 제1 고분자 층(130)을 순차적으로 형성한 다음(도 4a), 상기 제1 고분자 층의 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제1 고분자 구조체 패턴을 형성한다. 상기 패턴화된 제1 고분자 구조체 이외의 나머지 고분자 층을 제거하여 제1 고분자 구조체 주변에 제1 전도성 물질이 드러나게 한다(도 4b). 상기 제1 전도성 물질 층(120)을 물리적으로 이온 식각하여 제1 전도성 물질(125) 입자가 제1 고분자(135) 구조체 외주면에 부착된 제1 전도성 물질-고분자 구조체를 기판(10)상에 형성한다. 이렇게 형성된 상기 제1 전도성 물질-고분자 구조체중 제1 고분자(135)만을 제거하여 제1 전극패턴을 기판상에 형성시킨다(도 4c).
이와 같이, 기판상에 제1 전극패턴이 형성되면, 제1 전극패턴에 제2 고분자(155)를 도포하여 제2 고분자 층(150)을 형성한다. 상기 제2 고분자 층(150)은 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제2 고분자(155) 구조체를 형성하고, 상기 패턴화된 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질(165)을 도포하여 제2 전도성 물질 층(160)을 형성한 다음, 상기 제2 전도성 물질 층(160)을 물리적으로 전체 이온 식각한다. 상기 제2 전도성 물질 층(160)의 이온 식각으로 튕겨져 나온 제2 전도성 물질(165)은 제2 고분자(155)) 구조체 외주면에 부착시켜 제2 전도성 물질-고분자 구조체를 형성한 다음(도 4d), 제2 전도성 물질-고분자 구조체의 제2 고분자(155)만 제거하여 제1 전극패턴(200)과 제2 전극패턴(250)이 형성된 터치패널용 전극을 제조한다(도 4e).
또한, 본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 제1 전극패턴을 형성한 다음, 즉 도 4d 내지 도 4e 과정을 반복수행하여 다양한 전극패턴이 형성된 터치패널용 전극을 제조할 수 있다. 이때, 반복수행하는 횟수는 적어도 1회 이상으로, 원하는 전극패턴이 형성될 때까지 반복적으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 1~10회로 반복수행할 수 있다.
이와 같이 과정의 반복으로 형성된 다양한 전극패턴은 중첩패턴, 연속패턴, 격자패턴 및 이들의 혼합 패턴으로 구성된 군에서 선택되는 패턴 구조를 가지는 전극 패턴을 형성시킬 수 있으며, 바람직하게는 격자패턴 구조인 것을 특징으로 한다. 이때, 중첩패턴은 각각의 전극패턴이 겹쳐진 형태의 패턴을 의미하고, 상기 격자패턴은 전극패턴들이 교호되도록 형성된 형태의 패턴을 의미하며, 연속패턴은 전극패턴들이 연속적으로 이어져 있는 형태의 패턴을 의미한다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 상기 터치패널용 전극을 제조한 다음, 상기 제조된 터치패널용 전극의 불필요한 전도성 물질을 이온 식각하여 원하는 터치패널용 전극을 제조할 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 기판상에 제1 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 패턴화된 제1 고분자 구조체가 형성된 기판상에 제1 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; (d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계; (f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계; (g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 기판상에 제2 전극패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법에 관한 것이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 기판(10)상에 제1 고분자 층(130)을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성한다. 상기 패턴화된 제1 고분자 구조체가 형성된 기판상에 제1 전도성 물질 층(120)을 형성시키고(도 5a), 상기 형성된 제1 전도성 물질 층(120)을 물리적으로 전체 이온 식각하여 제1 전도성 물질(125) 입자가 제1 고분자(135) 구조체 외주면에 부착된 제1 전도성 물질-고분자 구조체를 기판(10)상에 형성한다. 이렇게 형성된 상기 제1 전도성 물질-고분자 구조체중 제1 고분자(135)만을 제거하여 제1 전극패턴(200)을 기판상에 형성시킨 다음, 상기 기판에 형성된 제1 전극패턴(200)에 제2 고분자(155)를 도포하여 제2 고분자 층(150)을 형성한다.
상기 제2 고분자 층(150)은 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제2 고분자(155) 구조체를 형성하고(도 5b), 상기 패턴화된 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질(165)을 도포하여 제2 전도성 물질 층(160)을 형성한 다음, 상기 제2 전도성 층(160)을 물리적으로 이온 식각한다. 상기 제2 전도성 물질 층(160)의 이온 식각으로 튕겨져 나온 제2 전도성 물질(165)은 제2 고분자(155)) 구조체 외주면에 부착시켜 제2 전도성 물질-고분자 구조체를 형성한 다음, 제2 전도성 물질-고분자 구조체의 제2 고분자(155)만 제거하여 제1 전극패턴과 제2 전극패턴(250)이 기판상에 형성된 터치패널용 전극을 제조한다(도 5c). 상기 제조된 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 형성된 터치패널용 전극은 상기 단계를 반복수행하여 복잡하고 다양한 터치패널용 전극을 제조할 수 있다(도 5d).
또한, 본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성하는 이후의 과정을 반복수행하여 다양한 전극패턴이 형성된 터치패널용 전극을 형성시킬 수 있다. 이때, 반복수행하는 횟수는 적어도 1회 이상으로, 원하는 전극패턴이 형성될 때까지 반복적으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 1 ~ 10회로 반복수행할 수 있다.
이와 같이 과정의 반복으로 형성된 다양한 전극패턴은 중첩패턴, 연속패턴, 격자패턴 및 이들의 혼합 패턴으로 구성된 군에서 선택되는 패턴 구조를 가지는 전극 패턴을 형성시킬 수 있으며, 바람직하게는 격자패턴 구조인 것을 특징으로 한다. 이때, 중첩패턴은 각각의 전극패턴이 겹쳐진 형태의 패턴을 의미하고, 상기 격자패턴은 전극패턴들이 교호되도록 형성된 형태의 패턴을 의미하며, 연속패턴은 전극패턴들이 연속적으로 이어져 있는 형태의 패턴을 의미한다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극의 제조방법은 상기 터치패널용 전극을 제조한 다음, 상기 제조된 터치패널용 전극의 불필요한 전도성 물질을 이온 식각하여 원하는 터치패널용 전극을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 패치패널용 제조방법은 기판상에 고분자 패턴을 먼저 형성시킨 다음, 전도성 물질 층을 형성시킴으로써, 제1 전극패턴을 기판상에 형성시킨 다음, 제1 전극패턴 이외의 전도성 물질을 별도로 제거하는 단계를 추가하지 않아도 되는 장점이 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 전술된 방법에 의해 제조되고, 적어도 1종 이상의 다결정 물질을 함유하며, 격자패턴 구조인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극은 미세 선폭으로 투명도가 증가됨에 따라 기존 전극으로 사용되었던 고가의 산화인듐주석(indium tin oxide; ITO)을 저가의 전도성이 높은 금속으로 대체할 수 있어 경제적으로 유리하고, 전극간 저항이 커져 신호 감도, 검출감도 등이 떨어지는 문제점을 보완할 수 있으며, 전극이 존재하는 영역과 존재하지 않은 영역 사이의 투과율 등의 차이로 전극이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이는 문제점도 해결할 수 있는 동시에 산화인듐주석에 비해 높은 휨성으로 플렉시블 터치패널에 폭 넓게 적용할 수 있어, 차세대 터치패널에 유용하게 사용할 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따른 터치패널용 전극은, 도 6에 나타난 바와 같이, 터치패널 상판(40)에 X축 좌표 인식을 위하여 기판상에 좌우로 마주보는 패턴화된 전극(X1, X2)을 형성하거나, 터치패널 하판(50)에 Y축 좌표 인식을 위한 기판상에 상하로 마주보는 패턴화된 전극(Y1, Y2)을 형성하는데 이용될 수 있다. 상기 터치패널 상판과 터치패널 하판은 그 사이에 스페이서(80)를 두고 서로 합착되며, FPC(flexible printed circuit) 접속부(60)를 통하여 FPC가 부착된다. FPC 접속부(60)에 부착된 FPC를 통하여 터치패널 상판(40)에 형성된 전극(X1, X2) 및 터치패널 하판(50)에 형성된 전극 패턴(Y1, Y2)에 위치 인식에 필요한 전기적으로 신호가 입출력될 수 있으며, FPC와 연결된 소정 프로세서는 FPC를 통하여 전달된 신호 변화에 따라 터치 패널 상의 어느 X, Y 좌표에서 터치가 되었는지 판단하여 해당 위치를 산출하도록 동작할 수 있다.
본 발명에 따른 터치패널용 전극은 기판 하나 또는 그 이상에 패턴화된 전극을 형성시켜 접촉식 정전용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 적분식 장력측정 방식, 표면 초음파 전도 방식 또는 피에조 효과 방식 등의 다양한 형태의 방식의 터치패널에 적용될 수 있다.
이와 같은 터치패널은 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이 장치 위에 장착될 수 있고, 이에 따라 키보드를 사용하지 않고 화면에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체를 접촉시켜, 그 위치를 파악할 수 있도록 하는 위치 입력 장치로서 기능할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
실시예
1: 일
실시예에
따른 패턴화된
터치패널용
전극제조
1-1: 고분자 구조체 형성
유리기판상에 금을 전자-빔 증착법을 이용하여 20nm 두께로 증착한 다음, 폴리스타일렌(5wt%)/톨루엔 혼합물을 스핀코팅한 다음, 톨루엔을 증발시켜 200nm 두께의 폴리스타일렌 층을 형성하였다. 상기 형성된 폴리스타일렌 층을 직육면체 형상이 음각된 나노임프린트용 몰드를 이용하여 폴리스타일렌 구조체의 간격이 400nm 이고, 1mm(길이)×400nm(높이)×400nm(너비)인 폴리스타일렌 구조체를 형성한 다음, 상기 나노임프린트용 몰드를 떼어내고 식혀 패턴화된 폴리스타일렌 구조체를 형성하였다. 이렇게 형성된 폴리스타일렌 구조체 이외의 나머지 폴리스타일렌 층은 산소와 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane)을 40:60으로 주입한 반응성 이온식각을 통하여 제거하여 금 층상에 폴리스타일렌 구조체를 형성하였다.
1-2: 전도성 물질-고분자 복합 구조체 형성
실시예 1-1의 패턴화된 폴리스타일렌 구조체가 형성된 금 층을 아르곤 기체를 이용하는 이온밀링장치(ion milling system, VTS사, 한국)를 사용하여 0.1mTorr 압력하에서 플라즈마를 형성한 다음, 500eV로 이온 식각하여 폴리스타일렌 구조체 외주면에 금 입자가 부착된 금-폴리스타일렌 복합구조체(5mm(길이)×200nm(높이)×400nm(너비; 15nm 금, 370nm 폴리스타일렌 및 15nm 금)를 형성하였다.
1-3: 패턴화된
터치패널용
전극 제조
실시예 1-2에서 형성된 금-폴리스타일렌 복합구조체를 산소분위기하에서 반응성 이온식각(reactive ion etching)한 다음, 디클로로메세인 용액에 넣고 소니케이션하여 폴리스타일렌을 구조체에서 제거하여 유리기판상에 
형상의 5mm(길이)×200nm(높이)×400nm(너비)이고, 두께가 15nm인 패턴화된 전극을 제조한 다음, 여기에 추가적으로 이온밀링을 가해 5mm(길이)×200nm(높이)×15nm(너비)인 선 형상으로 패턴화된 터치패널용 전극을 제조하였다(도 5).
실시예
2: 다른
실시예에
따른 패턴화된
터치패널용
전극제조
2-1: 고분자 구조체 형성
유리기판상에 폴리스타일렌/톨루엔 혼합물을 스핀코팅한 다음, 톨루엔을 증발시켜 200nm 두께의 폴리스타일렌 층을 형성하였다. 상기 형성된 폴리스타일렌 층을 직육면체 형상으로 음각된 나노임프린트용 몰드를 이용하여 폴리스타일렌 구조체의 간격이 400nm 이고, 5mm(길이)×400nm(높이)×400nm(너비)인 폴리스타일렌 구조체를 형성한 다음, 상기 나노임프린트용 몰드를 떼어내고 식혀 패턴화된 폴리스타일렌 구조체를 형성하였다.
2-2: 전도성 물질-고분자 복합 구조체 형성
실시예 2-1의 폴리스타일렌 구조체가 형성된 유리기판상에 금을 전자-빔 증착법을 이용하여 20nm 두께로 증착하여 금 층을 폴리스타일렌 구조체상에 형성시켰다. 상기 형성된 금 층에 아르곤 기체를 이용하는 이온밀링장치(ion milling system, VTS사, 미국)를 사용하여 0.1mTorr 압력하에서 플라즈마를 형성한 다음, 500eV로 이온 식각하여 폴리스타일렌 구조체 외주면에 금입자가 부착된 금-폴리스타일렌 복합구조체를 형성하였다.
2-3: 패턴화된
터치패널용
전극 제조
실시예 2-2에서 제조된 금-폴리스타일렌 복합구조체를 산소분위기하에서 반응성 이온식각(reactive ion etching)한 다음, 디클로로메세인 용액에 넣고 소니케이션하여 폴리스타일렌을 구조체에서 제거하여 5mm(길이)×200nm(높이)×15nm(너비)인 선 형상으로 패턴화된 터치패널용 전극을 제조하였다.
실시예
3: 또 다른
실시예에
따른 패턴화된
터치패널용
전극제조
실시예 1과 동일한 방법으로 선 형상이 패턴화된 제1 전극패턴을 기판상에 형성한 다음, 상기 제1 전극패턴상에 폴리스타일렌(5wt%)/톨루엔 혼합물을 스핀코팅하고 톨루엔을 증발시켜 200nm 두께의 폴리스타일렌 층을 형성하였다. 상기 형성된 폴리스타일렌 층을 너비와 간격이 500nm이고, 5mm×5mm 면적을 가지는 선 형상의 PDMS(polydimethylsiloxane) 나노 임프린트용 몰드를 이용하여 제1 전극패턴과 90°방향을 갖는 선형 폴리스타일렌 구조체를 기판상에 형성하였다. 이렇게 형성된 폴리스타일렌 구조체 이외의 나머지 폴리스타일렌 층을 산소와 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane)을 40:60으로 주입한 고진공 반응성 이온식각을 통하여 수직으로 불필요한 폴리스타일렌 층을 제거하였다. 상기 폴리스타일렌 구조체가 형성된 기판에 금을 전자-빔 증착법을 이용하여 20nm두께로 증착한 다음, 상기 증착된 금 층을 실시예 1과 같은 동일한 방법으로 이온식각하여 폴리스타일렌 구조체 외주면에 금 입자가 부착된 금 폴리스타일렌 복합구조체를 형성하였다. 이렇게 형성된 금-폴리스타일렌 복합구조체를 산소분위기하에서 반응성 이온식각한 다음, 디클로로메세인 용액에 넣고 소니케이션하여 폴리스타일렌을 구조체에 제거하여 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 형성된 격자패턴 구조의 터치패터널용 전극을 제조하였다.
실시예
4: 또 다른
실시예에
따른 패턴화된
터치패널용
전극제조
실시예 2와 동일한 방법으로 선 형상이 패턴화된 제1 전극패턴을 기판상에 형성한 다음, 상기 제1 전극패턴상에 폴리스타일렌(5wt%)/톨루엔 혼합물을 스핀코팅한 다음, 톨루엔을 증발시켜 200nm 두께의 폴리스타일렌 층을 형성하였다. 상기 형성된 폴리스타일렌 층을 너비와 간격이 500nm이고, 5mm×5mm 면적을 가지는 선 형상의 PDMS(polydimethylsiloxane) 나노 임프린트용 몰드를 이용하여 제1 전극패턴과 90°방향을 갖는 선형 폴리스타일렌 구조체를 기판상에 형성하였다. 이렇게 형성된 폴리스타일렌 구조체 이외의 나머지 폴리스타일렌 층을 산소와 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane)을 40:60으로 주입한 고진공 반응성 이온식각을 통하여 수직으로 불필요한 폴리스타일렌 층을 제거하였다. 상기 폴리스타일렌 구조체가 형성된 기판에 금을 전자-빔 증착법을 이용하여 20nm두께로 증착한 다음, 상기 증착된 금 층을 실시예 2와 같은 동일한 방법으로 이온식각하여 폴리스타일렌 구조체 외주면에 금 입자가 부착된 금 폴리스타일렌 복합구조체를 형성하였다. 이렇게 형성된 금-폴리스타일렌 복합구조체를 산소분위기하에서 반응성 이온식각한 다음, 디클로로메세인 용액에 넣고 소니케이션하여 폴리스타일렌을 구조체에 제거하여 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 형성된 격자패턴 구조의 터치패터널용 전극을 제조하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: 기판 15: 전도성 물질
20: 고분자 25: 전도성 물질-고분자 복합구조체
30: 나노임프린트용 몰드 35: 전극
40: 터치패널 상판 50: 터치패널 하판
60: FPC 접속부 80: 스페이서
120: 제1 전도성 물질 층 125: 제1 전도성 물질
130: 제1 고분자 층 135: 제1 고분자
150: 제2 고분자 층 155: 제2 고분자
160: 제2 전도성 물질 층 165: 제2 전도성 물질
200: 제1 전극패턴 250: 제2 전극패턴
20: 고분자 25: 전도성 물질-고분자 복합구조체
30: 나노임프린트용 몰드 35: 전극
40: 터치패널 상판 50: 터치패널 하판
60: FPC 접속부 80: 스페이서
120: 제1 전도성 물질 층 125: 제1 전도성 물질
130: 제1 고분자 층 135: 제1 고분자
150: 제2 고분자 층 155: 제2 고분자
160: 제2 전도성 물질 층 165: 제2 전도성 물질
200: 제1 전극패턴 250: 제2 전극패턴
Claims (25)
- 다음 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법:
(a) 기판상에 전도성 물질 층과 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계;
(b) 상기 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및
(d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 기판상에 전극패턴을 형성하는 단계.
- 다음 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법:
(a) 기판상에 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(b) 상기 패턴화된 고분자 구조체가 형성된 기판상에 전도성 물질 층을 형성하는 단계;
(c) 상기 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 전도성 물질이 부착된 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계; 및
(d) 상기 전도성 물질-고분자 복합구조체의 고분자를 제거하여 기판상에 전극패턴을 형성하는 단계.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성 물질은 다결정 물질인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성 물질은 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄 및 인듐틴옥사이드(ITO)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은 석영, 유리, 실리콘, 실리콘 산화물 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고분자는 폴리스타일렌, 키토산, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐알코올 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리소그래피 공정은 나노임프린트, 소프트리소그래피, 포토리소그래피, 블록공중합체 리소그래피 및 캐필러리 리소그래피로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 식각은 이온밀링으로 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 이온밀링은 0.1mTorr ~ 10mTorr의 공정압력하에서 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음, 상기 플라즈마를 100eV ~ 5,000eV로 가속화하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 기체는 아르곤, 헬륨, 질소, 산소 및 이들의 혼합기체로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (d) 단계의 고분자 제거는 건식식각 또는 습식식각을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항의 제조방법에 의해 제조되고, 다결정 물질을 함유하며, 선폭이 5 ~ 20nm로 패턴화된 터치패널용 전극.
- 다음 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법:
(a) 기판상에 제1 전도성 물질 층과 제1 고분자 층을 순차적으로 형성하는 단계;
(b) 상기 제1 고분자 층에 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 형성하는 단계;
(d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계;
(e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계;
(g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및
(h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 제2 전극패턴을 형성하는 단계.
- 다음 단계를 포함하는, 터치패널용 전극의 제조방법:
(a) 기판상에 제1 고분자 층을 형성한 다음, 리소그래피 공정을 통하여 패턴화된 제1 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(b) 상기 패턴화된 제1 고분자 구조체가 형성된 기판상에 제1 전도성 물질 층을 형성하는 단계;
(c) 상기 제1 전도성 물질 층을 이온 식각하여, 상기 제1 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제1 전도성 물질이 부착된 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계;
(d) 상기 제1 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제1 고분자를 제거하여 기판상에 제1 전극패턴을 형성하는 단계;
(e) 상기 제1 전극패턴이 형성된 기판상에 제2 고분자 층을 형성시킨 다음, 리소그래피 공정을 수행하여 패턴화된 제2 고분자 구조체를 형성하는 단계;
(f) 상기 제2 고분자 구조체에 제2 전도성 물질 층을 형성하는 단계;
(g) 상기 제2 전도성 물질 층을 이온 식각하여 상기 제2 고분자 구조체 외주면에 이온 식각된 제2 전도성 물질이 부착된 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체를 기판상에 형성하는 단계; 및
(h) 상기 제2 전도성 물질-고분자 복합구조체의 제2 고분자를 제거하여 기판상에 제2 전극패턴을 형성하는 단계.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 전도성 물질 또는 제2 전도성 물질은 다결정 물질인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 전도성 물질 또는 제2 전도성 물질은 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄 및 인듐틴옥사이드(ITO)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, 실리콘 산화물, 석영, 유리 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 고분자 및 제2 고분자는 폴리스타일렌, 키토산, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐알코올 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 리소그래피 공정은 나노임프린트, 소프트리소그래피, 광리소그래피, 블록공중합체 리소그래피 및 캐필러리 리소그래피로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 이온 식각은 이온밀링으로 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제20에 있어서, 상기 이온밀링은 0.1mTorr ~ 10mTorr의 공정압력하에서 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음, 상기 플라즈마를 100eV ~ 5,000eV로 가속화하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기체는 아르곤, 헬륨, 질소, 산소 및 이들의 혼합기체로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 고분자 제거는 건식식각 또는 습식식각을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, (i) 상기 (e) 내지 (h) 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 기판상에 다수의 전극패턴을 반복 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 의해 제조되고, 적어도 1종 이상의 다결정 물질을 함유하며, 격자패턴 구조인 것을 특징으로 하는 터치패널용 전극.
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