KR20130117465A - 터치 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 상기 기판 상에 위치하고 위치를 감지하는 투명 전극; 상기 투명 전극을 전기적으로 연결하는 배선; 상기 배선의 끝단에 위치하는 전극 패드; 및 상기 배선 및 상기 전극 패드 사이에 위치하는 연결부를 포함하고, 상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 이다.
실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 투명 전극을 형성하는 단계; 및 상기 기판에 전극 물질을 인쇄하여 배선, 연결부 및 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 이다.

Description

터치 패널 및 이의 제조 방법{TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 기재는 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
이러한 터치 패널에서는 전극을 외부 회로와 연결하기 위한 배선 및 전극 패드들을 포함하는데, 간단한 공정인 인쇄 공정을 형성하기도 한다.
기존에는 상기 전극 패드의 선폭이 약 200 ㎛ 로 형성되어 상기 배선 및 전극 패드를 인쇄 공정으로 형성 시, 인쇄성이 좋지 못하였다. 구체적으로, 그라비아 옵셋 방식의 인쇄 시, 음각의 패턴이 형성된 패턴 롤에 인쇄재료를 충진하기 위해 닥터 블레이드(Doctor Unit)을 이용하여 패턴 내부로 인쇄재료를 충진하는 닥터링 공정에서, 배선과 전극 패드의 선폭 차이로 인해 충진하는 인쇄재료의 양에서 차이가 발생하고, 닥터 블레이드의 들뜸이 발생하였다. 이로 인해, 배선과 전극 패드 사이에 위치하는 연결부의 패턴이 끊기거나 핀홀(pin-hole)이 발생하여 전기적 단락이 발생한다는 문제가 있었다. 또한, 인쇄성이 좋지 못함으로 인해 터치 패널에 잠재 불량이 발생할 수 있었다.
실시예는 신뢰성이 향상된 터치 패널 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 상기 기판 상에 위치하고 위치를 감지하는 투명 전극; 상기 투명 전극을 전기적으로 연결하는 배선; 상기 배선의 끝단에 위치하는 전극 패드; 및 상기 배선 및 상기 전극 패드 사이에 위치하는 연결부를 포함하고, 상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 이다.
실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 투명 전극을 형성하는 단계; 및 상기 기판에 전극 물질을 인쇄하여 배선, 연결부 및 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 이다.
실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 일 수 있다. 이와 같이 전극 패드의 선폭을 조정함으로써, 인쇄성을 개선할 수 있고, 잠재 불량을 제거할 수 있다. 즉, 상기 전극 패드의 선폭이 상기 배선의 선폭과 크게 차이나지 않는 선폭을 가짐으로 해서, 잉크 채움성 차이로 인한 닥터 블레이드의 들뜸을 방지할 수 있고, 닥터링 공정을 용이하게 진행할 수 있다. 따라서, 배선과 전극 패드 사이에 위치하는 연결부의 패턴이 끊기는 현상을 방지할 수 있고, 핀홀의 크기를 감소할 수 있다. 이에 따라, 터치 패널의 전기적인 특성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 4는 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 이용되는 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기 전에 터치 패널에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이다. 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 터치 패널에는, 입력 장치의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과, 이 유효 영역(AA)의 외곽으로 위치하는 더미 영역(DA)이 정의된다.
여기서, 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 투명 전극(30)이 형성될 수 있다. 그리고 더미 영역(DA)에는 투명 전극(30)에 연결되는 배선(40) 및 이 배선(40)을 외부 회로(도시하지 않음, 이하 동일)에 연결하는 인쇄 회로 기판(50) 등이 위치할 수 있다. 이러한 더미 영역(DA)에는 외곽 더미층(20)이 형성될 수 있으며, 이 외곽 더미층(20)에는 로고(logo)(20a) 등이 형성될 수 있다. 이러한 터치 패널을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 기판(10)에 외곽 더미층(20) 및 투명 전극(30)이 형성될 수 있다. 그리고 이 투명 전극(30)에 배선(40)이 연결되고, 이 배선(40)에 인쇄 회로 기판(50)이 연결될 수 있다. 그리고 투명 전극(30), 배선(40) 및 인쇄 회로 기판(50)을 덮으면서 비산 방지 필름(70)이 형성될 수 있다.
기판(10)은 이 위에 형성되는 외곽 더미층(20), 투명 전극(30), 배선(40) 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(10)은 일례로 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
기판(10)의 더미 영역(DA)에 외곽 더미층(20)이 형성된다. 외곽 더미층(20)은 배선(40)과 인쇄 회로 기판(50) 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 외곽 더미층(20)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 외곽 더미층(20)에는 다양한 방법으로 원하는 로고(도 1의 참조부호 20a) 등을 형성할 수 있다. 이러한 외곽 더미층(20)은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
이어서 투명 전극(30)이 형성된다. 투명 전극(30)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 전극(30)은 제1 투명 전극(30a) 및 제2 투명 전극(30b)을 포함할 수 있다. 제1 투명 전극(30a)은 제1 방향(도면의 좌우 방향)으로 형성되고, 제2 투명 전극(30b)은 제2 방향(도면의 상하 방향)으로 형성될 수 있다.
이러한 투명 전극(30)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이를 위하여 투명 전극(30)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT) 등의 다양한 물질을 포함할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 기판(10)의 더미 영역(DA)으로 투명 전극(30)에 연결되는 배선(40)이 위치한다. 이러한 배선(40)은 더미 영역(DA)에 위치하므로 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 이러한 배선(40)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 배선(40)의 끝단에는 전극 패드(42)가 위치한다. 이러한 전극 패드(42)는 상기 인쇄 회로 기판(50)과 접속될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 인쇄 회로 기판(50)의 어느 일면에는 접속 단자가 위치하고, 상기 전극 패드(42)는 상기 접속 단자와 접속될 수 있다. 상기 전극 패드(42)는 상기 접속 단자와 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 패드(42)의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 일 수 있다. 바람직하게, 상기 전극 패드(42)의 선폭은 60 ㎛ 일 수 있다.
상기 배선(40) 및 상기 전극 패드(42) 사이에는 연결부(41)가 위치한다. 상기 연결부(41)는 상기 배선(40)에서 상기 전극 패드(42)로 이어지는 부분을 의미한다. 상기 배선(40), 연결부(41) 및 전극 패드(42)는 일체로 형성된다. 즉, 상기 배선(40), 연결부(41) 및 전극 패드(42)는 단일의 공정으로 형성될 수 있다.
상기 연결부(41)는 상기 배선(40) 및 상기 전극 패드(42)를 연결하기 위해 상기 배선(40)의 선폭보다 넓은 선폭을 가진다. 그러나, 상기 연결부(41)의 선폭은 상기 배선(40)의 선폭과 크게 차이 나지 않는 크기를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 연결부(41)의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 일 수 있다. 바람직하게, 상기 연결부(41)의 선폭은 60 ㎛ 일 수 있다.
기존에는 상기 전극 패드(42)의 선폭이 약 200 ㎛ 로 형성되어 상기 배선(40), 연결부(41) 및 전극 패드(42)를 인쇄 공정으로 형성 시, 인쇄성이 좋지 못하였다. 구체적으로, 그라비아 옵셋 방식의 인쇄 시, 음각의 패턴이 형성된 패턴 롤에 인쇄재료를 충진하기 위해 닥터 블레이드(Doctor Unit)을 이용하여 패턴 내부로 인쇄재료를 충진하는 닥터링 공정에서, 배선(40)과 전극 패드(42)의 선폭 차이로 인해 충진하는 인쇄재료의 양에서 차이가 발생하고, 닥터 블레이드의 들뜸이 발생하였다. 이로 인해, 연결부(41)의 패턴이 끊기거나 핀홀(pin-hole)이 발생하여 전기적 단락이 발생한다는 문제가 있었다. 또한, 인쇄성이 좋지 못함으로 인해 터치 패널에 잠재 불량이 발생할 수 있었다.
그러나, 실시예와 같이 전극 패드(42)의 선폭을 조정함으로써, 인쇄성을 개선할 수 있고, 잠재 불량을 제거할 수 있다. 즉, 상기 전극 패드(42)의 선폭이 상기 배선(40)의 선폭과 크게 차이나지 않는 선폭을 가짐으로 해서, 잉크 채움성 차이로 인한 닥터 블레이드의 들뜸을 방지할 수 있고, 닥터링 공정을 용이하게 진행할 수 있다. 따라서, 연결부(41)의 패턴이 끊기는 현상을 방지할 수 있고, 핀홀의 크기를 감소할 수 있다. 이에 따라, 터치 패널의 전기적인 특성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.
이어서, 상기 배선(40)에 연결되는 인쇄 회로 기판(50)이 형성된다.
인쇄 회로 기판(50)으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
이 투명 전극(30), 배선(40) 및 인쇄 회로 기판(50)을 덮으면서 비산 방지 필름(70)이 형성될 수 있다. 비산 방지 필름(70)은 터치 패널이 충격에 의해 파손될 때 파편이 비산되는 것을 방지하기 위한 것으로, 다양한 물질 및 구조로 형성될 수 있다. 실시예에서는 비산 방지 필름(70)이 기판(10)의 하면 쪽에 위치한 것을 예시하였다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 비산 방지 필름(70)이 다양한 위치로 형성될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 앞서 설명한 내용과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서 상세하게 설명한다.
도 4는 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 이용되는 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면이다.
실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판을 준비하는 단계, 투명 전극을 형성하는 단계 및 인쇄하는 단계를 포함한다.
먼저, 기판을 준비하는 단계에서는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 준비할 수 있다.
이어서, 이러한 기판에 투명 전극을 형성하는 단계를 거친다. 이 단계에서 투명 전극은 증착 등에 의하여 형성될 수 있는데, 일례로 반응성 스퍼터링에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로 다양한 방법에 의하여 투명 전극이 형성될 수 있다.
이어서, 기판의 더미 영역(도 3의 참조 부호 DA, 이하 동일)에 전극 물질을 인쇄하는 단계를 거친다. 이 단계에서는 그라비아 오프 셋(gravure off set), 리버스 오프 셋(reverse off set), 스크린(screen) 인쇄 및 그라비아(gravure) 인쇄 등 다양한 인쇄 방법을 통해 배선 물질을 인쇄할 수 있다.
그라비아 오프셋 인쇄는 패턴이 새겨진 요판에 페이스트를 채운 후 블랭킷(blanket)이라고 부르는 실리콘 고무로 1차 전사를 시키고, 상기 블랭킷과 도전성 막이 형성된 기판을 밀착시켜 2차 전사를 시키는 방식으로 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 그라비아 오프셋 인쇄방법은 표면에 음각의 패턴이 형성된 패턴 롤(100)에 인쇄재료(500)를 충진하기 위해 닥터 블레이드 (400)를 이용하여 상기 패턴 롤(100) 상에 인쇄재료(500)를 공급함과 동시에 상기 닥터 블레이드(400)를 이용하여 패턴 내부로 인쇄재료를 충진시키는 닥터링 공정을 거친다. 상기 닥터 블레이드(400)는 도시된 것처럼, 나이프(420)와 상기 나이프를 지지하는 홀더(410)로 이루어져 있으며, 상기 패턴 롤(100)의 면과 접촉하게 된다. 이러한 닥터링 공정은 설계 패턴의 형상, 선폭 및 각도 등에 많은 영향을 받기 때문에 설계 보정을 통해 다양한 인쇄 결과를 얻을 수 있다. 이후, 고무 등의 재질로 이루어진 블랭킷 롤(200)에 상기 패턴 롤(100)에 형성된 패턴 형상이 전사되며, 상기 블랭킷 롤(200)에 전사된 패턴(210)을 다시 기판(300)에 인쇄하는 방식으로 구현된다.
이러한 인쇄 공정을 통해 배선, 연결부 및 전극 패드를 동시에 형성할 수 있다.
여기서, 상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛로 조정함으로써, 인쇄성을 향상할 수 있고, 터치 패널의 전기적 특성을 향상할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하고 위치를 감지하는 투명 전극;
    상기 투명 전극을 전기적으로 연결하는 배선;
    상기 배선의 끝단에 위치하는 전극 패드; 및
    상기 배선 및 상기 전극 패드 사이에 위치하는 연결부를 포함하고,
    상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 인 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 인 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배선, 연결부 및 전극 패드는 일체로 형성되는 터치 패널.
  4. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판에 투명 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 기판에 전극 물질을 인쇄하여 배선, 연결부 및 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 전극 패드의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 인 터치 패널의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부의 선폭은 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 인 터치 패널의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전극 패드는 상기 배선의 끝단에 위치하는 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 배선 및 상기 전극 패드 사이에 위치하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 배선, 연결부 및 전극 패드는 일체로 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 배선 및 전극 패드를 형성하는 단계는 그라비아 오프셋(gravure offset)의 인쇄를 이용하는 터치 패널의 제조 방법.
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