KR20130128928A - 터치 패널 및 전극 형성 방법 - Google Patents

터치 패널 및 전극 형성 방법 Download PDF

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KR20130128928A KR1020120053144A KR20120053144A KR20130128928A KR 20130128928 A KR20130128928 A KR 20130128928A KR 1020120053144 A KR1020120053144 A KR 1020120053144A KR 20120053144 A KR20120053144 A KR 20120053144A KR 20130128928 A KR20130128928 A KR 20130128928A
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손형민
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 전극 형성 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 배리어막을 형성하는 단계; 상기 배리어막에 기판의 상면이 노출되는 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴에 나노와이어를 도포하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 상기 기판 상에 위치하는 다수 개의 나노와이어 패턴을 포함하고, 상기 나노와이어 패턴은 중앙부 및 상기 중앙부에 근접하여 위치하는 외곽부를 포함하고, 상기 나노와이어의 밀도는 상기 중앙부와 상기 외곽부가 서로 다르다.

Description

터치 패널 및 전극 형성 방법{TOUCH PANEL AND FORMATION OF ELECTRODE}
본 기재는 터치 패널 및 전극 형성 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 패널의 전극으로써, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)을 대체할 수 있는 물질인 나노와이어가 대두되고 있다. 나노와이어는 투과도 및 전도도 등 다양한 면에서 인듐 주석 산화물보다 뛰어난 특성을 가진 물질이다.
한편, 이러한 나노와이어로 전극 형성 시, 패턴을 형성함에 있어서 주로 쓰이는 방법인 포토레지스트 공정은 노광, 현상, 에칭 및 박리 등의 복잡한 공정이 필요하다. 따라서, 기존의 패턴 형성 방법은 공정의 수가 많아 제조되는 터치 패널의 불량률이 커지고, 공정 진행에 따른 다량의 환경오염물질이 발생한다는 문제가 있다.
실시예는 간단한 방법으로 전극을 형성할 수 있는 전극 형성 방법 및 이를 적용한 터치 패널을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 전극 형성 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 배리어막을 형성하는 단계; 상기 배리어막에 기판의 상면이 노출되는 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴에 나노와이어를 도포하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 상기 기판 상에 위치하는 다수 개의 나노와이어 패턴을 포함하고, 상기 나노와이어 패턴은 중앙부 및 상기 중앙부에 근접하여 위치하는 외곽부를 포함하고, 상기 나노와이어의 밀도는 상기 중앙부와 상기 외곽부가 서로 다르다.
본 실시예에서는 간단한 공정으로 나노와이어를 포함하는 전극 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 공정의 단순화로 제조 비용 및 제조 시간을 크게 줄일 수 있다. 기존에는 전극 패턴 형성 시, 먼저 기판 상에 나노와이어를 전면적으로 코팅하고, 포토레지스트 공법으로 패터닝하는데, 이때 공정의 수가 많아 불량률이 커진다는 문제가 있었다. 또한, 공정 진행에 따른 다량의 환경오염 물질이 발생한다는 문제가 있었다. 그러나 본 실시예를 통해 공정의 단순화로 불량률을 줄일 수 있고, 다량의 폐액 또는 폐수를 감소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5는 제1 실시예에 따른 전극 형성 방법의 공정 흐름도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 전극 형성 방법의 공정 흐름도이다.
도 7은 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극의 평면도이다.
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 5를 참조하여, 제1 실시예에 따른 전극 형성 방법을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5는 제1 실시예에 따른 전극 형성 방법의 공정 흐름도이다.
제1 실시예에 따른 전극 형성 방법은, 기판(100)을 준비하는 단계, 배리어막(150)을 형성하는 단계, 패턴(160)을 형성하는 단계 및 나노와이어(210)를 도포하는 단계를 포함한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 기판(100)을 준비하는 단계를 포함한다. 상기 기판(100)은 플라스틱을 포함한다. 구체적으로, 투명성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 내열성과 투명성이 높은 폴리이미드 필름, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 등 투명성을 갖는 복합 폴리머 계열의 기판(100)일 수 있다.
도 2를 참조하면, 배리어막(150)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 배리어막(150)을 형성하는 단계에서는 상기 기판(100) 상에 배리어막(150)을 형성할 수 있다. 상기 배리어막(150)은 감광성 도막층을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기판(100) 상에 감광성 필름(dry film photoresist) 또는 포토레지스트를 코팅하여 배리어막(150)을 형성할 수 있다.
감광성 필름 또는 포토레지스트는 자외선 또는 빛을 받는 경우 물질의 성질이 변화하는 고분자로서 물질의 구조변화에 의해 용매(현상액)에 녹지 않거나 반대로 쉽게 녹는다. 이때 포토레지스트는 자외선을 받은 부문이 쉽게 녹는 경우에는 포지티브 포토레지스트라 하고, 자외선을 받은 부문이 녹지 않는 경우에는 네가티브 포토레지스트라 한다.
이어서, 도 3을 참조하면, 패턴(160)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 패턴(160)을 형성하는 단계에서는 상기 배리어막(150)에 패턴(160)을 형성할 수 있다. 상기 패턴(160)은 음각 패턴(160)일 수 있다. 따라서, 상기 패턴(160)을 통해 상기 기판(100)의 상면이 노출될 수 있다.
상기 패턴(160)을 형성하는 단계에서는 상기 배리어막(150)에 자외선을 조사하고, 조사된 배리어막(150)이 현상액에 녹게 되어 패턴(160)이 형성될 수 있다. 이때 포토레지스트의 선택적 자외선 조사는 포토마스크에 의해 수행될 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하면, 나노와이어(210)를 도포하는 단계를 포함한다. 상기 나노와이어(210)는 금속을 포함한다. 일례로, 상기 나노와이어(210)는 은 나노와이어(210)일 수 있다.
상기 도포하는 단계에서는 상기 패턴(160)에 나노와이어(210)를 도포할 수 있다.
상기 도포하는 단계에서는 상기 나노와이어(210)를 코팅할 수 있다. 이때, 나노와이어(210) 코팅 방법으로는 잉크젯(ink-jet) 코팅, 슬릿다이(slit-die) 코팅 및 스핀(spin) 코팅 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
상기 도포하는 단계에서는 상기 나노와이어(210)가 상기 배리어막(150)의 상면 및 상기 기판(100)의 상면에 도포될 수 있다. 즉, 상기 나노와이어(210)는 기판(100) 상에 배리어막(150)이 존재하는 부분에서는 배리어막(150)의 상면에, 상기 패턴(160)으로 기판(100)의 상면이 노출된 부분에서는 기판(100)의 상면에 도포될 수 있다. 따라서, 상기 나노와이어(210)는 상기 배리어막(150)의 상면에 도포되는 제1 나노와이어(211) 및 상기 기판(100)의 상면에 도포되는 제2 나노와이어(212)를 포함할 수 있다. 상기 제2 나노와이어(212)는 상기 패턴(160) 내에 도포된다.
이후, 상기 배리어막(150)을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 제거하는 단계에서는 상기 배리어막(150) 및 상기 배리어막(150) 상에 위치하는 제1 나노와이어(211)가 제거될 수 있다.
따라서, 도 5를 참조하면, 상기 패턴(160) 내에만 나노와이어(210)가 형성된 나노와이어패턴(200)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 간단한 공정으로 나노와이어(210)를 포함하는 전극 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 공정의 단순화로 제조 비용 및 제조 시간을 크게 줄일 수 있다. 기존에는 전극 패턴 형성 시, 먼저 기판(100) 상에 나노와이어(210)를 전면적으로 코팅하고, 포토레지스트 공법으로 패턴(160)하는데, 이때 공정의 수가 많아 불량률이 커진다는 문제가 있었다. 또한, 공정 진행에 따른 다량의 환경오염 물질이 발생한다는 문제가 있었다. 그러나 본 실시예를 통해 공정의 단순화로 불량률을 줄일 수 있고, 다량의 폐액 또는 폐수를 감소시킬 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 제2 실시예에 따른 전극 형성 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 제2 실시예에 따른 전극 형성 방법의 공정 흐름도이다.
제2 실시예에 따른 전극 형성 방법은, 기판(100)을 준비하는 단계, 배리어막(150)을 형성하는 단계, 패턴(160)을 형성하는 단계 및 나노와이어(210)를 도포하는 단계를 포함한다.
상기 기판(100)을 준비하는 단계, 배리어막(150)을 형성하는 단계 및 패턴(160)을 형성하는 단계는 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사할 수 있다.
이때, 상기 배리어막(150)은 소수성(hydrophobic)을 가질 수 있다. 일례로, 상기 배리어막(150)은 감광성 도막층을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기판(100)은 친수성(hydrophilic)을 가질 수 있다. 상기 기판(100)은 개질 또는 표면저항을 낮추어서 친수성을 가지도록 할 수 있다.
상기 도포하는 단계에서 나노와이어 용액을 도포하게 되고, 상기 나노와이어 용액의 용매는 물을 포함한다. 따라서, 상기 도포하는 단계에서는 나노와이어(210)가 상기 기판(100)의 상면에만 도포될 수 있다. 즉, 상기 나노와이어(210)가 기판(100) 상의 패턴(160) 내에만 도포될 수 있다. 자세하게, 나노와이어 용액은 친수성인 기판(100)의 상면에 코팅될 수 있고, 소수성인 배리어막(150) 상면에는 코팅되지 않는다.
이때, 상기 제1 실시예에 따른 전극 형성 방법과 달리 배리어막(150)을 제거하는 단계를 생략할 수 있다.
상기 도포하는 단계를 통해 나노와이어패턴(220)이 형성된다. 이때, 상기 나노와이어패턴(220)의 높이(H2)는 상기 배리어막(150)의 높이(H1)보다 높게 형성될 수 있다. 이는 상기 기판(100), 배리어막(150) 및 나노와이어 용액의 친수성 또는 소수성의 성질에 따라 나노와이어(210)가 패턴(160) 내에 집중적으로 형성되기 때문이다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 실시예에 따른 터치 패널을 설명한다.
도 7은 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다. 도 8은 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 터치 패널은 기판(100), 전극(200) 및 배선(300)을 포함한다.
상기 기판(100)은 이 위에 형성되는 전극(200), 배선(300) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(100)은 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
상기 기판(100)은 하나의 기판 또는 복수 개의 기판을 포함할 수 있다. 즉, 상기 기판(100)은 하나의 기판으로 형성되는 단일 기판이거나 또는 복수 개의 기판이 적층 또는 접착될 수 있다. 상기 복수 개의 기판은 동일한 재료의 기판이 적층되거나 또는 서로 다른 재료의 기판이 적층되어 함께 사용될 수 있다.
상기 기판(100) 상에 전극(200)이 배치된다.
상기 전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다.
상기 전극(200)은 나노와이어(210)를 포함할 수 있다. 상기 전극(200)은 금속 나노와이어(210)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 전극(200)은 높은 광학적 특성 및 전기적인 특성을 가질 수 있다. 상기 나노와이어(210) 자체가 네트워크 구조로 전극(200)을 구성할 수 있다. 이때, 상기 나노와이어(210)는 가늘고 길게 형성되기 때문에, 투과도 및 투명도를 높이고, 저항을 감소시킬 수 있다.
상기 전극(200)은 다수 개의 나노와이어패턴(201, 202)을 포함한다. 상기 나노와이어패턴(201, 202)은 중앙부(CA) 및 상기 중앙부(CA)에 근접하여 위치하는 외곽부(EA)를 포함한다. 상기 외곽부(EA)는 상기 중앙부(CA)의 양 측면에 위치할 수 있다.
이때, 도 7을 참조하면, 상기 중앙부(CA) 및 상기 외곽부(EA)에 포함되는 나노와이어(210)의 밀도는 서로 다르게 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 나노와이어(210)의 밀도는 상기 중앙부(CA)보다 상기 외곽부(EA)가 더 클 수 있다.
이는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 전극 형성 방법 또는 제2 실시예에 따른 전극 형성 방법에 따라 제조됨으로써 나타나는 특성일 수 있다.
상기 전극(200)의 측면에는 상기 전극(200)을 전기적으로 연결하는 배선(300)이 위치할 수 있다. 상기 배선(300)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 배선(300)은 면저항 0.4 Ω/sq 이하인 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 배선(300)은 백금, 금, 은, 알루미늄 또는 구리를 포함할 수 있다. 상기 배선(300)은 상기 기판(100)과의 밀착력을 향상하기 위해 크롬, 몰리브덴 또는 니켈을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 배선(300)은 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 상기 배선(300)의 두께는 100 nm 내지 2000 nm 일 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 배선(300)에 연결되는 인쇄 회로 기판(도시하지 않음, 이하 동일)이 더 위치할 수 있다. 인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(100)(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
또한, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 전극(200) 및 배선(300)을 보호하기 위하여 보호층이 더 위치할 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 (23)

  1. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 배리어막을 형성하는 단계;
    상기 배리어막에 기판의 상면이 노출되는 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴에 나노와이어를 도포하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도포하는 단계에서는 상기 나노와이어가 상기 배리어막의 상면 및 상기 기판의 상면에 도포되는 전극 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도포하는 단계에서 상기 나노와이어는 상기 배리어막의 상면에 도포되는 제1 나노와이어 및 상기 기판의 상면에 도포되는 제2 나노와이어를 포함하는 전극 형성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 나노 와이어는 상기 패턴 내에 도포되는 전극 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도포하는 단계에서는 상기 나노와이어를 코팅하는 전극 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 나노와이어는 잉크젯(ink-jet) 코팅 방법, 슬릿다이(slit-die) 코팅 방법 또는 스핀(spin) 코팅 방법으로 코팅하는 전극 형성 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 도포하는 단계 이후 상기 배리어막을 제거하는 단계를 더 포함하는 전극 형성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제거하는 단계에서는 상기 제1 나노와이어 및 상기 배리어막이 제거되는 전극 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배리어막은 소수성을 가지는 전극 형성 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 친수성을 가지는 전극 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도포하는 단계에서는 상기 나노와이어가 상기 기판의 상면에 도포되는 전극 형성 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 도포하는 단계에서는 나노와이어패턴이 형성되고,
    상기 나노와이어패턴의 높이는 상기 배리어막의 높이보다 높게 형성되는 전극 형성 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배리어막은 감광성 도막층을 포함하는 전극 형성 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 나노와이어는 금속을 포함하는 전극 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 금속은 은(Ag)을 포함하는 전극 형성 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 음각 패턴을 포함하는 전극 형성 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱을 포함하는 전극 형성 방법.
  18. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 다수 개의 나노와이어 패턴을 포함하고,
    상기 나노와이어 패턴은 중앙부 및 상기 중앙부에 근접하여 위치하는 외곽부를 포함하고,
    상기 나노와이어의 밀도는 상기 중앙부와 상기 외곽부가 서로 다른 터치 패널.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 나노와이어의 밀도는 상기 중앙부보다 상기 외곽부가 더 큰 터치 패널.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱을 포함하는 터치 패널.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 기판은 하나의 기판 또는 복수 개의 기판들이 적층된 기판을 포함하는 터치 패널.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 나노와이어는 금속을 포함하는 터치 패널.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 금속은 은(Ag)을 포함하는 전극 형성 방법.
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KR1020120053144A KR20130128928A (ko) 2012-05-18 2012-05-18 터치 패널 및 전극 형성 방법

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