KR20130136833A - 윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

터치 스크린의 투광성 기판을 윈도우로 활용함으로써 터치 스크린의 두께를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 터치 스크린이 적용된 디스플레이 장치의 두께까지 감소시킬 수 있는 윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법이 개시된다. 상기 윈도우 일체형 터치 스크린은, 투광성 기판; 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하여 형성되며, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 패턴; 상기 제1 전극 패턴을 커버하도록 상기 제1 전극 패턴 및 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 절연층; 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하는 형태로 형성되며 상기 제1 방향과 직각을 형성하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극 패턴; 및 상기 제2 전극 패턴을 커버하도록 상기 제2 전극 패턴 및 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 접착층을 포함한다.

Description

윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법{TOUCH SCREEN INTEGRATED WITH WINDOW AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 윈도우용 투광성 기판 표면에 회로를 직접 형성함으로써 두께를 감소시킬 수 있으며, 제조 공정을 단순화할 수 있는 윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터치 스크린 기술은 디스플레이 패널 상에 디스플레이 된 영상을 직접 접촉함으로써 접촉된 영상에 대응되어 미리 정해진 정보를 직관적으로 입력하는 입력 기술이다. 터치 스크린 기술은 우수한 편의성으로 인해 다양한 분야에서 디스플레이 장치의 입력 수단으로 활발하게 적용되고 있다.

터치 스크린에서 접촉된 부분의 좌표를 추출하기 위한 기술로서, 저항막 방식 정전용량 방식, 초음파 방식, 및 적외선 방식 등이 알려져 있다.

이들 중 정전용량 방식의 터치 스크린은 투명한 전도막이 코팅된 유리나 투명 플라스틱 기판에 인체(예를 들어, 손가락)이 터치되면, 인체의 정전기로 인해 전류의 양이 변경되게 되며 이 전류량의 변화되는 위치를 인식하여 접촉된 부분의 좌표를 구하는 방식으로 구현되고 있다.

이러한 터치 스크린은 디스플레이 패널의 표면에 부착되어 디스플레이 패널에서 표시되는 영상을 터치하는 용도로 사용되는데, 디스플레이 패널에 부착되는 구조로 적용됨으로써 디스플레이 장치의 부피가 커져 휴대성이 저하될 수 있으므로 터치 스크린의 두께를 더욱 감소시킬 것이 요구되고 있다.

그러나, 종래의 터치 스크린은 그 상부에 터치 스크린의 보호를 위해 윈도우가 부착되는데, 이 윈도우가 차지하는 두께로 인해 터치 스크린의 두께를 감소시키는 것이 더욱 어려워지는 문제가 발생하고 있다.

또한, 터치 스크린의 두께를 감소시키기 위해 터치 스크린에 사용되는 x축 전극 및 y축 전극을 동일 평면 상에 형성하는 기술도 제안되었다. 이 기술은 x축 전극 및 y축 전극을 동일 평면 상에 형성하되, 상호 교차하는 부분에서 x축 전극 패턴과 y축 전극 패턴 사이에 절연층을 형성하여 단차를 두는 방식으로 구현되었다. 그러나, 이 종래 기술은 전극 패턴의 형성 시 위치 정렬이 어렵고, 절연층과 전극 패턴의 단차로 인해 단락의 위험이 높아 수율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은, 터치 스크린의 투광성 기판을 윈도우로 활용함으로써 터치 스크린의 두께를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 터치 스크린이 적용된 디스플레이 장치의 두께까지 감소시킬 수 있는 윈도우 일체형 터치 스크린 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,

투광성 기판;

상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하여 형성되며, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 패턴;

상기 제1 전극 패턴을 커버하도록 상기 제1 전극 패턴 및 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 절연층;

상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하는 형태로 형성되며 상기 제1 방향과 직각을 형성하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극 패턴; 및

상기 제2 전극 패턴을 커버하도록 상기 제2 전극 패턴 및 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 접착층

을 포함하는 윈도우 일체형 터치 스크린을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 전극 패턴은, ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO, 탄소 나노 튜브 및 그래핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 투광성 절연층은, SiO2, ToO2, Al2O3, 및 HFO를 포함하는 산화물, 실리카 계열 또는 감광성을 포함한 아미드 또는 폴리아미드 계열 및 불포화 폴리에스테르 경화에 유기 과산화물을 이용한 습식 절연물질 중 하나의 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 전극 패턴은, ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO, 탄소 나노 튜브 및 그래핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 투광성 접착층 배면은 디스플레이 패널의 영상 표시면에 부착될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,

투광성 기판을 마련하는 단계;

상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록, 제1 방향을 따라 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1 전극 패턴을 커버하도록 상기 제1 전극 패턴 및 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록 투광성 절연층을 형성하는 단계;

상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록, 상기 제1 방향과 직각을 형성하는 제2 방향을 따라 복수의 제2 전극 패턴을 형성하는 단계; 및

상기 제2 전극 패턴을 커버하도록 상기 제2 전극 패턴 및 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록 투광성 접착층을 형성하는 단계

를 포함하는 윈도우 일체형 터치 스크린의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 전극 패턴을 형성하는 단계는, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 열증착, 스프레이, 침적 및 인쇄를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 제1 전극 패턴을 형성하는 단계일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서,상기 투광성 절연층을 형성하는 단계는, 스핀 코팅, 스프레이, 스퍼터링을 포함하는 그룹으로 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 투광성 절연층을 형성하는 단계일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 전극 패턴을 형성하는 단계는, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 열증착, 스프레이, 침적 및 인쇄를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 제2 전극 패턴을 형성하는 단계일 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판과, x축 전극 패턴과 y축 전극 패턴과, 두 전극 패턴 사이에 개재된 투광성 절연층 및 디스플레이 패널의 표면과 접착력을 형성하기 위한 투광성 접착층을 포함하는 매우 단순한 구조를 갖므로 터치 스크린의 두께를 현저하게 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 별도의 윈도우를 구비하지 않고 터치 스크린의 투광성 기판을 윈도우로 채용함으로써, 터치 스크린의 두께를 더욱 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도우 일체형 터치 스크린의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도우 일체형 터치 스크린 제조 방법의 공정 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도우 일체형 터치 스크린의 측단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도 일체형 터치 스크린(10)은, 투광성 기판(10)과, x축 전극 패턴(12), 투광성 절연층(13), y축 전극 패턴(14) 및 투광성 접착층(15)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 투광성 기판(10)은 터치 스크린을 구성하는 타 구성요소를 형성하기 위한 기판이 됨과 동시에 접촉물이 접촉하는 윈도우로 적용될 수 있다. 즉, 도 1에서 투광성 기판(10)의 배면(B)은 x축 전극 패턴(12), 투광성 절연층(13), y축 전극 패턴(14) 및 투광성 접착층(15)을 형성하기 위한 면으로 적용되고, 투광성 기판(10)의 상면(A)은 손가락 등의 접촉물이 터치를 형성하는 터치면이 될 수 있다.

상기 투광성 기판(10)은 유리 기판 또는 투광성 수지 기판이 채용될 수 있다.

상기 x축 전극 패턴(12)은 상기 투광성 기판(10)의 배면에 직접 접촉하는 형태로 형성될 수 있다. 상기 x축 전극 패턴(12)은 제1 방향을 따라 x 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 감지패턴들이 상호 연결된 형태로 형성될 수 있다.

상기 x축 전극 패턴(12)은 영상이 표시되는 디스플레이 패널 상부에 형성되므로 영상의 화질에 영향을 주지 않도록 투광성을 갖는 도전성 재료로 형성되어야 한다. 따라서, x축 전극 패턴(12)은 ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO와 같은 도전성을 가지면서 투명한 물성을 갖는 투명 금속 산화물 재질로 이루어질 수 있다. 또한, x 축 전극 패턴(12)은 탄소 나노 튜브 또는 그래핀과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

상기 투광성 절연층(13)은 상기 x축 전극 패턴(12)의 하부에서 x축 전극 패턴(12)을 커버하도록 x축 전극 패턴(12) 및 투광성 기판(11)에 접촉하여 형성될 수 있다.

상기 투광성 절연층(13)은 SiO2, ToO2, Al2O3, HFO 등의 산화물로 구현되거나, 상기 투광성 절연층(13)은 SiO2, ToO2, Al2O3, HFO 등의 산화물로 구현되거나, 실리카계열, 감광성을 포함한 아미드, 폴리아미드 계열 및 불포화 폴리에스테르 경화에 유기 과산화물을 이용한 습식 절연층으로 구현될 수 있다. 상기 투광성 절연층을 이용물질의 경우 95%투과율을 가지며 경화경도의 경우 4H이상의 표면경도를 나타낸다.

상기 y축 전극 패턴(14)은 상기 투광성 절연층(13)의 표면에 직접 접촉하는 형태로 형성될 수 있다. 상기 y축 전극 패턴(14)은, x축 전극 패턴(12)의 형성하는 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 감지패턴들이 상호 연결된 형태로 형성될 수 있다.

전술한 x축 전극 패턴(12)과 마찬가지로, 상기 y축 전극 패턴(14)은 ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO와 같은 도전성을 가지면서 투명한 물성을 갖는 투명 금속 산화물 재질 또는 탄소나노튜브 또는 그래핀과 같은 투명 도전성 재질로 이루어질 수 있다.

상기 투광성 접착층(15)은, 상기 y축 전극 패턴(14)의 하부에서 y축 전극 패턴(14)을 커버하도록 y축 전극 패턴(14) 및 투광성 절연층(13)에 접촉하여 형성될 수 있다.

상기 투광성 접착층(15)의 하면은 그 하부에 배치되는 디스플레이 패널의 표면, 즉 영상 표시면에 직접 접촉하는 면이 되며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린과 그 하부에 배치된 디스플레이 패널의 영상 표시면 사이에 접착력을 제공하도록 접착성을 갖는 재질로 구현될 수 있다.

전술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 스크린(10)은, x축 전극 패턴(12)과 y축 전극 패턴(14)과 두 전극 패턴 사이에 개재된 투광성 절연층(13) 및 디스플레이 패널의 표면과 접착력을 형성하기 위한 투광성 접착층(15)을 포함하는 매우 단순한 구조를 가지므로 그 두께를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 스크린(10)은, 별도의 윈도우를 구비하지 않고 터치 스크린의 투광성 기판을 윈도우로 채용함으로써, 터치 스크린의 두께를 더욱 감소시킬 수 있다.

도 1에 도시된 실시형태에 대한 설명에서, 투광성 기판(11)의 배면에 직접 접촉하는 전극 패턴을 x축 전극 패턴으로 설명하고, 투광성 절연층(13)의 배면에 직접 접촉하는 전극 패턴을 y축 전극 패턴으로 설명하고 있으나, 이 두 전극 패턴의 형성되는 위치는 상호 변경될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도우 일체형 터치 스크린 제조 방법의 공정 단면도이다.

도 2의 (a)와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 윈도우 일체형 터치 스크린 제조 방법은, 유리 기판 또는 투광성 수지 기판과 같은 투광성 기판(11)을 마련하는 단계로부터 시작될 수 있다. 투광성 기판(11)의 상면(A)은 접촉물이 접촉하는 면이 되며, 투광성 기판(11)의 하면은 이후의 공정에서 터치 스크린을 구현하기 위한 다른 구성 요소들이 형성되고 배치되는 면이 될 수 있다.

이어, 도 2의 (b)와 같이, 투광성 기판(11)의 배면에 직접 접촉하도록 x축 전극 패턴(12)을 형성한다. x축 전극 패턴(12)은 ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO와 같은 투명 금속 산화물 또는 탄소나노튜브 또는 그래핀과 같은 투명 도전성 물질을 재료로 하여, 스퍼터링, 이온 플레이팅 또는 열증착과 같은 건식 코팅법을 적용함으로써 형성되거나, 스프레이, 침적 또는 인쇄 등과 같은 습식 코팅법을 적용하여 형성될 수 있다.

이어, 도 2의 (c)와 같이, x축 전극 패턴(12)이 형성된 투광성 기판(11)의 배면에 x축 전극 패턴(12)과 투광성 기판(11)의 배면을 커버하도록 투광성 절연층(13)을 형성한다. 투광성 절연층(13)은, 스핀 코팅 또는 스프레이와 같은 습식 코팅법 또는 스퍼터링과 같은 건식 코팅법을 이용하여 형성될 수 있다.

이어, 도 2의 (d)와 같이, 투광성 절연층(13)의 배면에 직접 접촉하도록 y축 전극 패턴(14)을 형성한다. 전술한 x축 전극 패턴(12)과 같이, y축 전극 패턴(14)은 ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO와 같은 투명 금속 산화물 또는 탄소나노튜브 또는 그래핀과 같은 투명 도전성 물질을 재료로 하여 스퍼터링, 이온 플레이팅 또는 열증착과 같은 건식 코팅법을 적용하여 형성되거나, 스프레이, 침적 또는 인쇄 등과 같은 습식 코팅법을 적용하여 형성될 수 있다.

이어, 도 2의 (e)와 같이, y축 전극 패턴(14)이 형성된 투광성 절연층(13)의 배면에 y축 전극 패턴(14)과 투광성 절연층(13)의 배면을 커버하도록 투광성 접착층(15)을 형성한다. 투광성 절연층(12)과 유사하게, 투광성 접착층(15)은, 스핀 코팅 또는 스프레이와 같은 습식 코팅법 또는 스퍼터링과 같은 건식 코팅법을 이용하여 형성될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

11: 투광성 기판 12: 제1 전극 패턴
13: 투광성 절연층 14: 제2 전극 패턴
15: 투광성 접착층

Claims (9)

1. 투광성 기판;
   상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하여 형성되며, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 패턴;
   상기 제1 전극 패턴을 커버하도록 상기 제1 전극 패턴 및 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 절연층;
   상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하는 형태로 형성되며 상기 제1 방향과 직각을 형성하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극 패턴; 및
   상기 제2 전극 패턴을 커버하도록 상기 제2 전극 패턴 및 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록 형성된 투광성 접착층
   을 포함하는 윈도우 일체형 터치 스크린.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극 패턴은, ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO, 탄소 나노 튜브 및 그래핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 투광성 절연층은,
   SiO2, ToO2, Al2O3, 및 HFO를 포함하는 산화물, 실리카 계열 또는 감광성을 포함한 아미드 또는 폴리아미드 계열 및 불포화 폴리에스테르 경화에 유기 과산화물을 이용한 습식 절연물질 중 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 전극 패턴은, ITO, IZO, ITZO, SnO2, AZO, AGZO, IGZO, ATO, 탄소 나노 튜브 및 그래핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 투광성 접착층 배면은 디스플레이 패널의 영상 표시면에 부착되는 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린.
   
6. 투광성 기판을 마련하는 단계;
   상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록, 제1 방향을 따라 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계;
   상기 제1 전극 패턴을 커버하도록 상기 제1 전극 패턴 및 상기 투광성 기판의 배면에 직접 접촉하도록 투광성 절연층을 형성하는 단계;
   상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록, 상기 제1 방향과 직각을 형성하는 제2 방향을 따라 복수의 제2 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
   상기 제2 전극 패턴을 커버하도록 상기 제2 전극 패턴 및 상기 투광성 절연층의 배면에 직접 접촉하도록 투광성 접착층을 형성하는 단계
   를 포함하는 윈도우 일체형 터치 스크린의 제조 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 전극 패턴을 형성하는 단계는, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 열증착, 스프레이, 침적 및 인쇄를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 제1 전극 패턴을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린의 제조 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 투광성 절연층을 형성하는 단계는, 스핀 코팅, 스프레이, 스퍼터링을 포함하는 그룹으로 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 투광성 절연층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린의 제조 방법.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 제2 전극 패턴을 형성하는 단계는, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 열증착, 스프레이, 침적 및 인쇄를 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나의 기법을 적용하여 상기 제2 전극 패턴을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 윈도우 일체형 터치 스크린의 제조 방법.
   

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