KR20140059429A - 터치 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 투명 기판, 상기 투명 기판의 상부면에 다수의 개구부를 구비한 블랙매트릭스 패턴, 상기 블랙매트릭스 패턴 상에 구비된 제 1 전극 패턴, 및 상기 투명 기판의 하부면에 구비된 제 2 전극 패턴을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 다수의 개구부를 구비한 블랙매트릭스 패턴을 매개로 하여 은염으로 이루어진 제 1 전극 패턴을 구비하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레(moire) 현상을 방지하고 시인성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치 패널 및 그 제조 방법{Touch Panel and Method For Manufacturing The Same}
본 발명은 터치 패널 및 그 제조 방법에 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 있는바, 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 터치 패널(Touch Panel)이 개발되었다.
이러한 터치 패널은 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, 터치 패널의 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 터치 패널은 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 터치 패널과 정전용량방식 터치 패널이다.
이러한 터치 패널은 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 취성 파괴가 발생하기 쉬워 내구성이 떨어지는 문제점이 존재한다.
이와 같은 이유로, 특허문헌에 개시된 바와 같이, 금속을 이용하여 전극패턴을 형성하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이와 같이, 금속으로 전극패턴을 형성하면, 전기전도도가 우수하며, 수급이 원활하다는 장점이 있지만, 금속으로 전극패턴을 형성하는 경우, 사용자에게 인식되는 것을 방지하기 위해서 메시(Mesh) 구조로 형성해야 한다.
하지만, 규칙적이고 일정한 간격의 메시 구조로 터치 패널의 전극패턴을 형성하면, 터치 패널의 전극패턴 사이의 주기 특성이 겹치므로, 모아레(moire) 현상이 발생하여 시인성이 저하되는 문제점이 존재한다.
미국공개특허 20110291966(2011년 12월 1일 공개)
본 발명의 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 은염과 블랙매트릭스로 이루어진 전극 패턴을 구비한 터치 패널을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기의 문제점을 해소하기 위해 은염과 블랙매트릭스로 이루어진 전극 패턴을 구비한 터치 패널의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 투명 기판; 상기 투명 기판의 상부면에 다수의 개구부를 구비한 블랙매트릭스 패턴; 상기 블랙매트릭스 패턴 상에 구비된 제 1 전극 패턴; 및 상기 투명 기판의 하부면에 구비된 제 2 전극 패턴;을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 상기 개구부에 컬러 필터가 다수 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널에서 상기 블랙매트릭스 패턴은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널에서 상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 은염 유제층을 노광 및 현상하여 형성된 은을 함유한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 상기 제 1 전극 패턴과 블랙매트릭스 패턴 사이에 구비된 다른 투명 기판; 및 상기 다른 투명 기판의 하부면에 상기 컬러 필터에 전기적 연결을 위한 투명 전극 패턴;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널에서 상기 투명 전극 패턴은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 (A) 투명 기판의 상부면 방향으로 블랙매트릭스 층과 제 1 전극층을 순차적으로 형성하는 단계; (B) 상기 투명 기판의 하부면에 제 2 전극층을 형성하는 단계; (C) 상기 제 1 전극층의 상부면에 드라이 필름 패턴을 형성하고, 상기 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 일방향으로 배열된 다수의 제 1 전극 패턴 및 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계; (D) 상기 개구부에 컬러 필터를 충진하는 단계; 및 (E) 상기 제 2 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 상기 제 1 전극 패턴의 배열 방향과 직교하고 상기 개구부에 중첩하는 다른 개구부를 노출하는 다수의 제 2 전극 패턴을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 상기 (A) 단계에서 상기 블랙매트릭스 층으로 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 제 1 전극층과 제 2 전극층은 용매에 은염과 바인더를 포함한 슬러리 형태를 이용하여 은염 유제층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 (Ⅰ) 상부 투명 기판의 상부면과 하부면에 각각 제 1 전극 패턴과 투명 전극 패턴을 포함한 구조체를 형성하는 단계; (Ⅱ) 하부 투명 기판의 상부면과 하부면에 각각 블랙매트릭스 패턴과 제 2 전극 패턴을 포함한 구조체를 형성하는 단계; 및 (Ⅲ) 상기 상부 투명 기판 구조체의 투명 전극 패턴과 상기 하부 투명 기판 구조체의 블랙매트릭스 패턴을 서로 대응하여 접합하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 (Ⅰ) 단계는 (Ⅰ-1) 상기 상부 투명 기판의 상부면에 은염 재질로 이루어진 제 1 전극층을 형성하는 단계; (Ⅰ-2) 상기 상부 투명 기판의 하부면에 투명 전도성 재질로 이루어진 투명 전극 패턴을 형성하는 단계; 및 (Ⅰ-3) 상기 제 1 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 상기 제 1 전극층을 일방향으로 배열된 다수의 제 1 전극 패턴으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 (Ⅱ) 단계는 (Ⅱ-1) 상기 하부 투명 기판의 상부면에 블랙매트릭스 층을 형성하는 단계; (Ⅱ-2) 상기 하부 투명 기판의 하부면에 은염 재질로 이루어진 제 2 전극층을 형성하는 단계; (Ⅱ-3) 상기 블랙매트릭스 층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 개구부가 다수 형성된 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계; (Ⅱ-4) 상기 개구부에 컬러 필터를 구비하는 단계; (Ⅱ-5) 상기 제 2 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 상기 제 1 전극 패턴의 배열 방향과 직교하고 상기 개구부에 중첩하는 다른 개구부를 노출하는 다수의 라인 형태로 제 2 전극 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 (Ⅲ) 단계는 상기 블랙매트릭스 패턴의 개구부에 상기 제 1 전극 패턴의 개구부를 중첩하도록 상기 상부 투명 기판 구조체와 상기 하부 투명 기판 구조체를 접합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 블랙매트릭스 층은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에서 상기 투명 전극 패턴은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 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 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 다수의 개구부를 구비한 블랙매트릭스 패턴을 매개로 하여 은염으로 이루어진 제 1 전극 패턴을 구비하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레(moire) 현상을 방지하고 시인성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조방법은 투명 기판과 제 1 전극 패턴 사이에 블랙매트릭스 패턴을 개재하고, 제 1 전극 패턴과 제 2 전극 패턴을 은염으로 형성하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레(moire) 현상을 방지하고 시인성을 개선한 터치 패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 배면도.
도 2는 도 1a의 Ⅰ- Ⅰ선을 따라 절단한 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 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 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도이고, 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 배면도이며, 도 2는 도 1a의 Ⅰ- Ⅰ선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)은 투명 기판(110), 투명 기판(110)의 상부면에 다수의 개구부(140)를 구비한 블랙매트릭스 패턴(131), 블랙매트릭스 패턴(131) 상에 구비된 제 1 전극 패턴(121'), 및 투명 기판(110)의 하부면에 구비된 제 2 전극 패턴(122')을 포함한다.
투명 기판(110)은 액티브 영역과 베젤 영역으로 구획되는데, 액티브 영역은 입력수단의 터치를 인식할 수 있도록 블랙매트릭스 패턴(131), 제 1 전극 패턴(121') 및 제 2 전극 패턴(122')이 형성되는 부분으로 투명 기판(110)의 중심에 구비되고, 베젤 영역은 제 1 전극 패턴(121')에 연결되는 제 1 전극 배선(160)과 제 2 전극 패턴(122')에 연결되는 제 2 전극 배선(미도시)이 형성되는 부분으로 액티브영역의 테두리에 구비된다.
이때, 투명 기판(110)은 블랙매트릭스 패턴(131), 제 1 전극 패턴(121') 및 제 2 전극 패턴(122')을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다.
이러한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명 기판(110)의 재질은 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 형성하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
블랙매트릭스 패턴(131)은 투명 기판(110)의 상부면에서 다수의 개구부(140)를 형성하고, 각각의 개구부(140)에는 빨간색(R)의 컬러 필터(141), 녹색(G)의 컬러 필터(142), 청색(B)의 컬러 필터(143)가 구비된다.
블랙매트릭스 패턴(131)은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 또는 TaS2 등을 이용하여 블랙 색상으로 형성할 수 있다.
이러한 블랙매트릭스 패턴(131)은 컬러 필터(141,142,143)가 구비되는 다수의 개구부(140)를 형성하고, 컬러 필터(141,142,143)가 구비된 인접한 개구부(140) 사이의 광 간섭을 방지하며 외부 광을 차단하는 역할을 한다.
이러한 블랙매트릭스 패턴(131)은 내부에 컬러 필터(141,142,143)에 전기적 연결을 위한 전도 패턴(미도시)을 구비할 수 있다.
제 1 전극 패턴(121')은 도 1a에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스 패턴(131) 상에서 일방향으로 개구부(140)를 노출하는 다수의 라인 형태로서, 예컨대 은염 유제층을 노광 및 현상하여 형성될 수 있다.
여기서, 은염 유제층은 용매에 은염과 바인더를 포함한 슬러리 형태를 이용하고, 염료 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
구체적으로, 은염으로는 할로겐화 은(silver halide) 등과 같은 무기 은염 또는 아세트산은과 같은 유기 은염을 이용하고, 바인더는 예컨대, 젤라틴, 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 전분 등의 다당류, 셀룰로오스 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 카르복시셀룰로오스 등을 사용할 수 있다.
용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 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 용매를 사용할 수 있다. 그 밖의 첨가제로는 특별히 제한은 없고, 공지된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이러한 제 1 전극 패턴(121')의 면저항은 예컨대 0.1 내지 10 Ω/□일 수 있다. 여기서, 제 1 전극 패턴(121')의 면저항을 0.1 내지 10 Ω/□으로 형성하는 이유는 제 1 전극 패턴(121')의 면저항이 0.1 Ω/□ 이하이면 은염의 양이 너무 많아져 투명성이 저해될 수 있기 때문이고, 제 1 전극 패턴(121')의 면저항을 10 Ω/□ 이상으로 구현하면 전기전도도가 낮아 전극으로의 활용도가 떨어지기 때문이다.
제 2 전극 패턴(122')은 도 1b와 도 2에 도시된 바와 같이 투명 기판(110)의 하부면에서 제 1 전극 패턴(121')의 배열 방향과 직교하는 방향으로 개구부(140)에 중첩하는 다른 개구부(미도시)를 노출하는 다수의 라인 형태로 형성된다.
이와 같은 제 2 전극 패턴(122')은 제 1 전극 패턴(121')과 마찬가지로 은염 유제층을 노광 및 현상하여 형성되고, 0.1 내지 10 Ω/□의 면저항을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 제 1 전극 패턴(121') 및 제 2 전극 패턴(122') 각각은 전기적 신호를 전달하기 위한 제 1 전극 배선(160) 및 제 2 전극 배선(미도시)을 베젤 영역에 연장 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)은 다수의 개구부(140)를 구비한 블랙매트릭스 패턴(131)을 매개로 하여 은염으로 이루어진 제 1 전극 패턴(121')을 구비하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레(moire) 현상을 방지하고 시인성을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)과 다르게, 두 개의 투명 기판(211, 212)을 구비하고, 그 사이에 컬러 필터(241,242,243)와 블랙매트릭스 패턴(231)을 개재한 구조로 구현된다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)에 관한 설명은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 상부 투명 기판(211), 상부 투명 기판(211)의 상부면에 다수의 개구부(240)를 구비한 제 1 전극 패턴(221'), 상부 투명 기판(211)과 하부 투명 기판(212) 사이에 개구부(240)에 중첩 구비된 컬러 필터(241,242,243)와 컬러 필터(241,242,243)를 둘러싸는 블랙매트릭스 패턴(231), 하부 투명 기판(212)의 하부면에 구비된 제 2 전극 패턴(122'), 및 상부 투명 기판(211)의 하부면에 컬러 필터(241,242,243)에 전기적 연결을 위한 투명 전극 패턴(245)을 포함한다.
상부 투명 기판(211)과 하부 투명 기판(212)은 사이에 컬러 필터(241,242,243) 각각을 둘러싸는 블랙매트릭스 패턴(231)을 개재하고, 컬러 필터(241,242,243)에 전기적 연결을 위한 투명 전극(245)을 구비할 수 있다.
여기서, 투명 전극(245)은 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 금속 산화물로 형성될 수 있다.
제 1 전극 패턴(221')은 도 3에 도시된 바와 같이 상부 투명 기판(211) 상에서 컬러 필터(241,242,243)에 중첩하는 개구부(240)를 노출하는 다수의 라인 형태로 일방향으로 형성되고, 예컨대 은염 유제층을 노광 및 현상하여 형성될 수 있다.
제 2 전극 패턴(222')은 하부 투명 기판(212)의 하부면에서 제 1 전극 패턴(221')과 마찬가지로 은염 유제층을 노광 및 현상하여, 제 1 전극 패턴(221')의 배열 방향과 직교하는 방향으로 개구부(240)에 중첩하는 다른 개구부(미도시)를 노출하는 다수의 라인 형태로 형성된다.
블랙매트릭스 패턴(231)은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 또는 TaS2 등을 이용하여 블랙 색상으로 형성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)은 은염 재질로 제 1 전극 패턴(221')과 제 2 전극 패턴(222')을 구비하고, 제 1 전극 패턴(221')과 제 2 전극 패턴(222') 사이에 블랙매트릭스 패턴(231)을 구비하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레 현상을 방지하고 시인성을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)의 제조방법에 대해 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)의 제조방법은 먼저 투명 기판(110)의 상부면 방향으로 블랙매트릭스 층(130)과 제 1 전극층(121)을 순차적으로 형성하고, 투명 기판(110)의 하부면에 제 2 전극층(122)을 형성한다.
구체적으로, 블랙매트릭스 층(130)의 형성은 CVD 또는 PVD 등의 증착 방법, 또는 코팅 방법으로, 예컨대 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 또는 TaS2 등을 이용하여 블랙 색상으로 층을 형성할 수 있다.
이후, 제 1 전극층(121)과 제 2 전극층(122)은 용매에 은염과 바인더를 포함한 슬러리를 코팅 방법을 이용하여 은염 유제층으로 형성할 수 있다.
구체적으로, 은염으로는 할로겐화 은 등과 같은 무기 은염 또는 아세트산은과 같은 유기 은염을 이용하고, 바인더는 예컨대, 젤라틴, 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 전분 등의 다당류, 셀룰로오스 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 카르복시셀룰로오스 등을 사용할 수 있다.
용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 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 용매를 사용할 수 있다. 그 밖의 첨가제로는 특별히 제한은 없고, 공지된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
제 1 전극층(121)과 제 2 전극층(122)을 형성한 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 전극층(121)의 상부면에 제 1 전극층(121)을 패터닝하기 위한 드라이 필름 패턴(160)을 형성한다.
이와 같은 드라이 필름 패턴(160)을 이용한 노광(lithography) 공정 및 현상(development) 공정을 수행하여, 도 4c에 도시된 바와 같이 개구부(140)가 구비된 제 1 전극 패턴(121')과 블랙매트릭스 패턴(131)을 형성한다.
이에 따라, 제 1 전극 패턴(121')과 블랙매트릭스 패턴(131)은 개구부(140)를 구비한 형태로 동시에 형성되어, 개구부(140)에 대한 패턴 불일치(misalign)가 방지될 수 있다.
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 개구부(140)에 빨간색(R)의 컬러 필터(141), 녹색(G)의 컬러 필터(142), 및 청색(B)의 컬러 필터(143)를 충진하여 형성한다.
이러한 과정과 별도로, 제 2 전극층(122)에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 제 1 전극 패턴(121')의 배열 방향과 직교하고 개구부(140)에 중첩하는 다른 개구부(미도시)를 노출하는 다수의 라인 형태로 제 2 전극 패턴(122')을 형성한다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(100)의 제조방법은 투명 기판(110)과 제 1 전극 패턴(121') 사이에 블랙매트릭스 패턴(131)을 개재하고, 제 1 전극 패턴(121')과 제 2 전극 패턴(122')을 은염으로 형성하여, 종래에 금속 재질로 인한 모아레(moire) 현상을 방지하고 시인성을 개선한 터치 패널을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)의 제조방법에 대해 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)의 제조방법은 먼저 상부 투명 기판(211)에 관한 구조체와 하부 투명 기판(212)에 관한 구조체로 나누어 수행한다.
즉, 상부 투명 기판(211)에는 상부면과 하부면에 각각 은염 재질로 이루어진 제 1 전극층(221)과 투명 전도성 재질로 이루어진 투명 전극 패턴(245)을 형성하고, 하부 투명 기판(212)에는 상부면과 하부면에 각각 블랙매트릭스 층(230)과 제 2 전극층(222)을 형성한다.
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 하부 투명 기판(212)에 관한 구조체에서 블랙매트릭스 층(230)에 대해 드라이 필름 패턴(260)을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 컬러 필터(241,242,243)를 구비하기 위한 개구부가 형성된 블랙매트릭스 패턴(231)을 형성한다.
이때, 제 2 전극층(222)에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 제 1 전극 패턴(221')의 배열 방향과 직교하고 개구부(240)에 중첩하는 다른 개구부(미도시)를 노출하는 다수의 라인 형태로 제 2 전극 패턴(222')을 형성할 수 있다.
또한, 상부 투명 기판(211)에 관한 구조체에서도 마찬가지로 제 1 전극층(221)에 대해 드라이 필름 패턴(미도시)을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 제 1 전극층(221)을 제 1 전극 패턴(221')으로 형성한다.
상부 투명 기판(211)에 관한 구조체와 하부 투명 기판(212)에 관한 구조체를 형성한 후, 도 5c에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스 패턴(231)의 개구부에 컬러 필터(241,242,243)를 충진한다.
이후, 컬러 필터(241,242,243)에 투명 전극 패턴(245)이 대응하여 결합하도록, 도 5c에 도시된 바와 같이 상부 투명 기판(211)에 관한 구조체와 하부 투명 기판(212)에 관한 구조체를 서로 접합한다. 여기서, 상부 투명 기판(211)에 관한 구조체와 하부 투명 기판(212)에 관한 구조체를 서로 접합하기 위해, 열 압착을 이용할 수 있다.
이에 따라, 도 5d에 도시된 바와 같이 컬러 필터(241,242,243)에 중첩하는 개구부(240)를 갖는 제 1 전극 패턴(221')와 제 2 전극 패턴(222')을 은염 재질로 형성하고, 제 1 전극 패턴(221')와 제 2 전극 패턴(222') 사이, 즉 상부 투명 기판(211)과 하부 투명 기판(212) 사이에 블랙매트릭스 패턴(231)을 개재한 구조를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(200)의 제조방법은 상부 투명 기판(211)과 하부 투명 기판(212)과 같은 두 개의 투명기판을 포함한 터치 패널 구조에서 종래에 금속 재질로 인한 스파클링(sparkling)을 해소하고 모아레(moire) 현상을 방지하며 시인성을 개선한 터치 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 터치 패널 110: 투명 기판
121', 221': 제 1 전극 패턴 122', 222': 제 2 전극 패턴
131, 231: 블랙매트릭스 패턴 140, 240: 개구부
141, 142, 143, 241, 242, 243: 컬러 필터
211: 상부 투명 기판 212: 하부 투명 기판
245: 투명 전극

Claims (15)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 상부면에 다수의 개구부를 구비한 블랙매트릭스 패턴;
    상기 블랙매트릭스 패턴 상에 구비된 제 1 전극 패턴; 및
    상기 투명 기판의 하부면에 구비된 제 2 전극 패턴;
    을 포함하는 터치 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구부에는 컬러 필터가 다수 구비되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 블랙매트릭스 패턴은
    카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴은 은염 유제층을 노광 및 현상하여 형성된 은을 함유한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 전극 패턴과 블랙매트릭스 패턴 사이에 구비된 다른 투명 기판; 및
    상기 다른 투명 기판의 하부면에 상기 컬러 필터에 전기적 연결을 위한 투명 전극 패턴;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 투명 전극 패턴은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  7. (A) 투명 기판의 상부면 방향으로 블랙매트릭스 층과 제 1 전극층을 순차적으로 형성하는 단계;
    (B) 상기 투명 기판의 하부면에 제 2 전극층을 형성하는 단계;
    (C) 상기 제 1 전극층의 상부면에 드라이 필름 패턴을 형성하고, 상기 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 일방향으로 배열된 다수의 제 1 전극 패턴 및 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;
    (D) 상기 개구부에 컬러 필터를 충진하는 단계; 및
    (E) 상기 제 2 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정으로 상기 제 1 전극 패턴의 배열 방향과 직교하고 상기 개구부에 중첩하는 다른 개구부를 노출하는 다수의 제 2 전극 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 (A) 단계에서
    상기 블랙매트릭스 층은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 전극층과 제 2 전극층은 용매에 은염과 바인더를 포함한 슬러리 형태를 이용하여 은염 유제층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  10. (Ⅰ) 상부 투명 기판의 상부면과 하부면에 각각 제 1 전극 패턴과 투명 전극 패턴을 포함한 구조체를 형성하는 단계;
    (Ⅱ) 하부 투명 기판의 상부면과 하부면에 각각 블랙매트릭스 패턴과 제 2 전극 패턴을 포함한 구조체를 형성하는 단계; 및
    (Ⅲ) 상기 상부 투명 기판 구조체의 투명 전극 패턴과 상기 하부 투명 기판 구조체의 블랙매트릭스 패턴을 서로 대응하여 접합하는 단계;
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 (Ⅰ) 단계는
    (Ⅰ-1) 상기 상부 투명 기판의 상부면에 은염 재질로 이루어진 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    (Ⅰ-2) 상기 상부 투명 기판의 하부면에 투명 전도성 재질로 이루어진 투명 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    (Ⅰ-3) 상기 제 1 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 상기 제 1 전극층을 일방향으로 배열된 다수의 제 1 전극 패턴으로 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 (Ⅱ) 단계는
    (Ⅱ-1) 상기 하부 투명 기판의 상부면에 블랙매트릭스 층을 형성하는 단계;
    (Ⅱ-2) 상기 하부 투명 기판의 하부면에 은염 재질로 이루어진 제 2 전극층을 형성하는 단계;
    (Ⅱ-3) 상기 블랙매트릭스 층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 개구부가 다수 형성된 블랙매트릭스 패턴을 형성하는 단계;
    (Ⅱ-4) 상기 개구부에 컬러 필터를 구비하는 단계;
    (Ⅱ-5) 상기 제 2 전극층에 대해 드라이 필름 패턴을 이용한 패터닝 공정을 수행하여, 상기 제 1 전극 패턴의 배열 방향과 직교하고 상기 개구부에 중첩하는 다른 개구부를 노출하는 다수의 라인 형태로 제 2 전극 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 (Ⅲ) 단계는
    상기 블랙매트릭스 패턴의 개구부에 상기 제 1 전극 패턴의 개구부를 중첩하도록 상기 상부 투명 기판 구조체와 상기 하부 투명 기판 구조체를 접합하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 블랙매트릭스 층은 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3), HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN 및 TaS2 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 블랙 색상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 투명 전극 패턴은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한 금속 산화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
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