KR20140096306A - 플렉소그래픽 인쇄로 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법 - Google Patents

플렉소그래픽 인쇄로 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법 Download PDF

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KR20140096306A
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master plate
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로버트 제이. 페트카비치
에드 에스. 라마크리슈난
오스트랜드 다니엘 케이. 밴
리드 킬리온
케빈 제이. 데리치스
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유니-픽셀 디스플레이스, 인코포레이티드
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Abstract

저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법은 롤-투-롤 공정을 사용하여, 미세 패턴을 인쇄하기 위해 복수의 플렉소 마스터를 사용해서 적어도 하나의 가요적인 유전성 기재의 일 측면에 미세 패턴을 인쇄하고, 그리고 이 미세 패턴은 도금되어 전도성 미세 패턴으로 된다.

Description

플렉소그래픽 인쇄로 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법{METHOD OF MANUFACTURING A RESISTIVE TOUCH SENSOR CIRCUIT BY FLEXOGRAPHIC PRINTING}
본 출원은 2011년 10월 25일에 출원된 미국 가특허 출원 제 61/551,109 호(대리인 서류 번호 2911-02300)의 우선권을 주장하는 바이며, 그 출원은 본원에서 참조로 관련되어 있다.
본 개시는 일반적으로 가요성 인쇄 전자 장치, 특히 고해상 라인으로 형성될 수 있는 터치 센서 회로의 제조에 관한 것이다. 터치 센서 제조 공정은 롤-투-롤(roll-to-roll) 제조 방법으로 전달되는 얇은 가요성 기재 시트를 포함할 수 있다. 롤-투-롤 방법은 공급 릴로부터 기재를 세척 시스템에 전달하고, 이 세척 시스템은 예컨대 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정 또는 초음파 청결 공정일 수 있다. 세척 사이클 다음에는, 화학적 또는 물리적 기상 증착 진공 챔버에서 수행되는 박막 증착이 있을 수 있다. 이 박막 증착 공정 동안에, 투명한 전도성 재료, 예컨대 산화인듐주석(ITO; Indium Tin Oxide)이 가요성 기재의 표면상에 증착된다. 그런 다음, 그 기재는 예컨대 적외선 가열기, 자외선 가열기 또는 대류 가열기에 의한 가열 등과 같은 방법으로 경화될 수 있고, 기재를 권취 릴에 감기 전에 건조 단계가 수행될 수 있다. 완전한 터치 센서 회로를 형성하기 위해 여러 적층 단계들이 수행될 수 있는데, 예컨대 적층, 엣칭, 인쇄 및 조립이 필요할 수 있다.
다양한 실시 형태에 따르면, 일 방법은, 투명한 가요성 기재를 청결하게 하고, 그 기재 상에 미세 패턴을 형성하며, 기재의 미세 패턴을 무전해 도금하여 전도성 패턴을 만들고, 기재 상에 스페이서 도트를 인쇄하며, 그리고 저항 터치 센서 회로를 조립하는 것을 포함한다.
일 실시 형태에서, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법은 제 1 회로 구성품을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 회로 구성품을 생성하는 상기 단계는, 제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 제 1 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 기재를 경화시키는 단계; 무전해 도금 공정으로 상기 제 1 기재의 제 1 측면에 제 1 전도성 재료를 증착하는 단계; 제 2 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 복수의 제 1 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및 이어서 사이 기재를 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 실시 형태는 제 2 회로 구성품을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 회로 구성품을 생성하는 상기 단계는, 제 3 마스터 플레이트 및 제 3 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 제 2 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 기재를 경화시키는 단계; 무전해 도금 공정으로 상기 제 2 기재의 제 1 측면에 제 2 전도성 재료를 증착하는 단계; 제 4 마스터 플레이트 및 제 4 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 복수의 제 2 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및 이어서 상기 기재를 경화시키는 단계를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법은, X 및 Y 축을 포함하는 면을 갖는 기재를 청결하게 하는 단계; 제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계; 제 2 마스터 플레이트 및 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계를 포함한다. 상기 실시 형태는, 상기 기재를 경화시키는 단계; 무전해 도금 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 전도성 재료를 증착하는 단계; 제 3 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로, 상기 제 1 패턴이 인쇄된 상기 기재의 동일한 영역에 복수의 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및 이어서 상기 기재를 경화시키는 단계를 더 포함한다.
대안적인 실시 형태에서, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법은, 제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하여 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계; 제 2 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계 - 제 1 및 2 패턴은 기재의 표면을 따라 서로 인접하여 인쇄됨; 상기 기재를 경화시키는 단계; 및 무전해 도금 공정으로 상기 기재의 패터닝된 제 1 측면에 전도성 재료를 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태들의 상세한 설명을 위해, 이제 첨부 도면을 참조하도록 한다.
도 1a ∼ 1c 는 플렉소(flexo) 마스터의 실시 형태를 도시한다.
도 2a 및 2b 는 인쇄된 플렉소 마스터를 도시한다.
도 3a 및 3b 는 저항 터치 센서의 등각도 및 단면도이다.
도 4 는 저항 터치 센서를 제조하는 방법의 일 실시 형태이다.
도 5a 및 5b 는 정밀 잉크 계량 시스템의 방법의 실시 형태이다.
도 6 의 (a) 및 (b) 는 인쇄 터치 센서 회로의 평면도를 도시한다.
도 7 은 터치 센서 회로를 제조하는 방법의 일 실시 형태의 흐름도이다.
이하의 논의는 본 발명의 다양한 실시 형태들에 관한 것이다. 이들 실시 형태 중의 하나 이상이 바람직할 수 있더라도, 개시된 실시 형태는 청구 범위를 포함한 본 개시의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 달리 사용되어서는 아니 된다. 또한, 당업자라면, 이하의 설명은 넓은 적용성을 가지며 어떤 실시 형태에 대한 논의도 그 실시 형태의 예를 들기 위한 것 뿐이며 청구 범위를 포함한 본 발명의 범위가 그 실시 형태에 한정되는 것을 암시하는 것은 아님을 이해할 것이다.
예컨대 롤-투-롤 제조 공정으로 저항 가요성 터치 센서(FTS)를 제조하는 시스템 및 방법이 여기서 개시된다. 고해상도 전도성 라인을 기재상에 인쇄하기 위해 선택된 설계의 열 이미징을 사용하여 복수의 마스터 플레이트를 만들 수 있다. 제 1 롤을 사용하여 제 1 패턴을 기재의 제 1 측면에 인쇄할 수 있고, 제 2 롤을 사용하여 제 2 패턴을 기재의 제 2 측면에 인쇄할 수 있다. 도금 공정 중에 무전해 도금을 사용할 수 있다. 무전해 도금은 다른 방법 보다 시간이 많이 걸리지만, 작고 복잡한 기하학적 구조에 더 좋을 수 있다. FTS는 유전성 층과 연통하는 복수의 얇은 가요성 전극을 포함할 수 있다. 전기 리드를 포함하는 연장된 테일이 전극에 부착될 수 있고, 리드와 연통하는 전기 커넥터가 있을 수 있다. 상기 롤-투-롤 공정은, 가요성 기재가 제 1 롤(언와인딩 롤이라고도 함) 상에 감겨 있다가 제조 공정이 일어나는 시스템에 공급되고, 공정이 완료되면 제 2 롤(와인딩 롤이라고 함) 상에 감기는 것을 말한다.
터치 센서는 공지된 롤-투-롤 취급법을 통해 전달되는 얇은 가요성 기재를 사용하여 제조될 수 있다. 기재는 세척 시스템에 전달되고, 이 세척 세스템은 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정, 초음파 청결 공정 등과 같은 공정을 포함할 수 있다. 세척 사이클 다음에는, 물리적 또는 화학적 기상 증착 진공 챔버에서 수행되는 박막 증착이 있을 수 있다. 이 박막 증착 단계(인쇄 단계라고도 함)에서, 산화인듐주석(ITO; Indium Tin Oxide)과 같은 투명한 전도성 재료가 기재의 적어도 한 표면상에 증착된다. 어떤 실시 형태에서, 전도성 라인용의 적절한 재료는 특히 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd)을 포함할 수 있다. 회로에 사용되는 재료의 저항에 따라, 다른 응답 시간과 전력 요건을 가질 수 있다. 증착된 전도성 재료 층은 0.005 마이크로-옴 내지 500 옴의 표면 저항, 100 nm 내지 5 미크론의 물리적 두께 및 1 미크론 내지 50 미크론 또는 그 이상의 폭을 가질 수 있다. 어떤 실시 형태에서는, 인쇄된 기재는 분무 증착 또는 습식 화학적 증착으로 형성되는 눈부심 방지 코팅 또는 디퓨저 표면 코팅을 가질 수 있다. 기재는 예컨대 적외선 가열기, 자외선 가열기, 대류 가열기 등의 사용으로 가열되어 경화될 수 있다. 이 공정은 반복될 수 있고, 터치 센서 회로를 완성하기 위해 적층, 엣칭, 인쇄 및 조립의 여러 단계가 필요할 수 있다.
인쇄된 패턴은 복수의 라인을 포함하는 고해상도 전도성 패턴일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이들 라인의 크기는 미세할 수 있다. 라인 크기가 감소하고 패턴의 기하학적 구조의 복잡성이 증가함에 따라 패턴 인쇄의 어려움이 증가될 수 있다. 가변적인 크기 및 기하학적 구조를 갖는 부분을 인쇄하는데 사용되는 잉크 또한 변할 수 있고, 어떤 잉크 조성물은 더 큰 간단한 부분에 더 적합할 수 있고 어떤 잉크 조성물은 더 작고 더 복잡한 기하학적 구조에 더 적합할 수 있다.
일 실시 형태에서, 패턴을 형성하는데 사용되는 복수의 인쇄부가 있을 수 있다. 이들 인쇄부는 아니록스(anilox) 롤상에 전달될 수 있는 잉크의 양에 의해 제한될 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 다수의 제품 라인 또는 어플리케이션을 가로지를 수 있는 어떤 부분을 인쇄하는 전용 인쇄부가 있을 수 있는데, 이들 전용 인쇄부는 어떤 경우에는 모든 인쇄 작업에 대해 동일한 잉크를 사용할 수 있거나 롤을 변경함이 없이 직렬로 이동할 수 있는 여러 개의 제품 또는 제품 라인에 대해 공통적인 표준적인 부분일 수 있다. 전달 공정에서 사용되는 아니록스 롤(들)의 셀 용적(어떤 실시 형태에서 0.5 ∼ 30 BCM(billion cubic microns) 일 수 있고 다른 실시 형태에서는 9 ∼ 20 BCM일 수 있음)은 전달되는 잉크의 종류에 달려 있다. 모든 패턴 또는 패턴의 일 부분을 인쇄하는데 사용되는 잉크의 종류는, 라인의 단면 형상, 라인 두께, 라인 폭, 라인 길이, 라인 연결성 및 전체 패턴의 기하학적인 구조를 포함한 여러 인자에 달려 있다. 인쇄 공정에 추가하여, 요망되는 특징 높이를 얻기 위해 적어도 하나의 경화 공정을 인쇄된 기재상에 수행될 수 있다.
플렉소그래피(flexography)는 릴리프 플레이트가 예컨대 양면 접착제로 인쇄 실린더에 장착되어 있는 회전 웨브 활판 인쇄기의 일 형태이다. 이들 릴리프 플레이트(마스터 플레이트 또는 플렉소플레이트라고도 함)는 신속 하게 건조되는 저점도 용매 및 아니록스 또는 다른 두 롤러 잉킹 시스템에서 공급되는 잉크와 함께 사용될 수 있다. 아니록스 롤러는 측정된 양의 잉크를 인쇄 플레이트에 제공하는데 사용되는 실린더일 수 있다. 잉크는 예컨대 수성계 잉크 또는 자외선(UV) 경화형 잉크일 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 롤러는 잉크 팬 또는 계량 시스템으로부터 잉크를 미터 롤러 또는 아니록스 롤러에 전달한다. 이 잉크는 아니록스 롤러로부터 플레이트 실린더에 전달될 때 일정한 두께로 계량된다. 기재가 플레이트 실린더로부터 임프레션 실린더로 롤-투-롤 취급 시스템을 통해 이동할 때, 임프레션 실린더는 릴리프 플레이트 상의 이미지를 기재에 전달하는 플레이트 실린더에 압력을 가하게 된다. 어떤 실시 형태에서는, 플레이트 실린더 대신에 파운틴(fountain) 롤러가 있을 수 있고, 닥터 블레이드를 사용하여 롤에 대한 잉크의 분포를 개선할 수 있다.
플렉소그래픽 플레이트는 예컨대 플라스틱, 고무 또는 포토롤리머(UV 민감성 폴리머라고도 함)로 만들어질 수 있다. 상기 플레이트는 레이저 새김, 광기계적 또는 광화학적 방법으로 만들어질 수 있다. 플레이트는 공지된 방법에 따라 구매되거나 만들어질 수 있다. 바람직한 플렉소그래픽 공정은, 인쇄부의 하나 이상의 스택이 프레스 프레임의 각 측에 수직으로 배치되고 각 스택은 한 종류의 잉크를 사용하여 인쇄하는 그 자신의 플레이트 실린더를 갖는 적층형으로 이루어질 수 있고 이러한 구성은 기재의 일 측면 또는 양측면에 대한 인쇄를 가능하게 해준다. 다른 실시 형태에서, 프레스 프레임에 장착되는 단일 임프레션 실린더를 사용하는 중앙 임프레션 실린더가 사용될 수 있다. 기재가 프레스에 들어갈 때 그 기재는 임프레션 실린더와 접촉하고 적절한 패턴이 인쇄된다. 또는, 인쇄부가 수평 라인으로 배치되고 공통의 라인 축으로 구동되는 인라인 플렉소그래픽 인쇄 공정이 이용될 수 있다. 이 실시예에서, 인쇄부는 경화부, 커터, 폴더 또는 다른 인쇄후 처리 장치에 결합될 수 있다. 다른 구성의 플렉소그래픽 공정이 또한 사용될 수도 있다.
일 실시 형태에서, 플렉소플레이트는 슬리브가 예컨대 인-더-라운드(ITR; in-the-round) 이미징 공정에 사용될 수 있다. ITR 공정에서는, 평평한 플레이트가 인쇄 실린더(통상적인 플레이트 실린더라고도 할 수 있음)에 장착될 수 있는 전술한 방법과는 다르게, 포토폴리머 플레이트 재료가 프레스상에 설치될 슬리브에서 처리된다. 플렉소 슬리브는 레이저 삭마 마스크 코팅이 표면에 배치되어 있는 포토폴리머의 연속적인 슬리브일 수 있다. 다른 실시예에서, 포토폴리머의 개별적인 단편들이 테이프로 베이스 슬리브 상에 장착되고 전술한 레이저 삭마 마스크로 슬리브와 동일한 방식으로 이미징되고 처리될 수 있다. 플렉소 슬리브는, 캐리어의 표면에 장착되는 이미징딘 평평한 플레이트를 위한 캐리어 롤 또는 이미지가 직접 새겨져 있는(인-더-라운드) 슬리브 표면으로서 여러 방식으로 사용될 수 있다. 슬리브가 캐리어 롤로서의 작용만 하는 실시예에서, 이미지가 새겨져 있는 인쇄 플레이트는 그 슬리브에 장착될 수 있고, 그리고 슬리브는 인쇄부 안으로 실린더상에 설치된다. 이들 사전 장착되는 플레이트는 교환 시간을 줄일 수 있는데, 왜냐하면 슬리브는 이 슬리브에 이미 장착되어 있는 플레이트와 함께 보관될 수 있기 때문이다. 슬리브는 열가소성 복합재, 열경화성 복합재 및 니켈을 포함하여 다양한 재료로 만들어지고 균열과 쪼개짐에 대한 저항성을 갖기 위해 섬유로 보강될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 발포체 또는 쿠션 기부를 포함하는 오랫동안 재사용할 수 있는 슬리브는 매우 고품질의 인쇄에 사용된다. 일부 실시 형태에서는, 발포체 또는 쿠션이 없는 일회용의 "얇은" 슬리브가 사용될 수 있다.
도 1a ∼ 1c 는 블럭(200)에서 플렉소(flexo) 마스터의 실시 형태를 도시한다. 전술한 바와 같이, 용어 "마스터 플레이트" 및 "플렉소 마스터"는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 도 1a 는 원통형인 블럭(202)에서 2개의 플렉소 마스터(상측 이미지), 직선형 플렉소 마스터의 등각도를 나타낸다. 도 1b 는 블럭(204)에서 회로 패턴 플렉소 마스터의 일 실시 형태의 등각도를 나타낸다. 도 1c 는 도 1a 에 나타나 있는 것과 같은 블럭(202)에서 직선 플렉소 마스터(302)의 일 부분의 블럭(206)에서의 단면도를 나타낸다. 도 1c 는 플렉소 마스터 돌출부의 폭인 "W" 을 나타내며, "D" 는 돌출부(206)의 중심점 간의 거리이고, "H"는 돌출부의 높이다. 돌출부(206)의 단면은 예컨대 직사각형, 정사각형, 반원형, 사다리꼴 또는 다른 기하학적 형상일 수 있다. 일 실시 형태(미도시)에서, D, W 및 H 중 하나 또는 모두는 플렉소 마스터에 걸쳐 동일하거나 유사한 값을 가질 수 있다. 다른 실시 형태(미도시)에서, D, W 및 H 중 하나 또는 모두는 플렉소 마스터에 걸쳐 다른 값을 가질 수 있다. 일 실시 형태(미도시)에서, 플렉소 마스터 돌출부의 폭(W)은 3 ∼ 5 미크론이고, 서로 인접한 돌출부 사이의 거리(D)는 1 ∼ 5 mm 이며, 돌출부의 높이(H)는 3 ∼ 4 미크론이고, 돌출부의 두께(T)는 1.67 ∼ 1.85 mm 이다. 패턴은 1 미크론 ∼ 20 미크론 또는 그 이상의 선두께를 갖는 인쇄 패턴을 제조하도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 인쇄는 예컨대 양 패턴을 포함하는 하나의 롤을 사용해서 또는 각기 하나의 패턴을 포함하는 2개의 롤을 사용하여 기재의 일 측면에서 행해질 수 있고, 이어서 그 기재는 절단되어 조립된다. 대안적인 실시 형태에서, 기재의 양 측면은 예컨대 2개의 다른 인쇄부 및 2개의 다른 플렉소 마스터를 사용하여 인쇄될 수 있다. 플렉소 마스터는 예컨대 인쇄 실린더가 비싸거나 교체가 어렵기 때문에 사용될 수 있는데, 이는 실린더를 대량 인쇄에 효율적이게 해주지만 그 시스템을 작은 뱃치 또는 고유한 구성에 바람직하게 만들어 주지는 못할 수 있다. 교체는 소요되는 시간 때문에 비용이 많이 들 수 있다. 대조적으로, 플렉소그래픽 인쇄는, 제조에 한 시간 만큼 적게 걸리는 새로운 플레이트를 만들기 위해 자외선 노출이 광 플레이트에 사용될 수 있음을 의미할 수 있다. 일 실시 형태에서, 이들 플렉소 마스터에 적절한 잉크를 사용하면, 그 잉크는 더욱 제어된 방식으로 예컨대 용기 또는 팬(pan)으로부터 공급될 수 있고, 이때 잉크 전달 중의 압력과 표면 에너지는 제어될 수 있다. 인쇄 공정에 사용되는 잉크는 인쇄시 제자리에 유지되고 또한 번지거나 얼룩지거나 또는 인쇄 패턴으로부터 변형되지 않도록 또는 부착성, UV 경화성과 같은 특성을 지닐 필요가 있고 또한 입자,개질제 또는 분산제를 포함할 수 있다. 또한, 잉크는 잉크로 형성된 부분이 원활하게 또한 정확한 기하학적 구조로 함께 결합하여 요망되는 부분을 형성하도록 조제 또는 선택될 수 있다. 잉크는 도금, 예컨대 무전해 도금에 전도적인 촉매를 포함할 수 있다. 여기서 개시된 바와 같은 도금 촉매는 도금 공정 중에 잉크와 전도성 재료 간의 화학적 반응을 가능하게 해준다. 각각의 패턴은 예컨대 레시피를 사용하여 만들어질 수 있는데, 이 레시피는 적어도 하나의 플렉소 마스터 및 적어도 한 종류의 잉크를 포함한다. 에컨대 다른 해상도의 라인, 다른 크기의 라인 및 다른 기하학적 형상은 다른 레시피를 필요로 할 수 있다.
도 2a 는 얇은 가요적인 투명한 기재의 일 측면에 인쇄되는 제 1 패턴(300a)의 평면도를 나타낸다. 제 1 패턴(300a)은, X-Y 그리드의 Y 배향 세그먼트를 구성할 수 있는 라인(302), 전기 리드(306)를 포함하는 블럭(304)의 테일(tail) 및 전기 커넥터(308)를 포함하여, 제 1 가요성 기재의 일 측면에 인쇄될 수 있다. 도 2b 는 제 2 패턴(300b)의 일 실시 형태를 나타내는데, 이 패턴은 X-Y 그리드(미도시)의 X 배향 세그먼트를 구성할 수 있는 다수의 라인(310), 전기 리드(314)를 포함하는 테일(312) 및 전기 커넥터(316)를 포함하여, 제 2 가요성 기재의 일 측면에 인쇄될 수 있다.
도 3a 및 3b 는 저항 터치 센서 회로의 등각도 및 단면도를 나타낸다. 도 4a 에서, 저항 터치 센서 회로(400)는 제 1 세트의(복수의 제 1) 전도성 라인(404) 및 복수의 미세 구조 절연 돌출부(406)를 포함할 수 있다. 복수의 미세구조 절연 돌출부(406)는 스페이서 도트, 스페이서 미세구조물 또는 스페이서라고도 하며 제 1 기재(402)에 부착된다. 추가로, 제 2 세트의(복수의 제 2) 전도성 라인(412)이 제 2 기재(410)에 부착될 수 있다. 제 1 및 2 세트의 전도성 라인(402, 412)은 복수의 라인들 중 적어도 하나의 라인을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 회로(400)는 접착성 촉진제(408), 제 1 결합 기재(402) 및 제 2 기재(410)를 포함한다. 도 3b 는 조립된 저항 터치 센서 회로의 단면도로, 높이 "H" 및 폭 "W"을 갖는 복수의 전도성 라인(404)이 제 1 기재(402) 상에 배치되어 있다. 높이 "h" 및 직경 "D"을 갖는 복수의 미세구조 절연 돌출부(406)가 복수의 전도성 라인(404)의 각각의 라인과 번갈아 배치되어 있고, 제 2 기재(410)는 제 1 기재(402)의 위에 배치된다. 제 2 기재는 복수의 제 2 전도성 라인(412) 및 제 1 기재(402)와 제 2 기재(410) 사이에 배치되는 접착성 촉진제(408)를 포함한다.
어떤 실시 형태에서, 제 1 및 2 세트의 전도성 라인용의 적절한 재료는 특히 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd)을 포함할 수 있다. 회로에 사용되는 재료의 저항에 따라, 다른 응답 시간과 전력 요건을 가질 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 회로는 0.005 마이크로-옴 내지 500 옴의 표면 저항, 및 나노초 내지 피코초의 응답 시간을 가질 수 있다. 상기 금속 구성을 갖는 어떤 실시 형태에서, ITO(Indium Tin Oxide)를 사용하는 것 보다 75% 적은 전력을 소비하는 회로가 얻어질 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, 인쇄된 전극의 폭(W)은 ±10%의 공차로 5 ∼ 10 미크론에서 변할 수 있다. 라인 사이의 간격(D)은 약 100 미크론 내지 5 mm 에서 변할 수 있다. 간격(D) 및 폭(W)은 디스플레이의 크기 및 센서의 요망되는 해상도의 함수이다. 높이(H)는 약 150 나노미터 내지 약 6 미크론의 범위에 있을 수 있다. 상기 접착성 촉진제(408) 및 스페이서 도트(406)의 높이(h)는 제 1 및 2 세트의 전도성 라인의 높이(H)에 따라 500 나노미터 이상이 될 수 있다. 얇은 제 1 기재(402) 및 제 2 기재(410)는 1 미크론 내지 1 밀리미터의 두께(T) 및 20 dynes/cm 내지 90 dynes/cm 의 바람직한 표면 에너지를 가질 수 있다.
도 4 는 제조 방법(500)을 나타내는데, 이는 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 터치 센서를 만드는 방법이다. 공정에 따르면, 기다란 투명한 가요적인 얇은 제 1 기재(402)가 언와인드 롤(502) 상에 배치된다. 시중에서 구입가능한 다양한 투명한 가요적인 기재가 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스테르 및 폴리카보네이트가 사용될 수 있는 투명한 재료이다. 제 1 기재(402)의 두께는 터지 센서의 휨 중에 과도한 스트레스를 피하고 또한 어떤 실시 형태에서는 광학적 투과성을 개선하도록 선택된다. 제 1 기재(402)의 두께 또한 제조 공정 중에 이 층의 연속성 또는 그의 재료 특성을 저해하지 않도록 충분히 두껍게 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 1 미크론 내지 1 밀리미터의 두께가 적절할 수 있다. 제 1 기재(402)는 공지된 롤-투-롤 취급 방법을 통해 언와인드 롤(502)로부터 제 1 청결 시스템(504)에 전달될 수 있다. 롤-투-롤 공정은 가요성 기재를 사용하므로, 그 기재와 플렉소그래픽 마스터 플레이트(510) 사이의 정렬은 다소 어려울 수 있다. 고해상도 라인을 인쇄하는 것이 공정의 촛점이라고 한다면, 올바른 정렬을 유지하는 정밀도가 바람직할 수 있다. 일 실시 형태에서, 위치 결정 케이블(506)을 사용하여 이들 두 요소의 올바른 정렬을 유지할 수 있으며, 다른 실시 형태에서는 이를 위해 다른 수단이 사용될 수 있다. 어떤 실시 형태에서는, 제 1 청결 시스템(504)은 고전기장 오존 발생기를 포함할 수 있다. 발생된 오존을 사용하여, 제 1 기재(402)로부터 불순물(예컨대, 오일 또는 그리스)을 제거할 수 있다.
일 실시 형태에서, 제 1 기재(402)는 제 2 청결 시스템(508)을 통과할 수 있다. 이 특정한 실시 형태에서, 제 2 청결 시스템(508)은 웨브 청결기를 포함할 수 있다. 청결 단계(506, 508) 후에, 제 1 기재(402)는 제 1 인쇄 공정(510)을 거칠 수 있고, 이 공정에서 미세 패턴이 제 1 기재(402)의 제 1 측면에 인쇄된다. 미세 패턴은 200 ∼ 2000 cps 또는 그 이상의 점도를 갖는 예컨대 UV 경화성 잉크를 사용하여 마스터 플레이트(510)에 의해 각인된다. 일 실시 형태에서, 상기 미세 패턴은, 예컨대 1 내지 20 미크론 또는 그 이상의 폭을 갖는 라인을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 이 패턴은 도 3 에 나타나 있는 제 1 패턴과 유사할 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 마스터 플레이트(510)로부터 기재(402)에 전달되는 잉크의 양은 고정밀 계량 시스템(512)에 의해 조절되며 공정의 속도, 잉크 조성 및 패턴 형상 그리고 치수에 달려 있다. 일 실시 형태에서, 기계의 속도는 20 fpm(feet per minute) ∼ 750 fpm 에서 변할 수 있다. 다른 실시 형태에서 기계의 속도는 50 fpm ∼ 200 fpm 에서 변할 수 있다.
일 실시 형태에서, 잉크는 도금 촉매를 함유할 수 있다. 제 1 인쇄 공정(510) 다음에는 경화 단계(514)가 있을 수 있다. 경화는 목표 세기를 갖는 자외선 경화 공정(514)을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 목표 세기는 약 0.5 mW/cm2 ∼ 약 50 mW/cm2 일 수 있고 파장은 약 240 nm ∼ 약 580 nm 일 수 있다. 또한, 경화는 약 20℃ ∼ 약 125℃의 온도 내의 열을 가하는 오븐 가열(516)을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서는, UV 경화에 추가하여 또는 그에 대한 대안으로, 열처리와 같은 다른 경화 공정이 사용될 수 있다. 경화 단계(510) 후에, 제 1 패턴 라인(518)이 제 1 기재(402) 상에 형성된다.
일 실시 형태에서, 제 1 기재(402)의 제 1 측면에 미세 패턴을 인쇄한 다음에 그 기재는 무전해 도금(520)을 받을 수 있다. 전도성 재료층(520)이 생성된 미세 패턴(518) 상에 증착되거나 배치될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이는 제 1 기재(402)의 제 1 패턴 라인(518)을 도금 탱크(520) 안으로 침지시켜 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 도금 탱크는 20 ℃ ∼ 90 ℃(예컨대, 40 ℃)의 온도에서 분해 상태로 있는 구리 화합물 또는 다른 전도성 재료를 담고 있을 수 있다. 일 실시 형태에서, 도금(520) 후에, 제 1 세트의 전도성 라인이 제 1 기재(402) 상에 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 무전해 도금(520)의 증착 속도는 분당 10 나노미터일 수 있고 두께는 약 0.001 미크론 내지 약 100 미크론일 수 있다. 증착 속도는 웨브의 속도 및 용도에 따라 달라 질 수 있다. 무전해 도금 공정은 전류의 인가를 필요로 하지 않을 수 있고, 경화 공정(514) 중에 UV 방사선에 노줄되어 이미 활성화되어 있는 도금 촉매를 함유하는 패터닝된 영역만 도금할 수 있다.
일 실시 형태에서, 니켈을 도금 금속으로 사용할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 구리 도금욕은 도금을 일으키는 포름알데히드, 보로하이드라이드 또는 하이포포스파이트와 같은 강력한 환원제를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 전기장이 없기 때문에 도금 두께는 전해 도금에 비해 일정할 수 있다. 무전해 도금은 일반적으로 전해 도금 보다 시간이 더 걸릴 수 있지만, 무전해 도금은 복잡한 기하학적 형상 및/또는 많은 미세한 부분을 갖는 부품에 잘 적합할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 블럭(520)에서의 무전해 도금) 다음에는 세척 공정(522)이 있다. 도금 공정(520) 다음에, 제 1 기재(402)는 실온의 물을 담고 있는 청결화 탱크 안으로 침지되어 청결하게 될 수 있고 그리고 나서 바람직하게는 실온의 공기를 가하여 건조되는 건조 단계(524)를 거칠 수 있다. 다른 실시 형태에서, 전도성 재료와 물 간의 위험한 또는 바람직하지 않은 화학적 반응을 방지하기 위해 건조 단계 뒤에 예컨대 패턴 스프레이에서의 부동태화(passivation) 단계를 추가할 수 있다.
이 다음에는 도 3 에 나타나 있는 스페이서 도트(406)가 생성된다. 미세구조 스페이서 도트의 패턴이 제 1 기재(402)의 제 1 측면에 인쇄된다. 그 패턴은 200 ∼ 2000 cps 또는 그 이상의 점도를 갖는 UV 경화성 잉크를 사용하여 제 2 마스터 플레이트(526)에 의해 인쇄될 수 있디. 일부 실시 형태에서, 제 2 마스터 플레이트(526)로부터 기재(402)에 전달되는 잉크의 양은 고정밀 계량 시스템(530)에 의해 조절되며 공정의 속도, 잉크 조성 및 패턴 형상 그리고 치수에 달려 있다.
일 실시 형태에서, 스페이서 도트(406)를 인쇄하는데 사용되는 잉크는 염화수소산을 사용하여 가수분해되는 네트워크 형성자로서 메틸 테트라에틸오르토실리케이트 또는 글리시도프로필트리메톡시실란을 이용하는 유기-무기 나노복합재로 구성될 수 있다. 실리카 졸, 실리카 분말, 에틸 셀룰로스 및 하이드록시프로필이 점도 조절용 첨가제로서 이용될 수 있다. 잉크는 자외선 경화의 사용을 가능하게 해주는 시라큐어(Cyracure), 플렉소큐어(Flexocure) 또는 더블큐어(Doublecure)와 같은 상용 광 개시제도 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 스페이서 도트(406)는 이산화티타늄(TiO2), 이산화바륨티타늄(BaTiO), 은(Ag), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 백금(Pt)과 같은 나노입자 금속 산화물 및 안료로 광학적으로 향상될 수 있다. 스페이서 도트의 굴절률은 바람직하게는 제 1 세트의 전도성 라인(404)의 굴절률과 광학적으로 일치할 것이다. 나노입자는 잉크의 점도를 조절하는데도 사용될 수 있다. 또한, 경화 중의 수축은 나노입자 리드(lead)를 잉크에 혼입시켜 감소될 수 있다.
스페이서 도트 인쇄 공정(526) 다음에, 제 1 기재(402)는 제 2 경화 단계를 거칠 수 있는데, 이 경화 단계는 약 0.5 mW/cm2 ∼ 20 mW/cm2 의 세기를 갖는 자외선 경화(532) 및/또는 대략 20℃ ∼ 150℃ 온도에서의 오븐 건조(534)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 스페이서 도트(406)는 80 미크론 내지 40 미크론의 반경 및 500 나노미터 내지 15 미크론의 높이를 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 스페이서 도트 인쇄(526) 후에, 제 1 기재(402)는 제 2 세척 공정(536)을 거칠 수 있다. 이 제 2 세척 공정(536)은 예컨대 공지된 세척 기술을 사용하여 수행될 수 있고, 그런 다음에 제 1 기재(402)는 제 2 건조 단계(538)에서 실온의 공기를 사용하여 건조될수 있다.
병렬 공정에서, 502 ∼ 538 에서와 유사한 단계 다음에, 도 3 에 나타나 있는 제 2 세트의 전도성 라인(412)이 제 2 기재(410)의 일 측면에 생성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 다른 세트의 마스터 플레이트를 사용하여, 제 1 기재의 제 2 측면에 전도성 라인을 생성할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 다른 세트의 마스터 플레이트를 사용하여, 제 1 세트의 라인에 인접한 제 1 기재의 제 1 측면에 제 2 세트의 전도성 라인을 생성할 수 있고, 일 실시 형태에서, 이 제 2 세트의 라인은 제 1 세트의 라인과는 다른 면을 따를 수 있다. 예컨대, 제 1 세트의 라인은 제 1 기재의 x 축을 따라 인쇄될 수 있고, 제 2 세트의 라인은 y 축을 따라 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 전술한 방법 및 상세에 따라 제 2 기재(410) 상에 인쇄된 블럭(526)에 추가하여 또는 그 대신에 스페이서 도트가 인쇄될 수 있다.
일 실시 형태에서, 저항 터치 센서는 2개의 인쇄 패턴을 사용하여 조립될 수 있다. 먼저, 접착성 촉진제 층이 제 1 세트의 전도성 라인(404)을 둘러싸는 제 1 기재(402) 상에 가해진다(408). 접척성 층은 500 나노미터 이상의 층 두께를 가질 수 있다. 그리고, 제 2 세트의 전도성 라인(412)을 갖는 제 2 기재(410)가 기재(402)에 결합될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제 1 기재(402)는, 전도성 라인들이 서로 대향하면서 또한 스페이서 도트(406)와 접착성 촉진제(408)에 의해 형성되는 작은 틈에 의해 분리된 상태에서 정렬되도록 제 2 기재(410)에 결합될 수 있다. 결과적으로 얻어지는 구조는 X-Y 매트릭스 저항 터치 센서일 것이고, 여기서 제 1 및 2 세트의 전도성 라인의 각각의 교차부는 도 4 에 도시되어 있는 바와 같이 정상 개방형 누름 버튼 스위치를 형성하게 된다. 일 실시 형태에서, 양 패턴이 제 1 기재의 동일한 측면에 인쇄되면, 그 기재는 블럭에서 절단되고/절단되거나 다듬어질 필요가 있을 수 있다.
도 5a 및 5b 는 고정밀 계량 시스템의 실시 형태를 나타낸다. 도 5a 에서, 시스템(600)은 고정밀 계량 시스템(512)이고 도 5b 에는 고정밀 계량 시스템(530)이 나타나 있다. 양 고정밀 계량 시스템(512, 530)은 도 4 에 있는 제조 방법(500)의 두 인쇄 단계에서 설명한 바와 같은 마스터 플레이트(510) 및 제 2 마스터 플레이트(526)에 의해 제 1 기재(402)에 전달되는 잉크의 정확한 양을 제어할 수 있다. 일 실시 형태에서, 도 5a 의 시스템(512)은 기재(402)에 복수의 제 1 패턴 라인(518)을 인쇄하는데 사용될 수 있고, 도 5b 의 시스템은 예컨대 기재(402)에 스페이서 도트(406)를 인쇄하는데 사용될 수 있다. 도 5a 및 5b 의 시스템은 잉크 팬(606), 전달 롤(608), 아니록스(anilox) 롤러(610), 닥터 블레이드(612) 및 마스터 플레이트(510, 526)를 포함한다. 도 5a 및 5b 에서, 잉크 팬(606)에 들어 있는 잉크의 일 부분이 아니록스 롤러(610)에 전달되고, 그 롤은 셀이라고 하는 수백만 개의 매우 미세한 딤플을 포함하는 표면을 갖는 산업용 세라믹으로 코팅될 수 있는 강 또는 알루미늄 코어로 구성될 수 있다. 인쇄 공정의 설계에 따라, 아니록스 롤러(610)는 잉크 팬(606)에 절반만 침지되거나 전달 롤(610)과 접촉할 수 있다. 닥터 블레이드(612)는 상기 셀에 있는 측정된 양의 잉크만 남기고 표면으로부터 과잉 잉크를 긁어 내는데 사용될 수 있다. 그리고 롤이 회전하여 플렉소그래픽 인쇄 플레이트(마스터 플레이트(510) 및 제 2 마스터 플레이트(526))와 접촉하고, 이 플레이트는 제 1 기재(402)에 전달될 잉크를 셀로부터 받는다. 인쇄 플레이트의 회전 속도는 바람직하게는 웨브의 속도에 맞아야 하는데, 이 속도는 20 fpm ∼ 750 fpm 일 수 있다.
도 6 의 (a) 및 (b) 는 조립된 저항 회로의 인쇄된 얇은 가요적인 투명한 기재의 평면도의 일 실시 형태를 도시한다. 도 6의 (b) 에서, 평면도(700)는 복수의 전도성 라인(702) 및 복수의 전기 리드(706)와 복수의 전기 커넥터(708)를 포함하는 테일(704)을 포함한다. 이들 세트의 전도성 라인(도 6 의 (a)에서 후술함)은 x-y 그리드에 따를 수 있고, 이 그리드는 사용자가 센서와 상호 작용한 점(미도시)의 확인을 가능하게 해준다. 일 실시 형태에서, 이 그리드는 하나 이상의 세트의 16 x 9 전도성 라인을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 이들 세트의 전도성 라인에 대한 크기 범위는 2.5 mm x 2.5 mm 내지 2.1 mm x 2.1 mm 에서 변할 수 있다. Y 축에 대응하는 하나 이상의 세트의 전도성 라인 및 스페이서 도트가 제 1 기재에 인쇄될 수 있고, X 축에 대응하는 하나 이상의 세트의 전도성 라인은 제 2 기재에 인쇄될 수 있다. 도 6 의 (a) 는, 복수의 스페이서 도트(406) 및 X-Y 그리드가 제 1 세트의 전도성 라인(404) 및 제 2 세트의 전도성 라인(412)으로 형성되어 있는 실시 형태의 분해도(710)를 나타낸다.
도 7 은 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법의 일 실시 형태를 도시한다 단계 800 에서, 적어도 하나의 마스터 플레이트가 예컨대 도 1 에 개시되어 있는 시스템을 사용하여 형성된다. 적어도 하나의 마스터 플레이트가 형성된 후에, 제 1 회로 구성품이 생성될 수 있다(단계 802). 제 1 기재가 예컨대 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정 또는 초음파 청결 공정, 고전기 오존장 발생기, 웨브 청결 또는 물 세척에 의해 청결부(804)에서 청결하게 된다. 청결 후에, 일 세트의 전도성 라인(미세구조 또는 미세 패턴이라고도 함)을 포함할 수 있는 제 1 패턴이 제 1 마스터 플레이트에 의해 블럭(806)에서 제 1 기재의 제 1 측면에 인쇄된다. 제 1 세트의 전도성 라인의 인쇄는 전도성 재료를 사용할 수 있는데, 전도성 재료는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경화부(808)에서, 기재는 예컨대 적외선 가열기, 자외선 가열기 또는 대류 가열기 중의 적어도 하나로 경화된다. 도금부(810)에서는 무전해 도금이 제 1 기재에 대해 수행된다. 이 기재는 세척부(812)에서 세척될 수 있고 건조부(814)에서 건조될 수 있다. 인쇄부(816)에서, 일 세트의 스페이서 미세 구조가 제 1 미세구조 패턴이 인쇄된 기재의 동일한 영역에 인쇄될 수 있다. 도 4 를 다시 참조하면, 스페이서 도트(406)를 인쇄하는데 사용되는 잉크는, 염화수소산을 사용하여 가수분해되는 네트워크 형성자로서 메틸 테트라에틸오르토실리케이트 또는 글리시도프로필트리메톡시실란을 이용하는 유기-무기 나노복합재로 구성될 수 있다. 실리카 졸, 실리카 분말, 에틸 셀룰로스 및 하이드록시프로필이 점도 조절용 첨가제로서 이용될 수 있다. 잉크는 자외선 경화의 사용을 가능하게 해주는 시라큐어(Cyracure), 플렉소큐어(Flexocure) 또는 더블큐어(Doublecure)와 같은 상용 광 개시제도 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 스페이서 도트(406)는 이산화티타늄(TiO2), 이산화바륨티타늄(BaTiO), 은(Ag), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 백금(Pt)와 같은 나노입자 금속 산화물 및 안료로 광학적으로 향상될 수 있다. 경화부(820)에서 제 1 기재가 경화될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제 2 마스터 플레이트가 형성될 수 있고(단계 800), 제 2 회로 요소는 공정(822)으로 생성될 수 있다. 제 1 기재가 예컨대 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정 또는 초음파 청결 공정, 고전기 오존장 발생기, 웨브 청결 또는 물 세척에 의해 청결부(824)에서 청결하게 된다. 청결 후에, 제 2 세트의 전도성 라인을 포함할 수 있는 제 2 미세구조 패턴이 제 2 마스터 플레이트에 의해 인쇄부(826)에서 제 2 기재의 제 1 측면에 인쇄된다. 제 2 세트의 미세구조 패턴은 제 1 세트와 동일한 잉크로 인쇄되거나 또는 일 실시 형태에서는 다른 잉크로 인쇄될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제 1 및/또는 2 세트의 전도성 라인은 하나 이상의 플렉소 마스터를 사용하여 인쇄될 수 있다. 제 2 세트의 전도성 라인의 인쇄는 전도성 재료를 사용할 수 있는데, 이 전도성 재료는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd) 중의 적어도 하나를 포함한다. 경화부(828)에서, 기재는 예컨대 적외선 가열기, 자외선 가열기 또는 대류 가열기 중의 적어도 하나로 경화된다. 도금부(830)에서는 무전해 도금이 제 1 기재에 대해 수행된다. 이 기재는 세척부(832)에서 세척될 수 있고 건조부(834)에서 건조될 수 있다. 인쇄부(836)에서, 일 세트의 스페이서 미세 구조가 제 1 미세구조 패턴이 인쇄되어 있는 기재의 동일한 영역에 인쇄될 수 있다. 도 4 를 다시 참조하면, 스페이서 도트(406)를 인쇄하는데 사용되는 잉크는, 염화수소산을 사용하여 가수분해되는 네트워크 형성자로서 메틸 테트라에틸오르토실리케이트 또는 글리시도프로필트리메톡시실란을 이용하는 유기-무기 나노복합재로 구성될 수 있다. 실리카 졸, 실리카 분말, 에틸 셀룰로스 및 하이드록시프로필이 점도 조절용 첨가제로서 이용될 수 있다. 잉크는 자외선 경화의 사용을 가능하게 해주는 시라큐어(Cyracure), 플렉소큐어(Flexocure) 또는 더블큐어(Doublecure)와 같은 상용 광 개시제도 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 스페이서 도트(406)는 이산화티타늄(TiO2), 이산화바륨티타늄(BaTiO), 은(Ag), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 백금(Pt)와 같은 나노입자 금속 산화물 및 안료로 광학적으로 향상될 수 있다. 경화부(838)에서 제 1 기재가 경화될 수 있다. 회로는 조립될 수 있고(단계 840), 일부 실시 형태에서 그 회로는 제 1 및 2 기재를 정렬시켜 조립된다. 일부 실시 형태에서, 정렬은 제 1 기재의 제 1 미세구조 패턴을 제 2 기재의 제 2 미세구조 패턴과 대향시키는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 회로를 조립하는데 접착제를 사용하며, 접착제 층의 두께는 500 nm 까지 될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제 1 기재 및/또는 제 2 기재는 조립 전에 절단되거나 다듬어질 수 있다. 제 1 또는 2 기재는 건조부(814 및/또는 834)에서 건조된 후에 부동태화될 수 있다.
도 8 은 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법으 일 실시 형태이다. 기재는 청결부(902)에서 예컨대 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정 또는 초음파 청결 공정, 고전기 오존장 발생기, 웨브 청결 또는 물 세척 중의 적어도 하나에 의해 청결하게 된다. 청결 후에, 전도성 라인을 포함할 수 있는 제 1 미세구조 패턴은 인쇄부(904)에서 제 1 마스터 플레이트에 의해 제 1 기재의 제 1 측면에 인쇄될 수 있다. 제 2 패턴은 인쇄부(906)에서 예컨대 제 2 마스터 플레이트를 사용하여 인쇄될 수 있다. 제 1 또는 2 세트의 전도성 라인 패턴은 하나의 플렉소 마스터 또는 하나 이상의 플렉소 마스터를 사용하여 인쇄될 수 있다. 제 1 및 2 세트의 전도성 라인 패턴은 동일한 잉크 또는 다른 잉크를 사용하여 인쇄될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제 1 및/또는 2 세트의 전도성 라인의 인쇄는 전도성 재료를 사용할 수 있는데, 전도성 재료는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경화부(808)에서, 기재는 예컨대 적외선 가열기, 자외선 가열기 또는 대류 가열기 중의 적어도 하나로 경화된다. 도금부(810)에서는 무전해 도금이 기재에 대해 수행된다. 무전해 도금 다음에 기재는 조립부(912)에서 조립될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 인쇄부(908)에서 스페이서를 인쇄하기 전에 기재는 세척부(812)에서 세척될 수 있고 건조부(814)에서 건조될 수 있다. 인쇄부(908)에서, 일 세트의 스페이서가 인쇄부(904, 906)에서 제 1 및 2 마스터 플레이트에 의해 만들어진 패턴 중의 하나 또는 둘다에 인쇄될 수 있다. 일 실시 형태에서, 조립부(912)에서의 조립 다음에 기재는 경화부(910)에서 경화될 수 있다. 일 실시 형태에서, 기재는 조립전에 절단되고/절단되거나 다듬어질 수 있다.
위의 논의는 본 발명의 원리 및 다양한 실시 형태를 설명하기 위한 것이다. 일단 위의 논의가 완전히 이해되면 많은 변형예 및 수정에가 당업자에게 명백할 것이다. 다음의 청구 범위는 그러한 모든 변형예 및 수정예도 포함하는 것으로 해석되는 것이다.

Claims (20)

  1. 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법으로서,
    제 1 회로 구성품을 생성하는 단계; 및
    제 2 회로 구성품을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 회로 구성품을 생성하는 상기 단계는,
    제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 제 1 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계;
    상기 기재를 경화시키는 단계;
    무전해 도금 공정으로 상기 제 1 기재의 제 1 측면에 제 1 전도성 재료를 증착하는 단계;
    제 2 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 복수의 제 1 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및
    이어서 상기 기재를 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 회로 구성품을 생성하는 상기 단계는,
    제 3 마스터 플레이트 및 제 3 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 제 2 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계;
    상기 기재를 경화시키는 단계;
    무전해 도금 공정으로 상기 제 2 기재의 제 1 측면에 제 2 전도성 재료를 증착하는 단계;
    제 4 마스터 플레이트 및 제 4 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 복수의 제 2 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및
    이어서 상기 기재를 경화시키는 단계를 포함하는, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기재 상에서 상기 제 1 패턴 주위에 제 1 접착제 층을 가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접착제 층의 두께는 적어도 500 나노미터인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크 및 제 2 잉크는 서로 다른 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 구성품을 조립하는 단계를 더 포함하고, 회로를 조립하는 단계는 제 1 및 2 기재를 정렬시키는 것을 더 포함하고, 이 정렬은 제 1 기재의 제 1 패턴을 제 2 기재의 제 2 패턴과 대향시키는 것을 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    회로를 조립하는 단계는 제 1 및 2 패턴의 복수의 교차부를 포함하는 X-Y 매트릭스 저항 터치 센서를 포함하고, 제 1 및 2 패턴의 복수의 교차부 각각은 정상 개방형 누름 버튼 스위치를 형성하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 전도성 재료는 서로 다른 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 잉크 및 제 4 잉크는 복수의 나노입자 금속 산화물 및 안료 중의 적어도 하나로 광학적으로 향상될 수 있고, 복수의 나노입자 금속 산화물 및 안료는 이산화티타늄(TiO2), 이산화바륨티타늄(BaTiO3), 은(Ag), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 백금(Pt)을 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 잉크와 제 4 잉크는 적어도 하나의 네트워크 형성자를 포함할 수 있고, 이 적어도 하나의 네트워크 형성자는 메틸 테트라에틸오르토실리케이트 및 글리시도프로필트리메톡시실란을 이용하는 유기-무기 나노복합재를 포함하는 방법.
  10. 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법으로서,
    X 및 Y 축을 포함하는 면을 갖는 기재를 청결하게 하는 단계;
    제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계;
    제 2 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계;
    상기 기재를 경화시키는 단계;
    무전해 도금 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 전도성 재료를 증착하는 단계;
    제 3 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 공정으로, 상기 제 1 패턴이 인쇄된 상기 기재의 동일한 영역에 복수의 스페이서 미세 구조를 인쇄하는 단계; 및
    이어서 상기 기재를 경화시키는 단계를 포함하는, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은 x 축을 따라 인쇄되고 제 2 패턴은 y 축을 따라 상기 제 1 패턴에 인접하여 인쇄되는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전도성 재료는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd) 중의 적어도 하나를 포함하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    스페이서 도트의 귤절률은 상기 제 1 패턴의 굴절률과 광학적으로 맞는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    제 1 및 2 구성품을 조립하는 단계를 더 포함하고, 회로를 조립하는 단계는 제 1 및 2 기재를 정렬시키는 것을 더 포함하고, 이 정렬은 제 1 기재의 제 1 패턴을 제 2 기재의 제 2 패턴과 대향시키는 것을 포함하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크 및 제 2 잉크는 복수의 도금 촉매들 중의 적어도 하나의 도금 촉매를 함유하는 방법.
  16. 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법으로서,
    제 1 마스터 플레이트 및 제 1 잉크를 사용하여 기재의 제 1 측면에 제 1 패턴을 인쇄하는 단계;
    제 2 마스터 플레이트 및 제 2 잉크를 사용하는 플렉소그래픽 인쇄 공정으로 상기 기재의 제 1 측면에 제 2 패턴을 인쇄하는 단계 - 제 1 및 2 패턴은 기재의 표면을 따라 서로 인접하여 인쇄됨;
    상기 기재를 경화시키는 단계; 및
    무전해 도금 공정으로 상기 기재의 패터닝된 제 1 측면에 전도성 재료를 증착하는 단계를 포함하는, 저항 터치 센서 회로를 제조하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기재는 플라즈마 청결 공정, 탄성중합 청결 공정 및 초음파 청결 공정중의 적어도 하나에 의해 청결하게 되는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기재는 부동태화되는(passivated) 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 전도성 재료는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 팔라듐(Pd) 중의 적어도 하나를 포함하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크 및 제 2 잉크는 서로 다른 방법.
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