KR20140126235A

KR20140126235A - 정전식 터치 스크린 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140126235A
Application number: KR1020137025097A
Authority: KR
Inventors: 건추 탕; 셩차이 동; 웨이 리우; 빈 탕
Original assignee: 센젠 오-필름 테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2014-10-30
Also published as: CN103412688A; JP5846463B2; TWI594168B; WO2014153902A1; TW201437891A; JP2015518214A; CN103412688B; KR101510442B1

Abstract

본 발명은 기판, 절연층 및 전도성 브리지들을 포함하는 정전식 터치 스크린에 관한 것으로서, 상기 기판에는 폴리머층이 마련되고; 상기 폴리머층에는 제1 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들이 매립되며; 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상호 교차되고; 상기 제1 방향 전도성 패턴들은 연속적으로 배치되며; 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향 전도성 패턴들의 간격에 의해 복수의 교신하지 않는 전도성 유닛들로 분리되고; 상기 절연층은 상기 제1 방향 전도성 패턴들 위에 배치되며; 각각의 상기 전도성 브리지들은 상기 제2 방향에서 두 개의 인접한 전도성 유닛들을 연결하고; 각각의 상기 전도성 브리지들은 상기 전도성 브리지의 중앙에 위치한 그리드-형태의 브리징 와이어와 양쪽 끝부분에 위치하여 상기 브리징 와이어가 연결되는 두 개의 전도성 블록들을 포함하며; 상기 브리징 와이어들은 상기 절연층의 표면에 매립되고; 상기 두 개의 전도성 블록들은 각각 상기 절연층을 관통하여 대응되는 하나의 전도성 유닛과 연결되며; 상기 전도성 브리지들은 상기 절연층에 의해 상기 제1 방향 전도성 패턴들과 분리된다. 전도성 브리지들은 그리드 구조를 채택함으로써 투명도가 확보되고 제품의 외관에 영향을 주지 않는다.

Description

정전식 터치 스크린 및 그 제조 방법{CAPACITIVE TOUCH SCREEN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 컨트롤(touch control) 분야와 관련된 것으로서, 특히 정전식 터치 스크린(capacitive touch screen) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.[0001]

터치 스크린(touch screen)은 터치와 같은 입력 신호를 받을 수 있는 유도성 장치(inductive device)이다. 터치 스크린은 정보 교류(information interaction)의 새로운 형태를 제시하며, 새롭게 주목되는 강력한 정보 교류 장치이다. 터치 스크린 기술의 개발은 정보 미디어 분야의 광범위한 관심을 불러 일으켰고, 광전자 산업에서 새롭게 부상하는 첨단 기술 산업(high-tech)이 되고 있다. 투명 전도성 필름(transparent conductive film)은 좋은 전도성과 가시광 대역에서의 높은 광투과성을 가지는 얇은 필름이다. 현재, 투명 전도성 필름은 패널 디스플레이, 광발전(photovoltaic) 장치, 터치 컨트롤 패널, 전자파 차폐(shielding)와 같은 분야에 널리 적용되고 있고, 매우 넓은 시장을 가지고 있다.[0002]

종래의 OGS(One Glass Solution) 기술에서, ITO(Indium Tin Oxide)는 유리(glass) 위에 플래이트되고, 그 후 X와 Y 방향으로 요구되는 센서 패턴들을 얻기 위해 에칭(etching)이 수행되며, 마지막으로 브리징(bridging)을 위해 MoAlMo(molybdenum-aluminium-molybdenum)이 사용된다. 그러나, 브리징을 위해 MoAlMo가 사용될 때, 형성된 브리지들은 투명하지 않아 금속 브리지들의 금속 와이어들이 제품의 외관에 나타나 제품의 호감에 영향을 주게 된다.[0003]

따라서, 투명한 브리지 구조(bridge structure)를 갖는 정전식 터치 스크린 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 필요하다.[0004]

정전식 터치 스크린은 기판을 포함하고, 기판에는 폴리머층이 마련되고; 폴리머층에는 제1 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들이 매립되어 있고; 제1 방향과 상기 제2 방향은 상호 교차되고; 제1 방향 전도성 패턴들은 연속적으로 배치되고; 제2 방향 전도성 패턴들은 제1 방향 전도성 패턴들의 간격으로 복수개의 교신하지 않는 전도성 유닛들로 분리되며; 정전식 터치 스크린은 제1 방향 전도성 패턴들 위에 배치되는 절연층과 제2 방향에서 두 개의 인접한 전도성 유닛들을 연결하는 전도성 브리지들을 더 포함하고; 각각의 전도성 브리지들은 전도성 브리지의 중앙에 위치한 그리드-형태의 브리징 와이어와 양쪽 끝부분에 위치하여 브리징 와이어가 연결되는 두 개의 전도성 블록들을 포함하고; 브리징 와이어들은 절연층의 표면에 매립되고; 두 개의 전도성 블록들은 각각 절연층을 관통하여 대응되는 하나의 전도성 유닛과 연결되고; 전도성 브리지들은 절연층에 의해 제1 방향 전도성 패턴들과 분리된다.[0005]

일 실시예에서, 기판은 알루미노실리케이트 글라스(aluminosilicate glass) 또는 소다 라임 글라스(soda lime glass)로 만들어 질 수 있다.[0006]

일 실시예에서, 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향 전도성 패턴들은 기판의 표면에 부착된 금속 코팅을 에칭하여 얻어지고, 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향 전도성 패턴들은 기판에 가까운 폴리머층의 면에 매립될 수 있다.[0007]

일 실시예에서, 금속 코팅은 5-20 nm 의 두께를 가질 수 있다.[0008]

일 실시예에서, 금속 코팅은 실버 코팅일 수 있고, 실버 코팅의 광투과율은 은 80% 보다 클 수 있다.[0009]

일 실시예에서, 폴리머층은 기판에 부착되는 제1면과 절연층에 부착되는 제2 면을 포함하고, 제2 면에는 그리드-형태인 홈들이 마련되고, 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향 전도성 패턴들은 그리드-형태인 홈들로 제공될 수 있다.[0010]

일 실시예에서, 폴리머층의 그리드-형태인 홈들의 폭에 대한 깊이의 비율은 1보다 클 수 있다.[0011]

일 실시예에서, 브리징 와이어들의 두께는 절연층의 두께보다 작을 수 있다.[0012]

일 실시예에서, 절연층의 표면에는 그리드-형태인 홈들이 마련되고, 브리징 와이어들은 그리드-형태인 홈들에 전도성 재료가 채워져 형성되고, 전도성 재료는 금속, 금속합금(metal alloy), 전도성 거대분자(conductive macromolecule), 그래핀(graphene), 카본 나노튜브(carbon nanotubes)와 전도성 잉크(conductive ink) 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다.[0013]

일 실시예에서, 제2 방향에서의 전도성 블록들의 폭은 1-20 μm 일 수 있다.[0014]

일 실시예에서, 제1 방향에서 전도성 불록들의 폭은 2-10 μm 일 수 있다.[0015]

일 실시예에서, 브리징 와이어들은 금속성의 그리드 와이어일 수 있다.[0016]

일 실시예에서, 제2 방향 전도성 패턴들은 제1 방향에서 간격을 두고 배치될 수 있다.[0017]

정전식 터치 스크린을 제조하는 방법은 기판의 표면 위에 폴리머층을 코팅하는 단계; 상기 폴리머층에 그리드-형태인 홈들을 패터닝하는 단계; 상기 그리드-형태인 홈들에 전도성 재료를 채우고 상기 전도성 재료를 경화시켜 제1 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들을 형성하는 단계(상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상호 교차되고 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향 전도성 패턴들의 간격에 의해 복수의 교신하지 않는 전도성 블록들로 분리됨); 상기 폴리머층의 표면에 포토레지스트 층을 코팅하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트 층을 노광하고, 현상에 의해 두 개의 인접한 전도성 유닛들의 위치에 포토레지스트 마스크 층을 각각 얻는 단계; 상기 포토레지스트 마스트 층이 코팅된 상기 폴리머층의 표면에 절연층으로서 인쇄 접착제의 층을 코팅하는 단계; 상기 절연층 위에서, 각각의 두 개의 인접한 포토레지스트 마스크 층의 사이의 위치에 그리드-형태인 브리징 와이어 홈을 인쇄하는 단계; 상기 절연층의 표면과 상기 폴리머층의 표면을 교신시키기 위한 전도성 블록 홈을 형성하도록 상기 포토레지스트 마스크 층을 제거하는 단계; 및 상기 절연층의 표면과 상기 폴리머층의 표면이 교신하도록 전도성 블록 홈을 형성하기 위해 상기 포토레지스트 마스크 층을 제거하는 단계; 및 상기 브리징 와이어 홈과 상기 전도성 블록 홈에 전도성 재료를 채우고 상기 전도성 재료를 경화시켜 두 개의 인접한 전도성 유닛들을 연결시키는 전도성 브리지를 얻는 단계를 포함한다.[0018]

일 실시예에서, 기판은 알루미노실리케이트 글라스 또는 소다 라임 글라스로 만들어질 수 있다.[0019]

일 실시예에서, 기판의 표면 위에 폴리머층을 코팅하는 단계 전에, 기판의 표면은 플라즈마 빔에 의해 충격처리가 수행될 수 있다.[0020]

일 실시예에서, 폴리머층의 그리드-형태인 홈들의 폭에 대한 깊이의 비율은 1보다 클 수 있다.[0021]

일 실시예에서, 제2 방향 전도성 패턴들은 제1 방향에서 간격을 두고 배치될 수 있다.[0022]

정전식 터치 스크린과 그 제조 방법에 의해 전도성 브리지들은 그리드 구조를 채택하고 있어, 투명도가 확보되고 제품의 외관에 영향을 주지 않는다.[0023]

도 1은 일 실시예에 따른 정전식 터치 스크린 구조의 도식적인 모습을 보여준다.[0024]
도 2는 일 실시예에 따른 정전식 터치 스크린의 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향 전도성 패턴들의 분포에 대한 도식적인 모습을 보여준다.[0025]
도 3은 전도성 패턴들에 전도성 재료가 채워진 상태의 도식적인 모습을 보여준다.[0026]
도 4 내지 도 11은 정전식 터치 스크린의 제조 방법의 단계들의 상태들의 모습을 보여준다.[0027]

도 1, 도 2 그리고 도 11을 참조하면, 일 실시예인 정전식 터치 스크린(100)은 기판(110), 기판(110) 위에 배치된 폴리머층(120) 그리고 제1 방향(Y)을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인(grid-shaped) 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향(X)을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들(140)을 포함하고, 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 폴리머층(120)의 동일한 표면에 매립된다(embedded). 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)는 상호 교차되고, 본 실시예에서 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)은 직교(orthogonal)한다. 정전식 터치 스크린(100)의 전도성층(conductive layer)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)에 의해 형성된다.[0028]

제1 방향 전도성 패턴들(130)은 연속적으로 배치되어 상호 교신한다(communicated). 각각의 제2 방향 전도성 패턴(140)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)의 간격에 의해 복수의 전도성 유닛들(142: units)로 분리된다. 절연층(150: insulating layer)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140) 위에 추가적으로 배치된다. 제2 방향(X)으로 두 개의 인접한 전도성 유닛들(142)을 연결하기 위한 전도성 브리지들(160: bridges)은 절연층(150)에 매립된다. 각각의 전도성 브리지(160)는 그 중앙에 그리드-형태인 브리징 와이어(162: bridging wire)와, 양쪽 끝부분에 위치하고 브리징 와이어(162)와 전기적으로 연결된 두 개의 전도성 블록들(164: conductive blocks)을 포함하며, 두 개의 전도성 블록들(164)은 각각 하나의 전도성 유닛(142)과 연결된다. 따라서, 두 개의 인접한 전도성 유닛들(142)은 전도성 브리지(160)에 의해 교신된다. 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 복수의 전도성 브리지들(160)의 배치를 통해 상호 교신하고, 전도성 브리지들(160)은 절연층(150)에 의해 제1 방향 전도성 패턴들(130)로부터 분리된다.[0029]

본 실시예에서, 기판(110)은 투명 글라스(transparent glass)이고, 알루미노실리케이트 글라스(aluminosilicate glass) 또는 소다 라임 글라스(soda lime glass)로 만들어질 수 있다. 기판(110)은 통상 0.3mm - 1.2mm 범위의 두께일 수 있고, 바람직하게는 0.5mm - 0.7mm의 두께로서 전자 장치의 소형화, 경량화 및 얇게 제조해야 하는 요구에 맞출 수 있다.[0030]

폴리머층(120)은 기판(110)의 표면을 덮고, 열가소성 폴리머(thermoplastic polymer), 열경화성 폴리머(thermosetting polymer) 또는 자외선 경화 폴리머(ultraviolet (UV) curable polymer)로 만들어 질 수 있고, 1 μm - 10μm의 두께를 가지며 바람직하게는 2μm - 5μm 의 두께로서 전자 장치의 소형화, 경량화 및 얇게 제조해야 하는 요구에 맞출 수 있다.[0031]

제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 폴리머층(120) 내에 매립된다. 제1 방향 전도성 패턴들(130)은 연속적으로 분포되고(distributed) 제1 방향(Y)으로 전도성이 있다. 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)의 간격에 의해 공간을 두고 있는(spaced) 복수의 전도성 유닛들(142)로 나누어지며, 전도성 브리지들(160)에 의해 연결되기 전에는 전도성이 없고, 복수의 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 상호 교신하지 않는다. 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 전도성 패턴들(140)은 모두 그리드 형태(grid shape)이고, 그리드의 기본적인 형태는 정사각형(square), 다아이몬드형(diamond) 및 정육각형(regular hexagon)과 같은 등변다각형(equilateral polygon)일 수 있고, 또한 불규칙적인 형태일 수 있다. 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 폴리머층(120) 위에 요구되는 패턴들의 그리드-형태인 홈들을 인쇄한 후, 그리드-형태인 홈들에 전도성 재료를 채우고 전도성 재료를 경화시킴으로써 형성된다. 그리드-형태인 홈들의 폭(width)에 대한 깊이(depth)의 비율은 1보다 크도록 함으로써 채워진 전도성 재료가 그리드-형태인 홈들에 잘 머물 수 있도록 한다. 상세하게는, 폴리머층(120)은 기판(110)에 부착되는 제1 표면(미도시)과 절연층에 부착되는 제2 표면(미도시)을 포함하고, 제2 표면은 그리드-형태인 홈들이 마련되며, 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 그리드-형태인 홈들에 수용된다. 본 실시예에서, 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)의 그리드 라인들(grid lines)의 폭은 0.2μm - 5μm이고, 바람직하게는 0.5μm - 2μm 이다. 각 두 개의 인접한 그리드 라인들 사이의 거리는 50μm - 800μm 이다. 그리드 라인들 안에 채워지는 금속의 두께는 1μm - 10μm 이고, 바람직하게는 2μm - 5μm 이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 금속으로 채워지는 그리드 라인들의 폭(w)에 대한 두께(h)의 비율은 0.5 - 2의 범위이고, 바람직하게는 1 - 2이다. 주의해야 할 것은, 그리드 라인들의 밀도와 채워지는 금속의 두께는 물질에 의해 요구되는 시트 저항값(sheet resistance value)과 투과도(transmittance)에 따라 디자인될 수 있다.[0032]

절연층(150)은 제1 방향 전도성 패턴들(130) 위에 위치하며, 전도성 브리지들(160)을 얻기 위해 인쇄된다. 한편, 절연층(150)은 전도성 브리지들(160)이 전도성 브리지들(160) 아래의 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 교신되는 것을 방지한다. 절연층(150)은 열경화성 폴리머, 열가소성 폴리머 또는 자외선 경화 폴리머로 만들어지거나, 폴리머층(120)과 동일한 물질로 만들어지거나 폴리머층(120)과 다른 물질로 만들어질 수 있다.[0033]

브리징 와이어들(162)은 절연층(150)의 표면 위에 요구되는 그리드-형태인 홈들을 인쇄하고, 그리드-형태인 홈들에 전도성 재료를 채움으로써 마련된다. 일반적으로, 브리징 와이어들(162)의 그리드 라인들의 밀도는 제1방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)의 그리드 라인들의 밀도보다 크지 않다. 브리징 와이어들(162)의 그리드 라인들은 0.2μm - 5μm의 폭을 가지며, 바람직하게는 0.5μm - 2μm의 폭을 가진다. 각 두 개의 인접한 그리드 라인들 사이의 거리는 50μm - 500μm 이다. 그리드 라인들의 두께는 1μm - 10μm이고, 바람직하게는2μm - 5μm 이다. 유사하게, 브리징 와이어들(162)의 그리드의 기본적인 형태는 정사각형, 다아이몬드형 및 정육각형과 같은 등변다각형일 수 있고, 또한 불규칙적인 형태일 수 있다. 브리징 와이어들(162)의 두께는 절연층(150)의 두께 보다 작도록 함으로써, 절연층(150)이 제1 방향 전도성 패턴들(130)로부터 브리징 와이어들(162)을 격리시킬 수 있도록 한다.[0034]

각 브리징 와이어(162)는 브리징 와이어(162)의 양쪽 끝의 두 개의 전도성 블록들(164)에 의해 불연속적인 제2 방향 전도성 패턴들(140)과 교신되고, 전도성 블록들(164)은 관통효과(perforating effect)를 가지며, 브리징 와이어들(162)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 교신되는 것이 방지될 수 있다. 각 전도성 블록(164)은 직선 형태이거나 불규칙적인 커브 형태일 수 있다. 시각적 투명성(visual transparency)을 확보하기 위해, 제2 방향(X)에서의 각 전도성 블록(164)의 폭(a)은 1μm - 20μm 이고, 바람직하게는 2μm - 10μm 이다. 각 전도성 블록(164)의 길이(b)는 제1 방향(Y)에서 전도성 블록(164)이 인접한 제2 방향 전도성 패턴들(140)의 전도성 유닛들(142)과 교신하지 않는 조건을 만족시킬 수 있도록 하면 된다.[0035]

브리징 와이어들(162)과 전도성 블록들(164)에 사용되는 전도성 재료는 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)에 사용되는 물질과 같거나 또는 다를 수 있으며, 금, 은, 구리 등과 같은 금속이나 금속 합금, 탄소 나노튜브, 그래핀(grapheme), 전도성 폴리머 물질 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.[0036]

도 4 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 정전식 터치 스크린을 제조하는 방법은 아래의 단계들을 포함한다.[0037]

제1 단계: 폴리머층은 기판의 표면 위에 코팅된다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에서 0.7mm의 두께를 갖는 알루미노실리케이트 강화 글라스(aluminosilicate toughened glass)가 기판(110)으로 사용되고, 5μm 두께를 갖는 UV 타입 투명 인쇄 접착제(glue)가 폴리머층(120)을 얻기 위해 기판(110)의 일면 위에 코팅된다. 글라스 패널의 표면과 UV 접착층(glue layer)의 접착력(adhesive force)을 강화하기 위해, 글라스 패널의 표면은 접착제가 코팅되기 전에 플라즈마 빔에 의한 충격 처리(bombardment treatment)를 받을 수 있으며, 이에 의해 (1) 기름 얼룩(oil stain)과 같은 글라스 표면의 오염물(dirt)이 제거되어 오염물로 인해 접착력이 약화되는 것을 방지할 수 있고, (2) 글라스 패널이 이온화되어(ionized) UV 접착제의 접착력을 증가시키게 된다.[0038]

제2 단계: 패터닝은 그리드-형태인 홈들을 형성하기 위해 폴리머층 위에 수행된다. 도 5를 참조하면, 그리드 홈들은 요구되는 전도성층 패턴들과의 다이 플레이트 매칭(die plate matching)를 이용하여 폴리머층(120) 위에 인쇄된다. 도 1을 참조하면, 그리드 홈들은 제1 방향(Y)를 따라 배열된 복수의 제1 방향 홈들(122)과 복수의 제2 방향 홈들을 포함하고; 제1 방향 홈들(122)은 연속적이며; 제2 방향 홈들은 불연속적이고, 제1 방향 홈들(122)의 간격에 의해 복수의 홈 유닛들(1242)로 분리된다. 폴리머층(120)의 그리드-형태인 홈들의 폭에 대한 깊이의 비율은 1보다 크도록 함으로써 채워지는 전도성 재료가 그리드-형태인 홈들에 잘 머물 수 있도록 한다.[0039]

제3 단계: 전도성 재료는 그리드-형태인 홈들에 채워지고, 제1 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들을 형성하도록 경화된다. 제1 방향과 제2 방향은 상호 교차되고, 제2 방향 전도성 패턴들은 제1 방향 전도성 패턴들의 간격에 의해 복수의 전도성 유닛들로 분리된다. 도 6을 참조하면, 도 1에 도시된 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 제2 단계에서 형성된 그리드 홈들에 전도성 재료가 채워지고 전도성 재료를 경화시킴으로써 얻어지며, 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 제1 방향 전도성 패턴들(130)에 의해 복수의 전도성 유닛들(142)로 분리되고, 제1 방향(Y)에서, 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 상호 교신하지 않는다. 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 그리드 형태이고 전도성 재료가 채워지는 과정을 거친다. 나노 실버 잉크와 같은 전도성 재료는 블레이드 코팅 기술(blade coating technique)을 이용하여 그리드 홈들에 채워질 수 있고, 그 후, 소결되어(sintered) 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들을 형성된다.[0040]

제4 단계: 포토레지스트 층(photoresist layer)은 폴리머층의 표면에 코팅된 후, 마스크를 이용하여 포토레지스트 층이 노광(exposure)되고, 현상(development)에 의해 두 개의 인접한 전도성 유닛들의 위치에서 포토레지스트 마스크 층들(photoresist mask layers)이 각각 얻어진다. 도 7을 참조하면, 포토레지스트 마스크 층들(170)의 위치는 전도성 유닛들(142)의 위치에 대응하고, 전도성 브리지들의 전도성 재료가 후속으로 채워질 때 포토레지스트 마스크 층들(170)은 스토퍼(stopper)의 기능을 갖게 된다.[0041]

제5 단계: 절연층으로 제공되는 인쇄 접착제(imprinting glue)의 층은 포토레지스트 마스크 층들이 코팅되어 있는 폴리머층의 표면 위에 코팅된다. 도 8을 참조하면, 인쇄 접착제의 한 층은 절연층(150)을 얻기 위해 폴리머층(120) 위에 코팅된다. 포토레지스트 마스크 층들(170)은 절연층(150)에 매립되고 코팅되는 인쇄 접착제의 두께는 포토레지스트 마스크 층들(170)의 두께보다 작다. 코팅은 롤 코팅 방법이 적용될 수 있다. 이 과정에서, 인쇄 접착제는 포토레지스트 마스크 층들(170)의 위에 남아 있을 수 있고, 이들은 포토레지스트 마스크 층들(170)이 제거되는 후속 공정에서 함께 제거될 수 있으며, 후속 단계들에 영향을 주지 않는다. 일반적으로, 코팅되는 인쇄 접착제의 두께는 포토레지스트 마스크 층들(170)의 두께보다 작으며, 이는 포토레지스트 마스크 층들(170)의 윗 부분이 절연층(150)의 상부로부터 노출되어 포토레지스트 마스크 층들(170)의 후속 제거가 용이하도록 보장하기 위한 목적이다. 분명히, 인쇄 접착제의 두께가 포토레지스트 마스크 층들(170)의 두께보다 크게 된다면 - 그렇게 되는 것은 가능하다 -, 포토레지스트 마스크 층들(170)이 후속으로 제거될 때에 포토레지스트 마스크 층들(170)을 덮고 있는 인쇄 접착제 부분이 가장 먼저 제거될 수 있다.[0042]

제6 단계: 절연층 위에, 그리드-형태인 브리징 와이어 홈들은 두 개의 인접한 포토레지스트 마스크 층들 사이의 위치에 인쇄된다. 도 9를 참조하면, 그리드-형태인 브리징 와이어 홈(152)은 두 개의 포토레지스트 마스크 층들(170)의 사이의 위치, 즉 두 개의 전도성 유닛들(142) 사이의 위치에 인쇄된다.[0043]

제7 단계: 포토레지스트 마스크 층들은 절연층의 표면과 폴리머층의 표면의 교신을 위한 전도성 블록 홈들을 형성하기 위해 제거된다. 도 10을 참조하면, 스토퍼 역할을 하는 포토레지스트 마스크 층들(170)은 절연층(150) 표면의 브리징 와이어 홈들(152)과 폴리머층(120) 표면의 전도성 유닛들(142) 간의 교신을 위한 전도성 블록 홈들(154)를 얻도록 제거된다. 제2 방향(X)에서 전도성 블록 홈들(154)의 폭은 1 - 20μm이고, 바람직하게는 2 - 10μm로 함으로써 전도성 재료가 채워진 후에 적절한 폭과 길이를 갖는 전도성 블록들을 얻을 수 있다.[0044]

제8 단계: 전도성 재료는 브리징 와이어 홈들과 전도성 블록 홈들에 채워지고, 상기 전도성 재료는 두 개의 인접한 전도성 유닛들이 교신할 수 있는 전도성 브리지들을 얻도록 경화된다. 도 1과 함께 도 11을 참조하면, 브리징 와이어 홈들(152)과 전도성 블록 홈들(154)에 전도성 재료가 채워지고 경화되면, 중앙의 그리드-형태인 브리징 와이어들(162)과 양쪽 끝에 전도성 블록들(164)이 얻어지고, 그 결과 전도성 브리지들(160)이 얻어진다. 전도성 블록들(164)은 불연속적인 제2 방향 전도성 패턴들(140)을 연결하는 관통효과(perforating effect)를 갖게 된다. 유사하게, 나노 실버 잉크와 같은 전도성 재료는 블레이드 코팅 기술을 이용하여 브리징 와이어 홈들(152)과 전도성 블록 홈들(154)에 채워질 수 있고, 그 후 소결되어 브리징 와이어들(162)과 양쪽 끝에 전도성 블록들(164)을 형성한다.[0045]

정전식 터치 스크린과 그 제조방법에서, 제1 방향 전도성 패턴들(130), 제2 방향 전도성 패턴들(140) 그리고 브리징 와이어들(162)은 모두 인쇄 방법에 의해 얻어진다. 주의해야 할 것은 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 또한 기판(110)의 표면에 부착된 금속 코팅을 에칭함으로써 얻어질 수도 있고, 제1 방향 전도성 패턴들(130)과 제2 방향 전도성 패턴들(140)은 기판(110)에 가까운 폴리머층(120)의 면에 매립된다는 것이다. 예를 들어, 금속 코팅은 5 에서 20nm의 두께에 80퍼센트 이상의 광투과성을 갖는 실버 코팅일 수 있고, 금속 그리드 와이어들은 노광, 현상 및 에칭에 의해 얻어진다.[0046]

정전식 터치 스크린을 제조하는 방법과 그 방법에 의해 제조되는 정전식 터치 스크린은 다음과 같은 이점이 있다. (1) 전도성 브리지들의 브리징 와이어들은 그리드 구조를 채택함으로써 두명도를 확보할 수 있고 제품의 외관에 영향을 주지 않는다. (2) 정전식 터치 스크린의 기판 위의 전도성 층과 전도성 브리지들은 그리드 구조를 채택함으로써 제조 공정에서 전도성 층과 전도성 브리지들 모두 인쇄 공정을 적용하여 제조될 수 있고, 전도성 층으로 ITO 필름을 사용하는 종래의 공정과 비교하면 인쇄 공정은 하나의 과정에서 그리드 형태를 형성할 수 있고, 공정이 간단하며, 스퍼터링 코팅 장치(sputtering coating equipment), 기상증착 장치(vapor deposition equipment)와 같은 고비용 장치가 필요하지 않고, 수율이 높으며, 대면적 스크린 및 대량 생산에 적합하고, 에칭 공정이 채택될 필요가 없어 전도성층 재료가 낭비되지 않는 등의 이점이 있다. (3) 전도성층과 전도성 브리지들은 그리드 구조를 채택하여 블래이드 코팅 공정의 채택이 용이하고, 소결 공정 동안 발생하는 응결 효과(condensation effect)에 의해 유발되는 와이어들의 균열을 방지할 수 있다. (4) 전도성층과 전도성 브리지들 모두 ITO를 사용하지 않고 금속에 의해 그리드 와이어들을 형성하는 방식에 의해 얻어질 수 있어 재료 비용이 획기적으로 감소되고, 대규모 터치 패널에서 ITO의 시트 저항이 초과됨에 의해 발생되는 느린 응답 속도 문제도 해결될 수 있다. (5) 전도성 재료가 폴리머층에 매립됨으로써 전도성층과 전도성 브리지들의 와이어들이 긁히는 것을 피할 수 있다.[0047]

이상의 실시예들은 단지 본 발명의 몇 가지 구현 모드들을 상세히 설명한 것이고, 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 주의해야 할 것은 본 기술 분야에 속하는 사람들에게는 본 발명의 원리를 벋어나지 않는다는 전제에서 다양한 수정과 개량이 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부되는 특허청구범위에 기초되어야 한다.[0048]

Claims

기판, 절연층 및 전도성 브리지들을 포함하고,
상기 기판에는 폴리머층이 마련되며; 상기 폴리머층에는 제1 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 형성된 복수의 그리드-형태인 제2 방향 전도성 패턴들이 매립되고; 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상호 교차되며; 상기 제1 방향 전도성 패턴들은 연속적으로 배치되고; 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향 전도성 패턴들의 간격으로 복수의 교신되지 않는(non-communicated) 전도성 유닛들로 분리되며; 상기 절연층은 상기 제1 방향 전도성 패턴들 위에 배치되고; 각각의 상기 전도성 브리지들은 상기 제2 방향에서 두 개의 인접한 전도성 유닛들을 연결하며; 각각의 상기 전도성 브리지들은 상기 전도성 브리지들의 중앙에 위치한 그리드-형태의 브리징 와이어와 양쪽 끝부분에 위치하여 상기 브리징 와이어가 연결되는 두 개의 전도성 블록들을 포함하고; 상기 브리징 와이어들은 상기 절연층의 표면에 매립되며; 상기 두 개의 전도성 블록들은 각각 상기 절연층을 관통하여, 대응되는 하나의 전도성 유닛과 연결되고; 상기 전도성 브리지들은 상기 절연층에 의해 상기 제1 방향 전도성 패턴들과 분리되는, 정전식 터치 스크린.
제1 항에 있어서, 상기 기판은 알루미노실리케이트 글라스 또는 소다 라임 글라스로 만들어지는, 정전식 터치 스크린.
제2항에 있어서, 상기 제1 방향 전도성 패턴들과 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 기판의 표면에 부착된 금속 코팅을 에칭하여 얻어지고, 상기 제1 방향 전도성 패턴들과 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 기판에 가까운 상기 폴리머층의 면에 매립되는, 정전식 터치 스크린.
제3항에 있어서, 상기 금속 코팅은 5-20 nm 의 두께를 갖는, 정전식 터치 스크린.
제4항에 있어서, 상기 금속 코팅은 80% 보다 큰 광투과율을 갖는 실버 코팅인, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 폴리머층은 상기 기판에 부착되는 제1면과 상기 절연층에 부착되는 제2 면을 포함하고; 상기 제2 면에는 그리드-형태인 홈들이 마련되고; 상기 그리드-형태인 홈들에 상기 제1 방향 전도성 패턴들과 상기 제2 방향 전도성 패턴들이 제공되는, 정전식 터치 스크린.
제6항에 있어서, 상기 폴리머층의 각각의 상기 그리드-형태인 홈들의 폭에 대한 깊이의 비율은 1보다 큰, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 브리징 와이어들의 두께는 상기 절연층의 두께보다 작은, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 절연층의 표면에는 그리드-형태의 홈들이 마련되고; 상기 브리징 와이어들은 상기 그리드-형태의 홈들에 전도성 재료가 채워져 형성되고; 상기 전도성 재료는 금속, 금속합금, 전도성 거대분자, 그래핀, 카본 나노튜브와 전도성 잉크로부터 선택된 하나 이상의 물질인, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 제2 방향에서의 상기 전도성 블록들의 폭은 1-20 μm인, 정전식 터치 스크린.
제10항에 있어서, 상기 제1 방향에서 상기 전도성 불록들의 폭은 2-10 μm 인, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 브리징 와이어들은 금속성의 그리드 와이어인, 정전식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향에서 간격을 두고 배치되는, 정전식 터치 스크린.
기판의 표면 위에 폴리머층을 코팅하는 단계;
상기 폴리머층에 그리드-형태인 홈들을 패터닝하는 단계;
상기 그리드-형태인 홈들에 전도성 재료를 채우고, 상기 전도성 재료를 경화시켜 제1 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태의 제1 방향 전도성 패턴들과 제2 방향을 따라 배치된 복수의 그리드-형태의 제2 방향 전도성 패턴들을 형성하되, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상호 교차되고 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향 전도성 패턴들의 간격으로 복수의 교신하지 않는 전도성 블록들로 분리되는 단계;
상기 폴리머층의 표면에 포토레지스트층을 코팅하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트 층을 노광하고, 현상에 의해 두 개의 인접한 전도성 유닛들의 위치에 포토레지스트 마스크 층을 각각 얻는 단계;
상기 포토레지스트 마스트 층이 코팅된 상기 폴리머층의 표면에 절연층으로서 인쇄 접착제의 층을 코팅하는 단계;
상기 절연층 위에, 각각의 두 개의 인접한 포토레지스트 마스크 층의 사이의 위치에 그리드-형태인 브리징 와이어 홈을 인쇄하는 단계;
상기 절연층의 표면과 상기 폴리머층의 표면을 교신시키기 위한 전도성 블록 홈을 형성하도록 상기 포토레지스트 마스크 층을 제거하는 단계; 및
상기 브리징 와이어 홈과 상기 전도성 블록 홈에 전도성 재료를 채우고, 두 개의 인접한 전도성 유닛들을 연결시키기 위한 전도성 브리지를 얻도록 전도성 재료를 경화시키는 단계를 포함하는, 정전식 터치 스크린 제조 방법.
제14 항에 있어서, 상기 기판은 알루미노실리케이트 글라스 또는 소다 라임 글라스로 만들어지는, 정전식 터치 스크린 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 기판의 표면 위에 상기 폴리머층을 코팅하는 단계 전에, 상기 기판의 표면은 플라즈마 빔에 의해 충격처리가 수행되는, 정전식 터치 스크린 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 폴리머층의 상기 그리드-형태인 홈들의 폭에 대한 깊이의 비율은 1보다 큰, 정전식 터치 스크린 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 방향 전도성 패턴들은 상기 제1 방향으로 간격을 두고 배치되는, 정전식 터치 스크린 제조 방법.