KR20140128611A - 터치 패널 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 패널의 제조 방법은 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계; 터치 패널의 전면에 일정 두께의 절연체층을 형성한 후, 각각의 제1축 정전전극 사이의 연결 부분 또는 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분의 위에 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층을 남기는 절연 공정을 수행하는 단계; 및 길이 방향의 절연체층의 위로 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

Description

터치 패널 및 제조 방법{Touch Panel and Method for Making the Same}
본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 터치 패널의 윈도우 영역에서의 서로 일정 거리 이격된 정전전극 사이를 점핑 연결하여 2중 브릿지(Bridge) 1 레이어(Layer)의 터치 센서를 구현한 터치 패널 및 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널은 버튼을 손가락으로 접촉하여 컴퓨터 등을 대화적, 직감적으로 조작함으로써 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력 장치이다.
이러한 터치패널은 접촉을 감지하는 방식에 따라 저항막 방식과 정전용량 방식, 적외선방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며, 현재는 저항막 방식이 많이 사용되어지고 있으나, 향후 내구성 및 경박 단소한 특성에 유리한 정전용량 방식의 사용이 증가될 것이다.
이와 같은 상기 정전용량방식의 터치패널, 특히 터치스크린은 그 구조가 PET(Polyethylene Terephthalate)나 유리 등의 투명한 절연체 필름 상에 투광 도전체로 이루어진 ITO(Indium Tin Oxide)와, ITO의 테두리에 실버 페이스트, 메탈 및 다양한 금속 등의 리드선으로 이루어진 정전전극을 접착제층이나 절연체층을 부가하여 상하로 적층하여 구성된다.
여기서, ITO는 X축의 X축 송신전극을 다이아몬드 형태의 등간격 또는 바 형태의 다양한 모습으로 형성한 X축 ITO와 Y축의 Y축 수신전극을 동일한 형태로 형성한 Y축 ITO로 구성하여 적층되도록 한다.
위와 같이 형성된 터치스크린은 사용자의 터치에 따른 터치 신호를 컨트롤러가 입력 받아서 좌표 신호를 출력하는 것이다.
그런데 이와 같이 X축 또는 Y축에 나란하게 배치되는 정전전극은 리드선으로부터 각각 다른 이격거리를 가지고 배치된다. 이들 사이에는 다른 정전전극이 배치되므로 리드선이 연결되는 부분에서 바라보면 각각의 정전전극은 서로 다른 전기적 특성을 가지게 된다.
이하에서는 이러한 터치 패널의 종래 기술에 관하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 Y축 전극 패턴을 나타낸 도면이고, 도 3은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태에서의 층 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는 X축과 Y축 전극은 설계 형태에 따라서 탑(Top) 전극이 될 수도 바탐(Bottom) 전극이 될 수도 있다. 다만 이후의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 X축 전극은 바탐(Bottom) 전극으로, Y축 전극은 탑(Top) 전극으로 지정하여 설명한다.
도 1은 종래의 바텀(Bottom) 패턴층을 나타내는 도면으로서 X축 전극 패턴을 나타내고, 도 2는 종래의 탑(Top) 패턴층을 나타내는 도면으로서 Y축 전극 패턴을 나타낸다.
도 1 및 도 2와 같은 X축 정전전극(10)을 갖는 바탐(Bot) 전극과 Y축 정전전극(20)을 갖는 탑(Top) 전극을 각각 제작한후 층간 합지후 윈도우 부착을 하여 터치 패널을 제조하였다. 이러한 제조 과정에 의해 완성된 터치 패널은 평면도를 도 3에 도시하였다.
도 3을 참조하면, 종래의 정전방식 터치 패널은 송신 전극(드라이빙 전극)인 X축 정전전극(10)을 갖는 탑(Top) 패턴과 수신 전극(센싱 전극)인 Y축 정전전극(20)을 갖는 바텀(Bottom) 패턴이 패널의 전면에 고루 형성되고, 일측에 연결전극(30, 40)을 형성하였다.
이러한 종래의 정전방식 터치 패널의 층 구조를 보면 도 4와 같다.
도 4를 참조하면, 종래에는 탑(Top) 패턴과 바텀(Bottom) 패턴을 각각 제작하므로 탑(Top) 패턴과 바텀(Bottom) 패턴에 사용되는 ITO 필름이 2장 필요하였다.
또한, ITO 필름 상부에는 OCA가 필수적으로 부가되어야 하는데, ITO 필름이 2장 사용되므로 OCA도 2장 필요하였다.
따라서, 종래의 터치 패널은 하나의 터치 패널 제품을 만들기위해 ITO 필름과 OCA가 각각 두 장이 사용되기 때문에 가격적으로 비싼 단점이 있다.
종래의 터치 패널은 송신 전극과 수신 전극으로 2개 층을 사용하기 때문에 두께 축소가 어렵고 높은 원자재 비용과 공정 비용이 높게 발생하며 투과도가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 터치 패널은 탑 패턴층과 바텀 패턴층의 합지할 때, 셀바이셀(Cell by cell) 방식이 아니라 시트바이시트(Sheet by sheet) 방식으로 하기 때문에 패턴층 별로 불량률을 측정하는 특성에 의해 수율이 좋지 않았다. 특히, 층별 합지시 얼라인 공차를 맞추기가 힘들어 수율이 좋지 않고, 타이트한 공차 관리가 어려운 단점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 정전용량 터치 패널의 구조의 개발이 필요한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 터치 패널의 윈도우 영역에서의 서로 일정 거리 이격된 Y축 정전전극(투명 도전층) 사이의 연결 부분을 금속 와이어로 와이어 본딩하여
매우 좁은 면적의 금속층으로 패터닝하여 시인성 및 선저항성이 우수하면서 회로폭을 줄일 수 있는 2중 브릿지(Bridge) 1 레이어(Layer)의 터치 센서를 구현한 터치 패널 및 제조 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 터치 패널의 제조 방법은 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계; 및
일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널의 제조 방법은,
터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계;
터치 패널의 전면에 일정 두께의 절연체층을 형성한 후, 각각의 제1축 정전전극 사이의 연결 부분 또는 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분의 위에 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층을 남기는 절연 공정을 수행하는 단계; 및
길이 방향의 절연체층의 위로 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널의 제조 방법은,
터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계;
일정 거리 이격된 제2축 정전전극 간을 점핑하여 전기적으로 연결하기 위해 각각의 제2축 정전전극의 상부면 일측에 형성되는 각각의 제2축 정전전극의 연결 영역에 감광성 소재를 형성한 후, 터치 패널의 전면에 절연체층을 형성하는 단계;
절연체층 중에서 감광성 소재가 형성된 연결 영역을 제거하는 단계; 및
각각의 제2축 정전전극의 연결 영역의 사이를 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널은,
투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층; 및
일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 점핑하여 전기적으로 연결하는 금속 와이어를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널은,
투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층;
각각의 제1축 정전전극 사이의 연결 부분 또는 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분의 위에 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층; 및
길이 방향의 절연체층의 위로 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 점핑하여 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결하는 금속 와이어를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 터치 패널은,
투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층;
투명 도전층의 위에 일정 두께로 형성되고, 각각의 제2축 정전전극의 상부면 일측에 각각의 제2축 정전전극의 연결 영역을 홈 형태로 형성하는 절연체층; 및
홈 형태로 형성된 연결 영역의 사이를 점핑하여 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결하는 금속 와이어를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 금속 와이어를 사용하여 서로 일정 거리 이격된 각각의 Y축 정전전극의 브릿지 회로를 형성하므로 공정이 단순하고 선저항이 균일하며 내식성이 강한 효과가 있다.
본 발명은 50㎛ 이하로 금속 와이어의 브릿지 회로를 구성할 수 있어 브릿지 회로가 안보여서 시인성이 개선되고 1회 공정으로 브릿지 회로가 완성되므로 공정 원가를 절감하며 금속 와이어의 저항값(면저항 5Ω 이하)이 낮아서 수신 감도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 Y축 전극 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 정전용량 방식 터치 패널에서 X축 전극 패턴과 Y축 전극 패턴을 합체한 상태에서의 층 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 나타낸 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 평면에서 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서로 일정 거리 이격된 Y축 정전전극을 금속 와이어로 점핑한 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 일정 거리 이격된 Y축 정전전극을 금속 와이어로 점핑한 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 나타낸 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 평면에서 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 나타낸 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 평면에서 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 터치 패널의 제조 방법을 터치 패널의 X축 측면에서의 층 구조로 나타낸 것이다.
도 5a의 (a)와 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 절연층(110) 위에 투명 도전층(120)을 형성하고, 그 상부에 금속층(130)을 형성한다. 여기서, 절연층(110)은 투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체로 형성되고, 유기 절연체는 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 아크릴의 플라스틱 소재를 포함하며 무기 절연체는 글라스(Glass) 소재, 광학 처리된 글라스 소재로 이루어진다.
투명 도전층(120)은 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide, TCO)와 같은 투명한 재질의 전도성 물질로 형성되며, 구체적으로는 ITO 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하거나 ITO, IZO, SnO2, AZO, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그라핀(Graphene), 은 나노와이어(Silver Nanowires, AGNW) 등으로 이루어지는 투명 전도성 물질로 형성한다.
금속층(130)은 낮은 면저항의 다양한 금속을 사용할 수 있으며 제조의 용이성 및 전기 전도도를 고려하여 구리 또는 알루미늄, 은, 금, 백금 등으로 하는 것이 바람직하다.
절연층(110)에 금속층(130)을 형성하는 방법은 라미네이팅이나 기상 증착, 코팅과 같은 공지의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예는 포토리소그래피뿐 아니라, 그라비아 옵셋 방식, 실버 프린팅, 임프린트 공법, 잉크젯 인쇄 공법 등 다양한 공정으로 구현할 수 있다.
이하부터는 설명의 편의를 위해 포토리소그래피에 의한 공법을 그 실시예로 든다.
다음으로, 도 5a의 (b), (c), (d)와 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 포토리소그래피(Photolithography)의 공정에 의해 투명 도전층(120)으로 이루어진 투명전극 패턴과 금속층(130)으로 이루어진 배선전극 패턴을 형성한다.
터치 패널은 복수의 X축 정전전극을 포함한 제1축 패턴과, 제1축 패턴과 일정 거리 이격되어 직각 방향으로 교차하는 복수의 Y축 정전전극을 포함한 제2축 패턴, 각각의 X축 정전전극의 일측 끝단과 연결된 각각의 버스 전극을 포함한 배선전극 패턴과, 각각의 Y축 정전전극의 일측 끝단과 연결된 각각의 버스 전극을 포함한 배선전극 패턴을 형성한다.
투명전극 패턴은 터치 패널의 원도우 영역(화면이 표시되는 영역)에 해당하는 부분의 복수의 X축, Y축 정전전극을 나타내는 금속 회로(투명 도전층(120)으로 이루어짐)로서 사용자의 터치 패턴 영역을 나타낸다.
배선전극 패턴은 투명전극 패턴의 각각의 X축, Y축 정전전극의 일측 끝단과 연결되고 터치 패널의 원도우 영역을 제외한 가장자리 영역의 금속 회로(금속층(130)으로 이루어짐)이며, 투명전극 패턴과 인쇄회로기판과 연결시켜 사용자의 터치 패턴을 감지, 제어하는 버스 전극을 나타낸다.
도 5a의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 포토리소그래피의 공정에 의해 투명전극 패턴과 배선전극 패턴에 해당하지 않는 부분의 금속층(130)과 투명 도전층(120)을 동시에 제거한다(1차 메탈+ITO 에칭 공정). 즉, 포토리소그래피의 공정은 드라이필름 라미네이팅, 노광, 현상, 메탈 에칭, ITO 에칭, 박리 공정을 수행한다.
포토리소그래피의 공정은 제1 감광성 소재(140)를 금속층(130) 위에 형성하고 패턴이 형성된 아트워크 필름을 이용하여 UV 조사하면 제1 감광성 소재(140)가 패턴이 형성되며(노광 공정), 약한 알칼리 용액을 이용하여 패턴이 형성된 제1 감광성 소재(140)가 형성된 후(현상 공정), 메탈 에칭, ITO 에칭, 박리 공정을 수행한다.
여기서, 제1 감광성 소재(140)를 금속층(130) 위에 형성하는 공정은 드라이필름을 라미네이팅 공정을, 액상 타입의 실리콘, 에폭시 소재를 사용하는 경우 코팅 공정을, SiO2, TiO2의 절연 물질을 사용하는 경우, 증착 공정을 사용한다.
본 발명은 패턴이 형성된 아트워크 필름을 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 패턴이 형성된 패턴 툴(Tool)이면 어떠한 것도 가능하며, 패턴 툴 없이 직접적으로 패턴을 구현하는 장비를 이용하여 노광 공정을 수행할 수도 있다.
이하에서의 포토리소그래피의 공정은 동일한 라미네이팅, 노광, 현상, 에칭, 박리 과정을 거치므로 중복되는 설명으로 생략한다.
도 5a의 (c), (d)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제2 감광성 소재(141)를 이용하여 배선전극 패턴의 금속층(130)을 남기고 투명전극 패턴의 금속층(130)을 제거한다(2차 메탈 공정). 즉, 포토리소그래피의 공정은 드라이필름 라미네이팅, 노광, 현상, 메탈 에칭, 박리 공정을 수행한다.
다음으로, 도 5b의 (e), (f)와 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명은 터치 패널의 전면에 일정 두께의 절연체층(150)을 형성한 후, 제3 감광성 소재(142)를 이용하여 각각의 X축 정전전극의 사이의 연결 부분(122)을 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층(152)과 배선전극 패턴에 형성된 절연체층(150)을 남기고 나머지 영역의 절연체층(150)을 제거하는 절연체층(150)의 패터링 공정을 수행한다(절연체층(150, 152)의 절연 공정). 즉, 포토리소그래피의 공정은 드라이필름 라미네이팅, 노광, 절연체층 절연 공정(현상)을 수행한다.
길이 방향의 절연체층(152)은 각각의 X축 정전전극의 사이의 연결 부분(122)에 형성하고 있지만 각각의 Y축 정전전극의 사이의 연결 부분에도 형성될 수 있다.
본 발명은 설명의 편의를 위해 절연체층(150, 152)으로 SiO2를 증착하고 있으나, 이에 한정하지 않고, 아크릴 소재 드라이필름을 라미네이팅하거나 액상 타입의 실리콘, 에폭시를 코팅 및 SiO2, TiO2의 투명 절연 물질을 증착하는 공정 중 하나의 공정을 선택하여 형성될 수 있다.
액상 타입의 실리콘, 에폭시 소재의 경우, 다이렉트 그라비아(Direct Gravure), 리버스 그라비아(Reverse Gravure), 마이크로 그라비아, 콤마(Comma), 슬롯 다이 코팅(Slot die coating), 슬릿 코팅(Slit coating), 커튼 코팅(Curtain coating), 캐필러리 코팅(Capillary coating), 스프레이 코팅(Spray coating), 딥 코팅(Dip coating), 실크 스크린 및 스핀 코팅(Spin coating), 프렉소(Flexo) 인쇄, 그라비아 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오프셋 프린팅 중에서 선택된 한 가지 방법에 의해 도포된다.
여기서, 절연체층(150, 152)은 전술한 감광성 소재와 동일한 물질이므로 소재의 종류에 따라 라미네이팅, 코팅 및 증착 공정을 수행할 수 있다.
다음으로, 도 5b의 (g)와 도 6d에 도시된 바와 같이, 본 발명은 각각의 X축 정전전극의 사이의 연결 부분(122)에 형성된 길이 방향의 절연체층(152)의 위로 금속 와이어(160)의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 일정 거리 이격된 Y축 정전전극 사이를 금속 와이어(160)를 이용하여 전기적으로 연결한다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 X축 정전전극의 사이의 연결 부분(122)은 터치 패널의 X축 측면에서의 층 구조를 나타낸 것으로서, 본딩 장비를 이용하여 서로 일정 거리 이격된 각각의 Y축 정전전극의 사이를 저저항의 금속 와이어(160)로 점핑하여 전기적으로 연결한다.
여기서, 금속 와이어(160)의 연결은 하나 또는 두 개 이상으로 복수개로 형성할 수 있다.
금속 와이어(160)의 종류는 금, 은, 알루미늄, 구리 등의 저저항의 금속을 사용한다.
금속 와이어(160)의 굵기는 금의 경우 연성이 우수하여 10-50㎛ 정도이고, 은, 알루미늄, 구리의 경우 50-350㎛ 정도이다. 예를 들면, 금속 와이어(160)의 사용 용도에 따라 전류량이 적은 메모리와 같은 고집적 회로에 금이 사용되고 전류량이 많고 배수선이 적은 소자에 굵은 선으로 알루미늄이 사용될 수 있다.
본 발명은 50㎛ 이하로 금속 와이어(160)의 브릿지 회로(20㎛ 이하로도 구성할 수 있음)를 구성할 수 있어 브릿지 회로가 안보여서 시인성이 개선되고 1회 공정으로 브릿지 회로가 완성되므로 공정 원가를 절감하며 금속 와이어(160)의 저항값(면저항 5Ω 이하)이 낮아서 수신 감도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금속 와이어(160)의 종류를 선택하여 브릿지 저항을 선택할 수 있다.
본딩 장비, 본딩 방법 및 와이어 본딩 접합 방법은 금속 와이어(160)를 본딩하는 종래 기술로 상세한 설명을 생략한다.
본딩 방법은 열압착법, 초음파 압착법, 초음파 병용 열압착법 등이 있고, 와이어 본딩 접합 방법에 따라 볼 본딩(Ball Bonding)과 웨지 본딩(Wedge Bonding)으로 구분된다.
범용 본딩 장치는 본딩 와이어를 그 내부에 통과시켜 접속에 이용하는 캐필러리 지그를 이용하여 본딩 와이어의 선단을 아크 입열로 가열 용융하고 표면장력에 의하여 볼부를 형성시킨다.
범용 본딩 장치는 형성된 볼부를 제1 Y축 정전전극 상에 초음파 압착 접합시키고 본딩 와이어를 제1 Y축 정전전극과 일정 거리 이격된 제2 Y축 정전전극 상에 찍게 되면 본딩 와이어가 붙게 되며 본딩 장치를 들어 올려 본딩 와이어가 잘려지게 되어 붙게 된다(볼 본딩(Ball Bonding)).
웨지 본딩(Wedge Bonding) 방식은 30-60도 정도의 기울기를 가진 웨지 툴(Wedge Tool)을 이용하여 Y축 정전전극에서 수평적으로 찍히게 되고 웨지를 들어 올리면 본딩 와이어를 잡아 당겨 접착 부분을 끊어주게 되며 이러한 과정을 반복하여 여러 지점의 접착점에 대해 본딩 와이어를 끊지 않고 연속적으로 붙일 수 있다.
본 발명은 금속 와이어(160)를 사용하여 Y축 정전전극의 브릿지 회로를 사용하므로 공정이 단순하고 선저항이 균일하며 내식성면에서 금속 와이어(160)의 굵기가 굵기 때문에 강하다.
와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행한 후, 각각의 Y축 정전전극과 금속 와이어(160) 간을 액상 절연제로 도포하여 밀착력을 강화한다.
액상 절연제는 금속 와이어(160)가 연결되는 일부 영역을 몰딩할 수 있고, 터치 패널의 전면을 몰딩할 수도 있다.
여기서, 액상 절연제는 광학 투명 점착제(Optical Clear Adhesive, OCA), 광학 투명 레진(Optical Clear Resin, OCR), 아크릴 점착제(Acrlic Adhesive)를 포함한 다양한 점착제를 포함한다.
다른 실시예로서, 본 발명은 금속 와이어(160)의 접착성을 증대하기 위해서 각각의 Y축 정전전극과 금속 와이어(160) 간을 별도의 프라즈마 표면 처리를 수행한 후 금속 와이어(160)의 와이어 본딩을 수행할 수 있다.
프라즈마 표면 처리는 금속 와이어(160)가 연결된 일부 영역을 수행할 수 있고, 터치 패널의 전면을 수행할 수도 있다.
이외에 본 발명은 와이어의 굵기를 50-100㎛의 굵은 것을 사용하여 밀착력을 강화할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 서로 일정 거리 이격된 각각의 Y축 정전전극을 금속 와이어(160)로 본딩하는 것으로 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 각각의 X축 정전전극을 이격시켜 금속 와이어(160)로 본딩할 수도 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는 서로 일정 거리 이격된 Y축 정전전극을 금속 와이어(160)로 점핑한 모습으로서, 금속 와이어(160)의 접착성을 증대하기 위해서 금속 와이어(160)가 접촉하는 Y축 정전전극 일면에 금속층(132)을 형성한 후 그 위에 금속 와이어(160)로 와이어 본딩을 수행한다.
금속층(132)의 크기는 금속 와이어(160)의 본딩되는 돌출 영역보다 크게 형성한다.
금속층(132)은 포토리소그래피 공법, 그라비아 옵셋 방식, 실버 프린팅, 임프린트 공법, 잉크젯 인쇄 공법 등 다양한 공정으로 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 나타낸 측면에서의 층 구조로 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 평면에서 나타낸 도면이다.
도 9는 터치 패널의 제조 방법을 터치 패널의 X축 측면에서의 층 구조로 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10의 실시예는 전술한 도 5a 및 도 5b, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 실시예와 중복되는 구성요소의 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9 및 도 10은 일정 거리 이격된 Y축 정전전극의 사이를 점핑될 연결 영역을 오픈하고 오픈된 연결 영역에 금속 와이어(160)로 점핑하여 전기적으로 연결하는 오픈 타입 방식(Open Type)이다.
도 9 및 도 10은 전술한 도 5a의 (a), (b), (c), (d)와 도 6a, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 포토리소그래피(Photolithography)의 공정에 의해 투명 도전층(120)으로 이루어진 투명전극 패턴과 금속층(130)으로 이루어진 배선전극 패턴을 형성한다.
다음으로, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 서로 일정 거리 이격된 각각의 Y축 정전전극의 투명 도전층(120)의 상부면 일측에 형성되는 각각의 Y축 정전전극의 연결 영역(124)에 드라이필름(또는 액상 포토 레지스트)(155)을 형성한다.
여기서, 연결 영역(124)은 서로 일정 거리 이격된 각각의 Y축 정전전극 간을 점핑하여 전기적으로 연결하는 위치로 각각의 Y축 정전전극의 상부면 일측에 각각 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 포토리소그래피의 공정은 감광성 소재(예들 들면, 드라이필름)를 투명 도전층(120) 위에 형성하고 패턴이 형성된 아트워크 필름을 이용하여 UV 조사하면 감광성 소재가 패턴이 형성되며(노광 공정), 약한 알칼리 용액을 이용하여 패턴이 형성된 감광성 소재가 형성된다(현상 공정).
다음으로, 본 발명은 터치 패널의 전면에 일정 두께의 절연체층(150)을 형성한 후(도 9의 (b)와 도 10의 (b)), 형성한 절연체층(150) 중 드라이필름(155)이 형성된 연결 영역(124)을 노광 및 현상 공정으로 제거한다(도 9의 (c)와 도 10의 (c)).
다음으로, 본 발명은 각각의 Y축 정전전극의 상부면 일측에 형성된 연결 영역(124)의 사이를 금속 와이어(160)로 점핑하여 전기적으로 연결하도록 금속 와이어(160)의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행한다(도 7, 도 9의 (d)와 도 10의 (d)).
전술한 도 5a 및 도 5b, 도 6a 내지 도 6d의 마스킹 타입(Masking Type), 도 9 및 도 10의 오픈 타입 방식(Open Type)을 예시하고 있지만. 이에 한정하지 않고 서로 일정 거리 이격된 Y축 정전전극의 사이를 금속 와이어(160)로 점핑하여 전기적으로 연결할 수 있는 경우이면 X축 정전전극과 Y축 정전전극을 구성하는 모든 방식을 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 절연층
120: 투명 도전층
122: X축 정전전극 사이의 연결 부분
124: 각각의 Y축 정전전극의 연결 영역
130, 132: 금속층
140: 제1 감광성 소재
141: 제2 감광성 소재
142: 제3 감광성 소재
143: 제4 감광성 소재
144: 제5 감광성 소재
150, 152: 절연체층
155: 드라이필름
160: 금속 와이어

Claims (13)

  1. 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계; 및
    상기 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 상기 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  2. 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계;
    상기 터치 패널의 전면에 일정 두께의 절연체층을 형성한 후, 상기 각각의 제1축 정전전극 사이의 연결 부분 또는 상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분의 위에 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층을 남기는 절연 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 길이 방향의 절연체층의 위로 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 상기 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  3. 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 터치 패널의 원도우 영역에 해당하고 투명 도전층으로 이루어지며 복수의 제1축 정전전극과 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 이격됨―을 형성하는 단계;
    상기 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 간을 점핑하여 전기적으로 연결하기 위해 상기 각각의 제2축 정전전극의 상부면 일측에 형성되는 상기 각각의 제2축 정전전극의 연결 영역에 감광성 소재를 형성한 후, 상기 터치 패널의 전면에 절연체층을 형성하는 단계;
    상기 절연체층 중에서 상기 감광성 소재가 형성된 연결 영역을 제거하는 단계; 및
    상기 각각의 제2축 정전전극의 연결 영역의 사이를 금속 와이어의 와이어 본딩(Wire Bonding)을 수행하여 상기 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계는,
    상기 금속 와이어의 와이어 본딩을 수행한 후, 상기 각각의 제2축 정전전극과 상기 금속 와이어 간을 액상 절연제로 도포하는 단계
    를 더 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계는,
    상기 각각의 제2축 정전전극과 상기 금속 와이어 간을 프라즈마 표면 처리를 수행한 후 상기 금속 와이어의 와이어 본딩을 수행하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 굵기는 금의 경우, 10-50㎛이고, 은, 알루미늄, 구리의 경우, 50-350㎛인 터치 패널의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 연결은 하나 또는 두 개 이상의 복수개로 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어로 점핑하여 전기적으로 연결하는 단계는,
    상기 금속 와이어가 접촉하는 상기 제2축 정전전극 일면에 금속층을 형성한 후 그 위에 상기 금속 와이어의 와이어 본딩을 수행하는 단계
    를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  9. 터치 패널에 있어서,
    투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
    상기 절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층; 및
    상기 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 점핑하여 전기적으로 연결하는 금속 와이어
    를 포함하는 터치 패널.
  10. 터치 패널에 있어서,
    투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
    상기 절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층;
    상기 각각의 제1축 정전전극 사이의 연결 부분 또는 상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분의 위에 전기적으로 절연하는 길이 방향의 절연체층; 및
    상기 길이 방향의 절연체층의 위로 상기 일정 거리 이격된 제2축 정전전극 사이를 점핑하여 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결하는 금속 와이어
    를 포함하는 터치 패널.
  11. 터치 패널에 있어서,
    투명한 재질의 유기 절연체 또는 무기 절연체의 절연층;
    상기 절연층의 위에 복수의 제1축 정전전극과, 상기 복수의 제1축 정전전극과 직각 방향으로 교차하는 복수의 제2축 정전전극―상기 각각의 제2축 정전전극 사이의 연결 부분은 서로 일정 거리 떨어져 있음―을 형성하는 투명 도전층;
    상기 투명 도전층의 위에 일정 두께로 형성되고, 상기 각각의 제2축 정전전극의 상부면 일측에 상기 각각의 제2축 정전전극의 연결 영역을 홈 형태로 형성하는 절연체층; 및
    상기 홈 형태로 형성된 연결 영역의 사이를 점핑하여 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결하는 금속 와이어
    를 포함하는 터치 패널.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상면에서 상기 금속 와이어의 와이어 본딩에 의해 상기 금속 와이어가 접촉되는 상기 투명 도전층의 일면에 형성된 금속층
    을 더 포함하는 터치 패널.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어가 접촉되는 영역에 도포되는 액상 절연제
    를 더 포함하는 터치 패널.
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