KR20150029854A - 터치패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

터치패널 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판; 투명기판의 액티브 영역에 형성되고 메쉬(Mesh) 패턴을 갖는 메쉬패턴부와, 베젤 영역에 형성되는 베젤부를 일체형으로 구비하는 백그라운드층; 및 백그라운드층 상부에 형성되는 것으로, 복수의 센싱패턴들과 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 포함하고, 백그라운드층은 흑색 물질로 형성되고, 터치센싱층은 메쉬(Mesh) 패턴을 가져 백그라운드층과 중첩되도록 형성된다.

Description

터치패널 및 그 제조방법{TOUCH PANEL AND METHOD THE SAME}
본 발명은 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윈도우 일체형의 정전용량방식 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터치패널(Touch Panel)은 디스플레이 표면에 장착되어 사용자의 손가락 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 제품을 작동시키는 입력장치로서, 각종 디스플레이 장치에 폭넓게 응용될 수 있으며, 근래에 와서는 직관적인 인터페이스를 추구하는 트렌드에 따라 평판 디스플레이 장치, 각종 모바일 기기, 스마트폰, 태블릿 PC 등에서 많이 사용되고 있다.
이러한 터치패널은 동작원리에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분될 수 있으며, 신호 증폭에 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 차이, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자기기에 채용되고 있다.
특히, 정전용량 방식 터치패널은 APPLE社의 iPhone이 출시되면서 급격히 확대된 터치패널 방식으로, 인체에서 발생하는 정전기와 기판의 상호 작용으로 X와 Y의 위치를 감지하며(정전용량층 형성), 이를 위해 기판 위에 복수개의 센싱전극을 필요로 한다. 저항막 방식에 비하여 가격이 높다는 문제가 있으나 멀티터치 구현이 용이하고 높은 내구성 및 우수한 터치감을 가지고 있어 그 관심도가 더욱 높아지고 있는 추세이다.
이러한 정전용량 방식 터치패널의 경우 멀티터치 구현을 위하여 센싱패턴을 형성하게 되는데, 센싱패턴시 패턴부와 비패턴부의 굴절율 차이로 인해 외부에서 패터닝의 흔적이 보이게 되는 문제점이 있었다. 따라서 정전용량 방식의 터치패널의 경우에는 상술한 시인성 저하 문제를 해결하는 것(소위, 인덱스 매칭 방법)이 주된 이슈로 부각되고 있는 실정이다.
본 발명의 실시예들에서는 비교적 간단한 공정으로 별도의 인덱스 매칭 구조를 요구하지 않으면서도 시인성을 향상시킬 수 있는 터치패널 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판; 상기 투명기판의 상기 액티브 영역에 형성되고 메쉬(Mesh) 패턴을 갖는 메쉬패턴부와, 상기 베젤 영역에 형성되는 베젤부를 일체형으로 구비하는 백그라운드층; 및 상기 백그라운드층 상부에 형성되는 것으로, 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 포함하고, 상기 백그라운드층은 흑색 물질로 형성되고, 상기 터치센싱층은 메쉬(Mesh) 패턴을 가져 상기 백그라운드층과 중첩되도록 형성되는 터치패널이 제공될 수 있다.
또한, 상기 백그라운드층과 터치센싱층은 동일한 형태의 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 백그라운드층은 절연특성을 갖는 블랙매트릭스로 형성되는 것으로, 상기 블랙매트릭스는 Cr, Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 또는 그래파이트로 형성될 수 있다.
또한, 상기 터치센싱층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 1 이상의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 터치센싱층 상부에 형성되고 투명 절연물질로 형성되는 오버코팅층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판의 일면에 절연특성을 갖는 블랙매트릭스를 코팅하는 1단계; 상기 블랙매트릭스를 패터닝하여 상기 투명기판의 상기 액티브 영역에 형성되고 메쉬패턴을 갖는 메쉬패턴부와, 상기 베젤 영역에 형성되는 베젤부를 구비하는 백그라운드층을 형성하는 2단계; 상기 백그라운드층 상부에 금속박막을 코팅하는 3단계; 상기 금속박막을 패터닝하여 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 형성하되, 상기 터치센싱층은 메쉬패턴을 가지도록 패터닝하여 상기 백그라운드층과 중첩되도록 형성하는 4단계를 포함하는 터치패널 제조방법이 제공될 수 있다.
또는, 기재 상부에 금속박막을 코팅하고, 상기 금속박막 상부에 절연특성을 갖는 블랙매트릭스를 코팅하는 1단계; 상기 블랙매트릭스를 패터닝하여 터치센싱패턴을 형성하는 2단계; 상기 금속박막을 상기 터치센싱패턴과 동일한 형태로 패터닝하여 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 형성함으로써, 상기 터치센싱패턴과 중첩되도록 형성하는 3단계; 및 상기 패터닝된 블랙매트릭스 상부에 투명기판을 접합하는 4단계를 포함하는 터치패널 제조방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 블랙매트릭스는 Cr, Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 또는 그래파이트 중에서 선택되고, 상기 금속박막은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 터치센싱층 상부에 투명 절연물질로 형성되는 오버코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 흑색 물질로 형성되는 백그라운드층을 형성하고 터치센싱층을 그 위에 형성하되 상기 터치센싱층을 상기 백그라운드층의 메쉬패턴층과 중첩되도록 형성하여 외부광 입사시에 표면 반사율을 현저하게 낮춤으로써 터치패널의 시인성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 백그라운드층은 흑색 물질인 단일 블랙매트릭스층을 패터닝하여 형성하고, 터치센싱층은 단일 금속박막을 패터닝하여 형성함으로써 보다 단순한 공정으로 터치패널의 제조가 가능하게 함으로써, 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 백그라운드층을 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 터치센싱층을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 공정 순서대로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(100)을 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 1을 참조하면, 터치패널(100)은 투명기판(110)과, 투명기판(110)의 일면에 형성되는 백그라운드층(120)과, 백그라운드층(120) 상부에 형성되는 터치센싱층(130)을 포함한다.
투명기판(110)은 터치패널(100)의 기재(substrate) 역할을 하는 것으로, 사용자를 기준으로 할 때에 백그라운드층(120) 및 터치센싱층(130)은 투명기판(110)의 저면에 형성되는 것이다.
투명기판(110)은 백그라운드층(120) 및 터치센싱층(130)을 지지할 수 있는 지지력과 투명성을 가지는 기판 재질의 재료면 되고, 특정 재료로 한정되지는 않는다. 또한, 투명기판(110)은 여기에 더하여 플렉시블(flexible)한 특성을 갖는 소재를 사용하는 것도 가능하다.
예컨대, 투명기판(110)은 유리, 강화 유리, 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) 또는 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS; BOPS) 등의 소재를 사용할 수 있다.
투명기판(110)의 영역은 액티브 영역(111)과 베젤 영역(112)으로 구획될 수 있다.
본 명세서에서 액티브 영역(111, active area)은 터치패널(100) 중 사용자의 신체 접촉 또는 별도의 터치 도구(예컨대 스타일러스펜)을 이용하여 접촉 위치를 감지하는 영역을 의미한다.
베젤 영역(112, bezel area)은 액티브 영역(111)을 제외한 영역으로 주로 액티브 영역(111)에서 감지한 접속 신호를 컨트롤러 IC(집적회로) 등에 전달하는 영역을 의미한다. 이와 같은 베젤 영역(112)은 화상이 표시되지 않는 영역이기도 하다.
백그라운드층(120)은 투명기판(110) 상부에 형성된다(사용자 기준으로는 투명기판(110)의 저면). 백그라운드층(120)은 메쉬패턴부(121)와 베젤부(122)를 포함한다. 관련하여 도 2에서는 도 1의 백그라운드층(120)을 정면에서 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 메쉬패턴부(121)는 투명기판(110)의 액티브 영역(111)에 형성되는 것으로 메쉬(Mesh) 패턴을 가질 수 있다. 상기 메쉬 패턴에 있어서 선폭은 수㎛(예컨대 10㎛), 선 간격은 수백㎛(예컨대 300㎛)일 수 있다. 메쉬패턴부(121)는 액티브 영역(111)에 형성된 터치센싱층(130)이 가시화되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
베젤부(122)는 투명기판(110)의 베젤 영역(112)에 형성되는 것으로 띠(strip) 형태를 가질 수 있다. 베젤부(122)는 베젤 영역(112)에 형성된 터치센싱층(130)이 가시화되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
메쉬패턴부(121)와 베젤부(122)는 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 백그라운드층(120)의 테두리는 띠 형태의 베젤부(122)가 형성되고, 베젤부(122)의 내부 영역에는 메쉬 형태의 메쉬패턴부(121)가 형성된다.
한편, 백그라운드층(120)은 터치센싱층(130)의 패터닝 형태와 동일한 형태로 패터닝될 수도 있다. 이 경우 백그라운드층(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 터치센싱층(130)의 형태와 동일하게 패터닝되며, 도 2에 도시된 것과 같이 띠 형태의 베젤부(122)를 가지지 않는다. 터치센싱층(130)의 형태에 대해서는 후술하기로 한다.
백그라운드층(120)은 절연특성을 갖는 흑색 물질인 블랙매트릭스(Black Matrix)로 형성될 수 있다. 상기 블랙매트릭스의 예로는 Cr, Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 또는 그래파이트가 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같이 백그라운드층(120)이 흑색 물질로 형성되는 이유는 백그라운드층(120)이 터치패널에 태양광이나 조명광과 같은 외부광이 입사했을 때 광을 흡수하고 표면 반사율을 현저하게 낮추는 역할을 할 수 있기 때문이다. 즉, 백그라운드층(120)을 흑색 물질로 형성함에 따라 백그라운드층(120)에 의해 외부광이 흡수되고 표면 반사율이 낮춰지는 바, 터치패널(100)의 시인성을 크게 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하기로 한다.
터치센싱층(130)은 백그라운드층(120) 상부에 형성된다(사용자 기준으로는 백그라운드층(120)의 저면). 터치센싱층(130)은 복수의 센싱패턴(131)과 배선패턴(132)을 포함한다. 관련하여 도 3에서는 도 1의 터치센싱층(130)의 정면을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 센싱패턴(131)은 투명기판(110)의 액티브 영역(111)에 형성된다. 센싱패턴(131)은 제1 축 센싱패턴(131a) 및 제2 축 센싱패턴(131b)을 포함한다.
제1 축 센싱패턴(131a) 및 제2 축 센싱패턴(131b)은 사용자의 터치를 센싱하는 전극 기능을 하는 것으로, 배열되는 방향에 따라 구분되는 것이다.
제1 축 센싱패턴(131a)은 전기적으로 연결된 두 개의 제1 센싱전극(S)이 한 쌍을 이루고, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극(S)이 제1 방향으로 연속 배치되어 형성된다.
제2 축 센싱패턴(131b)은 제2 센싱전극(SS)이 제2 방향으로 연속 배치되어 형성된다. 이 때, 제2 센싱전극(SS)은 제1 센싱전극(S)과 겹치지 않도록 상술한 한 쌍의 제1 센싱전극(S) 사이에 배치되고, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극(S)과 종방향으로 교번하여 배치된다.
즉, 제1,2 축 센싱패턴(131a,131b)은 모두 센싱전극(S 또는 SS)들로 구성되지만, 제1 축 센싱패턴(131a)은 인접한 제1 센싱전극(S) 두 개가 한 쌍을 이룬 채로 제1 축에 배치되고, 제2 축 센싱패턴(131b)은 제2 센싱전극(SS) 한 개가 제2 축에 배치된다는 차이가 있다.
한편, 상기 제1,2 방향 또는 상기 제1,2 축은 임의의 방향을 의미하는 것이나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 도시된 도면을 기준으로 X축을 제1 방향 또는 제1 축이라 지칭하고, Y축을 제2 방향 또는 제2 축이라 지칭하고 있음을 밝혀둔다.
제1 축 센싱패턴(131a) 및 제2 축 센싱패턴(131b)은 터치패널(100) 내에 복수개가 형성된다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 제1 축 센싱패턴(131a)이 8행으로 배열되고, 제2 축 센싱패턴(131b)이 4열로 배열될 수 있다. 물론 상기 행(column) 및 열(row)은 한정되지 않고, 제1,2축 센싱패턴(131a,131b)은 서로 중첩되지 않도록 배치된다.
제1 축 센싱패턴(131a) 및 제2 축 센싱패턴(131b)은 터치패널(100) 내의 임의의 기준선(L)을 기준으로 서로 선대칭되도록 형성될 수 있다. 도 3에서는 기준선(L)을 터치패널(100)의 중앙에 도시하였으나, 기준선(L)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
배선패턴(132)은 투명기판(110)의 베젤 영역(112)에 주로 형성되고, 액티브 영역(111)에도 일부 형성된다. 배선패턴(132)은 사용자가 외부에서 물리적 접촉(터치)을 하거나 별도의 터치 도구를 사용하여 접촉하였을 때에 센싱패턴(131)에서 발생하는 전기적 신호를 투명기판(110)의 하부에 마련되는 접속회로부(113)에 배치되는 컨트롤러 IC(미도시) 등에 전달하는 기능을 한다.
배선패턴(132)은 제1 배선패턴(132a) 및 제2 배선패턴(132b)을 포함한다. 제1 배선패턴(132a)은 제1 축 센싱패턴(131a)과 연결되고, 제2 배선패턴(132b)은 제2 축 센싱패턴(131b)과 연결된다.
제1 배선패턴(132a)은 제1 축 센싱패턴(131a)으로부터 터치패널(100) 하부에 위치하는 접속회로부(113)까지 각각 연장되어 형성된다. 제1 배선패턴(132a)은 제1 축 센싱패턴(131a)의 전기적 신호를 전달한다.
구체적으로 제1 축 센싱패턴(131a)은 인접한 제1 센싱전극(S) 두 개가 한 쌍을 이루어 제1 방향으로 배치된다. 이 때, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극(S) 각각에서 제1 배선패턴(132a)이 연장 형성된다. 예컨대 도 3에서는 1행에 인접한 제1 센싱전극(S) 두 개를 한 그룹으로 하여 네 쌍이 배열되어 있는데, 각각의 쌍에서 접속회로부(113)까지 연장되는 4개의 제1 배선패턴(132a)가 형성되고 있다.
제2 배선패턴(132b)은 제2 축 센싱패턴(131b)으로부터 터치패널(100) 하부에 위치하는 접속회로부(113)까지 연장되어 형성된다. 제2 배선패턴(132b)은 제2 축 센싱패턴(131b)의 전기적 신호를 전달한다.
구체적으로 제2 축 센싱패턴(131b)은 복수개의 제2 센싱전극(SS)이 제2 방향으로 배치된다. 이 때, 상기 복수개의 제2 센싱전극(SS)들을 병렬적으로 연결하여 접속회로부(113)까지 제2 배선패턴(132b)이 형성될 수 있다. 예컨대 도 3에서는 제2 배선패턴(132b)이 1열에 배치된 제2 센싱전극(SS)들을 병렬적으로 모두 연결한 채로 접속회로부(113)까지 연장 형성되고 있다.
제1 배선패턴(132a) 및 제2 배선패턴(132b)은 터치패널(100) 내의 임의의 기준선(L)을 기준으로 서로 선대칭되도록 형성될 수 있다. 도 3에서는 기준선(L)을 터치패널(100)의 중앙에 도시하였으나, 기준선(L)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)이 임의의 기준선(L)을 기준으로 선대칭되도록 형성함으로써, 터치센싱층(130)의 전체적인 통일감이 부여되고 전체 전극들(센싱패턴 및 배선패턴)간의 균형을 이루어 간섭저항이 낮아질 수 있다. 이는 터치패널(100)의 검출감도 향상과 직결된다.
상술한 바와 같이 형성되는 터치센싱층(130)은 메쉬(Mesh) 패턴을 갖는다. 터치센싱층(130)의 메쉬 패턴은 상술한 백그라운드층(120)의 메쉬패턴부(121)를 이루는 메쉬 패턴과 동일하다. 따라서 터치센싱층(130)은 투명기판(110)의 액티브영역(111)에서 백그라운드층(120)과 중첩되도록 형성된다(구체적으로는 백그라운드층(120)의 메쉬패턴부(121)와 중첩됨).
여기에서 터치센싱층(130)이 백그라운드층(120)과 중첩된다는 것은 사용자의 위치를 기준으로 터치패널(100)을 바라보았을 때에 백그라운드층(120)에 의해 터치센싱층(130)이 사용자에게 보이지 않도록 중첩됨을 의미한다.
예컨대 투명기판(110)의 액티브 영역(111)에 배치되는 터치센싱층(130)은 백그라운드층(120)의 메쉬패턴부(121)와 동일한 메쉬 패턴을 가지고 있으므로, 메쉬패턴부(121)에 의해 가려져 사용자에게 보이지 않는다. 또한, 투명기판(110)의 베젤 영역(112)에 배치되는 터치센싱층(130)은 백그라운드층(120)의 베젤부(122)가 띠 형상을 가지고 있으므로 마찬가지로 사용자에게 보이지 않는다. 이는 백그라운드층(120)의 베젤부(122)가 띠 형상이 아니라 터치센싱층(130)과 동일한 형태의 패턴을 가지는 경우에도 마찬가지이다.
그리고 상술한 것과 같이 백그라운드층(120)은 흑색 물질로 형성되는 바, 외부광 입사시에 터치패널의 표면 반사율을 현저하게 낮추기 때문에 마찬가지로 사용자에게 보이지 않는다. 즉, 백그라운드층(120)과, 백그라운드층(120)에 의해 가려지는 터치센싱층(130)이 모두 사용자에게 보이지 않게 되므로, 터치패널(100)의 시인성이 크게 향상되는 효과가 있다.
터치센싱층(130)의 메쉬 패턴은 백그라운드층(120)과 마찬가지로 선폭은 수㎛, 선 간격은 수백㎛일 수 있다. 이 때, 터치센싱층(130)의 메쉬 패턴은 백그라운드층(120)의 메쉬 패턴의 선폭보다 작게 형성될 수 있다(이 경우 선 간격은 백그라운드층(120)의 메쉬 패턴의 선 간격보다 클 수 있음). 터치센싱층(130)이 백그라운드층(120)과 중첩되어 가려질 수 있게 하기 위함이다.
한편, 터치센싱층(130)에서 메쉬 패턴의 형성은 우선 터치센싱층(130)의 전면(全面)에 메쉬 패턴을 형성한 다음에, 터치센싱층(130)을 이루는 센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)의 윤곽에 대응하는 부분을 제거함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우에 도 3에 도시된 터치센싱층(130)에서 센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)이 위치하지 않은 빈 공간에도 메쉬 패턴들이 더미 패턴(dummy pattern) 형태로 존재할 수 있다.
관련하여 도 4에서는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시하였다. 도 4를 참조하면, 터치센싱층(130)은 전체 면에 모두 메쉬 패턴이 형성되어 있고 센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)의 윤곽선만 단선되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 단선된 부분에는 백그라운드층(120)의 메쉬패턴부(121)가 미세하게 보이고 있음을 알 수 있다.
한편, 터치센싱층(130)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 1 이상의 물질로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
터치패널(100)의 투명기판(110) 하부에 마련되는 접속회로부(113)는 배선패턴(132)들이 각각 접속하기 위한 접속단자(t)가 2 이상의 행을 이루어 배치되어 구성될 수 있다. 접속단자(t)는 배선패턴(132)들의 끝단을 본딩 처리하여 형성될 수 있다.
접속단자(t)는 접속회로부(113)에 배치되는 2층 이상의 회로층으로 구성되는 다층인쇄회로기판에 접속된다. 상기 다층인쇄회로기판은 양쪽 면에 회로층이 형성된 양면 PCB(Printed Circuit Board) 또는 다층 배선 형태의 MLB(Multi Layered Board)일 수 있다.
상기 다층인쇄회로기판에 의해 같은 행에 배치된 제1 축 센싱패턴(131a)이 전기적으로 연결되고, 같은 열에 배치된 제2 축 센싱패턴(131b)이 전기적으로 연결된다. 상기 다층인쇄회로기판에 의한 센싱패턴들의 접속과 관련된 구체적인 내용은 본 발명의 발명자가 출원하여 등록받은 한국등록특허 제1294341호(2013.07.31 등록)에 개시되어 있으며, 여기에서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다. 이로써 사용자의 터치에 의한 정전용량의 변화가 전기 신호로 변환되어 접촉위치가 파악될 수 있다.
한편, 터치패널(100)은 터치센싱층(130) 상부에 형성되고 투명 절연물질로 형성되는 오버코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 오버코팅층은 터치센싱층(130)의 전면에 형성되어 터치패널(100)의 저면을 평평한 형태로 만들어주는 기능을 한다. 이와 같은 오버코팅층은 본 발명의 기술분야에서는 일반적인 것이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 터치패널 제조방법에 대하여 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해서 이하에서는 제조방법을 중심으로 설명하고, 상술한 본 발명에 따른 터치패널의 구성에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 터치패널을 제조하기 위해서 우선 투명기판(110)의 일면(투명기판(110)의 저면)에 흑색 물질인 블랙매트릭스(10)를 코팅한다. 코팅 방법은 한정되지 않으며 스핀 코팅, 슬립코팅, 스퍼터링(sputtering), 증착(열증착 또는 전자빔 증착) 등의 공정을 사용할 수 있다(이상 1단계).
다음으로 도 5b를 참조하면, 단일 블랙매트릭스(10)를 패터닝하여 백그라운드층(120)을 형성한다. 백그라운드층(120)은 상술한 것처럼 투명기판(110)의 액티브 영역(111)에 형성되고 메쉬패턴을 갖는 메쉬패턴부(121)와, 투명기판(110)의 베젤 영역(112)에 형성되는 베젤부(122)로 구성된다. 패터닝 방법은 한정되지 않고 통상의 포토 공정(포토레지스트 코팅 및 노광), 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 공정을 이용할 수 있다.
한편, 블랙매트릭스(10)와 같은 흑색 물질로 백그라운드층(120)을 형성하는 경우에는, 터치패널의 시인성 향상을 위한 별도의 공정(예컨대, 흑화처리공정)을 필요로 하지 않는 바, 공정이 보다 단순해지는 이점을 갖는다(이상 2단계).
다음으로 도 5c를 참조하면, 패터닝된 백그라운드층(120) 상부에 금속박막(20)을 코팅한다. 코팅 방법은 한정되지 않으며 스퍼터링(sputtering), 증착(열증착 또는 전자빔 증착) 등의 건식 공정을 사용할 수 있다(이상 3단계).
다음으로 도 5d를 참조하면, 금속박막(20)을 패터닝하여 메쉬 패턴을 갖는 터치센싱층(130)을 형성한다. 터치센싱층(130)은 상술한 것처럼 센싱패턴(131)과 배선패턴(132)으로 구성된다. 패터닝 방법은 한정되지 않고 통상의 포토 공정(포토레지스트 코팅 및 노광), 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 공정을 이용할 수 있다.
이 때, 터치센싱층(130)의 메쉬 패턴은 백그라운드층(120)의 메쉬패턴부(121)의 메쉬 패턴과 동일한 형태로 형성되어, 터치센싱층(130)이 백그라운드층(120)과 중첩되도록 형성된다.
터치센싱층(130)의 메쉬 패턴의 형성은 터치센싱층(130)의 전면(全面)에 메쉬 패턴을 형성한 다음에, 터치센싱층(130)을 이루는 센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)의 윤곽에 대응하는 부분을 제거함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 터치센싱층(130)에서 센싱패턴(131) 및 배선패턴(132)이 위치하지 않은 빈 공간에도 메쉬 패턴들이 더미 패턴(dummy pattern) 형태로 존재하도록 패터닝될 수 있다(이상 4단계).
다음으로는 배선패턴(132)의 단부에 마련된 접속단자(t)에 다층인쇄회로기판을 본딩하여 접속시키고, 터치센싱층(130)의 상부면에는 오버코팅층(미도시)을 형성하여 표면을 평평하게 만드는 공정을 추가적으로 진행함으로써 터치패널(100)이 제조될 수 있다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 공정 순서대로 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 터치패널을 제조하기 위해서 기재(1) 상부에 금속박막(20)을 코팅하고, 금속박막(20) 상부에는 단일 블랙매트릭스(10)를 코팅한다. 코팅 방법은 위에 언급한 것과 동일하다. 기재(1)는 금속박막(20)이 코팅 가능한 필름 또는 박막 형태를 가지고 투명성을 가진 통상의 기재(substrate)가 사용될 수 있다(이상 1단계).
다음으로 도 6b를 참조하면, 상기 블랙매트릭스(10)를 패터닝하여 터치센싱패턴(P)을 형성한다. 패터닝 방법은 위에 언급한 것과 동일하다. 여기에서 터치센싱패턴(P)은 본 발명에 따른 터치패널의 터치센싱층이 갖는 패턴과 동일한 형태이고, 이는 앞서 언급한 도 3에 도시된 패턴과 동일하다. 따라서 정면에서 블랙매트릭스(10)를 바라보았을 때에, 터치센싱패턴(P)에 해당하지 않는 부분에서는 금속박막(20)이 보이게 된다(이상 2단계).
다음으로 도 6c를 참조하면, 상기 패터닝된 블랙매트릭스(10)의 터치센싱패턴(P)과 동일한 패턴 형태로 금속박막(20)을 패터닝하여 터치센싱층(130)을 형성한다. 이는 터치센싱패턴(P)에 해당하지 않는 부분에 노출되는 금속박막(20)을 에칭함으로써 이루어질 수 있다. 이렇게 형성된 터치센싱층(130)은 터치센싱패턴(P)과 동일한 형태를 갖는다. 즉, 터치센싱층(130)과 블랙매트릭스(10)는 동일한 패턴의 이중층(double layer) 형태를 갖는다(이상 3단계).
다음으로, 블랙매트릭스(10) 상부에 투명기판(110)을 접합하여 터치패널(100)이 제조될 수 있다. 본 실시예에 따른 터치패널(100)에서는 전술한 실시예에서와는 달리 베젤 영역에 띠 형태의 베젤(bezel)이 존재하지 않는다. 그러나 블랙매트릭스(10)의 터치센싱패턴(P)과 터치센싱층(130)의 패턴이 동일한 형태이므로, 사용자를 기준으로 할 때에 터치센싱층(130)은 블랙매트릭스(10)의 터치센싱패턴(P)에 의해 가려지므로 사용자에게 보이지 않는다. 또한, 블랙매트릭스(10)의 터치센싱패턴(P) 역시 흑색 물질로 형성되는 것이므로 외부광 입사시에 표면 반사율을 현저하게 낮추기 때문에 마찬가지로 사용자에게 보이지 않는 바, 베젤(bezel)의 두께를 현저하게 감소시키면서도 터치패널(100)의 시인성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 흑색 물질로 형성되는 백그라운드층(120)을 형성하고 터치센싱층(130)을 그 위에 형성하되 상기 터치센싱층(130)을 상기 백그라운드층(120)의 메쉬패턴층(121)과 중첩되도록 형성하여 외부광 입사시에 표면 반사율을 현저하게 낮춤으로써 터치패널(100)의 시인성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 백그라운드층(120)은 흑색 물질인 단일 블랙매트릭스층을 패터닝하여 형성하고, 터치센싱층(130)은 단일 금속박막을 패터닝하여 형성함으로써 시인성 향상을 위한 별도의 공정(예컨대, 흑화처리 공정)을 요구하지 않는 단순한 공정으로 터치패널의 제조가 가능하게 함으로써, 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 터치패널 110: 투명기판
111: 액티브 영역 112: 베젤 영역
113: 접속회로부 120: 백그라운드층
121: 메쉬패턴부 122: 베젤부
130: 터치센싱층 131: 센싱패턴
131a: 제1 축 센싱패턴 131b: 제2 축 센싱패턴
132: 배선패턴 132a: 제1 배선패턴
132b: 제2 배선패턴

Claims (9)

  1. 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판;
    상기 투명기판의 상기 액티브 영역에 형성되고 메쉬(Mesh) 패턴을 갖는 메쉬패턴부와, 상기 베젤 영역에 형성되는 베젤부를 일체형으로 구비하는 백그라운드층; 및
    상기 백그라운드층 상부에 형성되는 것으로, 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 포함하고,
    상기 백그라운드층은 흑색 물질로 형성되고, 상기 터치센싱층은 메쉬(Mesh) 패턴을 가져 상기 백그라운드층과 중첩되도록 형성되는 터치패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 백그라운드층과 터치센싱층은 동일한 형태의 패턴을 갖도록 형성되는 터치패널.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 백그라운드층은 절연특성을 갖는 블랙매트릭스로 형성되는 것으로, 상기 블랙매트릭스는 Cr, Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 또는 그래파이트로 형성되는 터치패널.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 터치센싱층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 1 이상의 물질로 형성되는 터치패널.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 터치센싱층 상부에 형성되고 투명 절연물질로 형성되는 오버코팅층을 더 포함하는 터치패널.
  6. 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판의 일면에 절연특성을 갖는 블랙매트릭스를 코팅하는 1단계;
    상기 블랙매트릭스를 패터닝하여 상기 투명기판의 상기 액티브 영역에 형성되고 메쉬패턴을 갖는 메쉬패턴부와, 상기 베젤 영역에 형성되는 베젤부를 구비하는 백그라운드층을 형성하는 2단계;
    상기 백그라운드층 상부에 금속박막을 코팅하는 3단계;
    상기 금속박막을 패터닝하여 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 형성하되, 상기 터치센싱층은 메쉬패턴을 가지도록 패터닝하여 상기 백그라운드층과 중첩되도록 형성하는 4단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
  7. 기재 상부에 금속박막을 코팅하고, 상기 금속박막 상부에 절연특성을 갖는 블랙매트릭스를 코팅하는 1단계;
    상기 블랙매트릭스를 패터닝하여 터치센싱패턴을 형성하는 2단계;
    상기 금속박막을 상기 터치센싱패턴과 동일한 형태로 패터닝하여 복수의 센싱패턴들과 상기 센싱패턴들과 전기적으로 연결되는 배선패턴들을 구비하는 터치센싱층을 형성함으로써, 상기 터치센싱패턴과 중첩되도록 형성하는 3단계; 및
    상기 패터닝된 블랙매트릭스 상부에 투명기판을 접합하는 4단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 Cr, Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 또는 그래파이트 중에서 선택되고, 상기 금속박막은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 터치패널 제조방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 터치센싱층 상부에 투명 절연물질로 형성되는 오버코팅층을 형성하는 5단계를 더 포함하는 터치패널 제조방법.
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