KR20150047380A - 터치스크린 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20150047380A
KR20150047380A KR1020130127382A KR20130127382A KR20150047380A KR 20150047380 A KR20150047380 A KR 20150047380A KR 1020130127382 A KR1020130127382 A KR 1020130127382A KR 20130127382 A KR20130127382 A KR 20130127382A KR 20150047380 A KR20150047380 A KR 20150047380A
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김성호
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기체 투과도가 높은 OCA(Optical Clean Adhesive)를 사용하지 않음으로써 흡수되는 수분의 양을 감소시키고, 고온, 고습에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있으며, 기존 구조에 비해 박형으로 제조 가능하고, 제조 공정이 간편화되며, 제조 비용을 절감할 수 있는 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

터치스크린 패널 및 그 제조방법{Touch screen panel and manufacturing method thereof}
본 발명은 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터치스크린, 터치패드 등과 같은 접촉 감지 장치는 디스플레이 장치에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다. 특히 최근 스마트폰에 대한 수요가 증가하면서, 제한된 폼팩터에서 다양한 입력 방법을 제공할 수 있는 접촉 감지 장치로 터치스크린의 채용 비율이 날로 증가하고 있다.
휴대용 기기에 적용되는 터치스크린은 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식(Resistive), 정전용량 방식(Capacitive), 적외선 방식(IR) 등으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 특히 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰 등의 기기에 폭넓게 적용된다.
정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함한다.정전용량 방식의 터치스크린 패널의 패턴 전극은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하 ITO) 또는 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 금속 박막을 이용하여 미세 선폭을 갖는 금속 메쉬(mesh) 전극이 사용된다.
정전용량 방식의 터치 스크린은 그 구조에 따라 GFF 방식, GG 방식, OCAT 방식, G1 방식, G1F 방식, G2 방식 등 다양한 형태가 존재한다.
G1 방식의 정전용량형 터치스크린을 제조하는 경우에, 커버 렌즈(Cover lens)인 유리를 강화처리하여 강화글라스인 유리 기판을 형성시키고, 강화글라스의 하면 상에 전극 패턴의 ITO 또는 금속 메쉬(mesh) 전극 패턴을 형성시킨다.
G2 방식의 정전용량형 터치스크린을 제조하는 경우에, 유리를 강화처리한 강화글라스를 유리 기판으로 그 하면 상에 제 1 패턴 전극을 형성시킨다. 그 후 절연층을 형성시키고, 절연층의 하부에 제 1 패턴 전극에 대응되어 직교하는 방향으로 제 2 패턴 전극을 형성시킨다.
G1 방식, G2 방식뿐만 아니라 GG 방식, G1F 방식 등에서는 유리를 강화처리하여 강화글라스를 형성한 후 강화글라스의 내면에 ITO 또는 금속 박막을 스퍼터링 및 에칭하여 전극 패턴을 형성시켜 상부 레이어를 제조하고, 다른 강화글라스 또는 필름 내면에 ITO 또는 금속 박막을 스퍼터링 및 에칭하여 전극 패턴을 형성시켜 하부 레이어를 제조한 후 OCA(Optical Clean Adhesive)로 상부 레이어와 하부 레이어를 합침시켜 제조한다.
그러나 상부 레이어 및 하부 레이어를 접합시키는 OCA(Optical Clean Adhesive)는 흡습성이 매우 크고 기체 투과도가 높아 고온, 고습에 대한 신뢰성을 확보하기 어렵고 사용 상의 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2012-0084206호
본 발명에 따른 일 실시예의 목적은 터치스크린 패널에 흡수되는 수분의 양을 감소시키고, 고온, 고습에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있으며, 기존 구조에 비해 박형으로 제조 가능하고, 제조 공정의 간편화 및 제조 비용의 절감을 구현할 수 있는 터치스크린 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는,
투명 기판 상부에 제 1 패턴 전극을 형성하는 단계; 필름층 상부에 제 2 패턴 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 형성 시 도포되어 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키는 단계;를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법을 제공한다.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극을 형성하는 단계는, 투명 기판 또는 필름층 상부에 금속 박막 층을 형성하고, 상기 금속 박막 층 상에 투명 감광성 재료를 도포하여 금속 패턴 전극으로 패터닝할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 투명 감광성 재료는 포토 레지스트(photo resist, PR)일 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키기 위해 90℃ 내지 140℃로 열을 가하는 터치스크린 패널의 제조방법.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키기 위해 200kPa 내지 600kPa로 압력을 가할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 중 적어도 하나의 일면에 흑화층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 형성된 제 1 패턴 전극;상기 제 1 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 절연층; 및 상기 투명 감광성 절연층 상에 형성된 제 2 패턴 전극;을 포함하는 터치스크린 패널을 제공한다.
상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 투명 감광성 절연층은 포토 레지스트(photo resist, PR)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 터치스크린 패널 및 그 제조방법은 기체 투과도가 높은 OCA(Optical Clean Adhesive)를 사용하지 않음으로써 흡수되는 수분의 양을 감소시키고, 고온, 고습에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 기존 구조에 비해 박형으로 제조 가능하고, 제조 공정이 간편화되며,제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조공정을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 2a 내지 도2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조단계를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 구체적인 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조공정을 나타내는 공정 흐름도이며, 도 2a 내지 도2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조단계를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면 먼저, 투명 기판 상부에 제 1 패턴 전극을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 2a를 참조하면 투명 기판(10) 상부에 금속 박막 층(51')을 형성할 수 있다.
상기 투명 기판(10)은 SiO2를 주성분으로 하는 유리 또는 강화 유리를 포함할 수 있다.
투명 기판(10) 상부에 금속 박막 층(51')을 형성하는 방법은 스퍼터링(sputerring), E-beam 등의 공정을 수행하여 형성할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 박막 층(50')은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 크롬(Cr) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
상기 금속 박막 층(51')의 두께는 0.1㎛ 내지 3㎛일 수 있다.
상기 금속 박막 층(51')의 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상의 일면에는 흑화 박막 층(70')을 형성할 수 있다.
흑화 박막 층(70')은 금속 혹은 합금의 금속 광택을 감소시켜 시인성을 개선하고, 내구성 향상의 기능을 할 수 있다.
흑화 박막 층(70')은 시인성 개선 및 내구성 향상의 기능을 할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않으며 예를 들어, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide), DLC(Diamond Line Carbon) 등의 카본계 물질, 크롬계 산화물, 구리계 산화물, 망간계 산화물, 코발트계 산화물, CoS2, Co3S4 등의 황화물, 니켈계 산화물, HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN, TaS2, TiO2 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 흑화 박막 층(70')의 두께는 0.1㎛ 내지 3㎛일 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 금속 박막 층(51')을 형성한 다음 금속 박막 층(51') 상에 투명 감광성 재료(30')를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 거쳐 패터닝할 수 있다.
상기 투명 감광성 재료(30')는 투과율이 우수한 것이라면 특별히 제한이 없으며, 예를 들어 포토 레지스트(photo resist, PR)일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 패터닝된 투명 감광성 재료(30')를 이용하여 금속 박막 층(51')을 에칭하여 제 1 패턴 전극(51)을 형성할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극 (51) 상면 또는 하면 중 어느 하나 이상의 일면에는 제 1 패턴 전극(51)과 같이 패터닝된 흑화층(70)이 형성될 수 있다.
다음으로, 필름층 상부에 제 2 패턴 전극을 형성할 수 있다.
상기 필름층(20)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), PI(Polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 또는 PC(Polycarbonate) 등의 단독 또는 혼합 형태를 포함할 수 있다.
필름층(20) 상부에 제 2 패턴 전극(52)을 형성하는 방법은 상기 투명 기판(10) 상부에 제 1 패턴 전극(51)을 형성하는 방법과 동일 또는 유사한 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2d를 참조하면, 상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 형성 시 도포되어 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 상에 형성된 투명 감광성 재료(30')를 서로 접합시킬 수 있다.
제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 형성을 위하여 형성된 투명 감광성 재료(30')를 제거하지 않고, 열과 압력을 주어 접합시킴으로써 투명 감광성 재료 자체를 접합층으로 사용할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 상에 형성된 투명 감광성 재료(30')를 서로 접합시키기 위해 90 내지 140℃로 열을 가할 수 있다.
90℃ 미만으로 열을 가할 경우 투명 기판(10) 및 필름층(20)의 밀착력이 떨어질 수 있으며, 140℃를 초과할 경우 접합 시 투명 기판(10) 및 필름층(20) 사이에 공극(void)가 발생해 시인성의 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 상에 형성된 투명 감광성 재료(30')를 서로 접합시키기 위해 200kPa 내지 600kPa로 압력을 가할 수 있다.
200kPa 미만으로 압력을 가할 경우 투명 기판(10) 및 필름층(20) 전체의 밀착력이 떨어질 수 있으며, 600kPa를 초과할 경우 밀착력 불량의 문제가 발생할 수 있다.
도 2e를 참조하면, 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 상에 형성된 투명 감광성 재료를 열과 압력을 주어 접합시켜 터치스크린 패널을 형성할 수 있다.
이에 따라, 기체 투과도가 높은 OCA(Optical Clean Adhesive)를 사용하지 않음으로써 흡수되는 수분의 양을 감소시키고, 고온, 고습에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있으며, 기존 구조에 비해 박형으로 제조 가능하고, 제조 공정이 간편화되며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널(100)은 투명 기판(10), 상기 투명 기판(10) 상에 형성된 제 1 패턴 전극(51), 상기 제 1 패턴 전극(51) 상에 형성된 투명 감광성 절연층(30) 및 상기 투명 감광성 절연층(30) 상에 형성된 제 2 패턴 전극(52)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 패턴 전극(52) 상에는 필름층(20)을 더 포함할 수 있으며, 상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 중 적어도 하나의 일면에는 흑화층(70)을 더 포함할 수 있다.
투명 기판(10)은 패턴 전극부 및 절연층 등을 지지하는 역할을 수행하며, SiO2를 주성분으로 하는 유리 또는 강화 유리를 포함할 수 있다.
필름층(20)은 패턴 전극부 및 절연층 등을 지지하는 역할을 수행하며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), PI(Polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 또는 PC(Polycarbonate) 등의 단독 또는 혼합 형태를 포함할 수 있다.
상기 투명 기판(10) 상에 형성된 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52)은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 크롬(Cr) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극(51)은 제 1 축 방향으로 형성되고, 상기 제 2 패턴 전극(52)은 상기 제 1 축 방향과 교차하는 제 2 축 방향으로 형성되어 그물망(mesh) 형상의 전극 패턴을 구현할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 중 적어도 하나의 일면에 형성될 수 있는 흑화층(70)은 금속 혹은 합금의 금속 광택을 감소시켜 시인성을 개선하고, 내구성 향상의 기능을 할 수 있다.
흑화층(70)은 시인성 개선 및 내구성 향상의 기능을 할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않으며 예를 들어, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide), DLC(Diamond Line Carbon) 등의 카본계 물질, 크롬계 산화물, 구리계 산화물, 망간계 산화물, 코발트계 산화물, CoS2, Co3S4 등의 황화물, 니켈계 산화물, HgTe, YBa2Cu3O7, MoS2, RuO2, PdO, InP, SnO, TaN, TaS2, TiO2 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 사이에 형성되는 투명 감광성 절연층(30)은 제 1 패턴 전극(51)이 형성된 하부 레이어와 제 2 패턴 전극(52)이 형성된 상부 레이어를 접합시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 투명 감광성 절연층(30)은 투과율이 우수한 것이라면 특별히 제한이 없으며, 예를 들어 포토 레지스트(photo resist, PR)를 포함할 수 있다.
투명 감광성 절연층(30)은 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 형성을 위하여 제 1 패턴 전극(51) 및 제 2 패턴 전극(52) 상에 형성된 투명 감광성 재료를 제거하지 않고, 열과 압력을 주어 서로 접합시킴으로써 투명 감광성 재료 자체를 접합층 및 절연층으로 형성한 것일 수 있다.
이에 따라, 기체 투과도가 높은 OCA(Optical Clean Adhesive)를 사용하지 않음으로써 흡수되는 수분의 양을 감소시키고, 고온, 고습에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
100 : 터치스크린 패널 51 : 제 1 패턴 전극
10 : 투명 기판 52 : 제 2 패턴 전극
20 : 필름층 51' : 금속 박막 층
30 : 투명 감광성 절연층 70 : 흑화층
70' : 흑화 박막 층

Claims (10)

  1. 투명 기판 상부에 제 1 패턴 전극을 형성하는 단계;
    필름층 상부에 제 2 패턴 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 형성 시 도포되어 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키는 단계;
    를 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극을 형성하는 단계는,
    투명 기판 또는 필름층 상부에 금속 박막 층을 형성하고, 상기 금속 박막 층 상에 투명 감광성 재료를 도포하여 금속 패턴 전극으로 패터닝하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 감광성 재료는 포토 레지스트(photo resist, PR)인 터치스크린 패널의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키기 위해 90℃ 내지 140℃로 열을 가하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 상에 형성된 투명 감광성 재료를 서로 접합시키기 위해 200kPa 내지 600kPa로 압력을 가하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극 중 적어도 하나의 일면에 흑화층을 형성하는 터치스크린 패널의 제조방법.
  8. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 형성된 제 1 패턴 전극;
    상기 제 1 전극 패턴 상에 형성된 투명 감광성 절연층; 및
    상기 투명 감광성 절연층 상에 형성된 제 2 패턴 전극;
    을 포함하는 터치스크린 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 전극 및 제 2 패턴 전극은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 터치스크린 패널.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 투명 감광성 절연층은 포토 레지스트(photo resist, PR)을 포함하는 터치스크린 패널.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022211309A1 (ko) * 2021-03-31 2022-10-06 동우 화인켐 주식회사 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법

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