KR20150069943A

KR20150069943A - 전도성 패턴의 제조방법

Info

Publication number: KR20150069943A
Application number: KR1020130156700A
Authority: KR
Inventors: 고유선; 김성희; 박귀홍; 전태환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-24
Also published as: KR102203771B1

Abstract

본 발명의 전도성 패턴의 제조방법 및 이를 이용한 터치 스크린 표시장치의 제조방법은 산화 그래핀(graphene oxide)을 전도성 패턴 위에만 선택적으로 환원시켜 전도성 패턴을 흑화(blackening)시킴으로써 반사율이 낮으면서도 전도성이 우수한 전극을 형성하기 위한 것으로, 기판 위에 소정의 금속으로 전도성 패턴을 형성하는 단계; 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 표면 처리하는 단계; 상기 전도성 패턴을 흑화 시키기 위하여 소정의 산화 그래핀 용액을 제조하는 단계; 상기 산화 그래핀 용액을 분산시키는 단계; 및 상기 분산된 산화 그래핀 용액에 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 침지 하여 산화 그래핀의 환원을 통해 상기 전도성 패턴을 흑화 시키는 단계를 포함한다.

Description

전도성 패턴의 제조방법{METHOD OF FABRICATING CONDUCTIBLE PATTERN}

본 발명은 전도성 패턴의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그래핀을 이용한 전도성 패턴의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 키보드, 마우스, 트랙볼(trackball), 조이스틱(joy stick), 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(input device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상기의 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다.

따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린(touch screen)이 제안되었다.

터치 스크린은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력수단을 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.

이러한 터치 스크린은 구조에 따라서, 상판 부착형(add-on type), 상판 일체형(on-cell type) 및 패널 내장형(in-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시장치와 터치 스크린을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치 스크린을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시장치의 상부 유리기판 표면에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 패널 내장형은 표시장치의 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다.

일반적으로 터치 스크린은 ITO(Indium Tin Oxide) 기반의 전도성막을 사용하고 있으나, 이러한 ITO는 대면적 터치 스크린에 적용 시 ITO의 낮은 전도도에 의해 인식속도가 낮은 문제점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 많은 업체에서 금속 미세선을 이용하여 ITO 전도성막을 대체하기 위한 기술을 개발 중이다. 그러나, 기존의 ITO가 아닌 금속 미세선을 이용하는 방식의 경우 금속 자체의 높은 반사도로 인하여 시인성 측면에 있어서 패턴이 사람의 눈에 잘 인지되는 문제점과 함께 외부광에 대하여 높은 반사도 및 헤이즈(haze) 값 등으로 인하여 눈부심 등이 일어날 수 있다는 단점을 가지고 있다.

종래의 전도성 패턴의 흑화(blackening)방법은 전도성 물질에 별도의 흑화물질을 첨가하거나 패턴을 가릴 수 있는 암색화(暗色化) 층을 형성하는 방식, 또는 산화 등을 이용한 표면처리 등의 방식이 주로 사용되어 왔다.

그러나, 전도성 물질에 별도의 흑화물질을 첨가하는 경우에는 전도성의 현저한 저하가 발생하거나 충분한 흑화도를 제공하지 못한다는 문제점이 있다. 일 예로 카본 블랙의 경우 전도성 페이스트(paste)에 포함되는 금속에 비해 비저항이 훨씬 높고, 흑색 염료의 경우 전도성이 없기 때문에, 카본 블랙 및 흑색 염료를 전도성 페이스트에 첨가하게 되면 불순물로 작용되고, 이들이 최종 제품에서 일정 흑화도를 제공하는 역할을 할 수 있으나 이들로 인해 면저항은 오히려 크게 상승된다.

또한, 흑화 처리를 위해 별도의 암색화 층을 구비하는 경우 증착공정을 거친 별도의 기판을 필요로 하기 때문에 공정의 시간 및 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 반사율이 낮으면서도 전도성이 우수한 전극을 형성하기 위한 전도성 패턴의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 패턴의 제조방법은 기판 위에 소정의 금속으로 전도성 패턴을 형성하는 단계; 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 표면 처리하는 단계; 상기 전도성 패턴을 흑화 시키기 위하여 소정의 산화 그래핀 용액을 제조하는 단계; 상기 산화 그래핀 용액을 분산시키는 단계; 및 상기 분산된 산화 그래핀 용액에 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 침지 하여 산화 그래핀의 환원을 통해 상기 전도성 패턴을 흑화 시키는 단계를 포함한다.

이때, 상기 기판은 글라스, 수정, 세라믹, 투명 플라스틱 또는 합성 수지의 투명 기판으로 이루어질 수 있다.

상기 전도성 패턴은 터치 스크린의 구동전극 또는 센싱전극으로 사용될 수 있다.

상기 전도성 패턴은 구리, 니켈, 코발트, 철 또는 아연의 산화 그래핀을 환원시킬 수 있는 금속으로 형성할 수 있다.

이때, 플라스틱 기판 위에 전기영동법을 사용하여 구리로 상기 전도성 패턴을 형성할 수 있다.

상기 표면 처리로는 상압 플라즈마 처리를 이용할 수 있으며, 상기 전도성 패턴 표면의 오염물에 대한 세정과 친수성 부여 및 접착력 향상을 위한 거칠기(roughness) 부여를 목적으로 할 수 있다.

고주파를 이용하여 대기압 상태에서 플라즈마를 형성하되, 캐리어 가스로는 아르곤을 사용하며, 반응 가스로는 산소와 질소를 사용하여 진행할 수 있다.

분산제는 물이나 초순수(DI water), 또는 메틸 알코올(Methyl Alcohol), 에틸 알코올(ethyl alcohol), NMP(N-Methyl pyrrolidone), DMF(dimethylformamide) 및 THF(Tetrahydrofuran)의 극성 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

상기 산화 그래핀 용액 내의 침지를 통한 산화 그래핀의 환원에 의해 상기 전도성 패턴 위에만 환원된 산화 그래핀의 자기코팅이 이루어질 수 있다.

상기 산화 그래핀 용액으로부터 기판을 인출하여 초순수를 사용하여 세정한 후에 건조시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 패턴의 제조방법은 산화 그래핀을 전도성 패턴 위에만 선택적으로 환원시켜 전도성 패턴을 흑화 시킴으로써 비교적 단순한 방법으로 반사율이 낮으면서도 전도성이 우수한 전극을 형성할 수 있게 된다.

또한, 이와 같이 형성된 전도성 패턴은 플렉서블 기판에 적용이 가능하며, 대면적으로 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치에 있어, 구동전극과 센싱전극을 예를 들어 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 패턴의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도.
도 5a 및 도 5b는 파장에 따른 판 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프.
도 6a 및 도 6b는 파장에 따른 메시(mesh 20) 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프.
도 7a 및 도 7b는 파장에 따른 메시(mesh 30) 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프.
도 8a 및 도 8b는 파장에 따른 메시(mesh 20, 30) 형태의 전도성 패턴의 투과율을 나타내는 그래프.
도 9a 및 도 9b는 산화 그래핀의 코팅 전후의 전도성 패턴을 보여주는 사진.
도 10은 흑화된 전도성 패턴의 휘어짐을 예를 들어 보여주는 사진.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전도성 패턴의 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치는 표시패널(100), 타이밍 컨트롤러(130), 데이터 구동부(110), 게이트 구동부(120), 호스트 컨트롤러(140), 터치 스크린(200), 구동전극 구동부(210), 센싱전극 구동부(220), 터치 컨트롤러(230), 터치 인식 프로세서(240) 등을 포함한다.

표시패널(100)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode; OLED) 등의 평판표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 액정표시소자를 중심으로 예시하였지만, 액정표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.

데이터 구동부(110)는 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 래치(latch)한다.

데이터 구동부(110)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압(GMA1 ~ GMAn)으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 정극성/부극성 데이터전압은 게이트 구동부(120)로부터 출력되는 게이트펄스에 동기 된다. 데이터 구동부(110)의 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)들 각각은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 액정표시패널(100)의 데이터라인(101)들에 접속될 수 있다. 소스 드라이브 IC는 타이밍 컨트롤러(130) 내에 집적되어 타이밍 컨트롤러(130)와 함께 원칩(one chip) IC로 구현될 수도 있다.

게이트 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 디스플레이 모드에서 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하고 그 출력의 스윙전압을 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)으로 쉬프트 시킨다.

게이트 구동부(120)로부터 출력되는 게이트펄스는 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터전압에 동기되어 게이트라인(102)들에 순차적으로 공급된다. 게이트 하이 전압(VGH)은 박막 트랜지스터(T)의 문턱 전압 이상의 전압이고, 게이트 로우 전압(VGH)은 박막 트랜지스터(T)의 문턱 전압보다 낮은 전압이다. 게이트 구동부(120)의 게이트 드라이브 IC들은 TAP 공정을 통해 표시패널(100)의 하부기판의 게이트라인(102)들에 연결되거나 GIP(Gate In Panel) 공정으로 픽셀과 함께 표시패널(100)의 하부기판 상에 직접 형성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(130)는 호스트 컨트롤러(140)로부터의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(110)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생한다.

게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동부(120)로부터 매 프레임기간마다 가장 먼저 게이트펄스를 출력하는 첫 번째 게이트 드라이브 IC에 인가되어 그 게이트 드라이브 IC의 쉬프트 시작 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 구동부(120)의 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트 시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동부(120)의 게이트 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 극성제어신호(POL) 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable; SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(110)에서 가장 먼저 데이터를 샘플링 하는 첫 번째 소스 드라이브 IC에 인가되어 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준으로 하여 소스 드라이브 IC들 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 소스 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다. 미니(mini) 낮은 전압 차분 신호(Low Voltage Differential Signaling; LVDS) 인터페이스를 통해 데이터 구동부(110)에 디지털 비디오 데이터(RGB)가 입력된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.

호스트 컨트롤러(140)는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와 디스플레이 구동에 필요한 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE, MCLK)들을 LVDS(Low Voltage Difference Signalling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 타이밍 컨트롤러(130)에 전송한다. 호스트 컨트롤러(140)는 터치 컨트롤러(230)로부터 터치 좌표를 전송 받고, 이 터치 좌표에 대응되는 어플리케이션을 실행한다.

터치 스크린(200)은 제 1 방향(예를 들면, X방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 구동전극(205)들과 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(예를 들면, Y방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 센싱전극(204)들 및 상기 구동전극(205)들과 상기 센싱전극(204)들이 전기적으로 접촉되지 않도록 이들 사이에 위치하는 절연층(미도시)을 구비한다.

구동전극 구동부(210)는 전원부(미도시)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 터치 스크린(200)의 구동전극(205)들에 순차적으로 공급하여 구동전극(205)들을 스캐닝 한다. 센싱전극 구동부(220)는 구동전극(205)들의 스캐닝 동작이 완료된 후에 펄스전압(Vtsp)을 센싱 하여 터치 인식 프로세서(240)로 전송한다.

터치 인식 프로세서(240)는 터치 스크린(200)의 센싱전극(204)들에 접속되어 이들 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 터치 정전용량의 전압을 차등 증폭하고 그 결과를 디지털 데이터로 변환한다. 그리고, 터치 인식 프로세서(240)는 터치 인식 알고리즘을 이용하여 초기 정전용량과 터치 정전용량의 차이를 바탕으로 터치 위치를 판단하고, 그 터치 위치를 지시하는 터치 데이터를 터치 컨트롤러(230)로 출력한다.

터치 컨트롤러(230)는 터치 스크린(200)을 구동하기 위한 구동전극 구동부(210)에 스캐닝 제어신호들 발생한다.

터치 컨트롤러(230)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 스캐닝 제어신호를 인가 받아 구동전극 구동부(210)에 인가한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치를 예를 들어 나타내는 단면도이다.

이때, 상기 도 2는 표시장치와 터치 스크린을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치 스크린을 부착하는 상판 부착형 구조의 터치 스크린 표시장치를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상판 일체형 및 패널 내장형 구조에도 적용될 수 있다.

그리고, 도 3a 및 도 3b는 상기 도 2에 도시된 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치에 있어, 구동전극과 센싱전극을 예를 들어 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치는 표시패널(100)과 상기 표시패널(100)의 외측에 위치하는 상, 하부 편광판(301, 311) 및 상기 상부 편광판(311) 위에 부착되며, 센싱전극(204)이 형성된 강화유리(202)를 포함하는 터치 스크린(200) 등으로 이루어진다.

도시하지 않았지만, 표시패널(100)은 컬러필터와 박막 트랜지스터 어레이를 구비하며, 이들 사이에는 액정층과 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성되어 있다.

그리고, 표시패널(100)은 백라이트 유닛을 구비한다. 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하여 표시패널(100)에 균일하게 빛을 조사한다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

백라이트 유닛의 광원으로 열음극형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp; HCFL), 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL), 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.

상, 하부 편광판(301, 311)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC) 필름(미도시) 위에 형성된 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol; PVA) 필름(미도시)으로 이루어질 수 있다. PVA 필름은 배향된 이색성 물질 또는 배향된 고분자 사슬 자체의 공액 구조에 의하여 비편광 상태인 백색광의 어느 한 성분은 흡수하고, 그와 직각인 다른 성분은 투과시키는 역할을 한다. PVA 필름은 요오드 이온 사슬이 연신 배향된 PVA 사슬에 의하여 배향 됨으로써 편광성을 나타내며, 염료계 편광 필름도 역시 이색성 염료가 연신 배향된 PVA 사슬에 의하여 배향 됨으로써 편광성을 나타내게 된다.

TAC 필름은 PVA 필름을 보호하는 투명한 필름이다.

터치 스크린(200)은 기재 필름(201) 위에 형성된 구동전극(205)을 포함한다

기재 필름(201)은 구동전극(205)이 형성되기 위한 기재 역할을 하는 것으로, 폴리카보네이트, 트리아세틸 셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 투명한 수지로 이루어진다. 기재 필름(201) 위에 형성된 상기 구동전극(205)은 터치 스크린(200)의 구동전극으로 일 방향으로 서로 이격된 복수의 패턴들로 이루어진다.

상기 본 발명의 실시예에 따른 구동전극(205)은 흑화된 전도성 패턴으로 이루어지는데, 일 예로 구리, 니켈, 코발트, 철, 아연 등의 전도성 물질로 이루어진 전도성 패턴 위에 산화 그래핀(graphene oxide)을 선택적으로 환원시켜 코팅하여 형성할 수 있다.

강화유리(202)는 하부의 표시패널(100) 등의 소자들을 보호하는 것으로, 강화유리(202)의 하면에는 터치 스크린(200)의 센싱전극(204)이 형성된다. 센싱전극(204)은 구동전극(205)과 직교하는 방향으로 서로 이격된 복수의 패턴들로 이루어진다. 센싱전극(204)은 상기 구동전극(205)과 마찬가지로 흑화된 전도성 패턴으로 이루어지는데, 일 예로 구리, 니켈, 코발트, 철, 아연 등의 전도성 물질로 이루어진 전도성 패턴 위에 산화 그래핀을 선택적으로 환원시켜 코팅하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 구리, 니켈, 코발트, 철, 아연 등의 전도성 물질은 전도도가 우수하며 산화 그래핀을 환원시킬 수 있는 금속에 해당한다.

이러한 구동전극(205)과 센싱전극(204)은 상기 도 3a와 같이 마름모 타입으로 이루어지거나, 상기 도 3b와 같이 바 타입으로 이루어질 수 있다.

상기 도 3a의 경우 상기 구동전극(205)과 센싱전극(204)은 서로 다른 영역에 위치하도록 패터닝 되며, 패터닝된 구동전극(205)과 센싱전극(204)은 각각 브리지 전극(상기 도 3a의 206)에 의해 연결될 수 있다.

전술한 바와 같이 이러한 터치 스크린의 구동전극과 센싱전극에 일반적으로 사용하는 ITO 기반의 전도성막은 ITO의 낮은 전도도에 의해 인식속도가 낮은 문제점이 있다. 또한, 기존의 ITO가 아닌 금속 미세선을 이용하는 경우에는 금속 자체의 높은 반사도로 인하여 시인성 측면에 있어서 패턴이 사람의 눈에 잘 인지되는 문제점과 함께 외부광에 대하여 높은 반사도 및 헤이즈(haze) 값 등으로 인하여 눈부심 등이 일어날 수 있다는 단점을 가지고 있다.

이를 해결하기 위한 방법으로 흑화(backening)는 통상적으로 시인성을 높일 목적으로 금속층의 표면을 산 또는 알칼리 등을 사용하여 처리하거나 도금 방법 등으로 표면을 조화(광확산) 또는 흑색화(광흡수)하여 빛의 난반사가 없으며 빛의 흡수도를 높이기 위한 방법으로 사용되고 있다.

이에 본 발명에서는 금속으로 이루어진 전도성 패턴이 형성된 기판을 산화 그래핀 용액에 침지(沈漬)시켜 상기 산화 그래핀을 상기 전도성 패턴 위에만 선택적으로 환원시켜 자기코팅(self coating)함으로써 흑화된 전도성 패턴을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전도성 패턴의 전도도를 크게 손상시키지 않으면서도 전도성 패턴에 의한 반사를 방지하여 전도성 패턴의 은폐성을 향상시킬 수 있게 된다.

이는 추가의 암색화 층이나 전도성의 큰 저하 없이 전도성 패턴의 전면에 암색화 층을 도입하는 효과를 가져오기 때문에 대면적에 용이할 뿐만 아니라 플렉서블 기판에 대응할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.

또한, 상기와 같은 흑화에 의하여 터치 스크린 패널의 콘트라스트 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 전도성 패턴의 제조공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 패턴의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.

우선, 기판 위에 소정의 전도성 패턴을 형성한다(S110).

상기 기판은 투명 기판일 수 있으며, 투명 기판이면 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 글라스, 수정, 세라믹, 투명 플라스틱, 합성 수지 등으로부터 선택될 수 있다.

상기 전도성 패턴은 일 예로, 터치 스크린의 구동전극 또는 센싱전극으로 사용될 수 있으며, 소정의 금속으로 형성할 수 있다.

이때, 상기 금속은 전기전도성을 띠는 물질이면 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 구리, 니켈, 코발트, 철, 아연 등의 전도도가 우수하며 산화 그래핀을 환원시킬 수 있는 금속으로부터 선택될 수 있다.

일 예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 유연한 플라스틱 기판 위에 전기영동법을 사용하여 소정의 전도성 패턴을 형성할 수 있다.

다음으로, 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 표면 처리한다(S120).

상기 표면 처리로는 상압 플라즈마 처리를 이용할 수 있으며, 이는 전도성 패턴 표면의 유기물 등의 오염물에 대한 세정과 친수성 부여 및 접착력 향상을 위한 거칠기(roughness) 부여를 목적으로 한다.

일 예로, 고주파를 이용하여 대기압 상태에서 플라즈마를 형성하되, 캐리어 가스로는 아르곤을 사용하며, 반응 가스로는 산소와 질소를 사용하여 진행할 수 있다.

다음으로, 상기 전도성 패턴을 흑화 시키기 위하여 소정의 산화 그래핀 용액을 제조한다(S130).

그래핀은 전선의 주재료인 구리보다 100배 많은 전류를 흘려보낼 수 있는 것으로 알려져 있다.

상기 그래핀은 근래에 들어 상당히 각광받는 탄소로 구성된 물질이다. 이미 오래 전부터 잘 알려져 있던 그라파이트(graphite)에서 한 층을 떼어낸 형태인 그래핀은 탄소 원자들이 완전히 한 겹으로 배치된 육각형 모양의 2차원 구조를 이루기 때문에 일반적인 3차원 구조와는 다른 물리적 특성을 갖고 있다. 이러한 기초적인 물성뿐만 아니라 그래핀의 실용적인 활용 역시 활발하게 연구되고 있다.

특히, 그래핀의 광학적 특성과 전기적 특성은 그래핀의 활용에 있어서 주된 연구 방향을 제공하는데, 투명 도체의 산업적인 필요성과 맞물려 그래핀이 차세대 투명 도체로 연구되는 것이다.

그래핀의 높은 전기전도성은 이론적인 밴드구조의 계산으로부터 알려져 있다. 그래핀은 가장 간단한 강한 결합(tight binding) 방법을 이용한 계산에서부터 섭동 이론(perturbation theory)과 LCAO(Linear Combination of Atomic Orbital) 방법 혹은 DFT(Density Functional Theory)의 결과까지 대부분의 이론에서 디락 퍼미온(Dirac fermion)의 특성을 보여준다. 낮은 에너지 영역에서의 그래핀 에너지 밴드는 고 대칭점에서 분산 관계(dispersion relation)가 선형적인 특성을 나타내는데, 이러한 선형 분산 관계는 전자가 고 대칭점 부근에서 거의 상대론적 입자와 같이 운동한다는 것을 의미한다. 따라서, 고 대칭점 부근의 전자는 마치 광자(photon)와 같이 거의 질량이 없고 거의 광속으로 움직인다고 볼 수 있고, 이러한 전자는 대단히 높은 전도성의 원인이 된다.

쉽게 생각하면 원자 하나의 두께만큼 얇기 때문으로 볼 수 있는 그래핀의 투명한 특성 역시 이러한 디락 퍼미온의 관점에서 해석될 수 있다. 빛과 2차원 디락 퍼미온의 상호 작용을 QED(Quantum Electro-Dynamics)의 페르미 황금률(Fermi’s Golden Rule)을 통해 계산하면 그래핀의 전기전도성은 물질에 상관없이 2차원 디락 퍼미온의 보편적인 값을 갖게 되고, 전도성에 의해 결정되는 투과율 역시 보편적인 값을 갖게 된다. 따라서, 그래핀 한 장의 투과율은 항상 일정한 값을 갖게 되고, 이는 미세 구조 상수에 원주율을 곱한 정도의 불투명도로 구해진다. 즉, 그래핀은 대략 2.3% 정도 되는 불투명도를 빼고 나면 약 97.7%의 투과율을 갖는 것이다.

이와 같이 그래핀은 우수한 전도성 및 기계적 특성으로 주목을 받고 있는 물질로서, 산화 그래핀은 소수성인 그래핀을 친수성으로 바꾸어주기 때문에 물분자가 면과 면 사이에 삽입되므로 물에 안정적으로 분산시킬 수 있어 코팅에 용이하다.

산화 그래핀은 그라파이트를 화학적으로 산화하는 방법으로 제조하며, 예컨대 수산기와 에폭시기 및 카르복실기 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 그라파이트 표면에 부착하는 것으로 달성될 수 있다.

일 예로, 산화 그래핀은 허머 방법(Hummer's method)을 이용하여 제작이 가능하며, 용액 내에서 분산성이 매우 우수하나 절연체의 성질을 띠고 있다.

이하, 산화 그래핀 용액을 제조하는 공정을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 물론 아니다.

먼저, 팽창 흑연 파우더를 준비하고 팽창 흑연 파우더를 황산(H₂SO₄) 용액에 넣은 후, 스티어링(stirring)과 쿨링(cooling)을 해주면서 과망간산칼륨(potassium permanganate)을 순차적으로 넣어준다. 이때, 온도는 20℃를 유지한다. 이어, 2시간 정도 35℃에서 스티어링 해준 후, 증류수를 첨가한다. 그리고, 현탁액의 금속 이온을 제거하기 위해 1:10 염산(HCl)에 씻은 후, 여과하여 페이스트를 얻는다. 다음, 얻어진 페이스트를 중성화시키기 위해 증류수에 넣고 스티어링 한 후, 여과(filtration)하는 과정을 약 2 ~ 3회 반복한다. 다음, 중성화된 산화그래핀 용액을 4000RPM 이상에서 원심분리하고, 남아있는 팽창 산화흑연(unexpoliated graphite oxide)을 제거하여 산화그래핀 용액을 얻는다.

다음으로, 이와 같이 제조된 산화 그래핀 용액을 분산시킨다(S140).

분산제는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 물이나 초순수(DI water), 또는 메틸 알코올(Methyl Alcohol), 에틸 알코올(ethyl alcohol), NMP(N-Methyl pyrrolidone), DMF(dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran) 등의 극성 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

상기 분산과정은 나노 이하의 크기로 미세하게 분산시키기 위해 초음파를 이용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 분산된 산화 그래핀 용액에 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 침지 하여 산화 그래핀의 환원을 통해 상기 전도성 패턴을 흑화 시킨다(S150, S160).

전술한 바와 같이 산화 그래핀은 표면에 수산기와 에폭시기, 가장자리에는 카르복실기와 결합한 형태로 존재하기 때문에 그래핀 고유의 성질을 대부분 상실하게 된다. 하지만, 산화 그래핀을 다시 환원시켜 산소를 포함한 작용기를 제거해 주면, 다시 그래핀과 유사한 특성을 나타내기 때문에 환원반응을 통해 작용기를 완전히 제거하게 된다.

일 예로, 상기 기판을 25℃의 약 0.5mg/mL의 산화 그래핀 수용액에 5시간 침지 시킬 수 있다. 이때, 침지 시간에 의한 코팅막의 두께 및 흑화 정도가 조절 가능한 것으로 확인되었다.

이때, 상기 전도성 패턴이 산화 그래핀을 환원시킬 수 있는 금속으로 이루어져 있기 때문에 상기 산화 그래핀 용액 내의 침지를 통한 산화 그래핀의 환원에 의해 상기 전도성 패턴 위에만 환원된 산화 그래핀의 자기코팅이 이루어지게 된다.

이때, 상기 환원된 산화 그래핀은 그래핀의 특성을 나타내는 탄소원자의 파이결합 사이를 가로막고 있던 산소원자들이 제거됨으로써 우수한 전기전도도를 나타낼 수 있다.

다음으로, 상기 산화 그래핀 용액으로부터 기판을 인출하여 초순수를 사용하여 세정한 후에 건조시킨다. 이때, 오븐을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 히터에 의한 건조 등 다양한 건조방법이 사용될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 파장에 따른 판 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프로써, 구리로 이루어진 전도성 패턴의 반사율을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 5a는 산화 그래핀 용액의 침지 전의 판 형태의 전도성 패턴(비교예1)의 반사율을 나타내고 있으며, 상기 도 5b는 산화 그래핀 용액의 침지 후의 흑화된 판 형태의 전도성 패턴(실시예1)의 반사율을 나타내고 있다.

상기 도 5a를 참조하면, 비교예1의 전도성 패턴은 550nm의 파장에서 약 29.31%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율이 증가하는 것을 알 수 있다. 이때의 면저항은 1Ω/□ 이하를 나타내고 있다.

환원된 산화 그래핀이 코팅된 실시예1의 전도성 패턴의 반사율은 상기 도 5b를 참조하면, 550nm의 파장에서 약 8.68%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율의 증가가 없이 낮은 반사율을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이때의 면저항은 약 2Ω/□ ~ 10Ω/□를 나타내고 있다.

도 6a 및 도 6b는 파장에 따른 메시(mesh 20) 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프로써, 구리로 이루어진 전도성 패턴의 반사율을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 6a는 산화 그래핀 용액의 침지 전의 메시(mesh 20) 형태의 전도성 패턴(비교예2)의 반사율을 나타내고 있으며, 상기 도 6b는 산화 그래핀 용액의 침지 후의 흑화된 메시(mesh 20) 형태의 전도성 패턴(실시예2)의 반사율을 나타내고 있다.

이때, mesh 20은 피치가 800㎛이며, 선폭이 20㎛인 메시를 나타내고 있다.

상기 도 6a를 참조하면, 비교예2의 전도성 패턴은 550nm의 파장에서 약 9.76%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율이 증가하는 것을 알 수 있다. 이때의 면저항은 약 37Ω/□를 나타내고 있다.

환원된 산화 그래핀이 코팅된 실시예2의 전도성 패턴의 반사율은 상기 도 6b를 참조하면, 550nm의 파장에서 약 9.01%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율의 증가가 없이 낮은 반사율을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이때의 면저항은 약 50Ω/□를 나타내고 있다.

도 7a 및 도 7b는 파장에 따른 메시(mesh 30) 형태의 전도성 패턴의 반사율을 나타내는 그래프로써, 구리로 이루어진 전도성 패턴의 반사율을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 7a는 산화 그래핀 용액의 침지 전의 메시(mesh 30) 형태의 전도성 패턴(비교예3)의 반사율을 나타내고 있으며, 상기 도 7b는 산화 그래핀 용액의 침지 후의 흑화된 메시(mesh 30) 형태의 전도성 패턴(실시예3)의 반사율을 나타내고 있다.

이때, mesh 30은 피치가 1200㎛이며, 선폭이 30㎛인 메시를 나타내고 있다.

상기 도 7a를 참조하면, 비교예3의 전도성 패턴은 550nm의 파장에서 약 9.33%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율이 증가하는 것을 알 수 있다. 이때의 면저항은 약 25Ω/□를 나타내고 있다.

환원된 산화 그래핀이 코팅된 실시예3의 전도성 패턴의 반사율은 상기 도 7b를 참조하면, 550nm의 파장에서 약 8.93%의 반사율을 나타내며, 파장이 증가함에 따라 반사율의 증가가 없이 낮은 반사율을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이때의 면저항은 약 35Ω/□를 나타내고 있다.

이와 같이 상기 실시예1 내지 실시예3의 경우 반사율 스펙트럼의 피크가 사라지고 전체적으로 비교적 일정한 수준의 낮은 반사율을 나타내는 것은 의미적으로 흑화가 잘 이루어졌다고 판단할 수 있다.

구리의 경우 특정 파장, 주로 장파장 영역에서의 반사율이 높게 나오기 때문에 약간 붉은 빛으로 보이게 되나, 흑화된 전도성 패턴의 경우 모든 파장에서 특정한 피크 없이 반사율이 낮기 때문에 백색광원을 포함한 모든 광원에서 흑색으로 보이게 된다.

도 8a 및 도 8b는 파장에 따른 메시(mesh 20, 30) 형태의 전도성 패턴의 투과율을 나타내는 그래프로써, 구리로 이루어진 전도성 패턴의 투과율을 예를 들어 나타내고 있다.

이때, 상기 도 8a는 mesh 20의 전도성 패턴(비교예2, 실시예2)의 투과율을 나타내고 있으며, 상기 도 8b는 mesh 30의 전도성 패턴(비교예3, 실시예3)의 투과율을 나타내고 있다.

mesh 20의 경우 상기 도 8a를 참조하면, 550nm의 파장에서 비교예2의 전도성 패턴은 약 73%의 투과율을 나타내며, 실시예2의 전도성 패턴은 약 60%의 투과율을 나타내고 있음을 알 수 있다.

mesh 30의 경우 상기 도 8b를 참조하면, 550nm의 파장에서 비교예3의 전도성 패턴은 약 69%의 투과율을 나타내며, 실시예3의 전도성 패턴은 약 65%의 투과율을 나타내고 있음을 알 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 산화 그래핀의 코팅 전후의 전도성 패턴을 보여주는 사진이며, 도 10은 흑화된 전도성 패턴의 휘어짐을 예를 들어 보여주는 사진이다.

이때, 상기 도 9a는 산화 그래핀의 코팅 전의 전도성 패턴을 보여주고 있으며, 상기 도 9b는 산화 그래핀의 코팅 후의 전도성 패턴을 보여주고 있다.

상기 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 산화 그래핀의 환원에 의한 자기코팅이 이루어짐에 따라 전도성 패턴의 흑화가 이루어진 것을 알 수 있다.

이와 같이 전도성 패턴을 충분히 흑화 시키면 전도성 패턴의 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 전도성 패턴의 대면적 흑화 처리가 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있고 제조비용을 절감할 수 있다.

이렇게 흑화된 전도성 패턴이 형성된 기판의 휘어짐은 상기 도 10을 참조하면 알 수 있으며, 그래핀의 우수한 기계적 특성으로 인하여 플렉서블 기판에 적용이 유리하다.

이와 같이 본 발명에 의하면 비교적 단순한 방법으로 반사율이 낮으면서도 전도성이 우수한 전극을 형성할 수 있게 된다.

또한, 이와 같이 형성된 전도성 패턴은 플렉서블 기판에 적용이 가능하며, 대면적으로 제조할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 이와 같이 제조된 전도성 패턴을 이용한 터치 스크린 표시장치의 제조방법을 예를 들어 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 표시장치의 제조공정을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.

이때, 상기 도 11은 상판 부착형 구조의 터치 스크린 표시장치의 제조공정을 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 본 발명은 상판 일체형 및 패널 내장형 구조에도 적용될 수 있다.

우선, 전술한 방법으로 흑화된 전도성 패턴을 이용하여 터치 스크린용 전극, 즉 구동전극과 센싱전극을 형성한다(S210).

이때, 상기 구동전극과 센싱전극은 흑화된 전도성 패턴으로 형성함에 따라 반사율이 낮으면서도 전도성이 우수한 전극을 형성할 수 있게 된다.

다음으로, 상기의 구동전극과 센싱전극의 형성을 포함하여 터치 스크린의 제조를 완료한다(S220).

이때, 일 예로 상기 터치 스크린은 제 1 방향(예를 들면, X방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 구동전극들과 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(예를 들면, Y방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 센싱전극들 및 상기 구동전극들과 상기 센싱전극들이 전기적으로 접촉되지 않도록 이들 사이에 위치하는 절연층을 구비한다.

다음으로, 소정의 표시패널을 제조한다(S230).

전술한 바와 같이 상기 표시패널은 액정표시소자, 전계 방출 표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기전계발광소자 등의 평판표시소자로 구현될 수 있다.

일 예로, 상기 액정표시소자의 경우 어레이공정을 통해 투명한 가요성 플라스틱 기판 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 스위칭소자인 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 어레이공정을 통해 박막 트랜지스터에 접속되며 상기 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다. 한편, 인-플레인 스위칭(In Plane Switching; IPS) 모드의 경우에는 상기 어레이공정을 통해 액정층에 수평전계를 형성하는 화소전극 및 공통전극을 함께 형성하게 된다.

컬러필터 기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 이루어진 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스를 형성한다. 그리고, 상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 기판 위에 상기 어레이 기판의 화소전극에 대향하는 공통전극을 형성한다.

여기서, 상기 게이트라인과 데이터라인의 각종 배선 및 화소전극과 공통전극을 포함하는 박막 트랜지스터의 각종 전극은 전술한 본 발명에 따른 배선 전도성 패턴의 제조방법을 통해 형성할 수도 있다.

이어서, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판에 각각 배향막을 도포한 후, 상기 두 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 배향 처리한다. 이때, 상기 배향 처리방법으로 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다.

이후, 합착을 진행하기 위해 어레이 기판의 외곽부에 은 페이스트(paste)를 도포하고 스페이서를 산포하는 동시에 컬러필터 기판에 실(seal) 인쇄 및 소성을 실시한다. 이때, 상기 스페이서를 컬러필터 기판에 형성할 수도 있으며, 상기 스페이서로는 액정표시패널이 점차 대형화되어 감에 따라 어레이 기판이나 컬러필터 기판에 고정되는 형태의 컬럼 스페이서(또는, 패턴화된 스페이서)를 사용할 수도 있다.

이후, 상기 실 패턴과 컬럼 스페이서에 의해 일정한 셀갭이 유지된 상태에서 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하고 고온에서 압력을 가하여 실런트를 경화시킨다.

이후, 여러 개의 셀이 형성된 합착된 기판을 개개의 셀로 분리하는 커팅(cutting)공정을 진행하며, 상기와 같이 개개의 셀로 분리된 액정표시소자의 셀 내부에 액정을 주입하여 액정층을 형성한다.

이후, 상기 각 액정표시패널의 외관 및 전기적 불량 여부를 가리는 검사공정을 진행함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다.

다음으로, 이와 같이 제조된 표시패널 위에 상기의 터치 스크린을 부착하여 터치 스크린 표시장치의 제조를 완료하게 된다(S240).

본 발명에서는 그래핀이 코팅된 전도성 패턴을 구비하는 전기소자로 터치 스크린을 예로 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 다양한 전기소자의 전도성 패턴에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 그래핀이 코팅된 전도성 패턴은 유기전계발광소자의 화소전극, 액정표시소자의 화소전극 또는 공통전극, 플라즈마 디스플레이 패턴의 스캔전극 또는 공통전극, 전계 방출 표시소자나 전기영동표시소자의 화소전극 또는 공통전극 등에도 적용 가능하다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100 : 표시패널 200 : 터치 스크린
204 : 센싱전극 205 : 구동전극

Claims

기판 위에 소정의 금속으로 전도성 패턴을 형성하는 단계;
상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 표면 처리하는 단계;
상기 전도성 패턴을 흑화 시키기 위하여 소정의 산화 그래핀 용액을 제조하는 단계;
상기 산화 그래핀 용액을 분산시키는 단계; 및
상기 분산된 산화 그래핀 용액에 상기 전도성 패턴이 형성된 기판을 침지 하여 산화 그래핀의 환원을 통해 상기 전도성 패턴을 흑화 시키는 단계를 포함하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기판은 글라스, 수정, 세라믹, 투명 플라스틱 또는 합성 수지의 투명 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 패턴은 터치 스크린의 구동전극 또는 센싱전극으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 패턴은 구리, 니켈, 코발트, 철 또는 아연의 산화 그래핀을 환원시킬 수 있는 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 플라스틱 기판 위에 전기영동법을 사용하여 구리로 상기 전도성 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리로는 상압 플라즈마 처리를 이용할 수 있으며, 상기 전도성 패턴 표면의 오염물에 대한 세정과 친수성 부여 및 접착력 향상을 위한 거칠기(roughness) 부여를 목적으로 하는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 고주파를 이용하여 대기압 상태에서 플라즈마를 형성하되, 캐리어 가스로는 아르곤을 사용하며, 반응 가스로는 산소와 질소를 사용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 분산제는 물이나 초순수(DI water), 또는 메틸 알코올(Methyl Alcohol), 에틸 알코올(ethyl alcohol), NMP(N-Methyl pyrrolidone), DMF(dimethylformamide) 및 THF(Tetrahydrofuran)의 극성 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 산화 그래핀 용액 내의 침지를 통한 산화 그래핀의 환원에 의해 상기 전도성 패턴 위에만 환원된 산화 그래핀의 자기코팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 산화 그래핀 용액으로부터 기판을 인출하여 초순수를 사용하여 세정한 후에 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.