KR20150114745A - 터치 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판에 마련되는 포토 레지스트의 일부 영역을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴 및 상기 마스크 패턴의 사이 공간으로 정의되는 홈부의 표면에 제1 흑화막을 형성하는 단계; 상기 제1 흑화막과 상기 홈부로부터 상면이 평탄하도록 금속막을 형성하는 단계; 상기 금속막을 산화 처리하는 단계; 및 상기 마스크 패턴을 박리하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

터치 패널의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함하며, 터치 입력에 의해 정전용량 변화가 생성되는 복수의 노드가 상기 복수의 전극에 의해 정의된다. 2차원 평면에 분포하는 복수의 노드는, 터치 입력에 의해 자체 정전용량(Self-Capacitance) 또는 결합 정전용량(Mutual-Capacitance) 변화를 생성하며, 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화에 가중 평균 계산법 등을 적용하여 터치 입력의 좌표를 계산할 수 있다

터치패널은 터치를 인식하는 센싱 전극을 통상 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)로 형성하였다. 하지만, ITO의 경우, 원료인 인듐(Indium)이 희토류 금속이 고가이고, 그에 따라 가격 경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라, 10년 내에 고갈이 예상되어 수급이 원할하지 못한 문제점이 존재한다.

상기와 같은 이유로 불투명한 도체선을 이용하여 전극을 형성하려는 연구가 진행되고 있는데, 도체선으로 형성되는 전극은 ITO나 전도성 고분자에 비해 전기전도도가 훨씬 우수하며, 수급이 원활하다는 장점이 있다.

다만, 도체선을 터치스크린용 전극으로 이용하는 경우에 금속의 특유의 색상으로 인하여 빛 반사가 발생하여 도체선이 사용자에게 쉽게 시인되는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 10-2011-0089423

본 발명의 과제는 도체선을 형성하는 금속을 흑화 처리하여 도체선의 불가시성을 증대할 수 있는 터치 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 패널의 제조 방법은 기판에 마련되는 포토 레지스트의 일부 영역을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴 및 상기 마스크 패턴의 사이 공간으로 정의되는 홈부의 표면에 제1 흑화막을 형성하는 단계; 상기 제1 흑화막과 상기 홈부로부터 상면이 평탄하도록 금속막을 형성하는 단계; 상기 금속막을 산화 처리하는 단계; 및 상기 마스크 패턴을 박리하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 제1 흑화막을 형성하는 단계는 생략될 수 있다.

상기 제1 흑화막을 형성하는 단계는, 진공 증착 방식을 이용하여 상기 제1 흑화막을 형성할 수 있다.

상기 진공 증착 방식은 스퍼터링(Sputtering) 방식을 포함할 수 있다.

상기 금속막을 형성하는 단계는, 필(fill) 도금 방식을 이용하여 상기 금속막을 형성할 수 있다.

상기 금속막의 두께는 상기 포토 레지스트의 두께에 따라 결정될 수 있다.

상기 홈부 상에 형성되는 금속막의 두께는 1~5㎛일 수 있다.

상기 금속막을 산화 처리하는 단계는, 상기 마스크 패턴 상의 금속막이 제거되기에 충분한 시간 동안 진행될 수 있다.

상기 마스크 패턴을 박리하는 단계는, 박리액을 이용하여 상기 마스크 패턴을 박리할 수 있다.

상기 금속막은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 적어도 2개를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

상기 제1 흑화막은 블랙 니켈(Black Ni)으로 형성될 수 있다.

본 발명은 도체선을 형성하는 금속을 흑화 처리하여 도체선의 불가시성을 증대할 수 있다.

또한, 마스크 패턴의 박리 전에 마스크 패턴 상의 금속 물질을 제거함으로써 제조 공정을 단순화 할 수 있고, 터치 패널의 불량률을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 포함하는 전자기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 정면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 실시예에 따른 터치 패널을 보다 상세히 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 포함하는 전자기기의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 및 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 형성되는 터치스크린 장치를 포함할 수 있으며, 터치스크린 장치 내에 터치 패널이 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 터치스크린 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 터치스크린 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 터치스크린 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(PolymethlymethAcrylate), COP (Cyclo-Olefin Polymers) 등의 필름, 소다 글라스(Soda glass), 또는 강화 글라스(tempered glass)와 같은 재질의 투명한 기판에 전기 전도성을 갖는 물질로 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 터치스크린 장치의 베젤 영역에는 전기 전도성 물질로 형성된 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐된다.

본 발명에 따른 터치스크린 장치는 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로와, 정전용량 감지 회로의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로, 디지털 값으로 변환된 데이터를 이용하여 터치 입력을 판단하는 연산 회로 등을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 나타낸 도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(200)은 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 전극부(220) 및 전극부(220) 각각과 연결되는 복수의 패드를 포함하는 패드부(230)을 포함한다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 전극부(220) 각각과 연결되는 패드부(230)는 배선 전극 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 회로 기판의 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 전극부(220)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.

기판(210)은 전극부(220)가 형성되기 위한 투명한 기판일 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 기판(210)은 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(PolymethlymethAcrylate), COP (Cyclo-Olefin Polymers) 등의 필름, 소다 글라스(Soda glass) 또는 강화 글라스(tempered glass)와 같은 재질로 형성될 수 있다.

전극부(220)는 X 축 방향으로 연장되는 제1 전극(223)과, Y 축 방향으로 연장되는 제2 전극(226)을 포함할 수 있다. 제1 전극(223)과 제2 전극(226)은 기판(210)의 양면에 마련되거나, 또는 서로 다른 기판(210)에 마련되어 교차될 수 있으며, 기판(210)의 일면에 모두 마련되는 경우에는 제1 전극(223)과 제2 전극(226)의 교차 지점에 부분적으로 소정의 절연층을 형성할 수 있다. 또한 위와 달리, 제1 전극(223)과 제2 전극(226)은 서로 다른 기판에 마련되어 교차될 수 있음은 물론이다.

또한, 전극부(220)가 형성되는 영역 이외에, 전극부(220) 각각과 연결되는 패드부(230)가 마련되는 영역에 대해서는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 배선을 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄 영역이 기판(210)에 형성될 수 있다.

전극부(220)와 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 장치는, 터치 입력에 의해 전극부(220)에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지한다. 제1 전극(223)은 컨트롤러 집적 회로에서 D1~D8로 정의되는 채널에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가받을 수 있으며, 제2 전극(226)은 S1~S8로 정의되는 채널에 연결되어 접촉 감지 장치가 감지 신호를 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 컨트롤러 집적 회로는 제1 전극(223)과 제2 전극(226) 사이에서 생성되는 결합 정전용량(mutual-capacitance)의 변화를 검출하여 감지 신호를 획득할 수 있으며, 제1 전극(223) 각각에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 제2 전극(226)에서 동시에 정전용량의 변화를 검출하는 방식으로 동작할 수 있다.

채널 D1~D8을 통해 제1 전극(223)에 구동 신호가 인가되면, 구동 신호가 인가된 제1 전극(223)과, 제2 전극(226) 사이에서 결합 정전용량이 생성된다. 터치 패널에 접촉 물제가 접촉 되면, 접촉 물체가 접촉된 영역과 인접한 제1 전극(223)과 제2 전극(226) 사이에서 생성되는 결합 정전용량에서 정전용량의 변화가 발생한다. 상기 정전용량의 변화는 접촉 물체와 구동 신호가 인가된 제1 전극(223) 및 제2 전극(226) 사이의 중첩된 영역의 면적에 비례할 수 있다.

도 3 및 도 4는 도 2의 실시예에 따른 터치 패널을 보다 상세히 나타낸 도이다. 도 3을 참조하면, 전극부(220)은 도체선으로 구성될 수 있는데, 전극부(220)을 구성하는 도체선은 그물망 또는 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 도체선이 그물망 또는 메쉬 형상으로 형성됨으로써, 종래 ITO(Indium-Tin Oxide) 전극이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이던 현상을 감소시키고, 터치 패널의 투과성을 향상시킬 수 있다.

도 3에서 전극부(220)를 구성하는 도체선이 마름모 또는 사각형 형상으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각형, 팔각형, 다이아몬드형 및 무정형(random) 등 당업자가 자명하게 또는 용이하게 도출될 수 있는 범위까지 본 발명에 속함은 물론이며, 도 4에 도시된 바와 같이 직선 형상으로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 도이다. 도 5를 참조하면, 전극부(220)를 구성하는 도체선은 기판의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 금속층(243), 기판(210)으로의 금속층(243)의 적층면 - 금속층(243)의 하면 - 과 금속층(243)의 측면에 형성되는 제1 흑화층(245) 및 금속층(243)의 상면에 형성되는 제2 흑화층(247)을 포함할 수 있다.

금속층(243)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 제조될 수 있는데, 전극부(220)가 금속으로 제조됨으로써, 전극의 저항값이 감소될 수 있으며, 이로써 전도성 및 검출감도가 향상될 수 있다.

다만, 금속층(243)을 상기 금속물질로 구현하는 경우의 금속의 특유의 색상 또는 빛 반사에 의해 금속층(243)이 사용자에게 시인될 수 있는데, 금속층(243)의 하면과 측면에 제1 흑화층(245)을 형성함으로써, 기판(210)의 타면 측에서 사용자가 터치 패널을 바라보는 경우에 터치 패널의 시인 특성을 개선할 수 있다.

또한, 금속층(243)의 상면에 제2 흑화층(247)을 형성함으로써, 기판의 일면 측에서 사용자가 터치 패널을 바라보는 경우에도 금속층(245)이 시인되는 것을 방지할 수 있다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기 위하여 제공되는 도이다. 이하, 도 6a 내지 도 6f을 참조하여 본 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판(210)의 일 면에 포토 레지스트(PR)를 코팅하는 것으로 시작한다(도 6a). 이 후, 포토 레지스트(PR)의 소정의 영역을 노광 및 현상하여 마스크 패턴(MP)을 형성하는데(도 6b), 상기 소정의 영역은 도 3 및 도 4의 전극부의 도체선을 형성하기 위한 영역에 대응될 수 있다.

이 후, 마스크 패턴(MP)의 상면 및 측면과 마스크 패턴(MP)의 사이 공간으로 정의되는 홈부의 표면에 제1 흑화막(245a)을 형성하는데(도 6c), 이 때 제1 흑화막(245a)은 블랙 니켈(Black Ni)을 스퍼터링(Sputtering), 전자 빔 증착(E-Beam)과 같은 진공 증착 방식을 이용하여 증착함으로써 형성할 수 있다. 이 때, 제1 흑화막(245a)의 마스크 패턴(MP)의 상면으로부터의 두께, 마스크 패턴(MP)의 측면으로부터의 두께 및 기판의 일면으로부터의 두께는 동일할 수 있다.

이어서, 기판(210)의 일면 측에서 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 도금하여 금속막(243a)을 형성하는데(도 6d), 상기 금속 물질은 홈부를 채우도록 도금되어 금속막(243a)의 상면은 평탄하게 형성될 수 있다.

일 예로 금속막(243a)을 형성하기 위하여 필(fill) 도금 방식을 이용할 수 있는데, 필(fill) 도금 방식을 이용함으로써, 홈부 상에서 형성되는 금속막(243a)의 두께보다 마스크 패턴(MP) 상에서 형성되는 금속막(243a)의 두께가 더 두꺼울 수 있다. 이 때, 홈부 상에 형성되는 금속막(243a)의 두께는 마스크 패턴(MP)의 두께 또는 최초에 기판(210)에 코팅되는 포토 레지스트(PR)의 두꼐에 따라 결정될 수 있으므로, 홈부에 형성되는 금속막(243a)의 두께는 1~5㎛까지 자유롭게 설계할 수 있다.

금속막(243a)을 형성한 후에, 금속막(243a)을 산화 처리하여 제2 흑화막(247a)을 형성한다(도 6e). 이 때, 마스크 패턴(MP) 상에 형성되는 금속막(243a)이 제거되기에 충분한 시간 동안 산화 처리가 진행되어, 마스크 패턴(MP) 상에 형성되는 금속막(243a)은 제거될 수 있다.

흑화막(247a)을 형성한 후 마스크 패턴(MP)을 박리하여, 도 5에 도시된 바와 같은 터치 패널을 제조할 수 있다(도 6f). 이 때, 일 예로, 마스크 패턴(MP)을 박리하기 위하여 포토 레지스트 박리액을 사용할 수 있다.

마스크 패턴(MP)을 박리할 시에, 마스크 패턴 상에 금속막이 잔존하지 않으므로, 추가적인 세척 공정 등이 필요 없게 되어 제조 공정을 단순화 할 수 있으며, 터치 패널의 불량률을 낮출 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 흑화층(245)를 제조하기 위한 공정을 즉, 도 6c에 상응하는 공정이 생략될 수 있다. 이 때, 금속막(243a)은 마스크 패턴의 상면 및 혼부의 표면으로부터 상면이 평탄하도록 형성될 수 있다. 이어지는 공정은 도 6e 및 도 6f에서 설명한 공정과 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

210: 기판
220: 전극부
223: 제1 전극
226: 제2 전극
230: 패드부
243: 금속층
245: 제1 흑화층
247: 제2 흑화층
PR: 포토 레지스트
MP: 마스크 패턴
243a: 금속막
245a: 제1 흑화막
247a: 제2 흑화막

Claims (17)

1. 기판에 마련되는 포토 레지스트의 일부 영역을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하는 단계;
   상기 마스크 패턴 및 상기 마스크 패턴의 사이 공간으로 정의되는 홈부의 표면에 제1 흑화막을 형성하는 단계;
   상기 제1 흑화막과 상기 홈부로부터 상면이 평탄하도록 금속막을 형성하는 단계;
   상기 금속막을 산화 처리하는 단계; 및
   상기 마스크 패턴을 박리하는 단계; 를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 흑화막을 형성하는 단계는,
   진공 증착 방식을 이용하여 상기 제1 흑화막을 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 진공 증착 방식은 스퍼터링(Sputtering) 방식을 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는,
   필(fill) 도금 방식을 이용하여 상기 금속막을 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 금속막의 두께는 상기 포토 레지스트의 두께에 따라 결정되는 터치 패널의 제조 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 홈부 상에 형성되는 금속막의 두께는 1~5㎛인 터치 패널의 제조 방법.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 금속막을 산화 처리하는 단계는,
   상기 마스크 패턴 상의 금속막이 제거되기에 충분한 시간 동안 진행되는 터치 패널의 제조 방법.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 박리하는 단계는,
   박리액을 이용하여 상기 마스크 패턴을 박리하는 터치 패널의 제조 방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 금속막은,
   은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 흑화막은 블랙 니켈(Black Ni)로 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
    
11. 기판에 마련되는 포토 레지스트의 일부 영역을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴의 상면 및 상기 마스크 패턴의 사이 공간으로 정의되는 홈부의 표면으로부터 상면이 평탄하도록 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막을 산화 처리하는 단계; 및
    상기 마스크 패턴을 박리하는 단계; 를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 금속막을 형성하는 단계는,
    필(fill) 도금 방식을 이용하여 상기 금속막을 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 금속막의 두께는 상기 포토 레지스트의 두께에 따라 결정되는 터치 패널의 제조 방법.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 홈부 상에 형성되는 금속막의 두께는 1~5㎛인 터치 패널의 제조 방법.
    
15. 제11항에 있어서, 상기 금속막을 산화 처리하는 단계는,
    상기 마스크 패턴 상의 금속막이 제거되기에 충분한 시간 동안 진행되는 터치 패널의 제조 방법.
    
16. 제11항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 박리하는 단계는,
    박리액을 이용하여 상기 마스크 패턴을 박리하는 터치 패널의 제조 방법.
    
    
17. 제11항에 있어서, 상기 금속막은,
    은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 형성되는 터치 패널의 제조 방법.
    
    

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