KR20160001976A - 입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치 - Google Patents

입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치 Download PDF

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이진용
윤경연
한상철
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전도성 패턴층; 및 상기 전도성 패턴층의 일면에 형성되는 입체영상 필터층을 포함하며, 상기 전도성 패턴층은 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 개구부를 포함하고, 이때 상기 홈부는 분리부 및 상기 분리부에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막을 포함하는 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치에 관한 것이다.

Description

입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE FILTER ONBODY TYPE TOUCH PANEL, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전도성 패턴층과 입체영상 필터층이 일체화되어 있는 입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 입체영상표시장치에 관한 것이다.
입체영상표시장치는 기존의 2차원 평면 영상과는 달리 사람이 보고 느끼는 실제 영상과 유사한 3차원 영상을 제공함으로써, 시각 정보의 질적 수준을 몇 차원 향상시키는 새로운 개념의 영상표시장치이다. 일반적으로 인간이 3차원의 입체감을 느끼는 원인은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈이 시차를 두고 사물을 인지하기 때문인 것으로 알려져 있다. 즉, 인간의 두 눈은 약 65mm의 간격을 두고 떨어져 위치하기 때문에, 서로 약간 다른 방향의 영상을 보게 되며, 이때 발생한 양안 시차에 의해 입체감을 인식하게 되는 것이다. 따라서, 관찰자의 양쪽 눈에 시차가 있는 영상을 입력시키는 방법으로 입체 영상을 구현할 수 있다.
종래의 입체용상표시장치는 크게 편광 안경 방식과, 무 편광 안경 방식으로 나눌 수 있는데, 이들 모두 공통적으로 상기한 바와 같이 관찰자의 양쪽 눈에 시차가 있는 영상을 입력시키기 위하여 좌안용 영상과 우안용 영상의 편광을 조절할 수 있는 입체영상 필터를 사용하고 있다. 예를 들면, 편광 안경 방식의 경우 좌안용 영상 표시부와 우안용 영상 표시부에 대응되도록 패터닝된 편광 필름 등을 입체영상 필터로 사용하고 있으며, 무 편광 안경 방식의 경우 렌티큘러 렌즈나 패럴랙스 베리어 등과 같은 광학적 분리소자를 입체영상 필터로 사용하고 있다.
한편, 최근에는 상기와 같은 입체영상 기능과 함께, 사람의 손이 직접 입력 장치가 되는 터치 기능을 동시에 구현하고자 하는 시도가 여러 방면에서 이루어지고 있다. 예를 들면, 상기와 같은 입체영상 필터를 포함하는 입체영상 패널의 상부에 별도의 터치 패널을 부착하여 입체영상 기능과 함께 터치 기능 역시 구현하고 있다. 이때, 상기 터치 패널은 신호의 검출 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다. 즉, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값의 변화를 통해 감지하는 저항막 방식(resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로서 감지하는 전자유도 방식(electromagnetic type) 등이 있다.
이중, 가장 보편화된 저항막 및 정전 용량 방식의 터치 패널은 ITO 필름과 같은 투명 도전막을 이용하여 전기적인 접촉이나 정전 용량의 변화에 의하여 터치　여부를 인식한다. 하지만, 상기 투명 도전막은 100 ohm/square 이상의 고 저항 이어서 대형화 시에 감도가 떨어지고, 스크린의 크기가 커질수록 ITO 필름의 가격이 급증한다는 문제로 상용화가 쉽지 않다. 이를 극복하기 위하여 최근에는 폴리머 필름 또는 유리 기판에 전도성 미세 패턴이 형성되어 있는 전도성 기판을 이용하여 대형화를 구현하려는 시도가 이루어지고　있다.
한편, 상기 전도성 기판은 다양한 방식에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면 투명 기판에 홈부를 형성하고, 상기 홈부가 형성된 투명 기판에 전도층을 형성한 후, 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 방법으로 제조되는 것이 일반적이다. 그러나, 이와 같이 패턴 형성을 위해 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 과정은, 상대적으로 패턴의 선폭이 넓은 경우에는 큰 문제가 없으나, 이와 달리 선폭 5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하는 경우에는, 홈부 이외의 부분에 형성된 전도층을 제거하는 과정에서, 홈부 벽면에 형성된 전도층이 함께 딸려나가 제거되고, 이에 영향을 받아 홈부 바닥면에 형성된 전도층의 일부도 함께 제거되는 경우가 종종 발생하였고, 이로 인해 형성된 전도성 미세 패턴에 단락이 발생하여 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 방지하기 위해서는 패턴의 선폭이 상대적으로 두꺼워질 수 밖에 없었고, 이 경우에는 형성된 패턴이 시각적으로 인지되어, 투명 기판으로 사용하는 용도로는 적절하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입체영상 기능과 터치 기능을 동시에 구현할 수 있으며, 나아가 상기 터치 기능을 구현하기 위한 전도성 패턴층이 전도성 금속 세선의 선폭이 매우 작아 투명성이 우수하면서도, 단락 발생 또는 전도성 저하를 최소화할 수 있는 입체영상 필터 일체형 터치 패널, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 입체영상표시장치를 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 발명은 전도성 패턴층; 및 상기 전도성 패턴층의 일면에 형성되는 입체영상 필터층을 포함하며, 상기 전도성 패턴층은 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 개구부를 포함하고, 이때 상기 홈부는 분리부 및 상기 분리부에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막을 포함하는 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널을 제공한다.
이때, 상기 홈부는 다수의 교차부를 갖는 메쉬 형상으로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 홈부의 깊이는 0.2㎛ 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 홈부의 폭은 0.1㎛ 내지 20㎛인 것이 바람직하다.
한편, 상기 분리부의 밑면적의 총합이 홈부 바닥면 전체 면적의 5% 내지 90%인 것이 바람직하다.
또한, 상기 분리부 1개의 수평 단면적이 개구부 1개의 수평 단면적 대비 1/106 이상 1/5 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 전도성 막의 두께는 0.01㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전도성 막의 폭은 0.1㎛ 내지 5㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전도성 막은 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 탄소, 몰리브덴, 마그네슘, 이들의 합금, 이들의 산화물, 또는 실리콘 산화물로 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 입체영상 필터는 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역 및 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역으로 패턴화된 것일 수 있다.
또는, 상기 입체영상 필터는 광 차단부 및 광 투과부가 교대로 반복 형성된 패럴렉스 배리어일 수 있다.
또는, 상기 입체영상 필터는 다수의 렌티큘러 렌즈를 포함하는 렌티큘러 필터일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 입체영상 필터 일체형 터치 패널을 포함하는 입체영상표시장치 역시 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층의 일면에 입체영상 필터층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전도성 패턴층은 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 개구부를 포함하고, 이때 상기 홈부는 분리부 및 상기 분리부에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막을 포함하는 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 전도성 패턴층을 형성하는 단계는, 분리부를 포함하는 다수의 홈부 및 개구를 형성하는 단계; 상기 홈부 내에 전도성 막을 형성하는 단계; 및 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도성 막을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 터치 기능을 구현할 수 있는 전도성 패턴층과, 입체영상을 기능을 구현할 수 있는 입체영상 필터가 일체화 되어 있는바, 터치 기능과 입체영상 기능을 한 번에 모두 구현할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 상기 전도성 패턴층이 홈부 내에 분리부를 포함함으로써, 전도성 패턴 형성을 위해 전도성 막을 제거하는 공정에서, 홈부 바닥면에 형성된 전도성 막은 개구부 또는 분리부에 형성된 전도성 막이 제거되는 과정에도 거의 영향을 받지 않지 않게 된다. 그 결과, 선택적 제막이 쉽게 이루어지고, 이로 인해 생산성이 매우 향상되는 우수한 효과를 갖는다. 또한, 종래에 비해 미세한 선폭을 갖는 패턴을 형성할 수 있어, 패턴이 시각적으로 인지되지 않으므로 우수한 투명성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 일례를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 다른 일례들을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 전도성 패턴층의 수평단면 형상의 일례를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 전도성 패턴층의 수직단면 형상의 일례를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 전도성 패턴층의 다양한 수평단면 형상들을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따라 제조된 전도성 패턴층의 제막성 테스트 결과를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
<< 입체영상 필터 일체형 터치 패널 >>
먼저, 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널에 대하여 설명한다.
본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이, 전도성 패턴을 포함하는 전도성 패턴층(100)이 3차원 입체 영상을 구현하기 위한 입체영상 필터층(200)과 일체화 되어 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 전도성 패턴층(100) 및 상기 전도성 패턴층(100)의 일면에 형성되는 입체영상 필터층(200)을 포함한다.
1. 전도성 패턴층
본 발명의 상기 전도성 패턴층(100)은 터치 좌표 위치의 인식을 위하여 형성되는 것으로, 도 3 및 도 4에 예시적으로 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 패턴층(100)은 다수의 홈부(120) 및 상기 홈부(120)로 둘러싸인 개구부(130)를 포함하며, 상기 홈부(120)는 분리부(140) 및 상기 분리부(140)에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막(150)을 포함한다. 한편, 상기 홈부(120) 및 개구부(130)는 도 4에 도시한 바와 같이 투명 기재(110) 상에 형성될 수 있으나, 이로써 한정되는 것은 아니며, 별도의 기재를 사용하지 않아도 무방하다.
먼저, 상기 홈부(120)는 전도성 막(150)을 형성하기 위한 공간으로, 도 4에 예시적으로 도시한 바와 같이, 다수의 벽면(121) 및 바닥(122)을 갖는 음각 구조로 형성할 수 있다. 한편, 도 4에는 상기 홈부(120)의 수직 단면 형상이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 있어서 상기 홈부(120)의 수직 단면 형상은 그 형태에 제한을 두지 않으며, 예를 들면 사각형, 역사다리꼴, 반원형, 반타원형 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다. 다만, 상기 홈부(120)는 최상면의 너비가 홈부(120) 바닥면의 너비보다 작지 않은 것이 바람직하다. 홈부(120)의 최상면의 너비가 홈부(120) 바닥면의 너비보다 작을 경우, 홈부 제조가 까다롭기 때문이다. 한편, 상기 홈부(120)의 벽면(121)은 바닥(122)에 수직하게 형성될 수도 있고, 경사지게 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 홈부(120)의 벽면(121)의 경사각(θ)은 수평 방향(기재의 면 방향)에 대하여 0° 내지 15°정도인 것이 바람직하다.
한편, 상기 홈부의 깊이(123)는 예를 들면, 0.2㎛ 내지 10㎛, 0.2㎛ 내지 2㎛ 또는 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다. 이때, 상기 홈부의 깊이(123)는 홈부 바닥(122)의 최저점에서 홈부 벽면(121)의 최고점까지의 수직 거리를 의미한다. 홈부의 깊이(123)가 상기 수치 범위를 만족할 경우, 홈부(120) 제작이 용이하고, 홈부(120)이외의 영역에서 전도성 막(150)을 제거할 때, 홈부(120) 내의 전도성 막(150)이 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 홈부는 폭(124)이 0.1㎛ 내지 20㎛ 정도, 예를 들면, 0.1㎛ 내지 10㎛, 0.1㎛ 내지 5㎛ 또는 0.1㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 이때, 상기 홈부의 폭(124)은 마주보는 두 벽면 간의 거리 중 최대값을 의미한다. 홈부의 폭(124)이 상기 수치 범위를 만족할 경우, 홈부 제작이 용이하고, 전도성 막이 시인되는 것을 방지하여 우수한 투명성 및 시인 특성을 얻을 수 있다.
한편, 상기 홈부(120)의 수평 단면 형상은 다수의 교차부를 갖는 메쉬 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 메쉬 형상은 다수의 교차부를 갖는 것이면 되고, 메쉬 형상을 구성하는 가로선이나 세로선의 형태가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 가로선 및/또는 세로선은 직선, 곡선, 지그재그선 또는 이들을 조합한 형태일 수 있다. 구체적으로, 도 5에 예시적으로 도시한 바와 같이 메쉬 형상을 구성하는 가로선과 세로선을 모두 직선으로 형성하고 교차부의 네 모서리가 모두 직각이 되도록 형성할 수 있으며, 또는 도 6에 예시적으로 도시한 바와 같이 메쉬 형상을 구성하는 가로선과 세로선을 볼록부 및 오목부를 반복적으로 포함하는 곡선으로 형성하고, 교차부의 네 모서리가 일정 곡률반경을 갖는 라운드 형태가 되도록 형성할 수도 있으나, 상기한 바와 같이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 개구부(130)는 홈부(120)가 형성되지 않은 영역, 즉 전도성 막(150)이 형성되지 않는 투명한 영역을 의미하는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 홈부(120)에 의해 둘러싸여 있다. 본 발명의 전도성 패턴층(100)에 있어서, 상기 개구부(130)는 홈부(120)에 비해 상대적으로 볼록한 영역을 형성하면 되고, 그 형상이 특별이 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 개구부(130)의 수평 단면 원형, 타원형, 삼각형 또는 사각형 등의 다각형 형태 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.
다음으로, 상기 분리부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이 전도성 막(150)으로 둘러싸여, 홈부(120) 내부, 바람직하게는 홈부의 바닥면(122) 상에 적어도 하나 이상 형성된 부분을 의미한다. 본 발명은 이와 같은 분리부(140)에 의하여 개구부(130) 상에 증착된 전도성 막(150) 제거 시에 홈부(120) 내의 전도성 막(150)이 딸려와 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 분리부(140)의 수직 단면 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 하기 도 4에 나타낸 바와 같이 볼록 형상일 수 있다. 이때, 상기 분리부의 수직 단면 형상이 볼록 형상인 경우 분리부의 높이(141)는 홈부 깊이(123)의 0.5배 내지 1.0배, 0.7배 내지 1.0배 또는 0.9배 내지 1.0배일 수 있다. 분리부(140)의 수직 단면이 볼록 형상인 분리부의 높이(141)는 홈부 깊이(123)와 동일할수록 다수의 분리부(140)를 포함하는 홈부(120)의 형성이 용이하므로, 결과적으로 제품의 생산 단가도 낮출 수 있어 유리하다. 다만, 경우에 따라, 개구부(130) 상의 전도성 막(150) 제거와 함께 분리부(140)가 제거되는 경우가 발생할 수 있으며, 이때 분리부(140)의 수평 단면 형상은 오목 형상일 수도 있다.
또한, 상기 분리부(140)의 수평 단면 형상 역시 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 원형, 타원형, 삼각형 또는 사각형 등의 다각형 형태 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 분리부(140)의 수평 단면 형상은 사각형인 것이 다수의 분리부(140)를 포함하는 홈부(120)의 제작 용이성을 향상시킬 수 있는 측면에서 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 전도성 패턴층(100)에서, 홈부 바닥면(121)을 기준으로 측정한 상기 분리부(140)의 수평 단면적의 총합은 상기 홈부(120)의 수평 단면적의 총합의 5% 내지 90%, 20% 내지 80% 또는 25% 내지 60%일 수 있다. 상기 분리부(140)의 수평 단면 면적이 홈부(120) 면적에 대하여 상기 수치범위를 만족하는 경우 본 발명에 따른 전도성 패턴층(100)에 대해 전도성 및 제막성을 동시에 확보할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전도성 패턴층(100)에서, 상기 분리부(140) 1개의 수평 단면적이 개구부(130) 1개의 수평 단면적 대비 1/106 이상 1/5 이하인 것이 바람직하다. 분리부(140) 1개의 수평 단면적이 개구부(130) 1개의 수평 단면적 대비 1/106 이상인 경우 다수의 분리부(140)를 포함하는 홈부(120) 형성을 위한 몰드 제작이 용이하다. 또한, 분리부(140) 1개의 수평 단면적이 개구부(130) 1개의 수평 단면적 대비 1/5 이하인 경우 충분한 전도성 확보가 용이한 장점이 있다. 이때, 상기 수평 단면적은 전도성 패턴층(100) 최상면을 기준으로 측정한 값을 의미한다.
다음으로, 상기 전도성 막(150)은, 전기 전도도를 부여하기 위한 것으로, 상기 홈부(120) 상에 전도성 물질, 예를 들면, 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 탄소, 몰리브덴, 마그네슘, 이들의 합금, 이들의 산화물, 또는 실리콘 산화물 등을 증착시켜 형성된다. 이로써 한정되는 것은 아니나, 경제성 및 전도성을 고려할 때, 상기 전도성 막(150)은 구리 또는 알루미늄 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 전도성 막의 두께(151)는 0.01㎛ 내지 3㎛ 정도, 예를 들면, 0.05㎛ 내지 1㎛ 또는 0.1㎛ 내지 0.3㎛ 일 수 있다. 전도성 막의 두께(151)가 0.01㎛ 이상인 경우에는 충분한 전도성을 확보할 수 있으며, 3㎛ 이하인 경우 우수한 제막성을 가지기 때문에 매우 유리하다.
또한, 상기 전도성 막의 폭(152)은 0.1㎛ 내지 5㎛, 0.1㎛ 내지 2㎛ 또는 0.2㎛ 내지 1㎛일 수 있다. 전도성 막의 폭(152)이 0.1㎛ 이상인 경우 다수의 분리부(140)를 포함하는 홈부(120) 제작을 위한 몰드 등의 제작이 용이하고, 전도성 막의 폭(152)이 5㎛ 이하인 경우에는 형성된 전도성 막(150)이 시각적으로 인지되지 않으므로 시감 특성이 우수한 전도성 패턴층(100)을 얻을 수 있다. 이때, 상기 전도상 막의 폭(152)은 분리부(140)와 인접한 홈부 벽면(121) 사이와의 간격, 또는 분리부(140)와 분리부(140) 사이의 간격일 수 있다.
한편, 선택적으로, 상기 전도성 막(150)은 2층 이상으로 형성될 수 있다. 전도성 막(150)을 2층 이상으로 형성하는 경우 각 층은 상이한 물질로 형성될 수 있다. 전도성 막(150)을 2층 이상으로 형성하는 경우, 사용되는 전도성 물질에 따라, 홈부(120)와 전도성 막(150) 간의 접착력을 향상시키거나, 전도성 패턴층(100)의 광학 특성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 홈부 벽면(121) 및 바닥면(122)과 구리층 사이에 크롬층 또는 알루미나층을 형성함으로써, 홈부 바닥면(122)과 전도층 막(150)의 접착력을 향상시킬 수 있고, 홈부(120) 내에 형성된 구리층 상에 크롬층을 형성하거나, 구리층상에 구리 산화물층을 형성함으로써, 반사율을 보다 저감시키고, 우수한 반사 방지 효과 및 시감 특성을 확보할 수도 있다.
다음으로, 상기 투명 기재(110)는 필요에 따라 홈부(120) 및 개구부(130)을 지지하기 위하여 사용되는 것으로, 투명한 기판 또는 필름이면 되고, 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 투명 기재(110)는 유리 기판 또는 고분자 필름일 수 있으며, 상기 고분자 필름으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌나프탈렌 필름, 폴리이미드 필름, 셀룰로오스 필름 등이 사용될 수 있다.
2. 입체영상 필터층
본 발명의 상기 입체영상 필터층(200)은 3차원 입체 영상을 구현하기 위한 것으로, 본 발명에 적용 가능한 입체영상 필터층(200)은 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 편광 안경 방식에 사용되는 입체영상 필터(210) 또는 무 편광 안경 방식의 입체영상 필터(220, 230)가 특별한 제한 없이 이용될 수 있다.
예를 들면, 상기 편광 안경 방식의 입체영상 필터(210)를 이용하는 본원발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 도 1에 예시적으로 도시한 바와 같이, 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역(211) 및 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역(212)으로 패턴화된 입체영상 필터(210)가 형성된 것일 수 있다. 이때, 상기 입체영상 필터(210)는 상기 제 1 영역(211)과 상기 제 2 영역(212)이 서로 다른 위상차값을 갖도록 패터닝된 위상차 필름 등으로 이루어질 수 있다. 상기 패턴은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 스트라이프형, 바둑판 형 등으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 무 편광 안경 방식의 입체영상 필터(220, 230)를 이용하는 본원발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 도 2 (a)에 예시적으로 도시한 바와 같이, 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 광 차단부(221) 및 광 투과부(222)가 교대로 반복 형성된 패럴렉스 배리어(220)가 형성된 것일 수 있으며, 또는 도 2 (b)에 예시적으로 도시한 바와 같이, 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 다수의 렌티큘러 렌즈(231)를 포함하는 렌티큘러 필터(230)가 형성된 것일 수도 있다.
<< 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법 >>
다음으로, 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법은, 전도성 패턴층(100)을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 패턴층(100)의 일면에 입체영상 필터층(200)을 형성하는 단계를 포함한다.
1. 전도성 패턴층 형성 단계
상기 전도성 패턴층(100)을 형성하는 단계는 구체적으로 분리부(140)를 포함하는 다수의 홈부(120) 및 개구부(130)를 형성하는 단계; 상기 홈부(120) 내에 전도성 막(150)을 형성하는 단계; 및 상기 홈부(110) 이외의 부분에 형성된 전도성 막(150)을 제거하는 단계를 포함한다.
먼저, 상기 홈부(120) 및 개구부(130) 형성 단계는 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 임프린팅법(Imprinting) 등에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 스캐너 등을 이용하여 실리콘 웨이퍼 등에 형성하고자 하는 패턴, 즉 분리부(140)를 포함하는 다수의 홈부(120)를 음각으로 형성한 몰드를 제작한 후, 투명 기재(110) 상에 경화형 수지를 도포하고, 상기 수지 위에 몰드를 접촉시켜 가압하고, 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 경화형 수지는 활성 에너지선 경화형 수지 또는 열 경화형 수지일 수 있으며, 예를 들면, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 폴리다이메틸실록세인 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 전도성 막(150)을 형성하는 단계는, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 전도성 막(150) 형성 방법들, 예를 들면, 무전해 도금법, 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 습식 코팅법 등에 의해 수행될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 전도성 막(150)을 형성하는 단계는, 금속을 증착시켜 형성될 수 있다. 이때, 상기 증착은, 예를 들면, 전도성 막(150)의 증착 높이가 홈부 최대 깊이의 90% 이하이고, 증착되는 전도성 입자의 입사 각도가 수직 방향을 기준으로 -15도 내지 15도 범위 내가 되도록 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 전도성 막(150)의 증착 높이는 홈부(120) 최대 깊이의 1% 내지 90%, 10% 내지 70% 또는 20% 내지 40% 정도일 수 있으며, 상기 전도성 입자의 입사 각도는 -15도 내지 15도, -10도 내지 10도 또는 -5 내지 5도 정도일 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 5㎛ 이하의 폭을 갖는 홈부(120)에 종래에 일반적으로 사용되는 전도성 패턴 형성 방법, 즉 스퍼터링이나 e-빔 증착 방법을 통해 전도성 막(150)을 형성할 경우, 전도성 막(150) 제거 시에 홈부(120) 내의 전도성 막(150)이 함께 제거되어 단락이 발생하는 것으로 나타났다. 그러나, 전도층 증착 시에 증착 높이 및 전도성 입자의 입사 각도가 상기 범위를 만족할 경우, 5㎛ 이하의 선폭을 갖는 전도성 패턴을 단락 없이 형성할 수 있으며, 그 결과 전도성 및 투명성이 모두 우수한 기판을 제조할 수 있는 것으로 나타났다.
한편, 상기 전도성 입자의 증착 높이는 기판의 진행 속도 등을 조절함으로써 조절할 수 있다. 동일한 파워로 증발을 일으킬 때, 즉 단위 시간당 증발량이 일정한 경우 기판의 진행 속도를 변경함으로써 증착 시간을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로는, 기판의 진행 속도를 높임으로써 증기에 노출되는 시간을 줄여 증착 높이가 낮아지게 할 수 있다. 또한, 상기 전도성 입자의 입사 각도는, 증착 장치에 마스크를 설치하여 특정 각도의 전도성 입자들만 통과하도록 하거나 증발원과 증착되는 기재 사이의 거리를 조절함으로써 조절할 수 있다. 증발원과 기재 사이에 일정한 폭으로 개방된 영역을 가지는 마스크를 설치함으로써 원하는 각도로 진행하는 증기만을 통과시킬 수 있다. 또한, 증발원과 증착되는 기재 사이의 거리가 멀어질수록 실제로 기재 위에 도달하는 증기의 각도 범위가 좁아지게 된다.
상기와 같은 방법을 통해 전도성 막(150)을 형성한 다음, 상기 홈부(110) 이외의 부분에 형성된 전도성 막(150)을 선택적으로 제거한다. 이때, 상기 전도성 막(150)의 제거는 물리적 방법으로 수행될 수 있다. 여기서 물리적 방법이란, 물리적인 힘을 통해 전도성 막(150)을 제거하는 것을 의미하는 것으로, 에칭과 같이 화학적 반응을 통해 전도성 막(150)을 제거하는 방법과 구별되는 방법을 의미한다. 보다 구체적으로는, 상기 전도성 막(150)을 물리적으로 제거하는 단계는 스크래칭법, 디태칭(detaching)법 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 스크래칭법은 멜라민폼 또는 조면을 갖는 직물을 이용하여 전도층을 문질러 제거하는 방법을 의미하며, 상기 디태칭(detaching)법은 전도층의 일단에서부터 장력을 가하여 전도층을 수지층으로부터 이탈시키는 방법을 말한다.
한편, 상기와 같이 물리적 방법을 이용하여 전도성 막(150)을 제거할 경우, 종래에 사용되던 화학적 방법을 이용한 제거 방법에 비해 공정이 단순할 뿐만 아니라, 친환경적이라는 장점이 있다. 화학적 방법을 이용해 전도성 막(150)을 제거할 경우에는 개구부(130) 영역에서 전도성 막(150)을 선택적으로 제거하기 위해서 홈부(120) 상부에 별도의 내에칭성 물질을 삽입하는 등의 방법을 통해, 홈부(120) 내의 전도성 막(150)을 보호할 필요가 있다. 이 경우 내에칭성 물질 삽입 공정이 추가되어 공정비용 및 제품의 수율에 영향을 줄 수 있다. 이에 비해 물리적 방법을 이용하여 전도성 막(150)을 제거하는 본 발명의 경우, 추가 공정이 필요 없으며, 에칭액 및 내에칭성 물질과 같은 유독성 화학물질을 사용하지 않으므로 친환경적이다.
한편, 스크래칭법 및/또는 디태칭법에 의해 전도성 막(150)을 제거할 경우, 전도성 막(150) 제거 시에 발생하는 미세 금속 입자가 홈부(120) 내의 전도성 막(150) 에 포함될 수 있으며, 나아가 상기와 같은 효과를 얻기 위해 별도의 미세 입자를 홈부(120) 내의 전도성 막(150)에 포함시킬 수도 있다. 이와 같이, 미세 입자가 홈부(120) 내의 전도성 막(150)에 포함될 경우, 미세 입자가 포함되지 않는 경우에 비해 90% 이하의 반사도를 갖는 것이 바람직하다.
2. 입체영상 필터층 형성 단계
상기 입체영상 필터층(200)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 일반적으로 사용되는 방법으로 형성이 가능하다.
예를 들면, 상기 입체영상 필터층(200)로 도 1에 도시한 바와 같은 편광 안경 방식의 입체영상 필터(210)를 이용하는 경우에는, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역(211) 및 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역(212)으로 패턴화된 입체영상 필터(210)을 형성하는 것일 수 있다. 이때, 상기 입체영상 필터(210)를 형성하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 패턴화된 액정 배향막을 형성하고, 그 위에 액정을 코팅한 후 자외선 등으로 경화시켜 액정의 배향을 고정하여 편광 상태를 조절하는 방법으로 제조될 수 있다.
한편, 상기 액정 배향막의 패턴화는 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 서로 다른 액정 배향막을 제 1 영역과 제 2 영역에 해당되는 부분에 서로 교대로 형성하는 방법, 상기 전도성 패턴층(100)의 투명 기재(110) 표면의 반대면 전면에 배향막을 형성한 다음, 상기 배향막 위에 제 2 영역에 해당하는 부분만 중첩하여 배향막을 형성하는 방법, 또는 상기 전도성 패턴층(100)의 투명 기재(110) 표면의 반대면 전면에 배향막을 형성한 다음, 포토마스크를 사용하여 제 1 영역과 제 2 영역에 서로 다른 방향의 편광을 조사하는 방법 등으로 수행될 수 있다. 상기와 같은 방법들로 형성된 패턴화된 배향막 위에 액정을 배향시켜 배향 방향이 서로 다른 제 1 영역과 제 2 영역을 구현한다.
또는, 이와 달리, 상기 입체영상 필터(210)는 별도의 기재 필름 상에 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역(211) 및 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역(212)으로 패턴화된 입체영상 필터(210)를 형성한 후, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 공지의 접착제 또는 점착제를 매개로 부착하는 방법으로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 입체영상 필터층(200)로 도 2 (a)에 도시한 바와 같은 광 차단부(221) 및 광 투과부(222)가 교대로 반복 형성된 패럴렉스 배리어(220)를 이용하는 경우에는, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 금속을 증착하고, 상기 금속을 광 차단부(221) 및 광 투과부(222)로 패터닝하는 것일 수 있다. 이때, 상기 금속은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 또는 이들의 혼합물 등일 수 있으며, 금속의 패터닝 방법은 증착된 금속에 노광, 현상, 에칭을 포함하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 수행될 수 있다. 또는, 이와 달리, 상기 입체영상 필터(220)는 별도의 기재 필름 상에 광 차단부(221) 및 광 투과부(222)가 교대로 반복 형성된 패럴렉스 배리어(220)를 형성한 후, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 공지의 접착제 또는 점착제를 매개로 부착하는 방법으로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 입체영상 필터층(200)로 도 2 (b)에 도시한 바와 같은 다수의 렌티큘러 렌즈(231)을 포함하는 렌티큘러 필터(230)를 사용하는 경우에는, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 공지의 방법으로 제조된 다수의 렌티큘러 렌즈(231)를 공지의 접착제 또는 점착제를 매개로 부착하는 방법으로 렌티큘러 필터(230)를 형성할 수 있다. 또는, 이와 달리, 상기 입체영상 필터(230)는 별도의 기재 필름 상에 다수의 렌티큘러 렌즈(231)를 포함하는 렌티큘러 필터(230)를 형성한 후, 상기 전도성 패턴층(100)의 홈부(120)가 형성된 면의 반대면에 공지의 접착제 또는 점착제를 매개로 부착하는 방법으로 형성할 수도 있다.
상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명에 따른 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 입체영상표시장치에 유용하게 적용될 수 있다. 이때, 상기 입체영상표시장치는 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 입체영상 필터 일체형 터치 패널은 공지의 편광 방식 또는 무 편광 방식의 입체영상표시장치에 적용될 수 있다.
실시예
100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 우레탄 아크릴레이트계로 이루어진 자외선 경화형 수지를 이용하여 도 5와 같은 형태의 패턴을 수평 단면이 격자 형상인 다수의 홈부를 임프린팅법을 이용하여 형성하였다. 이때, 상기 홈부의 깊이는 0.5㎛, 전도성 패턴의 폭은 0.5㎛이며, 수평 단면을 기준으로 분리부는 가로 X 세로가 1.5㎛ X 1㎛인 사각형이고, 개구부는 한 변의 길이가 198㎛인 정사각형 형태로 형성하였다.
다음으로, 상기와 같은 크기의 분리부를 포함하는 홈부가 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 물리적 기상증착법을 이용하여 200nm 두께로 구리(Cu)를 증착하여 구리층이 형성된 전도성 패턴층을 제조하였다.
그 후, 메쉬수 3000인 직물 스크래쳐를 4인치 크기의 디스크로 형태로 제작한 제막포를 포함하는 물리적 제막기를 이용하여, 분리부 및 개구부 상에 형성되어 있는 구리층을 제거하여 전도성 패턴층을 제조하였다. 이때, 상기 디스크의 회전수는 1000rpm, 구리층이 형성된 전도성 패턴층의 진행 속도는 10m/min, 구리층이 형성된 전도성 필름에 가해진 압력은 0.02kgf/cm2이였다.
실험예 : 제막성 테스트
제막성 테스트를 위해, 상기 실시예에 따른 전도성 패턴층을 제조하는 과정에서 전도층을 제거한 후 일본 키엔스(Keyence)사의 3차원형상 측정용 현미경 VK-200을 사용하여 전도성 패턴의 이탈 여부를 측정하였다. 결과는 도 9에 나타내었다. 도 9에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 전도성 패턴층의 경우 전도성 패턴의 이탈 없이 정상적인 도선이 형성된 것을 알 수 있다.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 전도성 패턴층
110: 투명 기재
120: 홈부
121: 홈부의 벽면
122: 홈부의 바닥면
123: 홈부의 깊이
124: 홈부의 폭
130: 개구부
140: 분리부
141: 분리부의 높이
150: 전도성 막
151: 전도성 막의 두께
152: 전도성 막의 폭
200: 입체영상 필터층
210: 편광 안경 방식의 입체영상 필터
211: 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역
212: 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역
220: 패럴렉스 배리어
221: 광 차단부,
222: 광 투과부
230: 렌티큘러 필터
231: 렌티큘러 렌즈

Claims (15)

  1. 전도성 패턴층; 및
    상기 전도성 패턴층의 일면에 형성되는 입체영상 필터층을 포함하며,
    상기 전도성 패턴층은 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 개구부를 포함하고, 이때 상기 홈부는 분리부 및 상기 분리부에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막을 포함하는 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부는 다수의 교차부를 갖는 메쉬 형상으로 형성된 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부의 깊이는 0.2㎛ 내지 10㎛인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부의 폭은 0.1㎛ 내지 20㎛인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리부의 밑면적의 총합이 홈부 바닥면 전체 면적의 5% 내지 90%인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리부 1개의 수평 단면적이 개구부 1개의 수평 단면적 대비 1/106 이상 1/5 이하인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 막의 두께는 0.01㎛ 내지 3㎛인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 막의 폭은 0.1㎛ 내지 5㎛인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 막은 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 탄소, 몰리브덴, 마그네슘, 이들의 합금, 이들의 산화물, 또는 실리콘 산화물로 형성된 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 1 영역 및 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제 2 영역으로 패턴화된 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 광 차단부 및 광 투과부가 교대로 반복 형성된 패럴렉스 배리어인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 다수의 렌티큘러 렌즈를 포함하는 렌티큘러 필터인 입체영상 필터 일체형 터치 패널.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 입체영상 필터 일체형 터치 패널을 포함하는 입체영상표시장치.
  14. 전도성 패턴층을 형성하는 단계; 및
    상기 전도성 패턴층의 일면에 입체영상 필터층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 전도성 패턴층은 다수의 홈부 및 상기 홈부로 둘러싸인 개구부를 포함하고, 이때 상기 홈부는 분리부 및 상기 분리부에 의해 이격 되어 형성되는 전도성 막을 포함하는 것인 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전도성 패턴층을 형성하는 단계는, 분리부를 포함하는 다수의 홈부 및 개구를 형성하는 단계; 상기 홈부 내에 전도성 막을 형성하는 단계; 및 상기 홈부 이외의 부분에 형성된 전도성 막을 제거하는 단계를 포함하는 입체영상 필터 일체형 터치 패널의 제조 방법.
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