KR20160007060A

KR20160007060A - 터치스크린 장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160007060A
Application number: KR1020140087000A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 이진욱
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-01-20

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 기판, 상기 기판의 적어도 일면에 마련되고 전극 패턴, 배선 패턴 및 본딩 패드를 포함하는 패턴층, 및 상기 전극 패턴과 상기 배선 패턴이 마련되는 영역에 대응되게 형성되는 제1 접착층을 포함하는 터치 패널; 상기 본딩 패드와 접속하는 인쇄 회로 기판; 및 상기 패턴층 중 외부로 노출된 영역에 형성되는 보호층; 을 포함할 수 있다.

Description

터치스크린 장치 및 이의 제조 방법{TOUCHSCREEN APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치스크린 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

터치스크린 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 터치스크린의 이용 비율이 날로 증가하고 있다.

터치스크린 장치는 사용자의 터치 입력이 인가되는 터치 패널과, 터치 패널에 구동 신호를 인가하고 터치 패널에서 생성되는 정전용량의 변화에 따른 감지 신호를 분석하기 위한 집적 회로를 포함하는데, 집적 회로는 연성 인쇄 회로 기판에 실장되어 터치 패널과 전기적으로 연결된다.

일반적으로, 터치 패널과 연성 회로 기판을 접합 시, 터치 패널의 본딩 패드와 연성 인쇄 회로 기판의 접속 패드를 이방성 도전 필름을 이용하여 접합한다. 이 때, 이방성 도전 필름이 형성되는 영역을 마련하기 위하여, 터치 패널의 기판의 전면에 형성되는 TPF(Trans Photoresist Film) 등과 같은 보호 필름의 일부, 즉 터치 패널의 본딩 패드 상에 형성되는 보호 필름을 제거하는데, 보호 필름을 제거하는 공정 상에서 이물질이 잔존하여 공정 오차가 발생하고, 보호 필름이 제거된 부분이 이방성 도전 필름에 의해 충분히 채워지지가 않아 내부식성이 악화되는 문제점이 발생할 수 있다.

한국 등록특허공보 1360390

본 발명의 과제는 터치 패널의 기판 전면에 마련되는 보호 필름을 이용함 없이, 터치 패널과 연성 인쇄 회로 기판을 접합 시에도 외부로 노출된 터치 패널의 패턴층으로 수분 등의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 터치스크린 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 패턴층, 상기 패턴층의 일부 영역이 외부로 노출되도록 형성되는 제1 접착층과 제2 접착층, 및 상기 패턴층의 일부 영역에 분사 방식에 의해 형성되는 보호층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 제조 방법은 기판에 마련되는 패턴층 상의 일부 영역이 노출되도록 제1 접착층과 제2 접착층을 형성하는 단계및 상기 패턴층이 형성되는 상기 기판의 면 측에서 상기 기판 방향으로 방수제를 분사하여 보호층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 불량률 및 공정 오차율을 낮출 수 있다.

또한, 터치스크린 장치로의 투습을 방지하여 내부식성을 강화할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널과 인쇄 회로 기판의 결합을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 일부 단면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 제작 공정도이다.

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 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.

도 1를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 마련되는 패턴층(120, 130), 패턴층(120, 130) 상에 마련되는 제1 접착층(140) 및 제2 접착층(150)을 포함한다.

기판(110)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 형성되어 높은 빛 투과율을 가질 수 있다.

패턴층(120, 130)은 제1 패턴층(120) 및 제2 패턴층(130)을 포함하는데, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 패턴층(120)과 제2 패턴층(130)은 기판의 일면에 적층되어 마련된다. 이 때, 도 1에 도시되어 있지 않았으나, 제1 패턴층(120)과 제2 패턴층(130) 사이에는 소정의 절연층이 형성될 수 있다.

또한, 위와 달리 제1 패턴층(120)과 제2 패턴층(130)은 기판(130)의 양 면에 마련될 수 있다.

제1 패턴층(120)은 제1 전극 패턴(121), 제1 배선 패턴(123) 및 제1 본딩 패드(125)를 포함하고, 제2 패턴층(130)은 제2 전극 패턴(131), 제2 배선 패턴(133) 및 제2 본딩 패드(135)를 포함한다.

제1 전극 패턴(121) 및 제2 전극 패턴(131)은 도 1에 도시된 바와 같이 메쉬 형상의 도체선으로 형성될 수 있는데, 이 때, 도체선은 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 제조될 수 있다. 또한, 이와 달리, 도 2에 도시된 바와 같이 전기 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 또는 그라핀(Graphene)과 같은 물질로 제조될 수 있다

제1 패턴층(120) 상에는 제1 접착층(140) 및 제2 접착층(150)이 형성되는데, 제1 접착층(140)과 제2 접착층(150)은 제1 패턴층(120)의 서로 다른 영역에 형성된다.

제1 접착층(140)은 터치 입력을 인가받기 위한 커버 윈도우(미도시)와 터치 패널(100)을 접착하기 위한 것으로서, 제1 전극 패턴(121), 제1 배선 패턴(123), 제2 전극 패턴(131) 및 제2 배선 패턴(133)가 형성되는 영역에 대응되게 형성된다. 다시 말하면, 제1 접착층(140)은 제1 본딩 패드(125)와 제2 본딩 패드(135)가 형성되는 영역을 제외한 영역에 대응되게 형성된다. 일 예로, 제1 접착층(140)은 광학 투명 접착제(OCA)를 포함할 수 있다.

제2 접착층(150)은 터치 패널(100)을 구동하는 인쇄 회로 기판(미도시)와 터치 패널(100)을 접착하기 위한 것으로서, 제1 본딩 패드(125)와 제2 본딩 패드(135)가 형성되는 영역에 대응되게 형성된다. 일 예로, 제2 접착층(150)은 이방성 도전 필름(ACF)를 포함할 수 있다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(200)을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)과 인쇄 회로 기판(200)의 결합을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(200)은 기판 본체(210), 접속 패드(230) 및 집적 회로(IC, 250)을 포함한다. 일 예로, 인쇄 회로 기판(200)은 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.

기판 본체(210)가 터치 패널(100)의 기판(110)과 접합되는 경우, 접속 패드(230)는 제1 본딩 패드(125) 및 제2 본딩 패드(135)와 제2 접착층(150)을 통해 전기적으로 접속될 수 있다.

도 4를 참조하면, 기판 본체(210)에 실장되는 집적 회로(IC, 250)는 인쇄 회로 기판(200)의 접속 패드(230)를 통하여 제2 본딩 패드(135)에 구동 신호를 인가하고, 제1 본딩 패드(135)를 통해 획득되는 감지 신호를 이용하여, 터치 패널(100)에 인가되는 터치 입력의 좌표, 개수 및 제스처 동작 등을 판단한다.

구체적으로, 집적 회로(250)는 제2 전극(131)에 구동 신호를 인가하기 위한 구동 회로, 제1 전극(121)에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로, 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 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 일부 단면도이다. 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 터치 패널(100), 인쇄 회로 기판(200) 및 보호층(300)을 포함한다.

제1 접착층(140)은 터치 입력을 인가받기 위한 커버 윈도우(미도시)와 터치 패널(100)을 접착하기 위한 것으로서, 제1 전극 패턴(121), 제1 배선 패턴(123), 제2 전극 패턴(131) 및 제2 배선 패턴(133)가 형성되는 영역에 대응되게 형성되는 반면에, 제2 접착층(150)은 터치 패널(100)을 구동하는 인쇄 회로 기판(200)와 터치 패널(100)을 접착하기 위한 것으로서, 제1 본딩 패드(125)와 제2 본딩 패드(135)가 형성되는 영역에 대응되게 형성된다.

제1 접착층(140)과 제2 접착층(150)은 서로 다른 영역에 형성되는데, 제1 접착층(140)과 제2 접착층(150)을 틈새없이 기판에 패턴층(120, 130)의 전면에 형성하려 하는 경우 공정 오차로 인한 불량률이 높아질 수 있으므로, 신뢰성 확보를 위하여 도 5와 같이, 패턴층(120, 130)의 일부 영역이 외부로 노출되는 형태로 제2 접착층(150)이 형성된다.

본 실시예에 따른 보호층(300)은 패턴층(120, 130)의 외부로 노출된 영역에 형성되어, 패턴층(120, 130)의 개구 영역으로 침투하는 수분 및 이물질을 방지할 수 있다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 제작 공정도이다. 이하, 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린 장치의 제작 공정을 설명하도록 한다.

기판(110) 상에 패턴층(120, 130)이 형성되고, 패턴층(120, 130)의 제1 전극 패턴(121), 제1 배선 패턴(123), 제2 전극 패턴(131) 및 제2 배선 패턴(133)가 형성되는 영역에 대응되는 패턴층(120, 130) 상에는 제1 접착층(140)이 형성된다(도 6a). 일 예로, 제1 접착층(140)은 광학 투명 접착제(OCA)를 포함할 수 있다.

제1 접착층(140)은 일종의 양면 접착제로써, 제1 접착층(140)의 양면에는 커버 필름이 부착되어 제작되는데, 제1 접착층(140)의 양면에 부착된 커버 필름 중 일면에 부착된 커버 필름이 제거되어, 제1 접착층(140)과 패턴층(120, 130)이 접착된다. 이 때, 제1 접착층(140)과 패턴층(120, 130)의 접착면의 반대면에 부착된 커버 필름(140a)는 제거되지 않은 상태로 유지된다.

패턴층(120, 130) 상의 일부 영역에 제1 접착층(140)이 접착된 후, 제2 접착층(150)은 제1 본딩 패드(125)와 제2 본딩 패드(135)가 형성되는 영역에 대응되는 패턴층(120, 130) 상에 형성된다(도 6b). 일 예로, 제2 접착층(150)은 이방성 도전 필름(ACF)을 포함할 수 있다. 제2 접착층(150)은 접착 수지 및 접착 수지 내에 분포하는 도전 입자를 포함할 수 있다.

이어서, 본딩팁(400)은 인쇄 회로 기판(200)의 접속 패드(230)가 제2 접착층(150)과 접촉하도록, 인쇄 회로 기판(200)의 기판 본체(210)을 기판(110) 측으로 가압한다(도 6c).

기판 본체(210)는 본딩팁(300)에 의해 압착되어 제2 접착층(150)을 통해 기판(110)의 패턴층(120, 130)과 상호 접착되는 형태로 결합된다(도 6d). 본딩팁(300)의 가압면에는 가압 과정에서의 기판 본체(210)의 손상을 방지하기 위해 실리콘 러버(410)가 부착될 수 있다.

이 후, 기판(110)의 상면 측 - 패턴층(120, 130)이 마련되는 면 측 - 에서 기판(110) 방향으로 방수제를 분사하여 보호층(300)을 형성한다(도 6e).

보호층(300)은 분사 방식에 의해 커버 필름(140a)의 상면과 측면, 제1 접착층(140)의 측면, 제2 접착층(150)의 측면, 접속 패드(230)의 측면, 기판 본체(210)의 측면과 상면, 및 외부로 노출된 패턴층(120, 130)의 상면 - 개구 영역 - 에 형성된다.

이 때, 방수제는 폴리우레탄, 폴리우레아, 불소수지 및 실리콘수지를 포함할 수 있다. 또한, 기판(110) 방향으로 분사되는 방수제의 분사압은 100~4000psi(Pound per Square Inch)일 수 있고, 보호층의 두께는 10~100㎛일 수 있다.

이 후, 제1 접착층(140)으로부터 커버 필름(140a)이 제거되는데(도 6f), 제1 접착층(140)의 상면은 터치 입력을 인가받기 위한 커버 윈도우(미도시)와 접착될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 패턴층(120, 130)의 노출 영역을 보호층(300)을 이용하여 밀봉(sealing)하여 방습 효과를 얻을 수 있고, 이를 통하여 고온, 고습으로 인한 사용상의 오류를 방지할 수 있다.

또한, 기존의 패턴층(120, 130)의 보호를 위해 이용하였던 TPF(Trans Photoresist Film)등과 같은 보호 필름을 이용하지 않으므로, 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 불량률 및 공정 오차율을 낮출 수 있다.

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.

100: 터치 패널
110: 기판
120: 제1 패턴층
121: 제1 전극 패턴
123: 제1 배선 패턴
125: 제1 본딩 패드
130: 제2 패턴층
131: 제2 전극 패턴
133: 제2 배선 패턴
135: 제2 본딩 패드
140: 제1 접착층
150: 제2 접착층
200: 인쇄 회로 기판
210: 기판 본체
220: 접속 패드
230: 집적 회로
300: 보호층

Claims

기판, 상기 기판의 적어도 일면에 마련되고 전극 패턴, 배선 패턴 및 본딩 패드를 포함하는 패턴층, 및 상기 전극 패턴과 상기 배선 패턴이 마련되는 영역에 대응되게 형성되는 제1 접착층을 포함하는 터치 패널;
상기 본딩 패드와 접속하는 인쇄 회로 기판; 및
상기 패턴층 중 외부로 노출된 영역에 형성되는 보호층; 을 포함하는 터치스크린 장치.
제1항에 있어서, 상기 보호층은,
상기 패턴층이 형성되는 상기 기판의 면 측에서 상기 기판 방향으로 방수제를 분사하여 형성되는 터치스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 방수제는 폴리우레탄, 폴리우레아, 불소수지 및 실리콘수지 중 적어도 하나를 포함하는 터치스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 방수제가 분사되는 압력은 100~4000psi인 터치스크린 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호층의 두께는 10~100㎛인 터치스크린 장치.
제1항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은,
접속 패드를 포함하고, 상기 접속 패드는 상기 본딩 패드와 접속하는 터치스크린 장치.
제6항에 있어서,
상기 접속 패드는 상기 본딩 패드와 제2 접착층을 통해 접속하는 터치스크린 장치.
제1항에 있어서, 상기 보호층은,
상기 패턴층 중 외부로 노출된 영역의 형상과 동일한 형상으로 상기 패턴층 중 외부로 노출된 영역을 밀봉(sealing)하는 터치스크린 장치.
기판 상에 전극 패턴, 배선 패턴 및 본딩 패드를 포함하는 패턴층을 형성하는 단계;
양면에 부착된 2개의 커버 필름 중 일 면에 부착된 커버 필름을 제거하여, 상기 전극 패턴 및 배선 패턴이 마련되는 영역에 대응되는 상기 패턴층 상에 제1 접착층을 형성하는 단계;
상기 본딩 패드가 마련되는 영역에 대응되는 상기 패턴층 상에 제2 접착층을 형성하는 단계;
상기 제2 접착층을 통해 상기 본딩 패드와 인쇄 회로 기판을 접속하는 단계; 및
상기 패턴층이 형성되는 상기 기판의 면 측에서 상기 기판 방향으로 방수제를 분사하여 보호층을 형성하는 단계; 를 포함하는 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 방수제는 폴리우레탄, 폴리우레아, 불소수지 및 실리콘수지 중 적어도 하나를 포함하는 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 방수제가 분사되는 압력은 100~4000psi인 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 보호층의 두께는 10~100㎛인 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 보호층은,
상기 패턴층 중 외부로 노출된 영역을 밀봉(sealing)하는 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 접착층의 다른 일 면에 부착된 커버 필름을 제거하는 단계; 를 더 포함하는 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 접착층은 광학 투명 접착제(OCA)를 포함하는 터치스크린 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 접착층은 이방성 도전 필름(ACF)를 포함하는 터치스크린 장치의 제조 방법.