KR20180086604A - 고성능 필름형 터치 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 낮은 면 저항을 가지고 고해상도, 대면적화, 슬림화가 가능한 고성능의 필름형 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판에서 박리되어 기재필름이 접착된 필름형 터치 센서로서, 상기 기재필름 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 한다.

Description

고성능 필름형 터치 센서 및 그 제조방법{HIGH PERFORMANCE FILM TYPE TOUCH SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 센서에 관한 것으로, 특히 낮은 면 저항을 가지고 고해상도, 대면적화, 슬림화가 가능한 고성능 필름형 터치 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
개인 휴대 정보 단말기(PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는 디스플레이에 입력수단인 터치 센서가 구비되어 있다. 터치 센서는 구현방식에 따라 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학방식, 정전용량 방식 등으로 구분 가능하다.
예로서, 정전용량 방식의 터치 센서는 도 1에 도시한 바와 같이 시각정보가 표시되는지 여부를 기준으로 표시 영역과 비표시 영역으로 구분될 수 있다.
표시 영역은 터치 센서에 결합된 장치가 제공하는 화상이 표시되는 영역인 동시에 사용자로부터 입력되는 터치 신호를 정전용량 방식으로 감지하기 위한 영역으로서, 이 표시 영역에는 서로 교차하는 방향으로 형성되는 다수의 전극패턴들(41,42)을 포함하는 전극 패턴층(40, 터치 센서층으로 불리우기도 한다)이 형성되어 있다.
한편 표시 영역의 외곽에 위치하는 비표시 영역에는 전극 패턴층(40)과 전기적으로 연결된 연결 라인부(20, trace부로 불리우기도 한다)와, 상기 연결 라인부(20)에 전기적으로 연결되는 패드부(30)가 형성되어 있다.
상술한 구성을 가지는 터치 센서에서 전극 패턴층(40)을 구성하고 있는 전극패턴들(41,42)로 인듐 주석 산화물(일명 ITO라고도 함)이 일반적으로 사용되는데, 터치 센서에 적용된 ITO는 유연기판 상에서 쉽게 균열이 생기는 것으로 알려져 있으며, 제품에 따라 약 200Ω/sq(square) 혹은 약 100Ω/sq의 면 저항을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
ITO는 두께에 따라 면 저항 조정이 가능한데, 고해상도 및 슬림화한 터치 센서를 구현하기 위해서는 면 저항을 최소화하는 것이 필요하나, 면 저항을 낮추면 상대적으로 ITO의 두께가 상대적으로 증가할 수밖에 없어 제품 슬림화에 제약이 따른다. 또한 ITO의 두께가 증가되면 투과율이 떨어져 필름의 시인성을 저하시키는 요인으로 작용하므로, ITO 두께의 증가 없이 전극 패턴층의 면 저항을 감소시켜, 결과적으로 터치 센서를 고해상도, 대면적화 및 슬림화할 수 있는 새로운 방식의 터치 센서 제조방법을 창안하는 것이 필요하다.
또한 기판 상에 필름층을 부착하여 터치 센서를 형성할 경우에는 고온 공정 적용시 필름층이 변형될 수 있으므로, 이에 대한 해결 방법 역시 필요하다 할 것이다.
대한민국 공개특허공보 10-2015-0132689호 대한민국 공개특허공보 10-2015-0040865호
이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 본 발명의 목적은 전극 패턴층이 낮은 면 저항을 가지도록 하여 터치 민감도를 향상시킴은 물론, 고해상도, 대면적화, 슬림화가 가능하도록 한 고성능의 필름형 터치 센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 전극 패턴층이 낮은 면 저항을 가지도록 하여 터치 민감도를 향상시켜 고해상도, 대면적화, 슬림화가 가능하도록 하되, 하드(hard)한 재질의 기판을 사용하여 고온 공정에서도 제조 가능한 고성능의 필름형 터치 센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 지문을 인식하기 위한 보조수단으로 사용될 수도 있는 고성능의 필름형 터치 센서 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법은,
기판 상에 분리층을 형성하는 단계와;
상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴과, 브리지 전극패턴, 패드 전극패턴을 포함하는 전극 패턴층을 형성하되, 면 저항 감소를 위해 상기 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴을 복수의 도전층으로 형성하는 단계와;
상기 전극 패턴층 상에 보호층을 형성하는 단계와;
점착제 층이 일면에 도포된 보호필름을 상기 보호층 상에 접합하는 단계;를 포함함을 특징으로 하며,
더 나아가 상기 분리층으로부터 상기 기판을 분리하는 단계와;
상기 기판이 분리된 분리층 일면에 기재필름을 접착하는 단계를 더 포함함을 또 다른 특징으로 하며,
상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 보호층을 형성하는 단계;를 더 포함함을 또 다른 특징으로 한다.
경우에 따라서는 상기 보호필름을 제거하고 편광필름을 부착하는 단계;를 더 포함함을 또 다른 특징으로 한다.
상술한 제조방법에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하며, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하며,
상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 박막 메탈층은 각각 10 내지 40nm와 5nm 내지 20nm의 두께를 가지며, 전극패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 기판에서 박리되어 기재필름이 접착된 필름형 터치 센서로서,
상기 기재필름 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 한다.
변형 가능한 실시예로서, 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는,
기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 하며,
또한 기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층, 보호층 및 보호필름이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 한다.
상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 박막 메탈층은 각각 10∼40nm와 5∼20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 한다.
상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하되, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 한다.
변형 가능한 실시예로서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층 사이에 박막 메탈층이 형성되되, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 한다.
상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 전극 패턴층을 복수의 도전층으로 구현하므로 10Ω/sq 이하의 낮은 면 저항과 투과도 85% 이상의 터치센서를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 전극 패턴층이 낮은 면 저항을 가지도록 하여 터치 민감도를 향상시킴은 물론, 고해상도, 대면적 및 슬림화가 가능한 고성능의 필름형 터치 센서를 제공할 수 있는 효과가 있으며, 터치 민감도를 향상시킬 수 있기 때문에 지문의 융선을 식별하여 사용자의 지문을 인식하는 보조수단으로 사용될 수 있어 지문 인식형 터치센서로 활용될 수도 있다.
더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 필름층의 적용 없이 글라스와 같은 하드한 기판 상에 분리층과 전극 패턴층을 형성하여 제조 가능하기 때문에, 고온공정에 적용 가능한 이점이 있다.
도 1은 일반적인 터치 센서의 평면 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고성능 필름형 터치 센서의 단면 구조 예시도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서의 제조 공정 흐름 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수 도전층의 면 저항과 투과도 특성을 예시한 테이블.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
또한 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
아울러 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은(예를 들면 전극 패턴의 형상, 전극 패턴의 형성방법 등) 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 도 1에 도시된 터치 센서에서 표시 영역에 위치하는 전극 패턴층의 상, 하부 구성만을 도시하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서의 단면 구조도를 예시한 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 글라스와 같은 하드(hard)한 기판(100) 상에 적어도 분리층(110)과 전극 패턴층(130,135,140,137) 및 보호층(150)이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층(110) 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴(130,135) 중 하나 이상의 전극패턴(130)이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 한다.
상기 복수의 도전층은 제1전극패턴(130)인 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층(120)을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 박막 메탈층(120)은 각각 10∼40nm와 5∼20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 지문 융선의 간격(통상 50 내지 200 um)을 고려해 70um 이하의 값을 가지며, 더욱 정밀한 검출을 위해서는 50 um 이하가 바람직하다.
더 나아가 상기 복수의 도전층은 제1전극패턴(130)인 투명 금속산화물층과, 상기 투명 금속산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층(120)을 포함하되, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 한다.
실시예에 따라서 상기 복수의 도전층은 후술할 도 4에서와 같이 투명 금속 산화물(IZO 혹은 ITO)층 사이에 박막 메탈층(Ag alloy)이 형성되되, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 또 다른 특징으로 한다.
상기 제1전극패턴(130) 및 제2전극패턴(135)은 투명 도전성 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 상기 제1전극패턴(130)에 해당하는 투명 금속 산화물층은 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO), 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 갈륨 징크 옥사이드(GZO), 플로린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드-은-인듐 틴 옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐 징크 옥사이드-은-인듐 징크 옥사이드(IZO-Ag-IZO), 알루미늄 징크 옥사이드-은-알루미늄 징크 옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 박막 메탈층(120)은 Ag, Cu, Al, Pt, Au 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 물론, 박막 메탈층(120)은 금, 은, 구리, 알루미늄과 같은 금속의 나노 와이어, 면 저항을 낮출 수 있는 전도성 고분자 물질류에서 선택된 재료로 구현될 수도 있을 것이다.
도 2에 도시된 고성능의 필름형 터치 센서는 필요에 따라 분리층(110) 상에 보호층을 더 포함할 수 있고, 글라스 기판(100)은 박리 공정을 통해 제거되고 기재필름이 그 위치에 더 부착될 수 있으며, 보호필름(160) 역시 필요에 따라 분리된 후 편광필름이 더 부착되어 판매될 수도 있다.
이와 같이 다양한 구성을 가질 수 있는 고성능의 필름형 터치 센서의 제조공정을 이하 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서 제조 공정 흐름도를 예시한 것이다.
도 3a를 참조하면, 우선 글라스 기판(100) 상에 고분자 유기막을 도포하여 분리층(110)을 형성한다. 분리층(110)은 글라스 기판(100)에 형성한 터치 센서를 글라스 기판(100)으로부터 분리하기 위해 형성되는 층으로서, 상부에 형성되는 전극 패턴층을 감싸서 피복하고 이를 절연시키는 기능을 아울러 수행할 수 있다.
참고적으로 분리층을 도포하는 방법은 스핀 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅 등과 같이 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다.
분리층(110)의 박리력은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.01 내지 1N/25mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 0.2N/25mm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 터치 센서의 제조공정에서, 글라스 기판(100)으로부터 잔여물 없이 용이하게 박리될 수 있으며, 박리시 발생하는 장력에 의한 컬(curl) 및 크랙을 저감할 수 있다.
분리층(110)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 10 내지 1,000nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 500nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 박리력이 안정되고 균일한 패턴을 형성할 수 있다.
분리층(110)의 재료로서는 폴리이미드계 고분자, 폴리비닐알코올계 고분자, 폴리아믹산계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리에틸렌계 고분자, 폴리스타일렌계 고분자, 폴리노보넨계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠계 고분자 등의 고분자로 제조된 것일 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 글라스 기판(100) 외에 기재로 사용될 수 있는 재료로서는 터치 센서 형성을 위한 공정 온도를 견딜 수 있도록 고온에서도 변형이 되지 않는, 즉 평탄성을 유지할 수 있는 내열성을 가진 하드한 재료의 기판을 사용할 수도 있다.
분리층(110)을 형성하기 위한 경화 공정은 열경화 또는 UV 경화를 단독으로 사용하거나, 열경화 및 UV 경화를 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 분리층(110) 형성 이후 도 3b에 도시한 바와 같이 분리층(110) 상에 보호층(115)을 추가 형성할 수 있다. 이러한 보호층(115)은 필요에 따라 생략될 수 있는 선택적인 구성요소이다.
보호층(115)은 분리층(110)과 함께 후술할 전극 패턴층을 피복하여 전극 패턴층을 보호하며, 전극 패턴층 형성단계에서 분리층(110)이 전극 패턴층 형성을 위한 에천트(etchant)에 노출되지 않도록 하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 보호층(115)은 분리층(110)의 측면의 적어도 일부 영역을 덮도록 형성될 수 있다. 분리층(110)의 측면은 분리층(110)의 가장자리 측벽을 지칭한다. 이와 같이 구성하면, 전극 패턴층을 구성하는 도전성의 전극 패턴들에 대한 패터닝 등의 공정 중에 분리층(110)의 측면이 에천트 등에 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 분리층(110)의 측면 노출을 완전히 차단한다는 측면에서, 보호층(115)이 분리층(110)의 측면 전부를 덮도록 구성하는 것도 바람직하다. 분리층(110) 혹은 보호층(115) 상부에는 굴절률 조정을 위한 IML(Index Matching Layer) 층을 추가 형성할 수 있다.
한편, 전극 패턴층 형성단계에서는 도 3c에 도시한 바와 같이 분리층(110)(혹은 보호층(115)) 상에 전극 패턴층을 형성하는 과정이 수행된다. 전극 패턴층은 사용자가 입력하는 터치 신호를 감지하기 위한 구성요소로서, 본 발명의 실시예에서 전극 패턴층은 서로 다른 방향(예를 들면 x축 방향과 y축 방향)으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴(130,135)과, 브리지 전극패턴(137), 패드 전극패턴, 절연층(140)을 포함하며, 특히 면 저항 감소를 위해 상기 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상, 본 발명의 실시예에서는 제1전극패턴(130)을 복수의 도전층(예를 들면, 투명 금속 산화물층과, 박막 메탈층(보조전극에 해당함))으로 형성함을 특징으로 한다. 도 3c에서 제1전극패턴(130)을 투명 금속 산화물의 하나인 ITO(혹은 IZO)로 구현한 것이기에, 하기에서는 참조번호 130을 투명 금속 산화물층의 참조번호로도 사용 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이 전극 패턴층은 전기 저항을 저감시키기 위해 도 3c에 도시한 바와 같이 복수의 도전층, 즉 박막 메탈층(120)과 상기 박막 메탈층(120) 상부에 적층되는 투명 금속 산화물층(130)을 포함한다. 물론 박막 메탈층(120)이 투명 금속 산화물층(130) 위에 적층될 수도 있으며, 투명 금속 산화물층(130) 사이에 박막 메탈층(120), 즉 투명 금속 산화물층 위에 박막 메탈층, 그 박막 메탈층 위에 투명 금속 산화물층과 같이 3층 구조의 전극 패턴층을 형성할 수도 있다.
보다 구체적으로, 투명 금속 산화물층(130) 하부에 박막 메탈층(120)이 형성되는 전극 패턴층은 우선 분리층(110) 혹은 보호층(115) 상에 보조전극에 해당하는 박막 메탈층(120)을 반투명으로 얇게 증착하고 포토/에칭하여 반투명 박막 메탈층(120)을 형성한다. 이어 박막 메탈층(120) 상에 투명 금속 산화물층(130)을 증착하고 포토/에칭하여 전극을 형성한다. 전극 패턴층을 구성하는 나머지 구성, 즉 절연층(140), 홀 형성 과정, 브리지 전극 패턴(137) 형성 과정은 공지 기술이므로 상세 설명은 생략한다.
투명 금속 산화물층(130) 상부에 박막 메탈층(120)을 형성할 경우에는 분리층(110) 혹은 보호층(115) 상에 투명 금속 산화물층(130)과 박막 메탈층(120)을 형성한 후 상부의 박막 메탈층(120)만을 선택 에칭할수 있다.
상술한 전극 패턴층에서 투명 금속 산화물층(130)을 다이아몬드 패턴으로, 박막 메탈층(120)을 메시 타입으로 패터닝하면 박막 메탈층(120)을 보조 전극으로 사용 가능하다. 투명 금속 산화물층(130) 상부에 보조 전극으로 사용 가능한 박막 메탈층(120)을 형성하면 면 저항 감소효과가 있어 대면적 센서 및 고감도 센서 제작이 가능하다. 참고적으로 보조 전극 두께 150 형성시 투명 금속 산화물층(130)의 면 저항이 60 내지 90% 이상 감소한다. 따라서 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가지도록 상기 박막 메탈층(120)의 두께를 조절하는 것이 바람직하다.
제1전극패턴(130)을 구성하는 복수의 도전층은 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 90% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하며, 상기 면 저항을 갖기 위해 상기 복수의 도전층을 구성하는 투명 금속 산화물층(130)과, 상기 투명 금속 산화물층(130) 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층(120)은 각각 10∼40nm와 5∼20nm의 두께를 가지며 전극 패턴 간격(도 1의 A)은 70um 이하, 보다 정밀한 검출을 위해서는 50 um 이하가 바람직하다. 이는 지문 융선간의 간격을 정상적으로 감지하기 위함이다.
참고적으로 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수 도전층의 면 저항과 투과도 특성을 예시한 테이블을 도시한 것으로, 투명 금속 산화물층(130) 사이에 박막 메탈층(120)이 형성되어 3층 구조를 이루는 복수 도전층의 면 저항과 투과도 특성을 예시한 것이다.
도 4를 참조해 보면, 복수 도전층으로서 투명 금속 산화물층(130)을 IZO 혹은 ITO로 구현하되 그 두께를 30nm로 하고, 박막 메탈층(120)으로서 10nm 혹은 15nm 두께의 Ag를 사용했을 때의 면 저항은 10Ω/sq 이하의 값을 가지는 것으로 확인되었으며, IZO/Ag alloy/IZO 패턴 3um 혹은 5um에서의 투과도는 90% 이상의 값을 가지는 것으로 확인되었다. 이와 같이 복수 도전층을 3층 구조로 형성할 경우 복수 도전층의 두께를 최소화하면서 반투명 투과율이 좋은 특성을 얻을 수 있었다.
한편, 전극 패턴층을 구성하는 제1전극패턴(130)과 제2전극패턴(135), 패드 패턴층을 형성하는 방법은 이미 공지된 다수의 방법, 예를 들면 스퍼터링, 증착 등의 건식 공정 또는 딥 코팅, 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅 등의 습식 공정을 이용하여 보호층(115) 혹은 분리층(110) 상에 형성한 후, 레이저 공정이나 습식에칭 공정을 통해서 패터닝할 수 있다. 또는 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 다이렉트 패터닝 공정을 이용하여 형성할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 박막 메탈층(120)과 금속 산화물층(130)을 연속 증착하되, 박막 메탈층(120)을 포토/에칭하여 연결 라인부(trace부), 패드부를 형성하고, 금속산화물층(130)을 포토/에칭하는 방식으로 터치 센서로 작용하는 제1전극패턴을 형성할 수 있다.
제1전극 패턴(130)과 제2전극 패턴(135)이 형성되면 도 3c에 도시한 바와 같이 절연층(140)을 형성한다. 절연층(140)은 전극 패턴의 부식을 막고 전극 패턴의 표면을 보호하는 역할을 한다. 절연층(140)은 열경화성 또는 UV 경화성 유기고분자인 것이 바람직하다.
절연층(140) 형성 후 도 3d에 도시한 바와 같이 제1전극 패턴(130)을 전기적으로 연결시켜 주기 위해 절연층(140)에 홀(hole)을 형성하고, 상기 홀 및 절연층(140) 상부에 투명 전도막을 증착, 포토/에칭하여 브리지 전극패턴(137)을 형성한다.
브리지 전극패턴(137) 형성 후 도 3d에 도시한 바와 같이, 보호층(150)을 형성한다. 보호층(150)은 유기막으로서 전극 패턴층과 접하는 면의 반대 면이 평탄한 형태를 가지도록 형성한다. 이러한 보호층(150)은 단층 또는 2층 이상의 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 절연층(140)과 동일 굴절률을 가지는 재료 혹은 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
이후 보호층(150)의 상부에 도 3e에 도시한 바와 같이 전사 공정을 통해 보호필름(160)이 접합되도록 한다. 보호필름(160)은 적어도 일면에 점착층을 포함하는 필름이거나, 폴리프로필렌 등의 자가 점착성을 가진 필름일 수 있으며, 터치 센서의 표면 보호, 공정성 개선을 위하여 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 보호필름(150)을 제거한 후 편광필름을 부착할 수도 있다.
보호필름(160)의 접합이 완료되면 글라스 기판(100) 제거 단계를 수행한다. 즉, 글라스 기판(100)으로부터 전극 패턴층이 형성되어 있는 분리층(110)을 도 3f와 같이 박리하여 분리할 수 있다. 박리 방법은 리프트오프(lift-off) 또는 필오프(Peel-off) 방법이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
글라스 기판(100)이 제거된 분리층(110) 하면에 기재필름을 접합할 수 있으며, 이와 같이 기재필름이 접합된 필름형 터치 센서를 UV 또는 열경화 처리하고, 터치 센서 상부에 위치하는 보호필름(160)을 제공한 후 타공된 편광필름을 부착하여 셀 커팅하면, 셀 단위의 고성능 터치 센서가 제조될 수 있는 것이다.
한편, 상술한 바와 같은 방식으로 제조 가능한 본 발명의 실시예에 따른 고성능의 필름형 터치 센서는 수요자의 요구 혹은 제조업자의 판매 정책에 따라 다양한 구성을 가지는 터치 센서로 판매 가능하다.
예를 들면, 글라스 기판에서 박리되어 기재필름이 접착된 터치 센서로서, 상기 기재필름 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있는 터치 센서로 판매 가능하고,
글라스 기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있는 터치 센서로도 판매 가능하며,
글라스 기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층, 보호층 및 보호필름이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있는 터치 센서로도 판매 가능하다.
이러한 다양한 판매 모델에, 필요에 따라 분리층 상에 보호층을 더 적층한 모델, 혹은 전극 패턴층 위에 적층된 보호층 상에 편광필름이 추가 접합되어 있는 모델로서 판매 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고성능 필름형 터치 센서는 필름층의 적용 없이 글라스 기판 상에 분리층과 전극 패턴층을 형성하여 제조하는 방식이므로, 고온공정에 적용 가능한 이점이 있음은 물론, 전극 패턴층을 복수의 도전층으로 구현하므로 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85 이상의 터치 센서를 구현할 수 있는 이점이 있다.
따라서 본 발명은 전극 패턴층이 작은 면 저항을 가지도록 하여 터치 민감도를 향상시킴은 물론, 고해상도, 대면적 및 슬림화가 가능한 고성능의 필름형 터치 센서를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 터치 민감도를 향상시킬 수 있기 때문에 지문의 융선을 식별하여 사용자의 지문을 인식하는 보조수단으로 사용될 수도 있다.
이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 기판 상에 분리층을 형성하는 단계와;
    적어도 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴과, 브리지 전극패턴, 패드 전극패턴을 포함하는 전극 패턴층을 형성하되, 면 저항 감소를 위해 상기 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴을 복수의 도전층으로 형성하는 단계와;
    상기 전극 패턴층 상에 보호층을 형성하는 단계와;
    점착제 층이 일면에 도포된 보호필름을 상기 보호층 상에 접합하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 고성능 필름형 터치 센서 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 분리층으로부터 상기 기판을 분리하는 단계와;
    상기 기판이 분리된 분리층 일면에 기재필름을 접착하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 고성능 필름형 터치 센서 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 분리층과 상기 전극 패턴층 사이에 보호층을 형성하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 고성능 필름형 터치 센서 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 보호필름을 제거하고 편광필름을 부착하는 단계;를 더 포함함을 특징을 하는 고성능 필름형 터치 센서 제조방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하며, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 사이에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하며, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 박막 메탈층은 각각 10-40nm와 5-20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 사이에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 상기 박막 메탈층은 각각 10-40nm와 5-20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층을 구성하는 투명 금속 산화물층은 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO), 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 갈륨 징크 옥사이드(GZO), 플로린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드-은-인듐 틴 옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐 징크 옥사이드-은-인듐 징크 옥사이드(IZO-Ag-IZO), 알루미늄 징크 옥사이드-은-알루미늄 징크 옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 복수의 도전층을 구성하는 박막 메탈층은 Ag, Cu, Al, Pt, Au 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서 제조방법.
  10. 기판에서 박리되어 기재필름이 접착된 필름형 터치 센서로서, 상기 기재필름 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 보호층 상에 부착된 편광필름;을 더 포함함을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  12. 기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층 및 보호층이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  13. 기판 상에 적어도 분리층과 전극 패턴층, 보호층 및 보호필름이 순차적으로 적층되되, 상기 분리층 상에 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 및 제2전극패턴 중 하나 이상의 전극패턴이 면 저항 감소를 위해 복수의 도전층으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  14. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하며, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  15. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 사이에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하며, 10Ω/sq 이하의 면 저항과 투과도 85% 이상의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  16. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 상부 혹은 하부에 형성되는 박막 메탈층을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 박막 메탈층은 각각 10-40nm와 5-20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  17. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층은 투명 금속 산화물층과, 상기 투명 금속 산화물층 사이에 형성되는 박막 메탈층;을 포함하되, 상기 투명 금속 산화물층과 상기 박막 메탈층은 각각 10-40nm와 5-20nm의 두께를 가지며, 전극 패턴 간격은 70um 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  18. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전층을 구성하는 투명 금속 산화물층은 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO), 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 갈륨 징크 옥사이드(GZO), 플로린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드-은-인듐 틴 옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐 징크 옥사이드-은-인듐 징크 옥사이드(IZO-Ag-IZO), 알루미늄 징크 옥사이드-은-알루미늄 징크 옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 복수의 도전층을 구성하는 박막 메탈층은 Ag, Cu, Al, Pt, Au 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고성능의 필름형 터치 센서.
  19. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 고성능의 필름형 터치 센서를 포함함을 특징으로 하는 지문 인식형 터치 센서.
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