KR20200056938A - 투명전극 및 이를 채용한 터치패널 - Google Patents

투명전극 및 이를 채용한 터치패널 Download PDF

Info

Publication number
KR20200056938A
KR20200056938A KR1020190145582A KR20190145582A KR20200056938A KR 20200056938 A KR20200056938 A KR 20200056938A KR 1020190145582 A KR1020190145582 A KR 1020190145582A KR 20190145582 A KR20190145582 A KR 20190145582A KR 20200056938 A KR20200056938 A KR 20200056938A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent electrode
signal
sensor
signal forming
substrate
Prior art date
Application number
KR1020190145582A
Other languages
English (en)
Inventor
천병순
정용운
한성덕
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Publication of KR20200056938A publication Critical patent/KR20200056938A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026—Alloys based on copper
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

투과율 및 시인성이 개선된 투명전극 및 이를 채용한 터치패널 장치가 개시되어 있다.
이 개시된 투명전극은 기판과, 상기 기판 상에 형성된 복수의 센서부; 및 상기 복수의 센서부 각각의 내부에 형성된 신호개구부를 포함한다.
또한 터치패널은 제1기판과, 상기 제1기판 상의 복수의 제1센서부 및 상기 제1센서부 내부의 제1신호개구부를 구비한 제1투명전극과; 상기 제1기판 상의 제2기판과, 상기 제2기판 상의 제2센서부 및 상기 제2센서부 내부의 제2신호개구부를 구비한 제2투명전극을 포함한다.

Description

투명전극 및 이를 채용한 터치패널{TRANSPARENT ELECTRODE AND TOUCH PANEL EMPOLYING THE SAME}
본 발명은 투명전극 및 이를 채용한 터치패널에 관한 것으로서, 상세하게는 투과율 및 시인성이 개선된 투명전극 및 이를 채용한 터치패널 장치에 관한 것이다.
일반적으로 투명전극은 높은 광 투과율과 면저항이 낮은 전기 전도도를 가지는 박막전극으로서, 터치 스크린 패널(TSP), 태양전지, 광전소자, 액정표시소자(LCD) 및 유기 발광 다이오드(OLED) 등의 전자산업 분야에 광범위하게 사용된다.
특히 TSP, OLED, LCD 등의 디스플레이에 사용되는 투명전극으로서, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; 이하 'ITO'라 함)이 주로 이용되고 있다. 이 ITO 전극은 광학적 투명성, 전기전도도 및 환경 안정성과 같은 장점을 가지고 있다.
한편, ITO 투명전극은 면저항이 높아 20인치 이상의 대면적 디스플레이를 구현하는데 한계가 있다. 또한 ITO 투명전극은 구부러진 면에서 저항값이 급격하게 상승하여 도전성이 약해지며 깨질 수 있다. 이에 따라 스트레처블 디스플레이를 구현하는데 한계가 있다.
이에 따라 ITO 투명전극을 대체하는 투명전극 개발이 요구되고 있다. ITO 투명전극과 유사한 특성을 가지는 투명전극으로서, 산화물-금속-산화물(Oxide-Metal-Oxide; 이하 'OMO'라 함) 다층 박막 구조의 투명전극이 있다. 이 OMO 투명전극은 인듐 소재를 사용하는 ITO 투명전극에 비해 생산 가격을 낮출 수 있다는 경쟁력이 있으며, 소형 터치패널 구현 뿐만 아니라 면저항이 낮아 대면적화 및 구부러짐이 용이하여 대형 터치패널을 구현할 수 있다는 이점이 있다.
한편 OMO 투명전극은 상기한 이점에도 불구하고, 다층 박막 구조를 이루는 금속 박막의 존재로 인하여 투과율이 현저히 저하되고, 시인성이 낮다는 문제점을 가지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0045606호 대한민국 등록특허공보 제10-1639519호 대한민국 등록특허공보 제10-1262173호 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0092529호
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 소형 및 대형 터치패널에 적용 가능하면서, 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있도록 개선된 투명전극 및 이를 채용한 터치패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 투명전극은 기판; 상기 기판 상의 복수의 센서부; 및 상기 센서부 내부의 신호개구부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 센서부 각각이, 제1산화물층, 금속층 및 제2산화물층이 순차로 적층된 구조를 포함할 수 있다.
상기 금속층은 금, 은, 구리, 니켈, 티타늄, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 도전성 금속 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이 금속층의 두께 Mt는 5 내지 50 [nm]로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은 상기 복수의 센서부 사이에 더미부를 더 포함할 수 있다. 이 더미부는 그 내부에 더미개구부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 신호개구부와 상기 더미개구부는 동일 형상을 가질 수 있다.
또한 상기 복수의 센서부 각각은, 터치에 의해 신호를 형성하는 복수의 신호형성부와; 상기 복수의 신호형성부를 연결하는 것으로, 상기 신호형성부에서 형성된 신호를 전달하는 신호전달부;를 포함하고,
상기 복수의 센서부 사이의 간격(Sg)은 0.001 내지 2.0 [mm] 범위를 만족하고, 상기 복수의 신호형성부 각각의 라인 폭(Sd)은 Sg 값의 80% 이하의 범위를 만족 할 수 있다.
또한, 상기 센서부는, 상기 센서부로부터 연결된 트레이스부를 포함하고, 상기 트레이스부는 상기 센서부의 금속층으로부터 연장될 수 있다. 여기서 상기 트레이스부의 두께가 상기 센서부의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 상기 트레이스부의 두께(Tt)는 70 내지 1560 [nm] 범위를 만족하고, 상기 트레이스부에서 금속층의 두께(TMt)는 10 내지 1500 [nm] 범위를 만족할 수 있다.
또한, 상기 더미부의 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw는 0.5 내지 50 [㎛] 범위이며, 상기 더미부의 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd는 0.5 내지 1000 [㎛] 범위를 만족할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 터치패널은, 제1기판과, 상기 제1기판 상의 복수의 제1센서부 및 상기 제1센서부 내부의 제1신호개구부를 구비한 제1투명전극과; 상기 제1기판 상의 제2기판과, 상기 제2기판 상의 제2센서부 및 상기 제2센서부 내부의 제2신호개구부를 구비한 제2투명전극을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1센서부는 제1신호형성부와, 이 제1신호형성부를 연결하는 제1신호전달부를 포함하고, 상기 제2센서부는 제2신호형성부와, 이 제2신호형성부를 연결하는 제2신호전달부를 포함하며, 상기 제1신호형성부와 상기 제2신호형성부 사이의 간격(SFg)은 0.03 내지 0.5 [mm] 범위를 만족할 수 있다.
또한, 제1투명전극과 제2투명전극을 2층으로 합지하였을 때, 투과율(T)은 78 초과 95 [%] 미만의 범위를 만족할 수 있다.
본 발명에 따른 투명전극은 종래의 ITO 투명전극 대비 낮은 면저항 특성을 가지므로, 소형 터치패털 뿐만 아니라 20인치 이상의 대화면 터치패널에 적용 가능하다.
또한 본 발명에 따른 투명전극을 적용한 디스플레이를 구부리는 경우에도 정상적으로 동작 가능하므로 스트레처블 디스플레이의 투명전극으로 활용할 수 있다.
또한 기판 상에 개구부를 가지는 OMO 다층 박막 구조를 적용함으로써, 본 발명에 따른 투명전극을 2층 구조로 형성하는 경우에도 ITO와 비슷한 수준의 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 단면도 및 평면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 평면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 투명전극이 이중으로 중첩된 예를 보인 개략적인 평면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 보인 개략적인 단면도 및 평면도.
도 8a 및 도 8b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 개구율을 변경한 변형예를 보인 개략적인 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 보인 순서도.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하기로 한다.
도 1 및 도 2 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 투명전극(100)은 기판(110)과, 이 기판(110) 상에 형성되는 복수의 센서부(130)를 포함한다. 상기 복수의 센서부(130)는 상호 소정 간격 이격된 상태로 배치될 수 있다. 여기서 복수의 센서부(130)에는 신호개구부(137)가 형성되어 있다.
상기 센서부(130)는 기판(110) 상에 제1산화물층(131), 금속층(133) 및 제2산화물층(135)이 순차로 적층 형성된 OMO 박막 적층 구조를 가진다. 상기 금속층(133)은 금, 은, 구리, 니켈, 티타늄, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 도전성 금속 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 상기 금속층(133)의 두께 Mt는 아래의 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, 금속층의 두께 Mt가 5nm 미만이면 금속층(133) 제조 공정시 증착 두께가 일정하지 않아 면저항 균일도가 떨어지게 된다. 이에 따라 대형 터치에 적용할 수 있는 면저항 값을 얻을 수 없다. 반면 금속층의 두께 Mt가 50nm를 초과하면 투과율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 센서부(130) 사이에 마련되는 더미부(150)를 더 포함할 수 있다. 이 더미부(150)의 내부에는 더미개구부(151)가 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
여기서, 신호개구부(137)와 더미개구부(151)는 서로 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 도 2는 신호개구부(137)와 더미개구부(151) 각각이 동일 크기의 정사각형 형상으로 형성됨과 아울러 규칙적으로 배열 형성된 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 이와 같이, 신호개구부(137)와 더미개구부(151)를 형성함으로써, 2층 이상으로 투명전극을 적층하여 터치패널을 구현하고자 하는 경우, 개구율 조절이 용이하다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 또한, 도 2는 신호개구부(137)와 더미개구부(151) 각각이 정사각형 형상으로 형성된 점을 예로 들어 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니며 원형, 삼각형, 오각형 이상의 다각형 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 투명전극(100)은 기판(110)과, 이 기판(110) 상에 형성되는 복수의 센서부(130)와, 복수의 더미부(150)를 포함한다.
상기 복수의 센서부(130) 각각은 복수의 신호형성부(130a)와, 상기 복수의 신호형성부(130a)를 연결하는 신호전달부(130b)를 포함한다. 복수의 신호형성부(130a)는 투명전극을 2층 구조로 형성시 타층의 신호형성부와 상하 교차 가능하게 배치되며, 터치에 의해 신호를 형성한다. 상기 신호전달부(130b)는 신호형성부(130b)에서 형성된 신호를 전달한다.
상기 복수의 신호형성부는 아래의 수학식 2를 만족할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, Sg는 상기 복수의 신호형성부 사이의 간격이고, Sd는 상기 복수의 신호형성부 각각의 라인 폭이다.
수학식 2는 소형 터치 스크린 패널 뿐만 아니라 30인치 이상의 대화면 터치 스크린 패널 및 을 구성하는 경우를 고려한 것이다. 여기서, 간격 Sg 및 Sd 각각이 하한값 미만이면, 선저항이 증가하여 터치 구동에 한계가 있다. 반면 간격 Sg가 상한값인 2.0mm를 초과하는 경우 기생 캐패시턴스가 증가하여 터치 감도가 저하되는 문제가 있다. 또한 라인 폭 Sd가 Sd 값의 80%를 초과할 경우 투과율이 감소하는 문제가 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 투명전극(200)은 기판과, 이 기판 상에 형성되는 복수의 센서부(230)와, 복수의 더미부(250)를 포함한다. 센서부(230)의 층 구조는 제1실시예에 따른 투명전극의 센서부(130)와 실질상 동일한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
복수의 센서부(230) 각각은 복수의 신호형성부(230a)와, 상기 복수의 신호형성부(230a)를 연결하는 신호전달부(230b)를 포함한다. 복수의 신호 형성부(230a)는 투명전극을 2층 구조로 형성시 타층의 신호 형성부와 상하 교차 가능하게 배치되며, 터치에 의해 신호를 형성한다. 상기 신호전달부(230b)는 신호형성부(230a)에서 형성된 신호를 전달한다.
상기 복수의 신호형성부는 아래의 수학식 3을 만족할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, Sg는 상기 복수의 신호형성부 사이의 간격이다.
수학식 3은 소형 터치 스크린 패널 뿐만 아니라 30인치 이상의 대화면 터치 스크린 패널을 구성하는 경우를 고려한 것으로서, 간격 Sg가 하한값 미만이면, 선저항이 증가하여 터치 구동에 한계가 있다. 반면 간격 Sg가 상한값인 2.0mm를 초과하는 경우 기생 캐패시턴스가 증가하여 터치 감도가 저하되는 문제가 있다.
상기 더미부(250)는 센서부(230) 주위에 격자상의 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 이 더미부(250)는 포토레지스트 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어 일반적으로 적용되는 인산 또는 불산 계열의 에칭액을 사용하여 형성될 수 있다. 여기서 더미부(250)는 하기의 수학식 4 내지 6의 조건 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
더미부(250)를 구성하는 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw는 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
Figure pat00004
여기서, 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw이 0.5㎛ 미만일 경우, 패턴 형성에 용이하지 않고 공정 비용이 증가하게 된다. 반면, 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw가 50㎛를 초과하는 경우 메쉬 패턴이 사용자의 눈에 시인(示認) 된다.
또한 더미부(250)의 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd는 수학식 5를 만족할 수 있다.
Figure pat00005
여기서, 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd가 0.5㎛ 미만일 경우 투과율이 감소하게 되고, 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd가 1000㎛을 초과하는 경우 메쉬 패턴이 시인 된다.
또한 투명전극의 가장자리를 기준으로 측정한 메쉬 패턴의 내각 Da는 수학식 6를 만족할 수 있다. 보다 정확하게는, 투명전극의 트레이스부를 기준으로 측정한 메쉬 패턴의 내각일 수 있다.
Figure pat00006
여기서, 각도 Da가 수학식 6의 조건 범위를 벗어나는 경우는 메쉬 패턴이 시인될 수 있다.
실험예 1
더미부(250)에 대한 투과율 및 시인성 평가를 실험예 1과 같이 조건을 달리하여 4회에 걸쳐 실시하였다.
우선 면저항 7 내지 10 Ω/□, 투과율 88% 특성을 가지는 OMO 투명전극을 준비한 후, 포토레지스트 방식을 적용하여 더미부를 구성하는 메쉬 패턴을 형성한다. 이후, 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw과, 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd, 메쉬 패턴 중 교차하는 격자 사이의 각도 Da를 변경하여 평가를 진행하였다.
Figure pat00007
실험결과를 살펴보면, 더미부(250)를 구성하는 메쉬 패턴의 라인 폭 Dw이 수학식 4의 조건 범위를 만족하는 10㎛인 경우는 시인성이 '우수'로 평가되었다. 반면 수학식 4의 조건 범위를 벗어나는 30㎛인 경우는 시인성이 '미흡'으로 평가되었다.
또한 투과율을 비교하여 볼 때, 더미부(250)의 메쉬 패턴의 라인 간격 Dd이 수학식 5의 상한값에 가까운 600㎛인 경우의 투과율이 수학식 5의 하한값에 가까운 300㎛에 비하여 우수함을 알 수 있다.
도 3은 센서부(230)를 도시함에 있어서, 전체적으로 다이아몬드 형상이 반복적으로 배열된 형상을 가지는 점을 예로 들어 나타낸 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 투명전극이 이중으로 중첩된 예를 보인 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 이층 투명전극을 구성하는 제1센서부(230) 각각은 제1신호형성부(230a)와, 이 제1신호형성부(230a)를 연결하는 제1신호전달부(230b)를 포함한다. 일층 투명전극을 구성하는 제2센서부(270) 각각은 제2신호형성부(270a)와, 이 제2신호형성부(270a)를 연결하는 제2신호전달부(270b)를 포함한다. 이와 같이 투명전극을 2층 구조로 형성시, 제1신호형성부(230a)와 제2신호형성부(270a)는 상하 교차 가능하게 배치되며, 터치에 의해 신호를 형성한다. 이와 같이, 투명전극을 이중으로 중첩하여 터치패널 제조시, 제1신호전달부(230b)는 일층 투명전극의 더미부 상에 위치하고, 제2신호전달부(270b)는 이층 투명전극의 더미부 아래에 위치한다.
이와 같이 구성하는 경우, 제1신호형성부(230a)와 제2신호형성부(270a) 사이의 간격(SFg)은 하기의 수학식 7을 만족할 수 있다.
Figure pat00008
여기서, SFg가 0.03mm 미만일 경우 제1신호형성부(230a)와 제2신호형성부(270a) 사이에 겹치는 영역이 발생하여 정전용량 균일도에 문제가 발생할 수 있다. 반면, SFg가 0.5mm를 초과하는 경우, 터치패널 제작시 터치 감도가 낮아져 터치 성능에 문제가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 투명전극을 보인 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 투명전극(300)은 기판과, 이 기판 상에 형성되는 센서부(330)와, 트레이스부(350)를 포함한다. 센서부(330)의 층 구조는 제1실시예에 따른 투명전극의 센서부(130)와 실질상 동일한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 트레이스부(350)는 센서부(330)로부터 연결 형성된다. 즉, 트레이스부(350)는 센서부(330)의 금속층으로부터 연장 형성 될 수 있다. 이 트레이스부(350)는 센서부(330)와 같이, 제1산화물층, 금속층 및 제2산화물층이 순차로 적층된 구조를 가진다. 또한 트레이스부(350)의 두께는 센서부(330)의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다.
상기 트레이스부는 아래의 수학식 8의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00009
여기서, Tt는 상기 트레이스부의 두께이고, TMt는 상기 트레이스부에서 금속층의 두께이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 OMO 투명전극은 구부리는 경우에도 정상적으로 동작 가능하므로, 스트레처블 디스플레이의 투명전극으로 활용할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 OMO 투명전극은 소형 터치패널에 적용 가능할 뿐만 아니라 종래의 ITO 투명전극 대비 낮은 면저항 특성을 가지므로, 20인치 이상의 대화면 터치패널에 적용 가능하다.
도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 보인 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널은 2층 구조로 적층된 제1 및 제2투명전극(100)(300)을 포함한다.
제1투명전극(100)은 제1기판(110)과, 이 제1기판(110) 상에 형성되는 복수의 제1센서부(130)를 포함한다. 이 제1센서부(130)는 터치시 신호를 형성하는 제1신호형성부(130a)와, 이 제1신호형성부(130a)에서 생성된 신호를 전달하는 제1신호전달부(130b)를 포함한다. 상기 복수의 제1센서부(130)는 상호 소정 간격 이격된 상태로 라인 상으로 배치될 수 있다. 여기서 복수의 제1센서부(130)에는 제1신호개구부(137)가 형성되어 있다. 여기서, 제1투명전극(100)은 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 제1센서부(130) 사이에 마련되는 제1더미부(150)를 더 포함할 수 있다. 이 제1더미부(150)의 내부에는 제1더미개구부(151)가 형성될 수 있다. 여기서, 제1투명전극(100)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 투명전극과 실질상 동일 구성을 가진다. 그러므로 제1투명전극(100)의 실질상 동일 구성요소에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하였으며, 중복 설명을 피하기 위하여 센서부(130)의 층 구조 등을 포함한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2투명전극(400)은 제2기판(410)과, 이 제2기판(410) 상에 형성되는 복수의 제2센서부(430)를 포함한다. 여기서, 제2기판(410)은 상기 제1투명전극(100)의 제1센서부(130)에 상에 설치되며, 제2센서부(430)는 터치시 신호를 형성하는 제2신호형성부(430a)와, 이 제2신호형성부(430a)에서 생성된 신호를 전달하는 제2신호전달부(430b)를 포함한다.
이 복수의 제2센서부(430)는 상호 소정 간격 이격된 상태로 라인 상으로 배치될 수 있다. 이와 같이 제2센서부(430)를 배치함에 있어서, 제2센서부(430)가 제1센서부(130)에 대해 직교하는 방향으로 배열될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2신호형성부(130a)(430a)는 상호 마주하게 배치될 수 있다.
여기서 복수의 제2센서부(430)에는 제2신호개구부(437)가 형성되어 있다. 여기서, 제2투명전극(400)은 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 제2센서부(430) 사이에 마련되는 제2더미부(450)를 더 포함할 수 있다. 이 제2더미부(450)의 내부에는 제2더미개구부(451)가 형성될 수 있다. 여기서, 제2투명전극(400)은 제2센서부(430)의 배치 방향만 다를 뿐 나머지 구성은 제1투명전극(100)과 실질 상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이 터치패널을 구성하는 경우, 제1신호형성부(130a)와 제2신호형성부(430a)는 상하 교차 가능하게 배치되며, 터치에 의해 신호를 형성한다. 이와 같이, 제1 및 제2투명전극을 이중으로 중첩하여 터치패널 제조하는 경우, 제2신호전달부(430b)는 제1더미부(150) 상에 위치하고, 제1신호전달부(270b)는 제2더미부(450)의 하부에 위치한다. 여기서 제1신호형성부(130a)와 제2신호형성부(430a) 사이의 간격(SFg)은 상기한 수학식 6을 만족할 수 있다.
실험예 2
상기한 바와 같이 터치패널을 구성함에 있어서, 제1 및 제2투명전극을 합지할 때의 개구율 변화에 따른 투과율을 조건을 달리하여 측정하였다.
도 7, 도 8a 및 도 8b 각각은 제1 및 제2개구부 각각의 개구율 즉, 단면 개구율이 29.6%, 70.4%, 59.2%로 형성된 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 여기서, 제1 및 제2개구부는 규칙적인 패턴으로 형성된다.
이와 같이, 단면 개구율을 달리하여 측정할 때, 제1 및 제2투명전극을 합지하였을 때의 개구율 즉, 양면 개구율과, 터치패널의 투과율은 아래 표 2와 같다.
Figure pat00010
표 2를 참조하면, 양면 개구율이 0%, 5.3%, 29% 및 75%일 때 투과율을 측정한 결과, 투과율은 81.4%, 87.7%,90.3% 및 93.5%임을 알 수 있다. 여기서, 항목 #4의 경우는 패턴 영역이 임프린팅(imprinting) 방식으로 형성되는 것으로 그 크기가 수 ㎛ 크기를 가지므로, 미도시하기로 한다.
일반적으로, 메탈 메쉬 투명전극의 경우, 약 84%의 투과율 특성을 보이므로, 이 이상의 투과율을 특성을 확보할 필요가 있다. 이 점을 감안하여, 투과율은 수학식 9를 만족할 수 있다.
Figure pat00011
투과율이 78%이하 일 경우 광학특성이 한계가 있다 투과율은 기판을 포함한 투과율을 의미한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 터치패널은 상기 제1 및 제2투명전극(100)(300)의 액티브 영역 둘레에 형성되며, OMO 다층 박막 구조를 가지는 트레이스부(도 5의 350)를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 제1 및 제2투명전극을 설명함에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 투명전극과 실질상 동일한 투명전극을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널은 도 5에 도시된 바와 같은 구조로 형성되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이 터치패널을 구성함으로써, OMO 투명전극을 2층 구조로 형성하는 경우에도 ITO 투명전극으로 구성된 터치패널의 투과율 및 시인성과 비슷한 수준으로 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한 OMO 투명전극을 적용한 터치패널은 ITO 투명전극을 적용한 터치패널에 비하여 낮은 면저항 특성을 가지므로, 20인치 이상의 대화면화 가능하다.
이하 본 발명에 따른 터치패널 제조방법을 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 제조방법을 보인 순서도이다. 도 9를 참조하면, 제1 및 제2투명전극을 구성하는 OMO 투명전극을 제조한다. 즉, 제1산화물층, 금속층 및 제2산화물층을 순차로 적층하여 OMO 투명전극을 형성한다(S10). 이 투명전극은 스퍼터링 공정 또는 전자 빔 방식으로 형성될 수 있다. 여기서, 금속층은 금, 은, 구리, 니켈, 티타늄, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 도전성 금속 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 OMO 투명전극은 터치 센서 구성시 터치 여부에 따라 반응하는 액티브 영역인 센서부(도 5의 330)와, 이 센서부의 둘레에 마련되는 트레이스부(도 6의 350)를 포함할 수 있다. 이 트레이스부를 구성하는 금속층은 센서부의 금속층에 비하여 두껍게 형성될 수 있다. 그리고 센서부와 트레이스부는 동시에 형성될 수 있다.
이어서 상기 OMO 투명전극 상에 소정 형상의 전면 패턴 가공을 통하여 개구부를 형성한다(S20). 이 전면패턴은 센서부와 더미부에 모두 형성되거나 더미부에만 형성될 수 있다. 또한 전면패턴은 원형, 정사각형, 직사각형 및 5각형 이상의 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 형상 또는 이들의 조합으로 이루어진 형상으로 형성될 수 있다. 이 전면패턴은 에칭 잉크를 이용한 잉크젯 프린팅, 에칭 페이스트를 이용한 스크린 인쇄, 그라비어 옵셋 및 리버스 옵센 중 어느 하나의 방식으로 가공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이 가공방식에 대한 구체적인 예시는 아래와 같다.
잉크젯 프린팅
롤투롤(Roll to Roll)을 적용할 수 있는 OMO 투명 전극에 에칭 잉크를 0.5mm 간격으로 프린팅을 진행한다. 건조 조건 120도, 5분 후 물로 세정 한다.
스크린 인쇄
75mm X 75mm 크기의 패턴이 형성된 마스크를 제작 한 후, 스크린용 에칭 페이스트(etching paste)를 적용하여 120도 온도 조건에서 10분간 인쇄와 건조를 진행한다. 이후, 현상액(수산화나트륨(NaOH), 3%) 또는 물로 세정한다.
그라비어 옵셋
그라비어 롤(Gravure roll)에 패턴을 형성 가공하다. 이어서 에칭 페이스트를 덕터링(Doctoring)한 후 그라비어 롤의 블랑켓(blanket)에 전사한다. 이후 전사된 에칭 페이스트를 OMO 투명전극에 인쇄 한 후 120도 온도 조건에서 10분간 건조를 진행한다. 건조 후 현상액으로 세정한다.
상기한 바와 같은 가공 공정으로 가공하는 경우, 투명전극에 대해 전면패턴 즉, 개구부의 개구율을 원하는 대로 설정 제조할 수 있다.
이후 전면 패턴이 가공된 상기 OMO 투명전극 상에 상호 소정 간격 이격된 상태로 라인 상으로 배치되며, 터치패턴으로 형성된 복수의 센서부를 형성한다(S30). 이 센서부는 레이저 또는 포토레지스트 방식으로 가공될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 전면패턴을 가공한 후 터치패턴을 형성함으로써, 종래의 OMO 투명전극에 비하여 가공이 용이하여 가격 경쟁력이 있다.
이어서 상기한 바와 같이 구성된 투명전극을 2매 준비하고, 상하로 합지한다. 즉 제1 및 제2투명전극을 합지한다(S40). 즉 제1 및 제2투명전극은 FPCB(연성회로기판) 본딩 또는 COP(Chip On Panel) 본딩 공정 등을 통하여 합지하고, 글래스 본딩을 진행하여 터치패널를 완성한다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
100: 투명전극, 제1투명전극 110: 기판, 제1기판
130, 230: 센서부, 제1센서부 130a, 230a: 제1신호형성부
130b, 230b: 제1신호전달부 131: 제1산화물층
133: 금속층 135: 제2산화물층
137: 신호개구부, 제1신호개구부 150, 250: 더미부
151: 더미개구부, 제1더미개구부 200, 300: 투명전극
230: 제1센서부 270: 제2센서부
270a: 제2신호형성부 270b: 제2신호전달부
330: 센서부 350: 트레이스부
400: 제2투명전극 410: 제2기판
430: 제2센서부 430a: 제2신호형성부
430b: 제2신호전달부 450: 제2더미부
451: 제2더미개구부

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 복수의 센서부; 및
    상기 복수의 센서부 각각의 내부의 신호개구부를 포함하는 투명 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서부 각각이,
    제1산화물층, 금속층 및 제2산화물층이 순차로 적층된 구조를 포함하는 투명전극.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속층이,
    금, 은, 구리, 니켈, 티타늄, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 도전성 금속 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 투명전극.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속층이 하기의 조건식 1을 만족하는 투명전극.
    <조건식 1>
    Figure pat00012

    여기서, Mt는 상기 금속층의 두께이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서부 사이에 더미부를 더 포함하는 투명전극.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 더미부가,
    그 내부에 더미개구부를 더 포함하는 투명전극.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신호개구부와 상기 더미개구부는 동일 형상을 가지는 투명전극.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서부 각각은,
    터치에 의해 신호를 형성하는 복수의 신호형성부와;
    상기 복수의 신호형성부를 연결하는 것으로, 상기 신호형성부에서 형성된 신호를 전달하는 신호전달부;를 포함하고,
    상기 복수의 신호형성부는 하기의 조건식 2를 만족하는 투명전극.
    <조건식 2>
    Figure pat00013

    여기서, Sg는 상기 복수의 신호형성부 사이의 간격이고, Sd는 상기 복수의 신호형성부 각각의 라인 폭이다.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부로부터 연결된 트레이스부를 더 포함하고,
    상기 트레이스부는 상기 센서부의 상기 금속층으로부터 연장되는 투명전극.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트레이스부의 두께가 상기 센서부의 두께보다 상대적으로 두꺼운 투명전극.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트레이스부는 하기의 조건식 3을 만족하는 투명전극.
    <조건식 3>
    Figure pat00014

    여기서, Tt는 상기 트레이스부의 두께이고, TMt는 상기 트레이스부에서 금속층의 두께이다.
  12. 제1기판과, 상기 제1기판 상의 복수의 제1센서부 및 상기 제1센서부 내부의 제1신호개구부를 구비한 제1투명전극과;
    상기 제1기판 상의 제2기판과, 상기 제2기판 상의 제2센서부 및 상기 제2센서부 내부의 제2신호개구부를 구비한 제2투명전극을 포함하는 터치패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1센서부는 제1신호형성부와, 이 제1신호형성부를 연결하는 제1신호전달부를 포함하고,
    상기 제2센서부는 제2신호형성부와, 이 제2신호형성부를 연결하는 제2신호전달부를 포함하며,
    상기 제1신호형성부와 상기 제2신호형성부 사이의 간격(SFg)은 하기의 조건식 4를 만족하는 터치패널.
    <조건식 4>
    Figure pat00015
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1투명전극과 상기 제2투명전극을 2층으로 합지하였을 때, 투과율(T)은 하기의 조건식 5를 만족하는 터치패널.
    <조건식 5>
    Figure pat00016
KR1020190145582A 2018-11-15 2019-11-14 투명전극 및 이를 채용한 터치패널 KR20200056938A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180140636 2018-11-15
KR1020180140636 2018-11-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200056938A true KR20200056938A (ko) 2020-05-25

Family

ID=70707214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190145582A KR20200056938A (ko) 2018-11-15 2019-11-14 투명전극 및 이를 채용한 터치패널

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20200056938A (ko)
CN (1) CN111192708A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045660A1 (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 동우 화인켐 주식회사 터치 센서 및 이를 포함하는 적층체
KR102566280B1 (ko) 2023-02-07 2023-08-11 주식회사 에스피에스 터치 키보드 패드 및 이를 이용한 터치 입력 방법
US11995284B2 (en) 2020-08-24 2024-05-28 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Touch sensor and laminate including the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262173B1 (ko) 2010-03-31 2013-05-14 광주과학기술원 전도성 필름 패터닝 방법 및 가요성 표시장치 제조 방법
KR20150092529A (ko) 2014-02-05 2015-08-13 고려대학교 산학협력단 주병조직 특이적 발현 프로모터
KR101639519B1 (ko) 2014-02-13 2016-07-13 주식회사 엘지화학 전도성 메쉬패턴의 제조방법, 이로 제조된 메쉬 전극 및 적층체
KR20180045606A (ko) 2016-10-26 2018-05-04 청주대학교 산학협력단 적층구조를 갖는 투명전극용 메시 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262173B1 (ko) 2010-03-31 2013-05-14 광주과학기술원 전도성 필름 패터닝 방법 및 가요성 표시장치 제조 방법
KR20150092529A (ko) 2014-02-05 2015-08-13 고려대학교 산학협력단 주병조직 특이적 발현 프로모터
KR101639519B1 (ko) 2014-02-13 2016-07-13 주식회사 엘지화학 전도성 메쉬패턴의 제조방법, 이로 제조된 메쉬 전극 및 적층체
KR20180045606A (ko) 2016-10-26 2018-05-04 청주대학교 산학협력단 적층구조를 갖는 투명전극용 메시 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045660A1 (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 동우 화인켐 주식회사 터치 센서 및 이를 포함하는 적층체
US11995284B2 (en) 2020-08-24 2024-05-28 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Touch sensor and laminate including the same
KR102566280B1 (ko) 2023-02-07 2023-08-11 주식회사 에스피에스 터치 키보드 패드 및 이를 이용한 터치 입력 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN111192708A (zh) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11294526B2 (en) Touch panel and display device with touch panel
US9207720B2 (en) Flexible touch screen panel and fabrication method thereof
US10551976B2 (en) Touch-control substrate, fabrication method, and display device
KR101303635B1 (ko) 터치윈도우
US9081427B2 (en) Position-sensing panel and method
US10540048B2 (en) Touch panel
WO2015146277A1 (ja) タッチパネル、表示装置、並びに、タッチパネルの製造方法
JP5942454B2 (ja) タッチパネルセンサ、タッチパネル付表示装置およびタッチパネルセンサの製造方法
KR20200056938A (ko) 투명전극 및 이를 채용한 터치패널
JP2010211823A (ja) タッチセンサ
KR101370443B1 (ko) 터치패널의 전극 패턴
JP2013025448A (ja) タッチセンサー基板及びその製造方法並びに画像表示装置
US10512160B2 (en) Conductive structure and manufacturing method therefor
JP2015184789A (ja) 位置検知電極基板、タッチパネル装置、表示装置、並びに、位置検知電極基板の製造方法
JP2013025447A (ja) タッチセンサー基板及びその製造方法並びに画像表示装置
KR102095374B1 (ko) 메탈메쉬 구조의 터치 패널의 제조 방법
CN104637573A (zh) 导电薄膜结构
JP6129611B2 (ja) タッチパネルの製造方法
KR20160069823A (ko) 전도성 구조체 및 이의 제조방법
KR20150142222A (ko) 전도성 구조체 및 이의 제조방법
JP2014174656A (ja) タッチパネル用電極部材、タッチパネル、及び画像表示装置