WO2010056055A2 - 터치 스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

터치 스크린 및 그 제조방법 Download PDF

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나현민
홍혁진
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    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a touch screen and a method of manufacturing the same.
  • the touch screen is a device that can sense the position when the finger or the touch pen is in close proximity or touch, and is installed on the screen of the image display device so that information can be easily input.
  • the touch screen senses a touch input using a hand or a pen by using a transparent electrode.
  • the transparent electrode may be formed by wiring a metal film on a transparent conductive oxide film such as indium tin oxide (ITO).
  • Embodiments of the present invention provide a touch screen capable of ensuring durability and excellent sensitivity and a method of manufacturing the same.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a first metal layer deposited on the ITO film It includes a second metal layer plated on the first metal layer.
  • the step of heat treatment to prevent shrinkage of the ITO film Pretreatment by removing impurities on the surface of the ITO film; Depositing a first metal layer on the pretreated ITO film; Depositing a second metal layer on the first metal layer; Plating a third metal layer on the second metal layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a touch screen according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a touch screen according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flow chart of a touch screen manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a touch screen according to a first embodiment of the present invention.
  • the touch screen according to the first embodiment of the present invention includes a transparent conductive film 20 such as indium tin oxide (ITO) deposited on the upper surface of the flexible plastic film 10, and a transparent conductive layer.
  • ITO indium tin oxide
  • the metal deposition layer 30 and the metal plating layer 40 deposited on the film 20 are included.
  • films such as PES, PC, PE, PI, and Acryl may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the PET film 10 has a property of shrinking in the 100 ⁇ 150 °C region. Therefore, when the PET film 10 having the transparent conductive film 20 deposited thereon is used for manufacturing a touch screen, there is a problem in that alignment becomes inconsistent due to shrinkage of the PET film during heat treatment for the bonding process of the upper and lower plates. have. Therefore, the PET film 10 is heat-treated at 150 ° C. for 90 minutes to perform an annealing process to generate shrinkage of the film in advance, thereby preventing shrinkage that may occur in metal layer deposition and post-processing.
  • a metal plating layer 40 to be used as an electrode and a metal deposition layer 30 for improving adhesion between the metal plating layer 40 are formed in this order.
  • the metal deposition layer 30 includes a buffer layer for improving adhesion between the ITO film 20 and the metal layer and a seed layer for metal plating.
  • the buffer layer improves the adhesion between the ITO film 20 and the metal layer.
  • the buffer layer may be formed by depositing materials such as Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, and Mo.
  • the seed layer is a layer deposited to form the metal plating layer 40, and may be formed of a material such as Ag, Cu, Au, or Al.
  • the metal plating layer 40 is the same material as the seed layer of the metal deposition layer 30, and a material having excellent conductivity may be formed using an electroplating method or the like. It is preferable that the metal plating layer 40 operates as an electrode of the ITO film 20.
  • the metal deposition layer 30 and the metal plating layer 40 which are metal layers, have a direct influence on the sensitivity of the touch screen, so that the resistance value can be adjusted to 0.1 ⁇ / square or less.
  • the thickness of the 30 and the metal plating layer 40 can be adjusted.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a touch screen according to a second embodiment of the present invention.
  • the touch screen according to the second embodiment of the present invention includes a buffer layer 33 and Cu formed by depositing Ni-Cr on the ITO film 20 deposited on the PET film 10. And a seed layer 35 formed by evaporation and a plated layer 45 formed by plating Cu.
  • the metal deposition layer 30 deposited directly on the ITO film 20 includes a buffer layer 33 for improving adhesion between the ITO film 20 and the metal layer and a seed layer 35 for plating.
  • the buffer layer 33 may be formed by depositing Ni-Cr with a thickness of 70 kW using a vacuum deposition technique.
  • the seed layer 35 may be formed by depositing Cu at 900 kPa using a vacuum deposition technique. Then, Cu may be deposited to a thickness of 8000 ⁇ with the metal plating layer 45 to form an electrode of the touch screen.
  • the surface of the ITO film 20 is pretreated by a method such as plasma treatment or ion beam irradiation, and then a metal layer is deposited to deposit ITO.
  • the surface of the film 20 may be prevented from being damaged and the adhesion and conductivity of the metal layer may be improved.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a touch screen manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the touch screen when manufacturing the touch screen according to an embodiment of the present invention, first, heat treatment of the PET film 10, the ITO film 20 is deposited (S110).
  • the surface of the ITO film 20 is pretreated using plasma or ion beam (S120).
  • the reactive gas for generating the ion beam may be selected from O 2 , O 3 , N 2 , N 2 O, NO 2 , CO 2 , or may be selected from inert gas Ar, Kr, Xe, Ne. .
  • it can apply in the state which mixes reactive gas, an inert gas solely, or is mixed.
  • the irradiation amount of the ion beam can be used in the range of 1 ⁇ 10 15 / cm 2 to 1 ⁇ 10 18 / cm 2 .
  • the Ni-Cr buffer layer 33 which is a metal deposition layer functioning as a buffer layer, is deposited on the pretreated ITO film 20 (S130).
  • the Ni-Cr buffer layer 33 may be formed by depositing using vacuum deposition techniques such as RF sputtering, DC sputtering, and CVD.
  • a Cu seed layer 35 which is a metal deposition layer functioning as a seed layer, is deposited (S140).
  • the Cu seed layer 35 may also be formed by evaporation using vacuum deposition techniques such as RF sputter, DC sputter, and CVD.
  • the Cu plating layer 45 serving as an electrode of the touch screen is plated (S150).
  • the Cu plating layer 45 can be formed using an electroplating method or the like.
  • an antirust coating is performed to prevent oxidation of the Cu metal (S160).
  • the rust preventive coating may be coated by depositing a Cu plating layer 45 on a rust preventive agent.
  • the present invention can ensure durability and can provide a touch screen with excellent sensitivity.

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린은, 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름과; 상기 ITO 필름에 증착된 제1금속층과; 상기 제1금속층 상에 도금된 제2금속층을 포함 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 내구성을 보장할 수 있으며 감도가 우수한 터치 스크린 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

터치 스크린 및 그 제조방법
본 발명은 터치 스크린 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터치스크린은 손가락이나 터치펜을 근접시키거나 접촉하는 경우 그 위치를 감지할 수 있는 장치로서, 영상 표시 장치의 화면에 설치되어 손쉽게 정보를 입력할 수 있도록 한다.
이러한 터치스크린은 투명전극을 이용하여 손이나 펜을 이용한 터치 입력을 감지한다. 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 산화물 필름에 금속막을 배선하여 형성할 수 있다.
그런데, ITO 필름에 직접 금속막을 형성하는 경우, 금속막의 밀착력이 저하되어 내구성이 떨어지거나 ITO 표면의 저항이 상승하여 터치 스크린의 감도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는, 내구성을 보장할 수 있으며 감도가 우수한 터치 스크린 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린은, 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름과; 상기 ITO 필름에 증착된 제1금속층과; 상기 제1금속층 상에 도금된 제2금속층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린의 제조방법은, ITO 필름의 수축방지를 위해 열처리하는 단계와; 상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리하는 단계와; 상기 전처리 된 ITO 필름에 제1금속층을 증착하는 단계와; 상기 제1금속층 상에 제2금속층을 증착하는 단계와; 상기 제2금속층 상에 제3금속층을 도금하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 내구성을 보장할 수 있으며 감도가 우수한 터치 스크린 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린의 단면도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제조방법의 흐름도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 및 그 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린은, 연성 플라스틱 필름(10)의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 필름(20)과, 투명 도전성 필름(20)에 증착된 금속 증착층(30) 및 금속 도금층(40)을 포함한다.
연성 플라스틱 필름(10)은, PES, PC, PE, PI, Acryl 등의 필름이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 PET(Polyethylene terephthalate)필름(10)을 사용하는 경우를 예시하기로 한다.
여기서, PET 필름(10)은 100~ 150℃ 영역에서는 수축을 하는 특성이 있다. 이에, 투명도전성 필름(20)이 증착된 PET 필름(10)을 터치스크린 제작에 사용하는 경우 상하판의 합착 공정을 위한 열처리 시, PET필름의 수축으로 인해 배열(align)이 불일치하게 되는 문제점이 있다. 따라서, PET 필름(10)을 150℃ 부근에서 90분간 열처리하여 필름의 수축을 미리 발생시키는 풀림(annealing) 공정을 수행함으로써, 금속층 증착과 후공정에서 발생할 수 있는 수축을 방지할 수 있다.
ITO 필름(20)에는 전극으로 사용될 금속 도금층(40)과, 금속 도금층(40)의 밀착력을 향상시키기 위한 금속 증착층(30)이 차례로 형성된다. ITO 필름(20)에 금속 증착층(30) 및 금속 도금층(40)을 형성하기 전에, 플라즈마 또는 이온빔을 이용하여 표면의 불순물을 제거하는 전처리 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
금속 증착층(30)은 ITO 필름(20)과 금속층 간의 밀착력을 향상시키는 버퍼층과 금속 도금을 위한 시드층(seed layer)을 포함한다. 버퍼층은 ITO 필름(20)과 금속층 간의 밀착력을 향상 시킨다. 이에, 버퍼층은 Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 등의 물질을 증착하여 형성할 수 있다. 그리고, 시드층은 금속 도금층(40)의 형성을 위해 증착되는 층으로서, Ag, Cu, Au, Al 등의 물질을 사용할 수 있다.
금속 도금층(40)은 금속 증착층(30)의 시드층과 동일한 물질로서, 전도도가 우수한 물질을 전기도금 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 금속 도금층(40)은 ITO 필름(20)의 전극으로 동작하도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 갖는 터치스크린에서 금속층인 금속 증착층(30) 및 금속 도금층(40)은 터치스크린의 감도에 직접적인 영향을 미치게 되므로, 저항값이 0.1Ω/square 이하로 조절될 수 있도록, 금속 증착층(30) 및 금속 도금층(40)의 두께를 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린은, PET 필름(10)에 증착된 ITO 필름(20)에 Ni-Cr을 증착하여 형성한 버퍼층(33)과 Cu를 증착하여 형성한 시드층(seed layer)(35) 및 Cu를 도금하여 형성한 도금층(plated layer)(45)을 포함한다.
ITO 필름(20)에 직접 증착되는 금속 증착층(30)은 ITO 필름(20)과 금속층 간의 밀착력을 향상 시키는 버퍼층(33)과 도금을 위한 시드층(35)을 포함한다.
저항값을 0.1Ω/square 이하로 조절하기 위해, 버퍼층(33)으로는 진공증착 기술을 이용하여 Ni-Cr을 두께를 70Å으로 증착하여 형성할 수 있다. 시드층(35)으로는 진공증착 기술을 이용하여 Cu를 900Å으로 증착하여 형성할 수 있다. 그리고, 금속 도금층(45)으로 Cu를 8000Å 두께로 증착하여 터치스크린의 전극을 형성할 수 있다.
여기서, Ni-Cr 버퍼층(33)과 Cu 시드층(35)을 증착할 시에는 플라즈마 처리 또는 이온빔 조사 등의 방법을 이용하여 ITO 필름(20)의 표면을 전처리한 후, 금속층을 증착시킴으로써, ITO 필름(20) 표면의 손상을 방지하고 금속층의 밀착력과 전도도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제조방법의 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 터치스크린을 제조하는 경우, 먼저, ITO 필름(20)이 증착된 PET필름(10)을 열처리한다(S110).
금속층의 밀착력을 향상시키기 위해 플라즈마 또는 이온빔을 이용하여 ITO 필름(20)의 표면을 전처리 한다(S120). 여기서, 이온빔 발생을 위한 반응성 가스로서 O2, O3, N2, N2O, NO2, CO2 중에서 선택될 수 있고, 또는, 불활성 가스 Ar, Kr, Xe, Ne 중에서 하나를 선택할 수 있다. 또한, 반응성 가스나 불활성 가스 단독 또는 혼합하는 상태에서 적용할 수 있다. 그리고 이온빔의 조사량은 1X1015/cm2~1X1018/cm2 의 범위에서 사용할 수 있다.
전처리 된 ITO 필름(20)에 버퍼층 기능을 하는 금속 증착층인, Ni-Cr 버퍼층(33)을 증착한다(S130). Ni-Cr 버퍼층(33)은 RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 등의 진공증착 기술을 이용하여 증착하여 형성할 수 있다.
Ni-Cr 버퍼층(33) 위에는 시드층 기능을 하는 금속 증착층인, Cu 시드층(35)을 증착한다(S140). Cu 시드층(35) 또한, RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 등의 진공증착 기술을 이용하여 증착하여 형성할 수 있다.
Cu 시드층(35)이 형성되면 터치스크린의 전극 기능을 하는 Cu 도금층(45)을 도금한다(S150). Cu 도금층(45)은 전기 도금 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
Cu 도금층(45)을 이용하여 터치스크린의 전극을 형성한 경우, Cu 금속의 산화를 방지하기 위해 방청 코팅을 수행한다(S160). 방청 코팅은 Cu 도금층(45)을 방청제에 침적하여 코팅 처리할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 내구성을 보장할 수 있으며 감도가 우수한 터치 스크린을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름과;
    상기 ITO 필름에 증착된 제1금속층과;
    상기 제1금속층 상에 증착된 제2금속층과;
    상기 제2금속층 상에 도금된 제3금속층을 포함하는 터치스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연성 플라스틱 필름은,
    PET, PES, PC, PE, PI, Acryl 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치스크린.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속층은,
    Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 중 적어도 어느 하나로 구성되는 버퍼층을 포함하는 터치스크린.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속층은,
    Ag, Cu, Au, Al 중 적어도 어느 하나로 구성되는 시드층을 포함하는 터치스크린.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3금속층은,
    상기 시드층과 동일한 금속으로 구성되는 도금층을 포함하는 터치스크린.
  6. ITO 필름의 수축방지를 위해 열처리하는 단계와;
    상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리하는 단계와;
    상기 전처리 된 ITO 필름에 제1금속층을 증착하는 단계와;
    상기 제1금속층 상에 제2금속층을 증착하는 단계와;
    상기 제2금속층 상에 제3금속층을 도금하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리하는 단계는,
    O2, O3, N2, N2O, NO2, CO2 중 적어도 어느 하나를 이용한 이온빔을 발생시켜 전처리하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리하는 단계는,
    Ar, Kr, Xe, Ne 중 적어도 어느 하나를 이용한 플라즈마를 발생시켜 전처리하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전처리된 ITO 필름에 Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 중 적어도 어느 하나를 진공 증착하여 상기 제1금속층을 형성하는 단계와;
    Ag, Cu, Au, Al 중 적어도 어느 하나를 진공 증착하여 상기 제2금속층을 형성하는 단계와;
    상기 제2금속층과 동일한 금속으로 상기 제3금속층을 도금하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
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