WO2013094887A1 - 멀티 터치용 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

멀티 터치용 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2013094887A1
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황준영
이상호
강정진
강희석
강경태
이성호
유경훈
이낙규
조영준
신권용
홍석관
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한국생산기술연구원
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the present invention relates to a touch screen panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a touch screen panel for a multi-touch and a method for manufacturing the same.
  • Table 1 system blackout 4-wire resistive film Infrared (IR) Power failure + Digitizer ultrasonic wave Multi Touch / possible / impossible / possible / possible / Impossible / Possible Writing or not impossible possible possible possible possible Transmittance 90% 85% 100% 85% 100% Field of application Small to medium size (14 ”and below) Small to medium size (less than 21 ”) Large (more than 14 ") Medium (14 ”) large Applicable Market Mobile Phone, Tab navigation, 40 ”or larger advertising laptop Electronic blackboard Mobile Phone, POS Disadvantages Noise malfunction Multi Touch / Price (number of IR LEDs) price (?) Noise malfunction (IC performance) Outdoor visibility Outdoor noise malfunction A mechanical problem Other At Zytronics Multi-touchable -Ntrig Projector Large size development Touch technology development -Writing problem improvement Applicable
  • ITO using a sputtering process is widely used.
  • the method using ITO is not suitable for a flexible substrate due to the inflexibility of the ITO layer, and has a problem that the process of forming the ITO layer is very expensive.
  • Patent Document 1 1020040103129 A
  • Patent Document 2 1020060100584 A
  • Patent Document 3 1020060122217 A
  • Patent Document 4 1020090039803 A
  • Patent Document 5 1020090101310 A
  • Patent Document 6 1020090101313 A
  • Patent Document 7 1020070132251 A
  • Patent Document 8 JP-P-2001-0020584
  • Patent Document 9 US10 / 017,268
  • the first problem to be solved by the present invention is to provide a multi-touch touch screen panel.
  • the second problem to be solved by the present invention is to propose a method of manufacturing a touch screen panel for multi-touch.
  • a top plate of a transparent material having a horizontal groove portion of at least two or more horizontal grooves having a channel shape of a predetermined depth and a predetermined width Preparing a lower plate of a transparent material having a vertical groove portion of at least two vertical grooves having a channel shape of a predetermined depth and a predetermined width;
  • C bonding the upper plate and the lower plate to each other.
  • micro-patterning a liquid resin or a polymer solution on at least one of the upper plate and the lower plate using a screen printing technique to form the spacer unit by drying It is preferable to use one of the first method and the second method of forming the spacer part by coating a liquid having a micro ball or microcapsule dispersed on at least one of the upper plate and the lower plate.
  • the amount of the conductive ink is preferably adjusted to generate convex portions of a predetermined shape in the horizontal groove and the vertical groove after drying.
  • the method for treating the conductive ink may include at least one of a first method of heating the conductive ink at room temperature or a predetermined temperature for a predetermined time and drying the conductive ink dried by the first method in an oven, a laser, or electric heating. It is preferable that it is any one of the 2nd method of improving the electroconductivity of a conductive ink by further heating and sintering using a method.
  • the height of the convex portion is lower than the height of the spacer portion by a predetermined difference so that the upper convex portion of the upper plate and the lower convex portion of the lower plate are separated from each other even when the upper plate and the lower plate are bonded to each other. .
  • the injection of the conductive ink is preferably injected using an inkjet printer.
  • the conductive ink is preferably any one or more of metal nanoparticle ink or conductive polymer ink.
  • the metal nanoparticle is one containing at least one of silver, copper, or gold
  • the conductive polymer ink is at least one of PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) or polyaniline (polyaniline, PANI). It is preferred that the ingredients are included.
  • the diameter of the droplets of the conductive ink is preferably larger than the width constituting the channel shape.
  • step (B2) performing a hydrophobic coating on the surface of the upper plate and the lower plate; preferably further comprises a.
  • step (B3) step of irradiating the surface UV of the upper plate and the lower plate preferably further comprises a.
  • the upper plate and the lower plate is a flexible substrate, it is preferable that the upper plate and the lower plate is made using a thermal imprinting method of a thermoplastic material or a UV molding method of a UV cured material.
  • At least one of the upper plate and the lower plate of the step (A) is preferably formed with a spacer portion of the same material as the upper plate or the lower plate.
  • the spacer portion is formed at the same time when the upper plate or the lower plate is produced, and the spacer portion, the horizontal groove portion, and the vertical groove portion are formed by using a mold having a predetermined shape.
  • the mold When forming the intaglio horizontal groove portion, the intaglio vertical groove portion and the embossed spacer portion by using the mold, it is preferable to apply an anti-stick film to the mold and then use a hot embossing technique.
  • the mold may be a nickel stamper, and the nickel stamper may be manufactured through an inkjet groove pattern mast manufacturing process using photo etching, a spacer pattern master manufacturing process using photo etching, and a nickel stamper manufacturing process using electro-forming. Do.
  • a touch screen panel manufacturing method comprising: (D) generating a mold having a shape corresponding to the spacer portion and the horizontal groove portion or vertical groove portion; (E) manufacturing a top plate of a transparent material having a horizontal groove portion of two or more horizontal grooves in the mold and a bottom plate of a transparent material having a vertical groove portion of two or more vertical grooves; (F) injecting a predetermined amount of conductive ink into the horizontal groove portion and the vertical groove portion; And (G) drying the conductive ink to form a conductive portion, and bonding the upper plate and the lower plate to each other.
  • the manufacture of the mold includes (D1) manufacturing a groove pattern using a photolithography technique; (D2) fabricating a spacer pattern master using photolithography technique; And (D3) fabricating a metal stamper using an electro-forming technique.
  • a touch screen panel characterized in that it is generated using the method of any one of the above.
  • a touch screen panel comprising: a top plate of a transparent material having a horizontal groove portion formed of at least two horizontal grooves having a channel shape having a predetermined depth and a predetermined width; A lower plate of a transparent material having a vertical groove portion formed of at least two vertical grooves having a channel shape having a predetermined depth and a predetermined width; An upper plate conductive portion formed on the horizontal groove portion of the upper plate and formed of a conductive ink; A lower plate conductive portion formed in the vertical groove portion of the lower plate and formed of a conductive ink; And a spacer portion formed on at least one of the upper plate and the lower plate, wherein the upper plate and the lower plate are bonded to each other.
  • the spacer portion is formed of the same material as the upper plate or the lower plate, and preferably formed integrally with the upper plate or the lower plate without an interface.
  • the spacer part is generated using a spacer generating material preset on the upper plate or the lower plate.
  • the channel shape is of equal or greater width than depth.
  • the upper plate conductive portion may have a convex portion that protrudes by a predetermined height from the upper plate surface formed by the upper plate, and the lower plate conductive portion may have a convex portion that protrudes by a predetermined height than the lower plate surface formed by the lower plate.
  • the spacer part has a sufficient height to maintain the upper conductive part and the lower conductive part so as to be spaced apart by a predetermined interval unless an external pressure is applied to at least one of the upper plate and the lower plate.
  • the material of the upper plate and the lower plate is preferably a flexible thermoplastic resin or a UV curable material.
  • the conductive ink is preferably any one or more of metal nanoparticle ink or conductive polymer ink.
  • the spacer portion is formed in at least two or more selected from among the plurality of lattice spaces forming the horizontal groove portion and the vertical groove portion, or the spacer portion is formed in each of the plurality of lattice spaces forming the horizontal groove portion and the vertical groove portion. It is preferable that it is formed.
  • Utilizing the present invention has the following effects.
  • the adhesion between the wiring and the substrate is increased, compared to the conventional planar substrate printing, the electrode wiring damage due to use is reduced, and durability is increased.
  • the number of processes and process costs using the printing process is significantly reduced compared to the conventional TCO electrode process using sputtering or deposition techniques.
  • FIG. 1 is an exploded view illustrating an upper plate, a lower plate, a conductive unit, a window line, a bezel line, a contact pad, and the like constituting the touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram of a method of manufacturing a touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view of a substrate on which a groove portion of a touch screen panel of the present invention is generated.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating one embodiment in which conductive ink is injected into the groove of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a perspective view of an embodiment in which a conductive part and a convex part are formed after ink injection into a horizontal groove of the present invention.
  • FIG. The conductive portion is formed after injecting conductive ink into the groove and drying it.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a photograph of the conductive part and the convex part formed after the ink injection of the present invention. FIG. It can be seen that the convex portion is formed here.
  • Figure 8 illustrates a photographic image of one embodiment of a touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic image of a photograph showing the thickness of a bezel line of the touch screen panel of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic photographic image showing the thickness of a contact pad of the touch screen panel of FIG. 8.
  • Figure 11 illustrates a photographic image of one embodiment of a bezel line and contact pad printed with an inkjet of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic photographic image showing the thickness of a bezel line of the touch screen panel of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a schematic photographic image showing the thickness of a contact pad of the touch screen panel of FIG.
  • FIG. 14 is an exemplary diagram of another manufacturing method of a touch screen panel of the present invention including a method of generating a spacer.
  • FIG. 15 is a diagram for another manufacturing method of a touch screen panel according to the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram for another manufacturing method of a touch screen panel according to the present invention.
  • FIG. 16 is a view illustrating a photoresist coating process using a spin coating on a silicon wiper during an inkjet groove pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 17 is an exemplary diagram illustrating a process of selective UV irradiation through a photo mask during an inkjet groove pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a process of removing partial PR through development during an inkjet groove pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a process of partially etching a silicon wiper through reactive-ion etching (RIE) during an inkjet groove pattern master fabrication process using photolithography.
  • RIE reactive-ion etching
  • FIG. 20 is a diagram for one embodiment of a process of generating an inkjet groove pattern master fabricated after removing residual PR in an inkjet groove pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 21 is a diagram for one embodiment of a process of PR coating by spin coating in a spacer pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 22 is a view illustrating a selective UV irradiation process using a photo mask during a spacer pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a process of removing partial PR through development of a spacer pattern master fabrication process using photolithography.
  • FIG. 24 is a diagram for one embodiment of forming a spacer pattern through a reflow process during a spacer pattern master manufacturing process using photolithography.
  • FIG. 25 is a diagram for one embodiment of a process of depositing a Ni seed layer through Ni evaporation in a Ni stamper fabrication process using electro-forming.
  • FIG. 26 is a diagram for one embodiment of a pattern replicating process through nickel electroforming (Ni Electro-forming) during the Ni stamper fabrication process using electro-forming.
  • FIG. 27 is a diagram for one embodiment of a process of generating a duplicated Ni stamper after master separation / removal of a Ni stamper manufacturing process using electro-forming.
  • FIG. 28 is a diagram for one embodiment of a process of coating an anti-sticking layer through a self assembly monolayer (SAM) process during a touch panel substrate manufacturing process through hot embossing.
  • SAM self assembly monolayer
  • 29 is a view illustrating an embodiment of a process of forming a groove and a spacer pattern through hot embossing during a touch panel substrate manufacturing process through hot embossing.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a process of generating a touch panel substrate after demolding a touch panel substrate manufacturing process through hot embossing.
  • Mold 700 Inkjet Printer
  • the touch screen panel 10 may include an upper plate 100 and a lower plate 200, and the conductive plate 500 may be formed on the upper plate 100 and the lower plate 200.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a touch screen panel 10 of the present invention.
  • the touch screen panel 10 has an outer bezel line 20, a window line 30 is formed in the center, the touch screen panel 10 and the touch screen panel.
  • Contact pads 40 are formed in contact with the device comprising 10.
  • the bezel line 20 and / or the contact pad 40 may also be electrically conductive, such that the bezel line 20 or the contact pad 40, which prints the conductive ink using a printing electronic technique. It features.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram of a method of manufacturing the touch screen panel 10 of the present invention.
  • the upper plate 100 of the transparent material having the horizontal groove portion 410 of the two or more horizontal grooves and the lower plate 200 of the transparent material having the vertical groove portion 420 of the two or more vertical grooves Preparation (S11), conductive ink is injected into the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 (S12), and the conductive ink is dried to form the conductive portion 500, and the top plate 100 and the It is characterized by including the step of bonding the lower plate 200 (S13) and forming the spacer portion 300 (S14).
  • the upper plate 100 and the lower plate 200 is a flexible substrate, the upper plate 100 and the lower plate 200 is made using a thermal imprinting method of a thermoplastic material or a UV molding method of a UV curable material Is preferably.
  • the upper plate 100 has a vertical groove portion 420 formed of at least two vertical grooves having a channel shape having a predetermined depth and a predetermined width, and the lower plate 200 has a predetermined depth and a predetermined width.
  • a horizontal groove portion 410 having at least two horizontal grooves having a channel shape is formed.
  • the upper plate 100 and the lower plate 200 is made of a transparent material.
  • a horizontal groove may be formed on the upper plate 100, and a vertical groove may be formed on the lower plate 200.
  • a spacer part 300 including at least two spacers 310 is formed.
  • the spacer portion 300 may be formed using a method of forming the spacer portion 300, which will be described later.
  • the mold 695 may be formed before the conductive portion 500 is formed. It can also be formed through.
  • the upper plate 100 or the lower plate 200 is formed with a horizontal groove portion 410 of at least two or more horizontal grooves having a channel shape of a predetermined depth and a predetermined width is formed Alternatively, at least two vertical grooves 420 having vertical grooves having a channel shape having a predetermined depth and a predetermined width are formed.
  • the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 may be concave or U-shaped. The depth may be kept constant like a concave shape in the cut surface of the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420, or may have a change like a U-shape.
  • the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 may be formed of a thermoplastic polymer polymer (eg, PEN (Polyethylene naphthalate)) (PEN) or a lower plate using a pre-made stamper.
  • PEN Polyethylene naphthalate
  • a method of forming a groove through hot embossing by applying a pressure and a temperature to the 200 is preferable, and using a UV curable polymer resin and the stamper-shaped mold 695 instead of the thermoplastic polymer. It is also possible to use a method of manufacturing a substrate on which a groove is formed, wherein the groove is a concept corresponding to a horizontal groove or a vertical groove of the present invention.
  • FIG. 5 is a view illustrating an example in which a conductive ink is injected into the groove portion 400 of FIG. 4.
  • the diameter of the droplet of the conductive ink may change the channel shape (groove). It must be larger than the width it constitutes, even more so when considering drying, and for the purpose of forming an effective conductive portion 500.
  • the conductive ink is preferably any one or more of metal nanoparticle ink or conductive polymer ink.
  • the metal nanoparticles may include at least one of silver, copper, and gold, and the conductive polymer ink may be at least one of PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) and polyaniline (polyaniline, PANI). It is preferred that the ingredients be included.
  • PEDOT Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • PANI polyaniline
  • Other physical properties that the conductive ink should have may include things such as viscosity and surface tension.
  • the conductive ink is injected through the inkjet printer.
  • an inkjet printer is a Dimatix multi Inkjet printer, which has a nozzle diameter of about 9 ⁇ m to 19 ⁇ m.
  • the stage for moving the substrate in synchronism with the drive signal has a driving accuracy of about several ⁇ m, and the temperature control device is integrated into the stage and the nozzle head module to control the nozzle head and the substrate temperature.
  • a high-brightness LED light source and a CCD camera synchronized with the inkjet driving signal were arranged to observe the ejection characteristics such as droplet size, speed, and trajectory according to the electric driving signal.
  • Fiducial camera located at a certain offset distance from the nozzle can be used to align the droplet to the desired position through the position information of the droplet sprayed from the nozzle, the origin of the spray pattern, the angle correction of the substrate placed on the stage, etc. .
  • the inkjet jetting apparatus of the present invention may control the behavior of droplets sprayed from a nozzle by changing a wave waveform due to a change in voltage magnitude according to an applied time, and the wave waveform may include voltage, rise time, dwell time, and fall time.
  • the ink is ejected from the nozzle through a combination of single and multiple cycles consisting of a wave form that is a function consisting of echo, echo time and final rise time.
  • the conductive ink is injected into the groove 400 formed horizontally and vertically by the inkjet spraying apparatus of the present invention
  • a solvent is removed from the conductive ink through a drying process to form a conductive pattern, and heat, electricity, and laser are used.
  • heat, electricity, and laser are used.
  • the conductivity of the conductive pattern is improved.
  • FIG. 6 is a perspective view of an embodiment in which the conductive part 500 and the convex part 540 are formed after the ink injection of the present invention.
  • the upper conductive part 530 is formed, and the upper conductive part 530 is convex.
  • FIG. 7 See also the photographic image of FIG. 7
  • the lower conductive part 530-1 is formed, and the lower conductive part 530-1 is convexly formed (FIG. It can be seen that there is a convex portion 540 protruding relatively higher than the planar portion 550 of the substrate.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary photographic image of the conductive part 500 formed after the ink injection of the present invention.
  • the conductive portion 500 has a convex portion 540 that is relatively higher than the flat portion 550 of the upper plate 100 or the lower plate 200 on the groove having the channel shape. It can be seen that.
  • the height of the convex portion 540 does not contact the convex portion 540 of the upper plate 100 and the convex portion 540 of the lower plate 200 even when the upper plate 100 and the lower plate 200 are bonded to each other. It is preferable that they are so spaced apart.
  • the convex portion 540 is preferably higher than the planar portion 550 and lower than the depth of the groove, and specifically, the convex portion 540 is preferably 0.1 to 100 um higher than the planar portion 550. In this case, when the convex portion 540 of the conductive portion 500 is lower than 0.1 ⁇ m, a problem may occur in that the substrate does not come into contact with the substrate. This decreases and causes problems with the conductive portion 500 from the groove.
  • the conductive portion 500 can be seen that the width of the width is formed larger than the depth of the vertical.
  • Checking the formation of the conductive portion 500 may be checked through a substrate analysis device.
  • the groove width of the conductive part 500 may be analyzed through a DZ-2 microscope, and the groove depth may be analyzed through an Alpha Step IQ.
  • the substrate analysis equipment is FESEM, S-4000, and the specifications are 1) Magnification: 20 ⁇ to 300,000, 2) Accelerating Voltage: 0.5 to 30kV, 3) Resolution: 1.5 nm guaranteed at 30 kV with a working distance of It may have 5 nm.
  • FIG. 8 illustrates a photographic image of an exemplary embodiment of the touch screen panel 10 of the present invention
  • FIG. 9 illustrates a bezel line 20 of the touch screen panel 10 of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a diagram showing a photographic image showing a thickness
  • FIG. 10 is a diagram showing a photographic image showing a thickness of a contact pad 40 of the touch screen panel 10 of FIG. 8.
  • the present invention employs a method of printing the portion of the bezel line 20 and the contact pad 40 with conductive ink.
  • FIG. 11 illustrates a photographic image of another exemplary embodiment of a bezel line 20 and a contact pad 40 printed with an inkjet of the present invention
  • FIG. 12 is a view of the touch screen panel 10 of FIG.
  • a photographic image showing the thickness of a bezel line 20 is shown
  • FIG. 13 is a diagram showing the thickness of a contact pad 40 of the touch screen panel 10 of FIG. It is a schematic of photographic images.
  • the conductive ink is injected into the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 is subjected to a hydrophobic coating on the surface of the upper plate 100 and the lower plate 200, or the upper plate ( It may be preferable to adjust the surface energy of the substrate on which the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 are formed by irradiating the surface UV of the substrate 100 and the lower plate 200.
  • the manufacturing method of the present invention generates a mold having a shape corresponding to the horizontal groove portion 410 or the vertical groove portion 420 (S21), and of a transparent material having a horizontal groove portion 410 of two or more horizontal grooves as a mold
  • a lower plate 200 having a transparent material having an upper plate 100 and a vertical groove portion 420 having two or more vertical grooves is manufactured (S22), and is conductive to the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420.
  • Ink is injected, dried, and sintered to generate the conductive part 500 (S23), and a resin structure having a fine size is screen-printed on at least one of the upper plate 100 and the lower plate 200, and the spacer unit 300. Forming (S24-1) and bonding the upper plate 100 and the lower plate 200 (S24) to manufacture the touch screen panel 10.
  • the spacer structure 300 is formed by screen printing the resin structure 24-1.
  • the spacer 300 is formed by coating a liquid in which a micro ball or a microcapsule is dispersed. It is characteristic.
  • the manufacturing method of the present invention generates a mold having a horizontal groove portion or a vertical groove portion corresponding shape (S21), and the upper plate 100 and the transparent material having a horizontal groove portion 410 of two or more horizontal grooves in the mold
  • the lower plate 200 of the transparent material having the vertical groove portion 420 made of the vertical grooves is manufactured (S22), and the conductive ink is injected into the horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420, and dried and sintered.
  • the manufacturing method of the present invention generates a mold 695 having a shape corresponding to the spacer portion 300 and the horizontal groove portion 410 or the vertical groove portion 420 (S31), and the mold 695 into two or more horizontal grooves.
  • the lower plate 200 of the transparent material having the upper plate 100 of the transparent material having a horizontal groove portion 410 and the vertical groove portion 420 of two or more vertical grooves (S32), and the horizontal groove portion and the Injecting the conductive ink in the vertical groove portion, drying, and sintering to generate the conductive portion 500 (S33), and bonding the upper plate 100 and the lower plate 200 (S34), including the touch screen panel ( 10) to manufacture.
  • the present manufacturing method does not need to include a process of generating a separate spacer unit 300.
  • the spacer portion 300 is molded at the same time when the upper plate 100 and / or the lower plate 200 is formed using a mold 695, wherein the spacer portion 300, the horizontal groove portion, The vertical groove portion is formed using a mold 695 having a predetermined shape.
  • the mold 695 is formed at the same time as the spacer portion 300 and the groove-shaped groove 400 pattern of the channel shape.
  • a method of manufacturing the mold 695 will be described in more detail with reference to FIGS. 16 to 30. Explain.
  • FIG. 16 is a diagram for one embodiment of a photo resist (PR) coating process using a spin coating on a silicon wiper 610 during a process of manufacturing an inkjet groove pattern master 625 using photolithography.
  • the wiper dehydration bake or hexamethylene disilazane (HMDS) coating may be used to improve the adhesion of the photoresist 620, if necessary, and the soft bake may be added after the spin coating. You can increase it.
  • HMDS hexamethylene disilazane
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a process of selectively irradiating UV through a photo mask during a process of manufacturing an inkjet groove pattern master 625 using photolithography.
  • the adhesive force may be increased by adding a post exposure bake (PEB) as necessary.
  • PEB post exposure bake
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a process of removing partial PR through development during an inkjet groove pattern master 625 manufacturing process using photolithography. In this process, hard bake may be added as needed to improve the etching resistance.
  • FIG. 19 is a diagram for partially etching a silicon wiper 610 through reactive-ion etching (RIE) during a process of manufacturing an inkjet groove pattern master 625 using photolithography.
  • RIE reactive-ion etching
  • FIG. 21 is a diagram illustrating one example of a process of PR coating by spin coating in a spacer 310 pattern master fabrication process using photolithography.
  • the wiper dehydration bake or hexamethylene disilazane (HMDS) coating can be used to improve the adhesion of the photoresist 620, if necessary, and the soft bake can be added after spin coating to increase the adhesion. You can.
  • HMDS hexamethylene disilazane
  • FIG. 22 is a diagram for one embodiment of selective UV irradiation through a photo mask during a process of manufacturing a spacer 310 pattern master using photolithography.
  • the positive photoresist 620 may increase the adhesive force by adding a post exposure bake (PEB) as necessary.
  • PEB post exposure bake
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a process of removing partial PR through development of a spacer 310 pattern master fabrication process using photolithography. Referring to FIG. 23
  • FIG. 24 is a diagram for one embodiment of forming a spacer 310 pattern through a reflow process during a spacer 310 pattern master fabrication process using photolithography. In this process, it is reflowed in Oven. In this case, temperature and time are the main variables.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a process of depositing a nickel seed layer 650 through Ni evaporation in a process of fabricating a nickel stamper 660 using electro-forming.
  • nickel (Ni) is an example of a metal.
  • the pattern of the spacer 310 and the photoresist 620 may be deformed according to an evaporation process temperature, and a spray silver coating may be used to prevent the pattern.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a process of pattern copying through nickel electroforming in the process of manufacturing a nickel stamper 660 using electro-forming. In this process, the thickness of nickel can be adjusted according to the pole time.
  • FIG. 27 shows that a duplicated nickel stamper 660 was generated after master separation / removal during the manufacturing process of the nickel stamper 660 using electro-forming.
  • FIG. 27 is a substrate (top plate) having a spacer portion 300 and a groove portion 400 (which may be a horizontal groove portion or a vertical groove portion) as shown in FIG. 30, using the formed mold 695. 100) or the bottom plate 200).
  • 28-30 illustrate one exemplary method of making a substrate such as FIG. 30 using the mold 695 of FIG. 27 above.
  • FIG. 28 is an exemplary diagram illustrating an anti-sticking layer (670) coating process through a self assembly monolayer (SAM) process of a touch panel substrate manufacturing process through hot embossing.
  • SAM self assembly monolayer
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • VSA vapor self assembly monolayer
  • the anti-sticking film 670 is mainly composed of FOTS (Trichloro- (1H, 1H, 2H, 2Hperfluorooctyl)
  • DDMS Dichlorodimethylsilane
  • FIG. 29 is a view illustrating a process of forming a groove and a spacer 310 through hot embossing during a touch panel substrate manufacturing process through hot embossing.
  • pressure and temperature are important as main process variables, and polymer may mainly use a thermoplastic polymer, and PEN (polyethylene naphthalate) may be mainly used for the touch panel.
  • FIG 30 shows that the touch panel substrate manufactured after demolding the touch panel substrate manufacturing process through hot embossing is generated. It can be seen that the spacer part 300 and the groove part are formed on the touch panel substrate. An anti-stick layer 670 may be coated on the touch panel substrate.
  • a touch screen panel 10 characterized in that it is generated using the method of any one of the above.
  • a horizontal groove portion 410 of at least two or more horizontal grooves having a channel shape of a predetermined depth and a predetermined width is formed Top plate 100 of a transparent material; A lower plate 200 of a transparent material having a vertical groove portion 420 formed of at least two vertical grooves having a channel shape having a predetermined depth and a predetermined width; An upper plate conductive portion 530 formed in the horizontal groove portion 410 of the upper plate 100 and formed of conductive ink; A lower plate 200 conductive portion 500 formed in the vertical groove portion 420 of the lower plate 200 and formed of conductive ink; And a spacer part 300 formed on at least one of the upper plate 100 and the lower plate 200, wherein the upper plate 100 and the lower plate 200 are bonded to each other.
  • the touch screen panel 10 is presented.
  • the spacer portion 300 passes through the mold 695, the spacer portion 300 is formed of the same material as the upper plate 100 or the lower plate 200, and in this case, the upper plate 100 or the lower plate 200 is interfaced with the upper plate 100 or the lower plate 200. It is molded integrally without this.
  • the spacer portion 300 has a sufficient height so that the upper plate conductive portion 530 and the lower plate conductive portion 530-as long as an external pressure is not applied to at least one of the upper plate 100 and the lower plate 200. It is preferable to keep 1) spaced apart by a predetermined interval.
  • the present invention can be utilized in all industries in which a touch screen panel is used.

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Abstract

본 발명은 멀티 터치용 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 스페이서부와 가로 그루브부 또는 세로 그루브부 대응 형상을 가지는 몰드를 생성하는 단계; 상기 몰드로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 상판과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 하판 제조하는 단계; 상기 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 기 설정된 양의 도전성 잉크를 주입하는 단계; 및 상기 도전성 잉크를 건조하여 도전부를 형성하고, 상기 상판 및 상기 하판을 접합하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법을 특징으로 한다.

Description

멀티 터치용 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법
본 발명은 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 멀티 터치용 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
터치 스크린 방식이 다수의 전자 기기의 사용자 인터페이스에 도입되면서, 터치 스크린을 구현하기 위한 다양한 터치 패널이 도입되고 있다. 하기 표 1은 대표적인 터치 패널의 종류 별로, 각종 속성, 적용 시장 및 단점을 분석하고 있다.
표 1
방식 정전 4선 저항막 Infrared (IR) 정전 + Digitizer 초음파
멀티터치/ 가능 / 불가능 / 가능 / 가능 / 불가능/가능
Writing 여부 불가능 가능 가능 가능
투과율 90% 85% 100% 85% 100%
적용분야 중소형 (14” 이하) 중소형 (21”이하) 대형(14”이상) 중형(14”) 대형
적용시장 휴대폰, Tab 네비게이션, 40”이상 광고 노트북 전자 칠판
휴대폰,POS
단점 노이즈 오동작 멀티터치/ 가격 (IR LED개수) 가격 (?) 노이즈 오동작
(IC 성능) 야외시인성 야외 노이즈 오동작 기구적인 문제
기타 Zytronics사에서 멀티터치 가능한 - Ntrig 사 Projector
대형사이즈 개발 터치 기술 개발 - Writing 문제 개선 적용가능
현재의 투명 전극 소재는 스퍼터링 공정을 이용한 ITO 가 많이 사용되고 있다. 하지만, ITO를 사용하는 방식은 ITO 층의 유연성이 떨어져 플렉스블(flexible) 기판에는 적합하지 않고, ITO 층을 형성하는 공정에 비용이 매우 많이 드는 문제점이 있었다.
이러한 문제 때문에 저가의 플렉스블 소자에 적용하기 위해서는 새로운 소재/공정 기술이 요구되고 있다. 이에, 인쇄 전자 기법을 이용한 미세 전극 배선으로 ITO를 대치하려고, 잉크젯을 이용한 전극 배선 형성 시 가늘고 균일한 배선을 형성하는 것이 까다로움을 극복하여, 균일 배선의 신뢰성을 확보하고, 배선의 두께가 얇고 기판과의 접착력이 부족하여 사용에 따른 전극 배선 손상의 발생을 최소화하여 내구성을 강화할 수 있는 새로운 터치 스크린 패널 제조 방법이 요청되어 왔다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 1) 1020040103129 A
(특허문헌 2) 1020060100584 A
(특허문헌 3) 1020060122217 A
(특허문헌 4) 1020090039803 A
(특허문헌 5) 1020090101310 A
(특허문헌 6) 1020090101313 A
(특허문헌 7) 1020070132251 A
(특허문헌 8) JP-P-2001-0020584
(특허문헌 9) US10/017,268
본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 멀티 터치용 터치 스크린 패널을 제시하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 멀티 터치용 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제시하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 터치 스크린 패널 제조 방법에 있어서, (A) 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 상판과 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 하판을 준비하는 단계; (B) 상기 상기 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 기 설정된 양의 도전성 잉크를 주입하고 상기 도전성 잉크를 처리하여 도전부를 형성하는 단계; 및 (C) 상기 상판 및 상기 하판을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법을 제시한다.
(B1) 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 기 설정된 높이를 가지는 스페이서부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 상기 스페이서부를 형성하는 방법은 스크린인쇄 기법을 이용하여 액상의 레진이나 고분자 용액을 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 마이크로 패터닝한 뒤 건조하여 상기 스페이서부를 형성하는 제1 방법 및 마이크로 볼 또는 마이크로 캡슐이 분산된 액체를 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 코팅하여 상기 스페이서부를 형성하는 제2 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하는 것인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크의 양은 건조 후 상기 가로 그루브와 상기 세로 그루브에 기 설정된 형상의 볼록부를 생성할 수 있도록 조절되는 것인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크를 처리하는 방법은 상기 도전성 잉크를 상온 또는 기 설정된 온도로 소정의 시간 동안 가열하여 건조하는 제1 방법 및 상기 제1 방법에서 건조된 도전성 잉크를 오븐이나 레이저, 전기 가열 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 추가가열하여 소결함으로써 도전잉 잉크의 전도성을 향상시키는 제2 방법 중 어느 하나인 것인 것이 바람직하다.
상기 볼록부의 높이는 상기 스페이서부의 높이보다 기 설정된 차이만큼 낮아, 상기 상판과 상기 하판이 접착되었을 때도 상기 상판의 상판 볼록부와 상기 하판의 하판 볼록부가 서로 접촉되지 않을 정도로 이격되어 있는 것인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크의 주입은 잉크젯 프린터를 사용하여 주입되는 것인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크는 메탈 나노 입자 잉크 또는 전도성 고분자 잉크 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 메탈 나노 입자는 은이나 구리, 또는 금 중 어느 하나 이상이 포함되어 있는 것인 것이며, 상기 전도성 고분자 잉크는 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))이나 폴리아닐린(polyaniline, PANI) 중 어느 하나 이상의 성분이 포함된 것인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크가 주입될 때, 상기 도전성 잉크의 액적의 직경은 상기 채널 형상을 구성하는 너비보다 더 큰 것인 것이 바람직하다.
상기 (B) 단계 이전에, (B2) 상기 상판 및 상기 하판의 표면에 소수성 코팅을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (B) 단계 이전에, (B3) 상기 상판 및 상기 하판의 표면 UV를 조사하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상판 및 상기 하판은 플렉스블 기판인 것이며, 상기 상판 및 상기 하판은 열가소성 소재의 Thermal Imprinting 방식이나 UV 경화 소재의 UV 성형 방식을 이용하여 만들어 지는 것인 것이 바람직하다.
상기 (A) 단계의 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에는 상기 상판 또는 상기 하판과 동일한 재질의 스페이서부가 형성되어 있는 것인 것이 바람직하다.
상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판이 생성될 때 동시에 성형된 것인 것이며, 상기 스페이서부, 상기 가로 그루브부, 상기 세로 그루브부는 기 설정된 형태의 몰드를 사용하여 형성되는 것인 것이 바람직하다.
상기 몰드를 사용하여 음각의 가로 그루브부, 음각의 세로 그루브부 및 양각의 스페이서부를 성형할 때, 상기 몰드에 점착 방지막을 코팅한 다음, 핫 엠보싱 기법을 사용하는 것인 것이 바람직하다.
상기 몰드는 니켈 스탬퍼인 것이며, 상기 니켈 스탬퍼는 사진 식각을 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스트 제작 공정, 사진 식각을 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 및 electro-forming을 이용한 니켈 스탬퍼 제작 공정을 통하여 제조 되는 것인 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 터치 스크린 패널 제조 방법에 있어서, (D) 스페이서부와 가로 그루브부 또는 세로 그루브부 대응 형상을 가지는 몰드를 생성하는 단계; (E) 상기 몰드로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 상판과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 하판 제조하는 단계; (F) 상기 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 기 설정된 양의 도전성 잉크를 주입하는 단계; 및 (G) 상기 도전성 잉크를 건조하여 도전부를 형성하고, 상기 상판 및 상기 하판을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법을 제시한다.
상기 몰드의 제조는 (D1) 포토리소그래피 기법을 이용하여 그루브 패턴을 제조하는 단계; (D2) 포토리소그래피 기법을 이용하여 스페이서 패턴 마스터를 제조하는 단계; 및 (D3) 전주(electro-forming) 기법을 이용한 금속 스탬퍼 제작하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 어느 한 항의 방법을 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 터치 스크린 패널에 있어서, 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부가 형성되어 있는 투명한 재질의 상판; 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부가 형성되어 있는 투명한 재질의 하판; 상기 상판의 상기 가로 그루브부에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 상판 도전부; 상기 하판의 상기 세로 그루브부에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 하판 도전부; 및 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 형성되는 스페이서부;를 포함하며, 상기 상판 및 상기 하판은 서로 접합되어 있는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제시한다.
상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판과 동일한 재질로 형성된 것인 것이며, 상기 상판 또는 상기 하판과 경계면이 없이 일체로 성형된 것인 것이 바람직하다.
상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판에 기 설정된 스페이서 생성 물질을 사용하여 생성되는 것인 것이 바람직하다.
상기 채널 형상은 깊이보다 너비가 같거나 더 큰 것인 것이 바람직하다.
상기 상판 도전부는 상기 상판이 형성하는 상판면보다 기 설정된 높이 만큼 튀어 나온 볼록부를 가지는 것인 것이며, 상기 하판 도전부는 상기 하판이 형성하는 하판면보다 기 설정된 높이 만큼 튀어 나온 볼록부를 가지는 것인 것이 바람직하다.
상기 스페이서부는 충분한 높이를 가져, 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 외부 압력이 부가되지 않는 한 상기 상판 도전부와 상기 하판 도전부가 기 설정된 간격만큼 이격되도록 유지시키는 것인 것이 바람직하다.
상기 상판 및 상기 하판의 재질은 플렉스블 한 열가소성 수지나 UV 경화 소재인 것이 바람직하다.
상기 도전성 잉크는 메탈 나노 입자 잉크 또는 전도성 고분자 잉크 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 스페이서부는 상기 가로 그루브부와 상기 세로 그루브부 형성하는 복수 개의 격자 공간 중 선택되는 적어도 2 이상에 형성되는 것이거나, 상기 스페이서부는 상기 가로 그루브부와 상기 세로 그루브부 형성하는 복수 개의 격자 공간마다에 형성되는 것인 것이 바람직하다.
본 발명을 활용하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존의 평면 기판 인쇄에 비하여 더욱 가늘면서고 끊김 없는 균일한 배선을 형성할 수 있어, 제품의 광 투과율 성능과 제조 공정 신뢰성이 증가한다.
둘째, 기존의 평면 기판 인쇄에 비하여 배선과 기판과의 접착력이 증가하여 사용에 따른 전극 배선 손상이 감소하여 내구성이 증가한다.
셋째, 기존의 세라믹 TCO(Transparent conductive oxide, 투명 전도성 산화물) 전극 배선에 비하여 유연성이 뛰어나 플레시블 기판에 더욱 적합하다.
넷째, 스퍼터링이나 증착 기법을 사용하는 기존의 TCO 전극 공정에 비하여 인쇄공정을 사용하는 공정 수와 공정 비용이 현저히 감소한다.
다섯째, 프린팅과 임프린팅 기법을 이용하므로 창호용이나 대형 스크린용 대면적 TSP 에 대응이 용이하다.
도 1은 본 발명의 터치 스크린 패널을 구성하는 상판, 하판, 도전부, 윈도우 라인, 베즐 라인, 콘택트 패드 등을 보여 주는 일 실시예적 분해 도면이다.
도 2는 본 발명의 터치 스크린 패널의 구성에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 3은 본 발명의 터치 스크린 패널의 제조 방법에 대한 일 실시예적 도면이다.
도 4는 본 발명의 터치 스크린 패널의 그루브부가 생성되어 있는 기판의 일 실시예적 도면이다.
도 5는 도 4의 그루브부에 도전성 잉크가 주입되는 모습에 대한 일 실시예적 도면이다.
도 6은 본 발명의 가로 그루브에 잉크 주입 후 도전부 및 볼록부가 형성되어 있는 모습에 대한 일 실시예적 사시도이다. 상기 도전부는 그루브에 도전성 잉크를 주입하여 건조한 후에 형성된다.
도 7은 본 발명의 잉크 주입 후 도전부 및 볼록부가 형성되어 있는 모습에 대한 일 실시예적 도면으로서 사진을 도식화한 것이다. 여기에서는 볼록부가 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 터치 스크린 패널의 일 실시예적 구현예에 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 9는 도 8의 터치 스크린 패널의 베즐 라인(bezzle line)의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 10은 도 8의 터치 스크린 패널의 콘택트 패드(contact pad) 의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 11은 본 발명의 잉크젯으로 프린팅 한 베즐 라인과 콘택트 패드의 일 실시예적 구현예에 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 12는 도 11의 터치 스크린 패널의 베즐 라인(bezzle line)의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 13은 도 11의 터치 스크린 패널의 콘택트 패드(contact pad) 의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
도 14는 스페이서가 생성되는 방법을 포함하는 본 발명의 터치 스크린 패널의 또 다른 제조 방법에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 15는 본 발명의 터치 스크린 패널의 또 다른 제조 방법에 대한 일 실시예적 도면이다.
도 16은 Photolithography를 이용한 inkjet groove 패턴 마스터 제작 공정 중 실리콘 와이퍼 상에 spin coating으로 PR(photo resist) 코팅하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 17은 Photolithography를 이용한 inkjet groove 패턴 마스터 제작 공정 중 Photo mask를 통한 selective UV 조사(exposure)하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 18은 Photolithography를 이용한 inkjet groove 패턴 마스터 제작 공정 중 현상(Development)을 통한 부분 PR 제거하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 19는 Photolithography를 이용한 inkjet groove 패턴 마스터 제작 공정 중 RIE(reactive-ion etching)을 통한 실리콘 와이퍼 부분 식각하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 20은 Photolithography를 이용한 inkjet groove 패턴 마스터 제작 공정 중 잔여 PR 제거 후 제작된 Inkjet groove 패턴 마스터가 생성되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 21은 Photolithography를 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 중 Spin coating으로 PR 코팅되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 22는 Photolithography를 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 중 Photo mask를 통한 selective UV 조사되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 23은 Photolithography를 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 중 Development를 통한 부분 PR 제거되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 24는 Photolithography를 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 중 Reflow 공정을 통한 스페이서 pattern 형성되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 25는 전주(electro-forming)을 이용한 Ni stamper 제작 공정 중 Ni evaporation을 통한 Ni seed layer 증착되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 26은 electro-forming을 이용한 Ni stamper 제작 공정 중 니켈 전주(Ni Electro-forming)을 통한 패턴 복제되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 27은 electro-forming을 이용한 Ni stamper 제작 공정 중 마스터 분리/제거 후 복제된 Ni stamper가 생성되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 28은 Hot embossing을 통한 터치패널 기판 제작 공정 중 SAM(self assembly monolayer) 공정을 통한 점착 방지막(anti-sticking layer) 코팅되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 29는 Hot embossing을 통한 터치패널 기판 제작 공정 중 Hot embossing을 통한 groove와 스페이서 패턴 성형되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 30은 Hot embossing을 통한 터치패널 기판 제작 공정 Demolding 후 제작된 터치패널 기판이 생성되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
<부호의 설명>
10 : 터치 스크린 패널 100 : 상판
200 : 하판 300 : 스페이서부
310 : 스페이서 400 : 그루브부
410 : 가로 그루브부 420 : 세로 그루브부
500 : 도전부 510 : 주입된 도전성 잉크
530 : 상판 도전부 530-1 : 하판 도전부
540 : 볼록부 550 : 평면부
20 : 베즐 라인 30 : 윈도우 라인
40 : 콘택트 패드 610 : 실리콘 와이퍼
620 : 포토레지스트 625 : 잉크젯 그루브 패턴 마스터
630 : 마스크 635 : 스페이서 패턴
640 : 그루브 650 : 니켈 씨드층
660 : 니켈 스탬퍼(니켈 재질의 몰드) 670 : 점착 방지막
680 : 폴리머 690 : 기판
695 : 몰드 700 : 잉크젯 프린터
710 : 잉크젯 프린터 노즐
이하, 도면을 참조하면서 더욱 더 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 터치 스크린 패널(10)을 구성하는 상판(100), 하판(200), 도전부(500), 윈도우 라인(30), 베즐 라인(20), 콘택트 패드(40) 등을 보여 주는 일 실시예적 분해 도면이다. 터치 스크린 패널(10)은 상판(100)과 하판(200))이 있으며, 상기 상판(100)과 상기 하판(200)에는 도전부(500)가 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 터치 스크린 패널(10)의 구성에 관한 일 실시예적 도면이다. 상기 터치 스크린 패널(10)에는 외곽의 베즐 라인(20)(bezzle line)이 있으며, 상기 중앙에는 윈도우 라인(30)(window line)이 형성되어 있으며, 터치 스크린 패널(10)과 상기 터치 스크린 패널(10)을 포함하는 디바이스와 접촉하는 콘택트 패드(40)(contact pad)가 형성되어 있다. 본 발명은 상기 베즐 라인(20) 및/또는 상기 콘택트 패드(40)도 인쇄 전자 기법을 활용하여 도전성 잉크로 프린팅하는 상기 베즐 라인(20) 또는 상기 콘택트 패드(40)가 도전성을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 터치 스크린 패널(10)의 제조 방법에 대한 일 실시예적 도면이다. 본 발명의 제조 방법은 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)를 가지는 투명한 재질의 상판(100)과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)를 가지는 투명한 재질의 하판(200)을 준비(S11)하고, 가로 그루브부(410) 및 상기 세로 그루브부(420)에 도전성 잉크를 주입(S12)하며, 도전성 잉크를 건조하여 도전부(500)를 형성하고 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)을 접합(S13)하고, 스페이서부(300)를 형성 (S14)하는 공정을 포함하는 것이 특징이다.
도 4는 본 발명의 터치 스크린 패널(10)의 그루브부(400)가 생성되어 있는 기판의 단면의 일 실시예적 도면이다. 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)은 플렉스블 기판인 것이며, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)은 열가소성 소재의 Thermal Imprinting 방식이나 UV 경화 소재의 UV 성형 방식을 이용하여 만들어 지는 것인 것이 바람직하다. 상기 상판(100)에는 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)가 형성되어 있으며, 상기 하판(200)에는 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)가 형성되어 있다. 상기 상판(100)과 하판(200)은 투명한 재질로 되어 있다. 물론, 상기 상판(100)에 가로 그루브가 형성되고, 상기 하판(200)에 세로 그루브가 형성될 수 있음은 당연할 것이다. 도 4에서는 적어도 2 이상의 스페이서(310)를 포함하는 스페이서부(300)가 형성되어 있음을 볼 수 있다. 상기 스페이서부(300)는 도 6의 도전부(500)의 형성 이후에, 후술하는 스페이서부(300) 형성 방법을 사용하여 형성할 수도 있으며, 도전부(500) 형성 전에 몰드(695) 등을 통하여도 형성될 수 있다.
도 4 또는 도 6에서 알 수 있듯이, 상기 상판(100) 또는 상기 하판(200)에는 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)가 형성되어 있거나, 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)가 형성되어 있다. 상기 가로 그루브부(410)와 세로 그루브부(420)는 오목형이거나 U자형 등의 형상이 될 수 있다. 상기 깊이는 상기 가로 그루브부(410)와 상기 세로 그루브부(420)의 절단면에서 오목형처럼 일정하게 유지되거나, U 자형처럼 변화를 가질 수 있게 된다. 상기 가로 그루브부(410)와 상기 세로 그루브부(420)는 기 제작된 스탬퍼(stamper)를 이용하여 열가소성 고분자 폴리머(예를 들면, PEN(PEN(Polyethylene naphthalate))로 된 상판(100) 또는 하판(200)에 압력과 온도를 가하여 핫 엠보싱(hot embossing)을 통하여 그루브(groove)를 형성하는 방법이 바람직하다. 상기 열가소성 고분자 폴리머 대신에 UV 경화성 고분자 레진과 상기 스탬퍼 형상의 몰드(695)를 이용하여 그르부가 형성된 기판을 제작하는 방법을 사용할 수도 있다. 상기 그루브는 본 발명의 가로 그루브 또는 세로 그루브에 대응되는 개념이다.
도 5은 도 4의 그루브부(400)에 도전성 잉크(가 주입되는 모습에 대한 일 실시예적 도면이다. 상기 도전성 잉크가 주입될 때, 상기 도전성 잉크의 액적의 직경은 상기 채널 형상(그루브)을 구성하는 너비보다 더 커야 한다. 이는 건조를 고려할 때도 더욱 더 그러하며, 효과적인 도전부(500)를 형성하는 목적을 위해서도 그러하다.
도전성 잉크가 주입된 다음, 기 설정된 건조 과정을 거친 후, 상기 도전성 잉크는 도전부(500)를 형성하게 된다. 상기 도전성 잉크는 메탈 나노 입자 잉크 또는 전도성 고분자 잉크 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 메탈 나노 입자는 은이나 구리, 또는 금 중 어느 하나 이상이 포함되어 있는 것이 바람직하며, 상기 전도성 고분자 잉크는 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))이나 폴리아닐린(polyaniline, PANI) 중 어느 하나 이상의 성분이 포함된 것이 바람직하다. 도전성 잉크가 가져야 할 다른 물성은 점도와 표면장력 같은 것들이 있을 수 있다.
본 발명에서 도전성 잉크는 잉크젯 프린터를 통하여 주입한다. 잉크젯 프린터의 한 예는 Dimatix사의 multi Inkjet printer로, 이 프린터의 노즐 직경(Nozzle Diameter)는 9 ㎛ 내지 19 ㎛ 정도가 된다. 기판을 구동 신호와 동기화하여 이동시키는 스테이지는 약 수 ㎛ 이내의 구동 정밀도를 갖고 있으며, 스테이지 및 노즐 헤드 모듈에 온도조절 장치를 일체화하여 노즐 헤드 및 기판 온도를 제어할 수 있도록 하였다. 또한, 분사된 잉크 액적을 관찰하기 위해서 잉크젯 구동용 신호와 동기화 된 고휘도 LED 광원 및 CCD 카메라를 배열하여 전기적인 구동신호에 따른 액적의 크기, 속도, 궤적 등의 분사 특성을 관찰할 수 있도록 하였으며, 노즐과 일정한 오프셋 거리에 위치한 Fiducial 카메라를 이용하여 노즐로부터 분사되는 액적의 위치정보, 분사되는 패턴의 원점, 스테이지에 위치한 기판의 각도 보정 등을 통해서 원하는 위치에 액적을 분사할 수 있게 align할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 분사 장비는 인가되는 시간에 따른 전압 크기의 변화에 의한 웨이브 파형에 변화를 주어 노즐로부터 분사되는 액적의 거동을 제어할 수 있으며, 웨이브 파형은 전압과 rise time, dwell time, fall time, echo time 그리고 final rise time으로 구성되는 함수로 싸인 웨이브 형태로 구성되는 단일 및 다수의 cycle의 조합을 통해서 잉크를 노즐로부터 분사시키게 된다. 전압과 각각 인가되는 시간과의 관계가 안정적으로 유지될 때 액적은 노즐로부터 일정하게 분사가 이루어지고 전압과 시간과의 관계가 불안정할 때에는 분사가 안 되거나 불안정하게 분사가 이루어지는 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 분사 장비에 의해서 가로 및 세로로 형성된 그루브부(400)에 도전성 잉크를 주입한 후 건조 공정을 통하여 도전성 잉크 중 솔벤트를 제거하여 도전성 패턴을 형성하고, 열, 전기 및 레이져 등을 이용하여 도전성 패터을 더욱 가열하여 소결함으로써 도전성 패턴의 전도성을 향상시킨다.
도 6은 본 발명의 잉크 주입 후 도전부(500) 및 볼록부(540)가 형성되어 있는 모습에 대한 일 실시예적 사시도이다. 도 6에서 알 수 있듯이, 상판(100) 위에 형성된 그루브에 도 5의 방식과 같이 도전성 잉크가 주입된 후 상판 도전부(530)가 형성되어 있게 되고, 상기 상판 도전부(530)는 볼록하게 형성(도 7의 사진 이미지도 참조)되어 있어, 상판(100)의 평면부(550)보다 상대적으로 더 높게 튀어 나와 있는 볼록부(540)가 존재함을 알 수 있다. 마찬가지로 하판(200) 위에 형성된 그루브에 도 5의 방식과 같이 도전성 잉크가 주입된 후 하판 도전부(530-1)가 형성되어 있게 되고, 상기 하판 도전부(530-1)는 볼록하게 형성(도 7의 참조)되어 있어, 기판의 평면부(550)보도 상대적으로 더 높게 튀어 나와 있는 볼록부(540)가 존재함을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 잉크 주입 후 도전부(500)가 형성되어 있는 모습에 대한 일 실시예적 사진 이미지를 도식화한 것이다. 상기 도 7에서 알 수 있듯이, 상기 도전부(500)는 상기 채널 형상인 그루브 상에 상판(100) 또는 하판(200)의 평면부(550)보다 상대적으로 더 높은 볼록부(540)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 볼록부(540)의 높이는 상기 상판(100)과 상기 하판(200)이 접착되었을 때도 상기 상판(100)의 볼록부(540)와 상기 하판(200)의 볼록부(540)가 서로 접촉되지 않을 정도로 이격되어 있는 것인 것이 바람직하다. 상기 볼록부(540)는 상기 평면부(550)보다 높고 그루브의 깊이 보다는 낮은 것이 바람직하며, 구체적으로는 상기 평면부(550)보다 0.1에서 100 um만큼 높은 것이 바람직하다. 이때, 도전부(500)의 볼록부(540)가 0.1 um 보다 낮으면 기판 가압 시 접촉이 되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 도전부(500)의 깊이보다 과도하게 높으면 도전부(500)의 유연성이 감소하고 그루브로부터 도전부(500)가 문제가 발생하게 된다.
도 7에서 알 수 있듯이, 상기 도전부(500)는 가로의 폭이 세로의 깊이보다 더 크게 형성되어 있음을 알 수 있다.
상기 도전부(500)의 형성을 점검하는 것은 기판 분석 장비를 통하여 점검할 수 있다. 상기 도전부(500)의 그루브 폭(Line Width)는 DZ -2 Microscope를 통하여 분석할 수 있으며, 그루브 깊이(Line Depth)는 Alpha Step IQ를 통하여 분석할 수 있다. 상기 기판 분석 장비는 FESEM, S-4000이며, 사양(Specifications)은 1) Magnification : 20× to 300,000, 2) Accelerating Voltage : 0.5 to 30kV, 3) Resolution : 1.5 nm guaranteed at 30 kV with a working distance of 5 nm를 가지는 것일 수 있다.
도 8은 본 발명의 터치 스크린 패널(10)의 일 실시예적 구현예에 대한 사진 이미지를 도식화한 것이며, 도 9는 도 8의 터치 스크린 패널(10)의 베즐 라인(20)(bezzle line)의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이며, 도 10은 도 8의 터치 스크린 패널(10)의 콘택트 패드(40)(contact pad) 의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다. 도 9 내지 도 10에서 알 수 있듯이, 본 발명은 베즐 라인(20)과 콘택트 패드(40) 부분을 도전성 잉크로 인쇄하는 방법이 채용된다.
도 11은 본 발명의 잉크젯으로 프린팅 한 베즐 라인(20)과 콘택트 패드(40)의 다른 일 실시예적 구현예에 대한 사진 이미지를 도식화한 것이며, 도 12는 도 11의 터치 스크린 패널(10)의 베즐 라인(20)(bezzle line)의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이며, 도 13은 도 11의 터치 스크린 패널(10)의 콘택트 패드(40)(contact pad) 의 두께를 보여 주는 대한 사진 이미지를 도식화한 것이다.
한편, 가로 그루브부(410) 및 상기 세로 그루브부(420)에 도전성 잉크를 주입(S12) 단계 이전에 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)의 표면에 소수성 코팅을 수행하거나, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)의 표면 UV를 조사하여, 상기 가로 그루브부(410) 및 상기 세로 그루브부(420)가 형성되어 있는 기판의 표면 에너지를 조정하는 것이 바람직할 수 있다.
이어, 도 14를 참조하면서 본 발명의 터치 스크린 패널(10) 제조 방법의 일시시예에 대해 설명한다. 본 발명의 제조 방법은 가로 그루브부(410) 또는 세로 그루브부(420) 대응 형상을 가지는 몰드를 생성(S21)하고, 몰드로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)를 가지는 투명한 재질의 상판(100)과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)를 가지는 투명한 재질의 하판(200)을 제조(S22)하고, 상기 가로 그루브부(410) 및 상기 세로 그루브부(420)에 도전성 잉크를 주입하고 건조, 소결하여 도전부(500)를 생성(S23)하고, 상기 상판(100) 또는 상기 하판(200) 중 어느 하나 이상에 미세한 크기의 레진 구조물을 스크린 인쇄하여 스페이서부(300)를 형성(S24-1)하고, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)을 접합(S24)하는 공정을 포함하여 터치 스크린 패널(10)을 제조한다.
본 발명의 터치 스크린 패널(10) 제조 방법의 또다른 일시시예에 대해 설명한다. 직전 실시예에서는 레진 구조물을 스크린 인쇄하여 스페이서부(300)를 형성(24-1)을 특징으로 하나, 본 실시예에서는 마이크로 볼 또는 마이크로 캡슐이 분산된 액체를 코팅하여 스페이서부(300)를 형성하는 것이 특징이다. 본 발명의 제조 방법은 가로 그루브부 또는 세로 그루브부 대응 형상을 가지는 몰드를 생성(S21)하고, 몰드로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)를 가지는 투명한 재질의 상판(100)과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)를 가지는 투명한 재질의 하판(200)을 제조(S22)하고, 가로 그루브부(410) 및 상기 세로 그루브부(420)에 도전성 잉크를 주입하고 건조, 소결하여 도전부(500)를 생성(S23)하고, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200) 중 어느 하나 이상에 마이크로 볼 또는 마이크로 캡슐이 분산된 액체를 코팅하여 상기 스페이서부(300)를 형성(S24-2)하고, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)을 접합(S25)하는 공정을 포함하여 터치 스크린 패널(10)을 제조한다.
이어, 도 15를 참조하면서, 본 발명의 터치 스크린 패널(10)의 또 다른 제조 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 제조 방법은 스페이서부(300)와 가로 그루브부(410) 또는 세로 그루브부(420) 대응 형상을 가지는 몰드(695)를 생성(S31)하고, 몰드(695)로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)를 가지는 투명한 재질의 상판(100)과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)를 가지는 투명한 재질의 하판(200)을 제조(S32)하고, 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 도전성 잉크를 주입하고 건조, 소결하여 도전부(500)를 생성(S33)하고, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)을 접합(S34)하는 공정을 포함하여 터치 스크린 패널(10)을 제조한다.
본 제조 방법은 상판(100) 및/또는 하판(200)에 스페이서부(300)가 형성되어 있기 때문에, 별도의 스페이서부(300)를 생성하는 공정을 포함할 필요가 없는 것이 특징이다. 상기 스페이서부(300)는 몰드(695)를 사용하여 상기 상판(100) 및/또는 상기 하판(200)이 생성될 때 동시에 성형되는 것이며, 이 때 상기 스페이서부(300), 상기 가로 그루브부, 상기 세로 그루브부가 기 설정된 형태의 몰드(695)를 사용하여 형성된다. 상기 몰드(695)에는 스페이서부(300) 와 채널 형상의 그루브부(400) 패턴 동시에 형성되어 있으며, 이하, 도 16 내지 도 30을 참조하면서 이러한 몰드(695)를 제조하는 방법에 대해서 더욱 더 상세하게 설명한다.
도 16은 포토리소그래피를 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625) 제작 공정 중 실리콘 와이퍼(610) 상에 스핀 코팅(spin coating)으로 PR(photo resist) 코팅하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 이 공정에서는 필요에 따라 스핀 코팅 전 와이퍼 탈수굽기(dehydration bake), 또는 HMDS(Hexa methylene disilazane) 코팅하여 포토레지스트(620) 점착력을 향상시킬 수 있으며, 필요에 따라 스핀 코팅 후 soft bake 추가하여 점착력을 증가시킬 수 있을 것이다.
도 17은 포토리소그래피를 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625) 제작 공정 중 Photo mask를 통한 선택적 UV 조사(exposure)하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 Positive 포토레지스트(620)의 경우 필요에 따라 post exposure bake(PEB) 추가하여 점착력을 증가시킬 수 있다.
도 18은 포토리소그래피를 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625) 제작 공정 중 현상(Development)을 통한 부분 PR 제거하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 필요에 따라 hard bake를 추가하여 내에칭성을 향상시킬 수 있을 것이다.
도 19는 포토리소그래피를 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625) 제작 공정 중 RIE(reactive-ion etching)을 통한 실리콘 와이퍼(610) 부분 식각하는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서 식각 깊이는 식각 시간으로 조절할 수 있다.
도 20은 포토리소그래피를 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625) 제작 공정 중 잔여 PR 제거 후 제작된 잉크젯 그루브 패턴 마스터(625)가 생성되어 있음을 보여 준다.
도 21은 포토리소그래피를 이용한 스페이서(310) 패턴 마스터 제작 공정 중 스핀 코팅으로 PR 코팅되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 필요에 따라 스핀 코팅 전 와이퍼 탈수굽기(dehydration bake), 또는 HMDS(Hexa methylene disilazane) 코팅하여 포토레지스트(620) 점착력 향상시킬 수 있으며, 필요에 따라 스핀 코팅 후 soft bake 추가하여 점착력을 증가시킬 수 있다.
도 22는 포토리소그래피를 이용한 스페이서(310) 패턴 마스터 제작 공정 중 Photo mask를 통한 선택적 UV 조사되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 Positive 포토레지스트(620)의 경우 필요에 따라 post exposure bake(PEB)를 추가하여 점착력을 증가시킬 수 있을 것이다.
도 23은 포토리소그래피를 이용한 스페이서(310) 패턴 마스터 제작 공정 중 Development를 통한 부분 PR 제거되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다.
도 24은 포토리소그래피를 이용한 스페이서(310) 패턴 마스터 제작 공정 중 Reflow 공정을 통한 스페이서(310) pattern 형성되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 Oven에서 reflow 진행되며, 이 경우, 온도와 시간이 주요 변수가 된다.
도 25는 전주(electro-forming)을 이용한 니켈 스탬퍼(660) 제작 공정 중 Ni evaporation을 통한 니켈 씨드층(650) 증착되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 상기에서 니켈(Ni)는 금속의 일례가 된다. 본 공정에서는 증발(Evaporation) 공정 온도에 따라 스페이서(310) 포토레지스트(620) 패턴이 변형될 수 있으며, 이를 방지하기 위해서 스프레이식 실버(silver) 코팅을 이용할 수도 있다.
도 26은 electro-forming을 이용한 니켈 스탬퍼(660) 제작 공정 중 니켈 전주(Ni Electro-forming)을 통한 패턴 복제되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 전주 시간에 따라 니켈의 두께 조절이 가능하다.
도 27은 electro-forming을 이용한 니켈 스탬퍼(660) 제작 공정 중 마스터 분리/제거 후 복제된 니켈 스탬퍼(660)가 생성되었음을 보여 준다. 도 27은 형성된 몰드(695)를 사용하여, 도 30과 같은 스페이서부(300) 및 그루브부(400)(가로 그루브부일 수도 있으며, 세로 그루브부가 될 수도 있다.)가 형성되어 있는 기판(상판(100) 또는 하판(200)이 된다.)을 생성할 수 있다. 도 28 내지 도 30은 상기 도 27의 몰드(695)를 사용하여 도 30과 같은 기판을 만드는 일 실시예적 방법을 예시하고 있다.
도 28은 핫 엠보싱(Hot embossing)을 통한 터치패널 기판 제작 공정 중 SAM(self assembly monolayer) 공정을 통한 점착 방지막(670)(anti-sticking layer) 코팅되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법이나 VSAM(vapor self assembly monolayer)법을 이용할 수 있다. 점착 방지막(670)은 주로 FOTS(Trichloro-(1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl)
silane), DDMS(Dichlorodimethylsilane )가 사용될 수 있으며, 점착 방지막(670)은 패턴의 aspect ratio에 따라 불필요할 수 있다.
도 29는 Hot embossing을 통한 터치패널 기판 제작 공정 중 Hot embossing을 통한 그루브(groove)와 스페이서(310) 패턴 성형되는 공정에 관한 일 실시예적 도면이다. 본 공정에서는 주요 공정 변수로는 압력과 온도가 중요하며, Polymer는 주로 열가소성 고분자를 사용할 수 있으며, 본 터치 패널용으로는 주로 PEN(Polyethylene naphthalate)이 사용될 수 있다.
도 30은 Hot embossing을 통한 터치패널 기판 제작 공정 Demolding 후 제작된 터치패널 기판이 생성되었음을 볼 수 있다. 상기 터치 패널 기판에는 스페이서부(300)와 그루부가 형성되어 있음을 볼 수 있다. 상기 터치패널 기판에는 점착 방지막(670)이 코팅될 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 어느 한 항의 방법을 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널(10)을 제시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 터치 스크린 패널(10)에 있어서, 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부(410)가 형성되어 있는 투명한 재질의 상판(100); 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부(420)가 형성되어 있는 투명한 재질의 하판(200); 상기 상판(100)의 상기 가로 그루브부(410)에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 상판 도전부(530); 상기 하판(200)의 상기 세로 그루브부(420)에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 하판(200) 도전부(500); 및 상기 상판(100) 및 상기 하판(200) 중 어느 하나 이상에 형성되는 스페이서부(300);를 포함하며, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200)은 서로 접합되어 있는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널(10)을 제시한다.
상기 스페이서부(300)는 상기 몰드(695)를 통하는 경우, 상기 상판(100) 또는 상기 하판(200)과 동일한 재질로 형성되는 것이며, 이 경우 상기 상판(100) 또는 상기 하판(200)과 경계면이 없이 일체로 성형된다. 상기 스페이서부(300)는 충분한 높이를 가져, 상기 상판(100) 및 상기 하판(200) 중 어느 하나 이상에 외부 압력이 부가되지 않는 한 상기 상판 도전부(530)와 상기 하판 도전부(530-1)가 기 설정된 간격만큼 이격되도록 유지시키는 것인 것이 바람직하다.
본 발명은 터치 스크린 패널이 사용되는 모든 산업에 활용될 수 있다.

Claims (29)

  1. 터치 스크린 패널 제조 방법에 있어서,
    (A) 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 상판과 기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 하판을 준비하는 단계;
    (B) 상기 상기 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 기 설정된 양의 도전성 잉크를 주입하고 상기 도전성 잉크를 처리하여 도전부를 형성하는 단계; 및
    (C) 상기 상판 및 상기 하판을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    (B1) 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 기 설정된 높이를 가지는 스페이서부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 상기 스페이서부를 형성하는 방법은
    스크린인쇄 기법을 이용하여 액상의 레진이나 고분자 용액을 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 마이크로 패터닝한 뒤 건조하여 상기 스페이서부를 형성하는 제1 방법 및
    마이크로 볼 또는 마이크로 캡슐이 분산된 액체를 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 코팅하여 상기 스페이서부를 형성하는 제2 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 잉크의 양은 건조 후 상기 가로 그루브와 상기 세로 그루브에 기 설정된 형상의 볼록부를 생성할 수 있도록 조절되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 잉크를 처리하는 방법은 상기 도전성 잉크를 상온 또는 기 설정된 온도로 소정의 시간 동안 가열하여 건조하는 제1 방법 및
    상기 제1 방법에서 건조된 도전성 잉크를 오븐이나 레이저, 전기 가열 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 추가가열하여 소결함으로써 도전잉 잉크의 전도성을 향상시키는 제2 방법 중 어느 하나인 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 볼록부의 높이는 상기 스페이서부의 높이보다 기 설정된 차이만큼 낮아, 상기 상판과 상기 하판이 접착되었을 때도 상기 상판의 상판 볼록부와 상기 하판의 하판 볼록부가 서로 접촉되지 않을 정도로 이격되어 있는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 잉크의 주입은 잉크젯 프린터를 사용하여 주입되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 잉크는 메탈 나노 입자 잉크 또는 전도성 고분자 잉크 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 메탈 나노 입자는 은이나 구리, 또는 금 중 어느 하나 이상이 포함되어 있는 것인 것이며,
    상기 전도성 고분자 잉크는 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))이나 폴리아닐린(polyaniline, PANI) 중 어느 하나 이상의 성분이 포함된 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 잉크가 주입될 때, 상기 도전성 잉크의 액적의 직경은 상기 채널 형상을 구성하는 너비보다 더 큰 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 (B) 단계 이전에,
    (B2) 상기 상판 및 상기 하판의 표면에 소수성 코팅을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 (B) 단계 이전에,
    (B3) 상기 상판 및 상기 하판의 표면 UV를 조사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 상판 및 상기 하판은 플렉스블 기판인 것이며,
    상기 상판 및 상기 하판은 열가소성 소재의 Thermal Imprinting 방식이나 UV 경화 소재의 UV 성형 방식을 이용하여 만들어 지는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 (A) 단계의 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에는 상기 상판 또는 상기 하판과 동일한 재질의 스페이서부가 형성되어 있는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판이 생성될 때 동시에 성형된 것인 것이며,
    상기 스페이서부, 상기 가로 그루브부, 상기 세로 그루브부는 기 설정된 형태의 몰드를 사용하여 형성되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서
    상기 몰드를 사용하여 음각의 가로 그루브부, 음각의 세로 그루브부 및 양각의 스페이서부를 성형할 때, 상기 몰드에 점착 방지막을 코팅한 다음, 핫 엠보싱 기법을 사용하는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 몰드는 니켈 스탬퍼인 것이며,
    상기 니켈 스탬퍼는 사진 식각을 이용한 잉크젯 그루브 패턴 마스트 제작 공정, 사진 식각을 이용한 스페이서 패턴 마스터 제작 공정 및 electro-forming을 이용한 니켈 스탬퍼 제작 공정을 통하여 제조 되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  18. 터치 스크린 패널 제조 방법에 있어서,
    (D) 스페이서부와 가로 그루브부 또는 세로 그루브부 대응 형상을 가지는 몰드를 생성하는 단계;
    (E) 상기 몰드로 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 상판과 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부를 가지는 투명한 재질의 하판 제조하는 단계;
    (F) 상기 가로 그루브부 및 상기 세로 그루브부에 기 설정된 양의 도전성 잉크를 주입하는 단계; 및
    (G) 상기 도전성 잉크를 건조하여 도전부를 형성하고, 상기 상판 및 상기 하판을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 몰드의 제조는
    (D1) 포토리소그래피 기법을 이용하여 그루브 패턴을 제조하는 단계;
    (D2) 포토리소그래피 기법을 이용하여 스페이서 패턴 마스터를 제조하는 단계; 및
    (D3) 전주(electro-forming) 기법을 이용한 금속 스탬퍼 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 제조 방법.
  20. 제 1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  21. 터치 스크린 패널에 있어서,
    기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 가로 그루브로 된 가로 그루브부가 형성되어 있는 투명한 재질의 상판;
    기 설정된 깊이와 기 설정된 너비의 채널 형상을 가지는 적어도 2 이상의 세로 그루브로 된 세로 그루브부가 형성되어 있는 투명한 재질의 하판;
    상기 상판의 상기 가로 그루브부에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 상판 도전부;
    상기 하판의 상기 세로 그루브부에 형성되며, 도전성 잉크로 생성되는 하판 도전부; 및
    상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 형성되는 스페이서부;를 포함하며,
    상기 상판 및 상기 하판은 서로 접합되어 있는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판과 동일한 재질로 형성된 것인 것이며, 상기 상판 또는 상기 하판과 경계면이 없이 일체로 성형된 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 스페이서부는 상기 상판 또는 상기 하판에 기 설정된 스페이서 생성 물질을 사용하여 생성되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 채널 형상은 깊이보다 너비가 같거나 더 큰 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 상판 도전부는 상기 상판이 형성하는 상판면보다 기 설정된 높이 만큼 튀어 나온 볼록부를 가지는 것인 것이며,
    상기 하판 도전부는 상기 하판이 형성하는 하판면보다 기 설정된 높이 만큼 튀어 나온 볼록부를 가지는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  26. 제 21항에 있어서,
    상기 스페이서부는 충분한 높이를 가져, 상기 상판 및 상기 하판 중 어느 하나 이상에 외부 압력이 부가되지 않는 한 상기 상판 도전부와 상기 하판 도전부가 기 설정된 간격만큼 이격되도록 유지시키는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  27. 제 21항에 있어서
    상기 상판 및 상기 하판의 재질은 플렉스블 한 열가소성 수지나 UV 경화 소재인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  28. 제 21항에 있어서,
    상기 도전성 잉크는 메탈 나노 입자 잉크 또는 전도성 고분자 잉크 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  29. 제 21항에 있어서,
    상기 스페이서부는 상기 가로 그루브부와 상기 세로 그루브부 형성하는 복수 개의 격자 공간 중 선택되는 적어도 2 이상에 형성되는 것이거나,
    상기 스페이서부는 상기 가로 그루브부와 상기 세로 그루브부 형성하는 복수 개의 격자 공간마다에 형성되는 것인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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