WO2016003160A1 - 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법 Download PDF

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WO2016003160A1
WO2016003160A1 PCT/KR2015/006703 KR2015006703W WO2016003160A1 WO 2016003160 A1 WO2016003160 A1 WO 2016003160A1 KR 2015006703 W KR2015006703 W KR 2015006703W WO 2016003160 A1 WO2016003160 A1 WO 2016003160A1
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WO
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wire
metal wire
unit
touch panel
line width
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PCT/KR2015/006703
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English (en)
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맹창준
김면수
라인호
배우현
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동우 화인켐 주식회사
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Publication date
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    • 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
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel, and more particularly, to a touch panel electrode structure having a continuous pattern having a irregular pattern while decreasing the contact area of a unit wire and another unit wire subsequent thereto, and a method of manufacturing the same.
  • the touch panel is an input / output means for detecting a user's contact position on the display screen and receiving information on the detected contact position to perform overall control of the electronic device including the display screen control.
  • An object such as a finger or a touch pen is screened. It is a device that recognizes this as an input signal when it comes in contact with.
  • Touch input devices are recently installed in mobile devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), and the like.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • navigation, netbooks, laptops, digital information devices (DIDs), and touches are available. It is used across all industries, including desktop computers with input-enabled operating systems, Internet Protocol TV (IPTV), high-tech fighters, tanks and armored vehicles.
  • IPTV Internet Protocol TV
  • the touch panel is added to or embedded in a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • the touch panel is light transmissive and includes a sensing unit using a conductive material.
  • the sensing unit is formed in a repetitive pattern in order to recognize the position of the input signal on the touch panel. As the sensor layers including the sensing unit are stacked in parallel, the sensing units overlap, resulting in a moiré phenomenon caused by mutual interference of the patterns. .
  • the pattern generated by the moiré pattern is prevented by giving a twist according to a predetermined angle between the patterns.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0129230 discloses a method for reducing moiré by controlling sidewall formation of a mesh pattern in a conductive film constituting a sensing unit.
  • the photosensitive material is exposed to each other through a photomask disposed in a proximity gap of 70 to 200 ⁇ m, and a periodic pattern corresponding to the mask pattern of the periodically repeated photomask is formed.
  • Sides of the first and second conductive thin metal wires constituting the conductive film have protrusions extending from the imaginary line representing the designed width of the thin metal wire toward the opening, and the protrusion amount of the protrusions is 1/25 to 1 / of the designed width. 6.
  • moiré is reduced by controlling the formation of the sidewall of the mesh pattern, or the position control of the formation of the protrusion is performed by the arrangement control of the mask. As the line width of the conductive film becomes thinner, the fine pattern of the protrusion is reduced. Since it is difficult to control accurately, it is hard to suppress moiré phenomenon uniformly in the whole area.
  • the present invention is to solve the problem of the touch panel of the prior art, a touch panel electrode structure having a irregular pattern continuously and the manufacturing method thereof while the contact area of the unit wire and the other unit wire subsequent to it is reduced in the overall line width
  • the purpose is to provide.
  • the contact area between any one unit wire and another unit wire subsequent thereto is changed so that the contact area of the unit wire and the subsequent other unit wires is reduced by the non-contact size value (k) obtained by dividing the line width by any real number so that the moire phenomenon can be continued. It is an object of the present invention to provide a touch panel electrode structure and a method of manufacturing the same.
  • the present invention provides a touch panel electrode structure and a method of manufacturing the same, in which the metal wire constituting the sensing electrode has an irregular pattern in a precisely controlled form so that the moire phenomenon can be suppressed to improve visibility of the panel. have.
  • the touch panel electrode structure according to the present invention has a metal wire composed of continuous unit wires, and the contact area of one unit wire and another unit wire subsequent thereto divides the line width by any real number. Characterized in that the irregular pattern is reduced in the overall line width by the obtained non-contact size value (k).
  • another metal wire repeatedly crosses one metal wire to form a mesh pattern.
  • the unit wire is a square which has the line width Wm of a metal wire in one side length, It is characterized by the above-mentioned.
  • a method of manufacturing a touch panel electrode structure including: forming a metal film on a substrate; forming a metal wire to form a mesh pattern by patterning the metal film using a photomask on which a mesh pattern is formed; And a contact area between any one of the unit wires and the other unit wires subsequent to the metal wires formed of continuous unit wires by a non-contact size value k obtained by dividing the metal wire line width by any real number. It is characterized by having an irregular pattern that is reduced in the overall line width.
  • the metal wire is divided into sections having a predetermined size so that the formation position of the next unit wire in the advancing direction of the metal wire is left in one section.
  • the metal wire is divided into sections having a predetermined size so that the formation position of the next unit wire in the advancing direction of the metal wire is left in one section.
  • Such a touch panel electrode structure and its manufacturing method according to the present invention has the following effects.
  • the contact area between the unit wire and another unit wire subsequent thereto can be reduced in the overall line width to precisely control the formation of the irregular pattern in the continuous form.
  • the visibility of the panel can be improved by suppressing the generation of moiré phenomena by a precisely controlled irregular pattern.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a touch panel to which the electrode structure according to the present invention is applied
  • Figure 2 is a metal wire and unit wire configuration according to the present invention
  • 3a to 3c is a configuration diagram showing an irregular pattern structure of a metal wire according to the present invention
  • 4a to 4d is a configuration diagram showing an embodiment of the irregular pattern of the electrode structure according to the present invention
  • 5A to 5V are cross-sectional views of a process for manufacturing an electrode structure according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a touch panel to which an electrode structure according to the present invention is applied
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a metal wire and a unit wire according to the present invention.
  • the present invention defines a metal wire constituting the sensing unit of the touch panel as a series of unit wires, such that the contact area of one unit wire and the other unit wire subsequent to the non-contact size value obtained by dividing the line width by any real number ( k) is reduced in the total line width and changed to be continuous to have irregular patterns.
  • FIG. 1 illustrates one form of a touch panel to which an electrode structure according to the present invention is applied, and the structure on the layout constituting the sensing unit is not limited to this structure.
  • the electrode structure according to the present invention includes a plurality of conductive regions (a) and openings (b) between the conductive regions (a) which are continuous to each other, and are connected to the combination of the conductive regions (a) and the openings (b). By the mesh shape.
  • the mesh shape is a structure formed by one opening (b) and four conductive regions (a) surrounding the opening (b).
  • the conductive regions (a) of the electrode structure according to the present invention are arranged with a second pitch (L2) in a direction different from the plurality of first metal wires (10) arranged with a first pitch (L1) in one direction.
  • the plurality of second metal wires 11 intersect at the crossing area 12 to have a mesh pattern.
  • the first metal wire 10 and the second metal wire 11 do not have a constant line width and a contact area, and the contact area of any one unit wire and another unit wire subsequent thereto does not change the line width by any real number. It is to have an irregular pattern that is reduced in the overall line width by the non-contact size value k obtained by dividing by.
  • the shape of the irregular patterns is not limited to the shape and direction as in FIG.
  • the first pitch L1 and the second pitch L2 may be the same size or different sizes, or the same size and different sizes may be combined.
  • FIG. 2 illustrates a unit mesh and a unit wire configuration according to the present invention.
  • any one of mesh patterns formed by crossing a metal wire with another metal wire is defined as a unit mesh, and a metal wire constituting the unit mesh.
  • a square having a line width Wm of one side length is defined as a unit wire.
  • the metal wire is made of a series of such unit wires, the metal mesh means that the unit mesh is formed by connecting.
  • FIG. 3A shows the case where the non-contact size value k is 1/4 Wm when the arbitrary real number r is 4.
  • the direction in which the contact area changes is reduced (-k) or increased (+ k) to the right of the advancing direction of the metal wire in which the unit wire and other unit wires adjacent to it are continuous.
  • (-k) means that the formation position of the next unit wire in the advancing direction of the metal wire is moved from right to left so that the contact area is reduced by (k) in the overall line width and continues.
  • (+ k) means that the formation position of the next unit wire in the advancing direction of the metal wire is moved from left to right so that the contact area is reduced by (k) in the overall line width and continued.
  • FIG. 3B illustrates a case where the non-contact size value k is 1 / 5Wm when the arbitrary real number r is 5.
  • 3C illustrates a case where the non-contact size value k is 1/8 Wm when the arbitrary real number r is 8.
  • 4A to 4D are diagrams illustrating embodiments of an irregular pattern of an electrode structure according to the present invention.
  • FIG. 4A illustrates that the metal wire constituting the electrode structure has a precisely controlled irregular pattern, and the non-contact size value k is 1/8 Wm when any real number r is 8.
  • 4D illustrates a case in which the non-contact size value k is 1/8 Wm when the real number r is 8, the metal wire is divided into predetermined lengths in one of the regions in the advancing direction of the metal wire.
  • Such a metal wire form of the electrode structure according to the present invention is not limited to the form in Figures 4a to 4d is a matter of course can be changed to other forms.
  • Such a method of manufacturing a touch panel electrode structure according to the present invention is as follows.
  • 5A to 5V are cross-sectional views of a process for manufacturing an electrode structure according to the present invention.
  • the manufacturing process in the following description shows an example of a process to which the electrode structure according to the present invention is applied, and is not limited to such a structure and process conditions, it is natural that it can be formed differently.
  • the primary oxide film 51 and the primary metal film 52 are formed on the transparent substrate 50.
  • ITO Indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the metal film 52 may be Mo, Ag alloy, Al alloy, or the like.
  • the photomask 54 having the mesh pattern formed thereon as shown in FIG. 5C is applied to the photoresist 53. Exposure is carried out.
  • the photosensitive material 53 is developed to form the photosensitive material pattern layer 53a, and as shown in FIG. 5E, the primary metal film ( 52) and the primary oxide film 51 using a wet etching solution to form a primary oxide pattern 51a and a primary metal pattern 52a.
  • the primary metal pattern 52a may be a metal wire in one direction constituting the sensing unit, and may be patterned as shown in FIGS. 4A to 4D.
  • the photosensitive material pattern layer 53a is removed and an insulating film 55 is formed on the primary metal pattern 52a.
  • the photomask 57 is formed using the photomask 57 having the hole pattern formed therein as shown in FIG. 5H. Exposed to form a photosensitive material pattern layer 56a as shown in Figure 5i.
  • the insulating layer 55 is selectively removed by a dry etching process using the photosensitive material pattern layer 56a to form a connection hole 57, and as shown in FIG. 5K, the photosensitive material pattern layer ( Remove 56a).
  • the secondary oxide layer 58 and the secondary metal layer 59 are formed on the insulating layer pattern 55a on which the connection hole 57 is formed.
  • the photomask 61 having the mesh bridge pattern formed on the photoresist 60 is illustrated in FIG. 5N. It is exposed using.
  • the photosensitive material 60 is developed to form the photosensitive material pattern layer 60a, and as shown in FIG. 5P, the secondary metal film ( 59 and the second oxide layer 58 are selectively patterned using a wet etching solution to form a secondary oxide layer pattern 58a and a mesh bridge pattern 59a.
  • the inorganic or organic insulating layer 62 is formed on the mesh bridge pattern 59a, and the photosensitive material 63 is applied and the exposure and development using the photomask 64 are performed.
  • the photosensitive material pattern layer 63a is formed to form an inorganic or organic insulating layer pattern layer 62a, thereby manufacturing a substrate on which a sensing electrode and a driving electrode are formed.
  • Such a touch panel electrode structure according to the present invention has the following moiré suppression characteristics.
  • Table 1 shows the case where the line width (Wm) is 1 ⁇ 3 ⁇ m
  • Table 2 shows the case when the line width is 4 ⁇ 5 ⁇ m.
  • Confirmation of the degree of pattern formation is to evaluate the case of less than 30% compared to the design value A, the case of more than 30% to less than 70%, the case of B, 70% or more.
  • the moir generation caused by the rotation of the pattern was observed for each line width and contact area, and if no moiré phenomenon was found at all, A was evaluated as B, and the case where the moiré phenomenon was apparent was evaluated as C.
  • Equation 1 is a standard applied when the line width Wm is 3 ⁇ m or less
  • Equation 2 is a standard applied when the line width Wm is larger than 3 ⁇ m.
  • Such a touch panel electrode structure and a method of manufacturing the same according to the present invention the contact area of any one of the unit wire constituting the metal wire and the other unit wire subsequent to the non-contact size value (k) obtained by dividing the line width by any real number As a result, the panel's visibility is improved by reducing the moiré phenomenon by changing the line width to be continuous.

Abstract

본 발명은 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 전체 선폭에서 감소되면서 연속되어 불규칙 패턴을 갖는 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 것이다.

Description

터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 구체적으로 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 전체 선폭에서 감소되면서 연속되어 불규칙 패턴을 갖는 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
터치 패널은 디스플레이 화면상에서 사용자의 접촉 위치를 감지하고 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 받아들여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입출력 수단으로, 손가락이나 터치펜 등의 물체가 스크린에 접촉될 때 이를 입력신호로 인식하는 장치이다.
터치 입력장치는 근래 휴대폰(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기에 많이 장착되고 있으며, 그밖에도 네비게이션, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치입력 지원 운영체제를 사용하는 데스크탑 컴퓨터, IPTV(Internet Protocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 장갑차 등 전 산업분야에 걸쳐 이용되고 있다.
이러한 터치 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 표시장치 위에 부가되거나 표시장치 내에 내장 설계된다.
이러한 터치 패널은 광투과성을 가지며, 도전성을 띄는 소재를 이용한 감지부를 구비한다.
감지부는 터치 패널상의 입력신호의 위치를 인식하기 위하여 반복적인 패턴으로 형성되는데, 감지부를 포함하는 센서층이 평행하게 적층됨에 따라 패턴들이 겹치게 되어 패턴의 상호 간섭에 의한 모아레 현상이 발생하는 문제점이 있다.
이와 같이 감지 전극을 구성하는 패턴들이 감지기판 간의 적층 또는 영상 표시 패널과의 적층에 따라 상호 겹치는 경우, 패턴 간에 소정의 각에 따른 비틀림을 주어 모아레 무늬 발생을 방지함으로써 모아레 무늬에 의해 발생하는 시인성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 방법들이 제시되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0129230호에는, 감지부를 구성하는 도전막에서 메쉬 패턴의 측벽 형성을 제어함으로써 모아레가 감소되도록 하는 방법이 개시되고 있다.
도전막을 형성하기 위한 공정 단계에서 감광성 재료를 70 내지 200㎛의 근접 갭으로 배치된 포토마스크를 통해 근접 노광시키고, 주기적으로 반복된 포토마스크의 마스크 패턴에 대응하는 주기적인 패턴을 형성하는 것이다.
도전막을 구성하는 제 1 및 제2 도전성 얇은 금속 와이어의 측면에는 얇은 금속 와이어의 설계된 폭을 나타내는 가상 라인으로부터 개구부를 향해 연장되는 돌출부를 가지며, 돌출부의 돌출량은 설계된 폭의 1/25 내지 1/6이다.
이와 같은 종래 기술의 경우에는 메쉬 패턴의 측벽 형성을 제어하여 모아레가 감소되도록 하는 것이나, 돌출부의 형성 위치 제어가 마스크의 배치 제어에 의해 이루어지는 것으로, 돌출부의 미세 패턴을 도전막의 선 폭이 얇아질수록 정확하게 제어하기 어려워 전체 영역에서의 모아레 현상의 억제가 균일하게 이루어지기 어렵다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 터치 패널의 문제를 해결하기 위한 것으로, 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 전체 선폭에서 감소되면서 연속되어 불규칙 패턴을 갖는 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되어 연속되도록 변화시켜 모아레 현상의 발생을 억제할 수 있도록 한 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 감지 전극을 구성하는 메탈 와이어가 정밀하게 제어된 형태로 불규칙 패턴을 갖도록 하여 모아레 현상을 억제하여 패널의 시인성을 개선할 수 있도록 한 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체는 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 어느 하나의 메탈 와이어에 다른 메탈 와이어가 반복적으로 교차하여 메쉬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 유닛 와이어는, 메탈 와이어의 선폭(Wm)을 한 변의 길이로 갖는 정사각형인 것을 특징으로 한다.
그리고 비접촉 크기값(k)은, 메탈 와이어의 선폭(Wm)을 임의의 실수(r)로 나눈(k = Wm / r) 유닛 와이어 간의 비접촉 성분인 것을 특징으로 한다.
그리고 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어 간의 배치 조건이 kn+1 = kn+k 또는 kn+1 = kn-k를 만족하는 형태로 메탈 와이어가 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn+k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태인 것을 특징으로 한다.
그리고 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn-k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태인 것을 특징으로 한다.
그리고 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되는(kn+1 = kn+k) 것과 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+2 = kn-k) 것이 유닛 와이어 단위로 교번되는 형태인 것을 특징으로 한다.
그리고 메탈 와이어를 일정 크기의 구간들로 구분하여 어느 하나의 구간에서는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되고(kn+1 = kn+k), 다른 구간에서는 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+1 = kn-k) 형태인 것을 특징으로 한다.
그리고 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어의 유닛와이어와 다른 유닛 와이어의 접촉비를 메탈 와이어의 선폭을 3㎛를 기준으로 서로 다른 접촉비를 갖도록, 선폭(Wm)이 3㎛ 이하인 경우에는
Figure PCTKR2015006703-appb-I000001
으로,
선폭(Wm)이 3㎛ 보다 큰 경우에는
Figure PCTKR2015006703-appb-I000002
을 적용하고, 여기서, Wm은 메탈 와이어의 선폭, k는 비접촉 크기값인 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법은 기재상에 메탈막을 형성하는 단계;메쉬 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계;를 포함하고, 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 메탈 와이어 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn+k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn-k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되는(kn+1 = kn+k) 것과 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+2 = kn-k) 것이 유닛 와이어 단위로 교번되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서, 메탈 와이어를 일정 크기의 구간들로 구분하여 어느 하나의 구간에서는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되고(kn+1 = kn+k), 다른 구간에서는 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+1 = kn-k) 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 전체 선폭에서 감소되어 연속되는 형태의 불규칙 패턴 형성을 정밀하게 제어할 수 있다.
둘째, 정밀하게 제어된 불규칙 패턴에 의해 모아레 현상의 발생을 억제하여 패널의 시인성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 구조체가 적용되는 터치 패널의 일 예를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 메탈 와이어 및 유닛 와이어 구성도
도 3a내지 도 3c는 본 발명에 따른 메탈 와이어의 불규칙 패턴 구조를 나타낸 구성도
도 4a내지 도 4d는 본 발명에 따른 전극 구조체의 불규칙 패턴의 실시 예를 나타낸 구성도
도 5a내지 도 5v는 본 발명에 따른 전극 구조체의 제조를 위한 공정 단면도
이하, 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 구조체가 적용되는 터치 패널의 일 예를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 메탈 와이어 및 유닛 와이어 구성도이다.
본 발명은 터치 패널의 감지부를 구성하는 메탈 와이어를 연속되는 유닛 와이어들로 정의하여, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되어 연속되도록 변화시켜 불규칙 패턴들을 갖도록 한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 구조체가 적용되는 터치 패널의 일 형태를 나타낸 것으로 감지부를 구성하는 레이아웃 상에서의 구조가 이 구조로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전극 구조체는 복수 개의 도전 영역들(가)과, 서로 연속되는 도전 영역들(가) 사이의 개구부(나)들을 포함하고, 도전 영역들(가)과 개구부(나)들의 결합에 의해 메쉬 형상을 갖는다.
메쉬 형상은 하나의 개구부(나)와 이 개구부(나)를 둘러싸는 4개의 도전 영역(가)에 의해 형성되는 구조이다.
본 발명에 따른 전극 구조체의 도전 영역들(가)은 일 방향으로 제 1 피치(L1)를 갖고 배열된 복수 개의 제 1 메탈 와이어(10)와 다른 방향으로 제 2 피치(L2)를 갖고 배열된 복수 개의 제 2 메탈 와이어(11)가 교차 영역(12)에서 교차되어 메쉬 패턴을 갖는다.
여기서, 제 1 메탈 와이어(10)와 제 2 메탈 와이어(11)가, 일정한 선폭 및 접촉 면적을 갖는 것이 아니고, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖도록 하는 것이다.
불규칙 패턴들의 형태는 도 1에서와 같은 형태 및 방향으로 제한되지 않는다.
그리고 제 1 피치(L1)와 제 2 피치(L2)는 동일한 크기이거나, 다른 크기가 될수 있고, 동일한 크기와 다른 크기가 조합될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 유닛 메쉬 및 유닛 와이어 구성을 나타낸 것으로, 본 명세서에서는 메탈 와이어와 다른 메탈 와이어가 교차되어 형성되는 메쉬 패턴의 어느 하나를 유닛 메쉬로 정의하고, 유닛 메쉬를 구성하는 메탈 와이어의 선폭(Wm)을 한 변의 길이로 갖는 정사각형을 유닛 와이어(Unit Wire)로 정의한다.
메탈 와이어는 이러한 유닛 와이어들이 연속되어 이루어진 것이고, 메탈 메쉬는 유닛 메쉬들이 연결되어 구성된 것을 의미한다.
비접촉 크기값(k)은, 선폭(Wm)을 임의의 실수(r)로 나눈 유닛 와이어 간의 비접촉 성분을 의미한다.(k = Wm / r)
그리고 인접 유닛 와이어 간의 배치 조건이 kn+1 = kn+k 또는 kn+1 = kn-k를 만족하는 형태로 메탈 와이어가 구성된다.
도 3a는 임의의 실수(r)가 4인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/4Wm인 경우를 나타낸 것이다.
접촉 면적이 변화되는 방향은 유닛 와이어와 그에 이웃하는 다른 유닛 와이어가 연속되는 메탈 와이어의 진행 방향의 오른쪽에서 감소되거나(-k), 증가 된다.(+k)
여기서, (-k)는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌로 이동되어 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 것을 의미한다.
그리고 (+k)는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우로 이동되어 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 것을 의미한다.
도 3b는 임의의 실수(r)가 5인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/5Wm인 경우를 나타낸 것이다.
그리고 도 3c는 임의의 실수(r)가 8인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/8Wm인 경우를 나타낸 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체의 실시 형태를 설명하면 다음과 같다.
도 4a내지 도 4d는 본 발명에 따른 전극 구조체의 불규칙 패턴의 실시 예를 나타낸 구성도이다.
도 4a는 전극 구조체를 구성하는 메탈 와이어가 정밀하게 제어된 불규칙 패턴을 갖도록 한 것으로, 임의의 실수(r)가 8인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/8Wm인 경우를 나타낸 것이다.
즉, 도 4a는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되어(kn+1 = kn+k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태를 나타낸 것이다.
그리고 도 4b는 임의의 실수(r)가 8인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/8Wm인 경우를 나타낸 것으로, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌 방향으로 이동되어(kn+1 = kn-k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태를 나타낸 것이다.
그리고 도 4c는 임의의 실수(r)가 8인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/8Wm인 경우를 나타낸 것으로, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되는(kn+1 = kn+k) 것과 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+2 = kn-k) 것이 유닛 와이어 단위로 교번되는 형태를 나타낸 것이다.
그리고 도 4d는 임의의 실수(r)가 8인 경우에 비접촉 크기값(k)이 1/8Wm인 경우를 나타낸 것으로, 메탈 와이어를 일정 길이로 구분하여 어느 하나의 영역에서는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되고(kn+1 = kn+k), 다른 영역에서는 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+1 = kn-k) 형태를 나타낸 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 전극 구조체의 메탈 와이어 형태는 도 4a내지 도 4d에서의 형태로 제한되지 않고 다른 형태로 변경되어 실시될 수 있음은 당연하다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법은 다음과 같다.
도 5a내지 도 5v는 본 발명에 따른 전극 구조체의 제조를 위한 공정 단면도이다.
이하의 설명에서의 제조 공정은 본 발명에 따른 전극 구조체가 적용되는 공정의 일 예를 나타낸 것으로, 이와 같은 구조 및 공정 조건으로 제한되지 않고, 다르게 형성할 수 있음은 당연하다.
먼저, 도 5a에서와 같이, 투명 기판(50) 상에 1차 산화막(51) 및 1차 메탈막(52)을 형성한다.
1차 산화막(51)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)이 사용될 수 있고, 메탈막(52)은 Mo 및 Ag 합금, Al 합금 등이 사용될 수 있다.
그리고 도 5b에서와 같이, 1차 메탈막(52)상에 감광물질(photo resist)(53)을 도포한 후 감광물질(53)을 도 5c에서와 같이 메쉬 패턴이 형성된 포토마스크(54)를 사용하여 노광시킨다.
이어, 도 5d에서와 같이, 상기 감광물질(53)을 현상(develop)하여 감광물질 패턴층(53a)을 형성하고 도 5e에서와 같이 감광물질 패턴층(53a)을 이용하여 1차 메탈막(52) 및 1차 산화막(51)을 습식 식각용액을 사용하여 1차 산화막 패턴(51a) 및 1차 메탈 패턴(52a)을 형성한다.
여기서, 1차 메탈 패턴(52a)은 감지부를 구성하는 어느 한 방향의 메탈 와이어가 되는 것으로 도 4a 내지 도 4d에서와 같은 형태로 패터닝될 수 있다.
즉, 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 형태가 된다.
그리고 도 5f에서와 같이, 감광물질 패턴층(53a)을 제거하고, 상기 1차 메탈 패턴(52a) 상에 절연막(SiON)(55)을 형성한다.
이어, 도 5g에서와 같이, 상기 절연막(55) 상에 감광물질(PR)(56)을 도포한 후 도 5h에서와 같이 감광물질(56)을 홀 패턴이 형성된 포토마스크(57)를 사용하여 노광하여 도 5i에서와 같이 감광물질 패턴층(56a)을 형성한다.
그리고 도 5j에서와 같이, 감광물질 패턴층(56a)을 이용하여 상기 절연막(55)을 건식 식각 공정으로 선택적으로 제거하여 연결부 홀(57)을 형성하고, 도 5k에서와 같이 감광물질 패턴층(56a)을 제거한다.
도 5l에서와 같이, 연결부 홀(57)이 형성된 절연막 패턴(55a) 상에 2차 산화막(58) 및 2차 메탈막(59)을 형성한다.
그리고 도 5m에서와 같이, 2차 메탈막(59) 상에 감광물질(photo resist)(60)을 도포한 후 도 5n에서와 같이 감광물질(60)을 메쉬브릿지 패턴이 형성된 포토마스크(61)를 사용하여 노광한다.
이어, 도 5o에서와 같이, 감광물질(60)을 현상(develop)하여 감광물질 패턴층(60a)을 형성하고, 도 5p에서와 같이 감광물질 패턴층(60a)을 이용하여 2차 메탈막(59) 및 2차 산화막(58)을 습식 식각 용액을 사용하여 선택적으로 패터닝하여 2차 산화막 패턴(58a) 및 메쉬브릿지 패턴(59a)을 형성한다.
그리고 도 5q 내지 도 5v에서와 같이, 메쉬브릿지 패턴(59a)상에 무기 또는 유기 절연막층(62)을 형성하고, 감광물질(63) 도포 및 포토마스크(64)를 사용한 노광 및 현상을 진행하여 감광물질 패턴층(63a)을 형성하여 무기 또는 유기 절연막 패턴층(62a)을 형성하여 감지전극 및 구동전극이 형성된 기판을 제조한다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체는 다음과 같은 모아레 억제 특성을 갖는다.
표 1
Figure PCTKR2015006703-appb-T000001
표 2
Figure PCTKR2015006703-appb-T000002
표 1은 선폭(Wm)이 1 ~ 3㎛인 경우를 나타낸 것이고, 표 2는 선폭이 4 ~ 5㎛인 경우를 나타낸 것이다.
상기 실시 예는 kn+1 = kn + k / kn+2 = kn+1 - k를 만족하는 패턴을 형성하여, 직선 대비 저항 증가 특성 및 패턴 형성의 정밀도, 모아레 특성을 비교한 것이다.
패턴 형성 정도의 확인은 설계 수치 대비 30% 미만인 경우를 A, 30% 이상 ~ 70% 미만인 경우를 B, 70% 이상인 경우를 C로 평가한 것이다.
그리고 모아레 특성 평가는, 패턴의 회전에 따른 모아레 발생을 선폭 및 접촉 면적별로 관찰하여, 모아레 현상이 전혀 발견되지 않으면 A, 희미하게 보이는 정도를 B, 모아레 현상이 확연한 경우를 C로 평가한 것이다.
접촉비 0.9 이상에서는 직선 형태의 메탈 와이어로 보이며, 모아레 현상이 C 이하인 것으로 판단된다.
그리고 직선 메탈 와이어 대비 저항 증가 특성을 고려하여 선폭을 3㎛를 기준으로 서로 다른 기준의 접촉비를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
수학식 1
Figure PCTKR2015006703-appb-M000001
수학식 2
Figure PCTKR2015006703-appb-M000002
수학식 1은 선폭(Wm)이 3㎛ 이하인 경우에 적용하는 기준이고, 수학식 2는 선폭(Wm)이 3㎛ 보다 큰 경우에 적용하는 기준이다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 패널 전극 구조체 및 그의 제조 방법은 메탈 와이어를 구성하는 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되어 연속되도록 변화시켜 모아레 현상의 발생을 억제하여 패널의 시인성을 개선할 수 있도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10. 제 1 메탈 와이어 11. 제 2 메탈 와이어
12. 교차 영역

Claims (15)

  1. 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가,
    어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서, 어느 하나의 메탈 와이어에 다른 메탈 와이어가 반복적으로 교차하여 메쉬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서, 유닛 와이어는,
    메탈 와이어의 선폭(Wm)을 한 변의 길이로 갖는 정사각형인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서, 비접촉 크기값(k)은,
    메탈 와이어의 선폭(Wm)을 임의의 실수(r)로 나눈(k = Wm / r) 유닛 와이어 간의 비접촉 성분인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서, 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어 간의 배치 조건이 kn+1 = kn+k 또는 kn+1 = kn-k를 만족하는 형태로 메탈 와이어가 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn+k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn-k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서, 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되는(kn+1 = kn+k) 것과 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+2 = kn-k) 것이 유닛 와이어 단위로 교번되는 형태인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  9. 제 1 항에 있어서, 메탈 와이어를 일정 크기의 구간들로 구분하여 어느 하나의 구간에서는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되고(kn+1 = kn+k), 다른 구간에서는 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+1 = kn-k) 형태인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  10. 제 1 항에 있어서, 연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어의 유닛와이어와 다른 유닛 와이어의 접촉비를 메탈 와이어의 선폭을 3㎛를 기준으로 서로 다른 접촉비를 갖도록,
    선폭(Wm)이 3㎛ 이하인 경우에는
    Figure PCTKR2015006703-appb-I000003
    으로,
    선폭(Wm)이 3㎛ 보다 큰 경우에는
    Figure PCTKR2015006703-appb-I000004
    을 적용하고,
    여기서, Wm은 메탈 와이어의 선폭, k는 비접촉 크기값인 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체.
  11. 기재상에 메탈막을 형성하는 단계;
    메쉬 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계;를 포함하고,
    연속되는 유닛 와이어들로 이루어진 메탈 와이어가 어느 하나의 유닛 와이어와 그에 연속되는 다른 유닛 와이어의 접촉 면적이 메탈 와이어 선폭을 임의의 실수로 나누어 구해진 비접촉 크기값(k) 만큼 전체 선폭에서 감소되는 불규칙 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서,
    메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn+k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서,
    메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 우에서 좌 방향으로 (k)만큼 이동되어(kn+1 = kn-k) 접촉 면적이 전체 선폭에서 (k)만큼 감소되어 연속되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서,
    메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되는(kn+1 = kn+k) 것과 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+2 = kn-k) 것이 유닛 와이어 단위로 교번되는 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 메탈막을 패터닝하여 메쉬 패턴을 구성하는 메탈 와이어를 형성하는 단계에서,
    메탈 와이어를 일정 크기의 구간들로 구분하여 어느 하나의 구간에서는 메탈 와이어의 진행 방향에서의 다음 유닛 와이어의 형성 위치가 좌에서 우 방향으로 이동되고(kn+1 = kn+k), 다른 구간에서는 우에서 좌 방향으로 이동되는(kn+1 = kn-k) 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 전극 구조체의 제조 방법.
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