WO2016129898A1 - 도전패턴 - Google Patents

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금동기
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송선영
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Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing

Definitions

  • the present invention relates to a conductive pattern, and more particularly, to a conductive pattern that improves conductivity and prevents electrical disconnection failure due to cracks.
  • the touch panel may be largely classified into a resistive touch panel and a capacitive touch panel.
  • the glass and the electrode are short-circuited by the pressure of the input device to detect the position.
  • the capacitive touch panel detects a change in capacitance between electrodes when a finger touches and detects a position thereof.
  • the resistive touch panel may be degraded due to repeated use, and scratches may occur. Accordingly, interest in capacitive touch panels with excellent durability and long lifespan is increasing.
  • the capacitive touch panel is defined as an effective area capable of inputting a touch command and an invalid area outside the effective area.
  • the electrode pattern formed in the effective region is formed of a transparent conductive material so as to transmit light from the display device.
  • the electrode pattern is formed of indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • the indium tin oxide has a high sheet resistance, a high material cost, and an instability of indium supply and demand in the raw material market, and has a problem that cannot be used in a flexible display device which is a recent trend.
  • 1 is a view of a transparent electrode formed of a conventional silver nanowire.
  • the conventional transparent conductive sheet A includes silver nanowires NW.
  • the silver nano wire (NW) is limited to the aspect ratio, and manufactured in a small diameter of 100nm level for high transmittance, and as a result, a relatively short length silver nanowire (NW) of 5um to 10um was applied to the transparent conductive sheet (A). .
  • the transparent conductive sheet (A) is patterned to a predetermined width to form a transparent electrode (B).
  • the transparent electrode (B) includes a plurality of silver nano wires (NW), the silver nano wire (NW) of the transparent electrode (B) has a short length, so there is a large disconnection between each silver nano wire (NW) problem that the conductivity is low There was this.
  • the transparent electrode (B) has a problem that a crack is generated due to an external impact, a defect that is electrically open.
  • One object of the present invention is to provide a conductive pattern that improves conductivity while maintaining light transmittance.
  • Another object of the present invention is to provide a conductive pattern that reduces the manufacturing cost.
  • Another object of the present invention is to provide a conductive pattern that prevents cracks and prevents electrical disconnection when a crack occurs.
  • the unit conductive pattern includes a plurality of nanostructures having both ends, and the unit conductive pattern The ratio of the nanostructures in which both ends are in contact with the edge of the unit conductive pattern is 70% or more than the total nanostructures included therein.
  • the cross-regions between the nanostructures can be increased to improve conductivity.
  • the nanostructure intersecting the conductive pattern is electrically connected during the polymer removal process, a separate treatment process can be omitted, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the occurrence of cracks can be reduced by forming a high ratio of nanostructures at which both ends meet the side surfaces of the connection portion among the nanostructures in which a crack is likely to occur, and electrical breakage can be prevented even if a crack occurs. .
  • 1 is a view of a transparent electrode formed of a conventional silver nanowire.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a touch panel according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a top view of the touch panel according to the embodiment.
  • FIG 4 is an enlarged view of a first electrode pattern according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a side view of the electrode pattern according to the embodiment viewed from point P;
  • FIG. 6 is a view showing an electric field emission value according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of a display device to which a touch panel is applied according to an exemplary embodiment.
  • the unit conductive pattern includes a plurality of nanostructures having both ends, and the unit conductive pattern The ratio of the nanostructures in which both ends are in contact with the edge of the unit conductive pattern is 70% or more than the total nanostructures included therein.
  • the conductive pattern includes a connecting portion connecting the unit conductive patterns adjacent to each other, and a ratio of the nanostructures in which both ends contact the edges of the connecting portion with respect to the entire nanostructures included in the connecting portion, is inside the unit conductive pattern. Both ends may be different from the ratio of the nanostructures in contact with the edge of the unit conductive pattern, compared to the entire nanostructures included in the nanostructure.
  • the ratio of the nanostructures in which both ends of the entire nanostructure included in the connection portion contact the edge of the connection portion may be 80% or more.
  • the width of the connection part may be 50% to 60% of the unit conductive pattern width.
  • the nanostructures may include silver (Ag) materials.
  • the nanostructures may be formed by field spinning.
  • the conductive pattern may include a matrix accommodating the plurality of nanostructures.
  • An end of the nanostructure in contact with the edge of the unit conductive pattern may be exposed to the outside of the matrix.
  • the matrix may comprise a conductive material.
  • the matrix may prevent oxidation of the plurality of nanostructures.
  • Both ends of the nanostructure contacting the edge of the unit conductive pattern may meet at least one or more points with a straight line connecting the both ends.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a touch panel according to an exemplary embodiment.
  • the touch panel 1 may include a cover substrate 10, a first substrate 20, a second substrate 30, and a printed circuit board 40.
  • the second substrate 30 is located under the cover substrate 10, and the first substrate 20 is located under the second substrate 30.
  • the cover substrate 10 may be attached to the second substrate 30.
  • the cover substrate 10 and the second substrate 30 may be bonded using an adhesive material such as an optical clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesive
  • the first substrate 20 may be attached to the second substrate 30.
  • the first substrate 20 may be bonded to the second substrate 30 using an adhesive material such as an optical clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesive
  • the cover substrate 10 may include glass or plastic.
  • the cover substrate 10 may include tempered glass, semi-tempered glass, soda-lime glass, tempered plastic or soft plastic.
  • the first substrate 20 and the second substrate 30 may include plastic such as polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • An electrode pattern and a wiring pattern may be formed on the first substrate 20 and the second substrate 30.
  • the first electrode pattern 21 and the first wiring pattern 25 may be formed on the first substrate 20, and the second electrode pattern 31 and the second wiring pattern may be formed on the second substrate 30. 35) can be formed.
  • the first electrode pattern 21 may be formed in a first direction.
  • the first electrode pattern 21 may be electrically connected to the first wiring pattern 25.
  • the second electrode pattern 31 may be formed in a second direction.
  • the second direction may be a direction crossing the first direction.
  • the second electrode pattern 31 may be formed in a direction crossing the first electrode pattern 21.
  • the second electrode pattern 31 may be electrically connected to the second wiring pattern 35.
  • the printed circuit board 40 may be attached to the first substrate 20 and the second substrate 30.
  • the printed circuit board 40 may be attached to one side of the first substrate 20 and the second substrate 30.
  • the printed circuit board 40 may be attached to one side of the first substrate 20 and the second substrate 30 to be electrically connected to the first wiring pattern 23 and the second wiring pattern 33.
  • An anisotropic conductive film (ACF) may be applied to one side of the first substrate 20 and the second substrate 30 attached to the printed circuit board 40.
  • the printed circuit board 40 may apply a voltage to the first wiring pattern 25 and the second wiring pattern 35 by the anisotropic conductive film.
  • the printed circuit board 40 may be a flexible printed circuit board (FPCB) that can be flexed well.
  • the printed circuit board 40 may be formed with a controller for receiving and controlling a sensing signal from the first and second electrode patterns 21 and 31 through the first and second wiring patterns 25 and 35. have.
  • FIG. 3 is a top view of the touch panel according to the embodiment.
  • the touch panel according to the embodiment may include an effective area AA and an invalid area UA.
  • the effective area AA refers to an area in which a user's touch command can be input, and the invalid area UA is not activated even when a user's touch located outside the effective area AA is activated. This means an area that is not made.
  • the effective area AA and the invalid area UA of the touch panel may correspond to the display area and the non-display area of the display device.
  • the display area is an area for displaying an image and the non-display area is an area for not displaying an image. Therefore, the effective area AA of the touch panel should be configured as an area that can transmit light, and the invalid area UA of the touch panel can be configured as an area that does not transmit light.
  • a plurality of electrode patterns may be formed in the effective area AA.
  • a plurality of first electrode patterns 21 may be formed in the effective area AA of the first substrate 20, and a plurality of second electrode patterns may be formed in the effective area AA of the second substrate 30. 31) can be formed.
  • the first electrode pattern 21 and the second electrode pattern 31 may each include a plurality of body regions and connecting portions.
  • the body regions may be arranged in one direction, and the connection portion may connect adjacent body regions.
  • the first electrode pattern 21 may include a first body region 22 and a first connection portion 23.
  • the first body region 22 may be arranged along a first direction, and the first connecting portion 23 may connect the first body region 22 adjacent to each other in the first direction.
  • the first body region 22 and the first connector 23 may be integrally formed.
  • the second electrode pattern 31 may include a second body region 32 and a second connection portion 33.
  • the second body region 32 may be arranged along a second direction crossing the first direction, and the second connecting portion 33 may connect the second body region 32 adjacent to the second direction. have.
  • the second body region 32 and the second connection portion 33 may be integrally formed.
  • the first body region 22 and the second body region 32 may be defined as unit conductive patterns, respectively.
  • Touch pixels may be configured by at least one unit conductive pattern.
  • the first connecting portion 23 and the second connecting portion 33 may be formed to cross each other. Since the first connector 23 and the second connector 33 are formed on different substrates, they are electrically open.
  • a plurality of wiring patterns may be formed in the invalid area UA.
  • a plurality of first wiring patterns 25 may be formed in the non-effective area UA of the first substrate 20, and a plurality of second wirings may be formed in the non-effective area UA of the second substrate 30.
  • Pattern 35 may be formed.
  • the first electrode pattern 21 may be electrically connected to the first wiring pattern 25.
  • the first electrode pattern 21 may be integrally formed with the first wiring pattern 25, and the first electrode pattern 21 may be formed separately from the first wiring pattern 25.
  • the second electrode pattern 31 may be electrically connected to the second wiring pattern 35.
  • the second electrode pattern 31 may be integrally formed with the second wiring pattern 35, and the second electrode pattern 31 may be formed separately from the second wiring pattern 35.
  • the first and second electrode patterns 21 and 31 and the first and second wiring patterns 25 and 35 may include a conductive material.
  • the first and second electrode patterns 25 and 35 may be formed of a transparent conductive material.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the first electrode pattern according to the embodiment
  • FIG. 5 is a side view of the electrode pattern according to the embodiment viewed from point P.
  • the first electrode pattern 21 may include a first body region 22 and a first connection portion 23.
  • the first electrode pattern 21 may include a plurality of nanostructures 50 and a matrix 55.
  • the nanostructure 50 may be a nanofiber having an aspect ratio of 100,000 or more.
  • the width of the nanostructure 50 may be 1um or less.
  • the nanostructure 50 may be formed in a cylindrical shape.
  • the nanostructure 50 may include a metal material.
  • the metal material may include silver, gold, copper, nickel, gold-plated silver, platinum, and palladium.
  • the nanostructure 50 may be defined as a silver nanostructure.
  • the nanostructure 50 may be formed of only a metal material.
  • the nanostructure 50 is formed to have a small width and cannot be visually recognized, and high light transmittance of the first electrode pattern 21 including the nanostructure 50 is ensured.
  • the matrix 55 constitutes a main body of the first electrode pattern 21, and refers to a solid state material in which the nanostructure 50 is dispersed or embedded therein.
  • the matrix 55 may serve to protect the nanostructure 50 from the outside.
  • the matrix 55 may prevent oxidation of the nanostructure 50.
  • the matrix 55 may provide an adhesive force so that the first electrode pattern 21 may be attached to the first substrate 20.
  • the nanostructure 50 may be in direct contact with the matrix 55. That is, the outer surface of the nanostructure 50 may directly contact the matrix 55.
  • the matrix 55 may include a conductive polymer. When the matrix 55 includes a conductive polymer, the matrix 55 may provide a path of charge transfer. The matrix 55 may serve as an auxiliary electrode because the matrix 55 provides a path of charge movement.
  • the conductive polymer may be polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylin, polyparaphenylene vinylene, PEDOT: PSS, and carbon nanotubes, but are not limited thereto.
  • the first body region 22 may have a quadrangular shape.
  • the first body region 22 may have four sides.
  • the first body region 22 may have a first side surface 22a, a second side surface 22b, a third side surface 22c, and a fourth side surface 22d.
  • the first side face 22a is a face facing the third side face 22c
  • the second side face 22b is defined as a face facing the fourth side face 22d.
  • the second side face 22b is a side adjacent to the first side face 22a and the third side face 22c
  • the fourth side face 22d is the first side face 22a and the third side face 22c. Is adjacent to.
  • the first to fourth side surfaces 22a to 22d may be cross sections patterned by a photolithography process.
  • the nanostructure 50 may also have a cross section patterned by a photolithography process. That is, the nanostructure 50 passing through the surface patterned by the photolithography process may be patterned to have a cross section. The patterned surface of the nanostructure 50 may be exposed to the outside of the matrix 55. Since the cross-sections of the nanostructure 50 and the matrix 55 patterned by the photolithography process are the same plane, one end of the nanostructure 50 is exposed to the outside of the matrix 55 by patterning.
  • Some nanostructures of the plurality of nanostructures 50 may meet both sides of the side of the first electrode pattern 21, and some nanostructures may have one end of both sides of the first electrode pattern 21. The other end may be positioned inside the first electrode pattern 21. In addition, both ends of the remaining nanostructures may be located inside the first electrode pattern 21.
  • the nanostructures having both ends of the plurality of nanostructures 50 meeting the side surfaces of the first electrode pattern 21 may be defined as the first nanostructure 51.
  • a nanostructure except for the first nanostructure 51 among the plurality of nanostructures 50 may be defined as a second nanostructure 53.
  • a nanostructure in which at least one of both ends of the plurality of nanostructures 50 is positioned inside the first electrode pattern 21 may be defined as the second nanostructure 53.
  • one end of both ends of the plurality of nanostructures 50 meets the side surface of the first electrode pattern 21, and the other end of the second nanostructure 53 is inside the first electrode pattern 21.
  • Both nanostructures and both ends thereof may be nanostructures positioned inside the first electrode pattern 21.
  • both ends of the plurality of nanostructures 50 may be formed in the first body region. It may be defined as a nanostructure in contact with the edge of (22). Since the first body region 22 is defined as a unit conductive pattern, the first nanostructure 51 may be a nanostructure in which both ends of the plurality of nanostructures 50 are in contact with an edge of the unit conductive pattern. .
  • the first nanostructure 51 includes a first end 51a and a second end 51b, and the first end 51a of the first nanostructure 51 is the first body region 22.
  • the first side 22a of the first nanostructure 51 may meet the third side 22c of the first body region 22. In the drawing, both ends of the first nanostructure 51 meet the first side 22a and the third side 22c facing each other, but both ends of the first nanostructure 51 are adjacent to each other. Meet the side of the dog.
  • a straight line connecting the first end 51a and the second end 51b may meet the first nanostructure 51. That is, when drawing a straight line connecting the first end 51a and the second end 51b, the first nanostructure 51 may cross the straight line at at least one point. The crossing point may be a point other than the first end 51a and the second end 51b.
  • the first nanostructure 51 may have a curved shape in which the shape is not defined, the first nanostructure 51 may be formed between the first end 51a and the second end 51b. There may be an area that intersects the straight line between 51a) and the second end 51b. The straight line between the first end 51a and the second end 51b may be a virtual line.
  • the second nanostructure 53 may include a first end 53a and a second end 53b, and the first end 53a of the second nanostructure 53 may include the first body region ( The second end 53b of the second nanostructure 53 may be disposed inside the first body region 22.
  • the ratio of the first nanostructure 51 in the entire nanostructure 50 may be 70% or more.
  • the ratio of the first nanostructure 51 of the entire nanostructure 50 formed in the first body region 22 may be 70% or more.
  • the formation of a high proportion of the first nanostructure 51 in the entire nanostructure 50 means that the nanostructure 50 is formed in a long length, thus forming a long nanostructure 50.
  • the number of intersecting nanostructures 50 increases per unit number of nanostructures 50.
  • charge transfer paths between the nanostructures 50 increase, resulting in improved conductivity of the first electrode pattern 21. It works.
  • the ratio of the first nanostructure 51 is less than 70% of the entire nanostructure 50, the effect of improving conductivity of the first electrode pattern 21 is small. Therefore, the ratio of the first nanostructure 51 in the first body region 22 may be formed to 70% or more to increase the conductivity improving effect.
  • the first body region 22 may have a first width d1, and the first connection portion 23 may have a second width d2.
  • the first width d1 may be a distance between opposite sides of the first body region 22. That is, the first width d1 may be a distance between the first side surface 22a and the third side surface 22c of the first body region 22.
  • the first width d1 may have a different value from the second width d2.
  • the second width d2 may be formed at a ratio of 50% to 60% of the first width d1.
  • the first width d1 may be 50um to 60um, and the second width d2 may be 30um.
  • the first connection portion 23 may be formed in a quadrangular shape. Since the first connecting portion 23 connects two adjacent first body regions 22, the first connecting portion 23 may have two side surfaces.
  • the first connection part 23 may have a first side surface 23a and a second side surface 23b which do not contact the first body region 22.
  • the second width d2 may be defined as a distance between the first side surface 23a and the second side surface 23b.
  • the first side surface 23a and the second side surface 23b of the first connector 23 may also be a cross-section patterned by a photolithography process.
  • the first connector 23 may also include a first nanostructure 51 and a second nanostructure 53.
  • a nanostructure in which both ends meet the side surface of the first connection portion 23 is defined as the first nanostructure 51. That is, the first nanostructure 51 may be defined as a nanostructure in which both ends of the first connection portion 23 contact the edges of the first connection portion 23.
  • At least one of the plurality of nanostructures 50 in the first connector 23 may be defined as the second nanostructure 53 in which the nanostructure is positioned inside the first connector 23.
  • the first end 51a of the first nanostructure 51 at the first connector 23 meets the first side surface 23a of the first connector 23 and the first nanostructure ( The second end 51b of the 51 may meet the second side surface 23b of the first connecting portion 23.
  • first end 53a of the second nanostructure 53 is located inside the first connection portion 23, and the second end 53b of the second nanostructure 53 is the first connection portion.
  • the second side 23b of 23 may meet.
  • the ratio of the first nanostructure 51 of the entire nanostructure 50 formed on the first connection portion 23 may be different from the ratio of the first nanostructure 51 in the first body region 22. have.
  • the ratio of the first nanostructure 51 in the first connector 23 may be greater than the ratio of the first nanostructure 51 in the first body region 22.
  • the ratio of the first nanostructure 51 in the first connecting portion 23 may be 80% or more.
  • the ratio of the first nanostructure 51 in the first connecting portion 23 By forming the ratio of the first nanostructure 51 in the first connecting portion 23 to 80% or more, the number of intersecting nanostructures 50 per unit number of nanostructures 50 increases, and accordingly As the charge transfer path between the nanostructures 50 increases, as a result, the conductivity of the first electrode pattern 21 is improved.
  • the nanostructure 50 serves as a skeleton by forming a ratio of the first nanostructure 51 to 80% or more in the first connection portion 23 having a relatively narrow width, which is likely to cause cracks due to external impact. Therefore, the occurrence of cracks can be reduced, and even if cracks are generated, the nanostructure 50 of the crack generation region can provide a movement path of electric charge, thereby preventing an electrical disconnection defect.
  • the second electrode pattern 31 may also have the same technical features.
  • the first body region 22 and the second body region 32 have a rectangular shape, but the first body region 22 and the second body region 32 are polygonal or circular. Or it may have an elliptical shape. That is, the unit conductive pattern may have a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape.
  • both ends of the first nanostructure 51 have the first body region 22 and the second body region. It may be defined as a nanostructure in contact with the edge of (32).
  • FIG. 6 is a view showing an electric field emission value according to the embodiment.
  • the field radiator 70 includes a nozzle 71, a syringe 72, a syringe pump 73, a power supply 74, and a collector 75.
  • the nozzle 71 may be connected to the syringe 72, and the syringe 72 may be connected to a syringe pump 73.
  • the spinning solution is injected into the syringe 72, and the syringe pump 73 provides pressure to the syringe 72.
  • the spinning solution injected into the syringe 72 may transfer the spinning solution to the nozzle 71 by the pressure from the syringe pump 73.
  • the spinning solution may include a metal material and a polymer.
  • the syringe pump 73 may serve to constantly adjust the amount of the spinning solution radiated through the nozzle 71 by adjusting the pressure provided to the syringe 72.
  • the power supply 74 may be electrically connected to the nozzle 71 and the collector 75, and the power supply 74 may supply a voltage to the nozzle 71 and the collector 75.
  • the nozzle 71 and the collector 75 When a voltage is applied to the nozzle 71 and the collector 75 by the power supply 74, an electric field is formed between the nozzle 71 and the collector 75, and the intensity of the electric field is determined by the radiation solution. In the case of surface tension, the charged spinning solution is formed at the end of the nozzle 71.
  • the nanofibers 80 are sprayed toward the collector 75 in the ground direction.
  • the method of producing the nanofibers 80 of this process is called electric field radiation.
  • the field emission method is described as an example of the method of generating the nanofibers 80, but the present invention is not limited thereto.
  • the nanofibers 80 having a thin width and a long aspect ratio may be generated.
  • the nanofibers 80 produced through the field emission method may include a metal material and a polymer.
  • the polymer of the nanofibers 80 may be removed to form the nanostructure 50 including only the metal materials of FIGS. 4 and 5.
  • the nanostructure 50 having a thin width can be formed, thereby improving the light transmittance of the electrode pattern.
  • nanostructure 50 having a large aspect ratio and consequently a long length, thereby increasing the number of intersecting nanostructures 50 per unit number of nanostructures 50.
  • charge transfer paths between the nanostructures 50 increase, and as a result, the conductivity of the entire conductive pattern is improved.
  • the polymer of the nanofibers 80 may be removed through heat treatment.
  • Intersecting nanostructures in the polymer removal process of the nanofibers 80 may be electrically connected.
  • the conductivity improvement effect of the conductive pattern can be obtained through the polymer removal process, and thus the conductivity can be improved by a simple method compared to the cross-region processing of the silver nanowires having the organic film on the surface, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the polymer removal and cross-sectional treatment can be simultaneously performed in a single process, thereby improving production yield.
  • FIG. 7 is a perspective view of a display device to which a touch panel is applied according to an exemplary embodiment.
  • the display device 100 may include an input button 110 for inputting a command from the outside, a camera 120 for capturing still images and videos, and a speaker 130 for outputting voice.
  • the display device 100 may include the touch panel 1 and the display panel (not shown) described above.
  • the touch panel 1 may be formed on the front surface of the display panel (not shown) so that the cover glass 70 may be exposed on the upper surface of the display device 100.
  • the display panel (not shown) may be attached to the touch panel 1.
  • the display panel may display an image.
  • the display panel may be a liquid crystal display panel or an organic light emitting display panel, and may be applied to various products such as a mobile phone, a TV, and a navigation device.
  • the display device is described as an apparatus to which the touch panel according to the embodiments of the present invention is applied as an example, the apparatus to which the touch panel according to the embodiments of the present invention is applied is not limited thereto. It can be used in various products such as a vehicle touch input device.

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Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 하나의 터치화소를 형성하는 단위 도전패턴을 적어도 하나 이상 포함하는 도전패턴에 있어서, 상기 단위 도전패턴은 양 끝단을 구비하는 다수의 나노 구조체를 포함하고, 상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 70%이상이다.

Description

도전패턴
본 발명은 도전패턴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성을 향상시키고, 크랙에 의한 전기적 단선 불량을 방지하는 도전패턴에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
이러한 터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
저항막 방식의 터치 패널은 반복 사용에 의하여 성능이 저하될 수 있으며 스크래치(scratch)가 발생될 수 있다. 이에 의해 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 정전 용량 방식의 터치 패널에 대한 관심이 높아지고 있다.
상기 정전 용량 방식의 터치 패널은 터치 명령 입력이 가능한 유효영역과 상기 유효영역 외곽의 비유효 영역으로 정의된다. 상기 유효영역에 형성되는 전극패턴은 디스플레이 장치로부터의 광을 투과시킬 수 있도록 투명한 도전물질로 형성된다.
종래에는 상기 전극패턴이 인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)로 형성되었다. 상기 인듐-주석 산화물은 면저항이 높고, 재료 비용이 높으며, 또한 원료 시장에서의 인듐 수급이 불안정한 한계가 있으며, 최근의 추세인 플렉서블 표시장치에 사용되지 못하는 문제가 있다.
최근에는 상기 인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)을 대체하기 위해 은나노 와이어와 같은 투명전극 물질에 대한 연구가 이루어지고 있다.
도 1은 종래의 은나노 와이어로 형성된 투명전극에 대한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 투명도전시트(A)는 은나노 와이어(NW)를 포함한다. 상기 은나노 와이어(NW)는 종횡비가 제한되고, 고투과율을 위해 100nm 수준의 작은 직경으로 제조하여, 결과적으로 5um 내지 10um의 비교적 짧은 길이의 은나노 와이어(NW)를 투명도전시트(A)에 적용하였다.
상기 투명도전시트(A)를 일정한 폭으로 패터닝하여 투명전극(B)을 형성한다. 상기 투명전극(B)은 다수의 은나노 와이어(NW)를 포함하는데, 상기 투명전극(B)의 은나노 와이어(NW)는 길이가 짧아 각각의 은나노 와이어(NW)간의 단선이 많아 전도도가 낮아지는 문제점이 있었다.
또한, 상기 투명전극(B)은 외부충격에 의해 크랙이 발생하여 전기적으로 개방되는 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 광투과성을 유지하면서 전도성을 향상시키는 도전패턴을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 제조단가를 절감하는 도전패턴을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 크랙을 방지하고, 크랙 발생시 전기적 단선을 방지하는 도전패턴을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 하나의 터치화소를 형성하는 단위 도전패턴을 적어도 하나 이상 포함하는 도전패턴에 있어서, 상기 단위 도전패턴은 양 끝단을 구비하는 다수의 나노 구조체를 포함하고, 상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 70%이상이다.
본 발명에 의하면, 도전패턴의 나노 구조체 중 양단이 도전패턴의 측면과 만나는 나노 구조체의 비율을 높게 형성함으로써 나노 구조체간의 교차영역이 증가하여 전도성을 향상시킬 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 도전패턴의 교차하는 나노 구조체가 폴리머 제거과정에서 전기적으로 연결되므로 별도의 처리과정을 생략할 수 있어 제조단가를 절감할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 크랙이 발생할 가능성이 높은 연결부의 나노 구조체 중 양단이 연결부의 측면과 만나는 나노 구조체의 비율을 높게 형성함으로써 크랙발생을 줄이고, 크랙이 발생하더라도 전기적으로 단선되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 은나노 와이어로 형성된 투명전극에 대한 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 터치패널에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 실시 예에 따른 터치패널의 상면도이다.
도 4는 실시 예에 따른 제1 전극패턴을 확대한 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 전극패턴을 P지점에서 바라본 측면도이다.
도 6은 실시 예에 따른 전계방사장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 터치패널이 적용되는 표시장치에 대한 사시도이다.
본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정 예 또는 변형 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 하나의 터치화소를 형성하는 단위 도전패턴을 적어도 하나 이상 포함하는 도전패턴에 있어서, 상기 단위 도전패턴은 양 끝단을 구비하는 다수의 나노 구조체를 포함하고, 상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 70%이상이다.
상기 도전패턴은 서로 이웃하는 상기 단위 도전패턴을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 연결부의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이, 상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율과 상이할 수 있다.
상기 연결부 내부에 포함된 상기 전체 나노 구조체에 대한 양 끝단 모두가 상기 연결부의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 80%이상일 수 있다.
상기 연결부의 폭은 상기 단위 도전패턴 폭의 50% 내지 60%일 수 있다.
상기 나노 구조체는 은(Ag) 물질을 포함할 수 있다.
상기 나노 구조체는 전계 방사법에 의해 형성될 수 있다.
상기 도전패턴은 상기 다수의 나노 구조체를 수용하는 매트릭스를 포함할 수 있다.
단위 도전 패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 끝단은 상기 매트릭스의 외부로 노출될 수 있다.
상기 매트릭스는 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 매트릭스는 상기 다수의 나노 구조체의 산화를 방지할 수 있다.
상기 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체는 상기 양 끝단을 연결하는 직선과 적어도 하나 이상의 점에서 만날 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 도전패턴에 대하여 설명한다.
도 2는 실시 예에 따른 터치패널에 대한 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 터치패널(1)은 커버 기판(10), 제1 기판(20), 제2 기판(30) 및 인쇄회로기판(40)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(30)은 상기 커버 기판(10)의 하부에 위치하고, 상기 제1 기판(20)은 상기 제2 기판(30)의 하부에 위치한다.
상기 커버 기판(10)은 상기 제2 기판(30)에 부착될 수 있다. 상기 커버 기판(10)과 상기 제2 기판(30)은 광학 투명 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA) 등의 접착 물질을 이용하여 접착될 수 있다.
상기 제1 기판(20)은 상기 제2 기판(30)에 부착될 수 있다. 상기 제1 기판(20)은 상기 제2 기판(30)과 광학 투명 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA) 등의 접착 물질을 이용하여 접착될 수 있다.
상기 커버 기판(10)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 상기 커버 기판(10)은 강화 유리, 반강화유리, 소다라임 유리, 강화 플락스틱 또는 연성 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET) 등의 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)에는 전극패턴 및 배선패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1 기판(20)에는 제1 전극패턴(21) 및 제1 배선패턴(25)이 형성될 수 있고, 상기 제2 기판(30)에는 제2 전극패턴(31) 및 제2 배선패턴(35)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극패턴(21)은 제1 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극패턴(21)은 상기 제1 배선패턴(25)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 전극패턴(31)은 제2 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 교차하는 방향일 수 있다. 상기 제2 전극패턴(31)은 상기 제1 전극패턴(21)과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제2 전극패턴(31)은 상기 제2 배선패턴(35)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(40)은 상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)에 부착될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)은 상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 일 측에 부착될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)은 상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 일측에 부착되어 상기 제1 배선패턴(23) 및 제2 배선패턴(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)과 부착되는 상기 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 일 측에는 이방성 전도성 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 도포될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)은 상기 이방성 전도성 필름에 의해 상기 제1 배선패턴(25) 및 제2 배선패턴(35)에 전압을 인가할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(40)은 잘 휘어질 수 있는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)에는 상기 제1 및 제2 배선패턴(25, 35)을 통해 상기 제1 및 제2 전극패턴(21, 31)으로부터 센싱 신호를 전달받고 이를 제어하는 제어부가 형성될 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 터치패널의 상면도이다.
도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 터치패널은 유효영역(AA) 및 비유효 영역(UA)을 포함할 수 있다.
상기 유효영역(AA)은 사용자의 터치 명령 입력이 가능한 영역을 의미하며, 상기 비유효 영역(UA)은 상기 유효영역(AA)의 외곽에 위치하는 사용자의 터치가 이루어짐에도 활성화되지 않아 터치 명령 입력이 이루어지지 않는 영역을 의미한다.
상기 터치패널이 표시패널에 부착되어 사용되는 경우 상기 터치패널의 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(UA)은 표시장치의 표시영역 및 비표시 영역과 대응될 수 있다. 상기 표시 영역은 화상을 표시하는 영역이고 상기 비표시 영역은 화상을 표시하지 않는 영역이다. 따라서, 상기 터치패널의 유효 영역(AA)은 광을 투과할 수 있는 영역으로 구성되어야 하고, 상기 터치패널의 비유효 영역(UA)은 광을 투과하지 않는 영역으로 구성될 수 있다.
상기 유효영역(AA)에는 다수의 전극패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 기판(20)의 유효 영역(AA)에는 다수의 제1 전극패턴(21)이 형성될 수 있고, 상기 제2 기판(30)의 유효 영역(AA)에는 다수의 제2 전극패턴(31)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극패턴(21) 및 제2 전극패턴(31)은 각각 다수의 바디영역과 연결부를 포함할 수 있다. 상기 바디영역은 한 방향으로 배열되고, 상기 연결부는 인접하는 바디영역을 연결할 수 있다.
상기 제1 전극패턴(21)은 제1 바디영역(22) 및 제1 연결부(23)를 포함할 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)은 제1 방향을 따라 배열될 수 있고, 상기 제1 연결부(23)는 제1 방향으로 인접하는 제1 바디영역(22)을 연결할 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)과 제1 연결부(23)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극패턴(31)은 제2 바디영역(32) 및 제2 연결부(33)를 포함할 수 있다. 상기 제2 바디영역(32)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열될 수 있고, 상기 제2 연결부(33)는 제2 방향으로 인접하는 제2 바디영역(32)을 연결할 수 있다. 상기 제2 바디영역(32)과 제2 연결부(33)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 바디영역(22) 및 제2 바디영역(32)은 각각 단위 도전패턴으로 정의될 수 있다. 적어도 하나 이상의 상기 단위 도전패턴에 의해 터치화소가 구성될 수 있다.
상기 제1 연결부(23)와 상기 제2 연결부(33)는 서로 교차하여 형성될 수 있다. 상기 제1 연결부(23)와 제2 연결부(33)는 서로 다른 기판에 형성되므로 전기적으로 개방된다.
상기 비유효 영역(UA)에는 다수의 배선패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 기판(20)의 비유효 영역(UA)에는 다수의 제1 배선패턴(25)이 형성될 수 있고, 상기 제2 기판(30)의 비유효 영역(UA)에는 다수의 제2 배선패턴(35)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극패턴(21)은 상기 제1 배선패턴(25)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극패턴(21)은 상기 제1 배선패턴(25)과 일체로 형성될 수도 있고, 상기 제1 전극패턴(21)은 상기 제1 배선패턴(25)과 별개로 형성될 수도 있다.
상기 제2 전극패턴(31)은 상기 제2 배선패턴(35)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극패턴(31)은 상기 제2 배선패턴(35)과 일체로 형성될 수도 있고, 상기 제2 전극패턴(31)은 상기 제2 배선패턴(35)과 별개로 형성될 수도 있다.
상기 제1 및 제2 전극패턴(21, 31)과 상기 제1 및 제2 배선패턴(25,35)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극패턴(25,35)은 투명도전물질로 형성될 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 제1 전극패턴을 확대한 도면이고, 도 5는 실시 예에 따른 전극패턴을 P지점에서 바라본 측면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 제1 전극패턴(21)은 제1 바디영역(22) 및 제1 연결부(23)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극패턴(21)은 다수의 나노 구조체(50) 및 매트릭스(55)를 포함할 수 있다.
상기 나노 구조체(50)는 종횡비가 10만이상인 나노 파이버일 수 있다. 상기 나노 구조체(50)의 폭은 1um 이하일 수 있다. 상기 나노 구조체(50)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 나노 구조체(50)는 금속물질을 포함할 수 있다. 상기 금속물질은 은(silver), 금(gold), 구리(copper), 니켈(nickel), 금-도금 은(goldplated silver), 백금(platinum) 및 팔라듐(palladium)을 포함할 수 있다. 상기 나노 구조체(50)가 은을 포함하는 경우 상기 나노 구조체(50)를 은나노 구조체라 정의할 수 있다. 또는, 상기 나노 구조체(50)는 금속물질만으로 형성될 수도 있다.
상기 나노 구조체(50)는 작은 폭으로 형성되어 육안으로 시인할 수 없고, 상기 나노 구조체(50)를 포함하는 제1 전극패턴(21)의 높은 광투과성이 보장된다.
상기 매트릭스(55)는 상기 제1 전극패턴(21)의 본체를 구성하고, 상기 나노 구조체(50)가 내부로 분산되거나 내장되는 고체상태의 재료를 지칭한다.
상기 매트릭스(55)는 외부로부터 상기 나노 구조체(50)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 매트릭스(55)는 상기 나노 구조체(50)의 산화를 방지할 수 있다. 상기 매트릭스(55)는 상기 제1 전극패턴(21)이 상기 제1 기판(20)에 부착될 수 있도록 접착력을 제공할 수도 있다.
상기 나노 구조체(50)는 상기 매트릭스(55)와 직접 접촉할 수 있다. 즉, 상기 나노 구조체(50)의 외면은 상기 매트릭스(55)와 직접 접촉할 수 있다.
상기 매트릭스(55)는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 매트릭스(55)가 전도성 폴리머를 포함하는 경우 상기 매트릭스(55)는 전하의 이동경로를 제공할 수 있다. 상기 매트릭스(55)가 전하의 이동경로를 제공함으로써 상기 매트릭스(55)는 보조전극의 역할을 할 수 있다.
상기 전도성 폴리머는 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리파라페닐린, 폴리파라페닐렌 비닐렌, PEDOT:PSS 및 탄소 나노튜브 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
상기 제1 바디영역(22)은 사각형상을 가질 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)은 네측면을 가질 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)은 제1 측면(22a), 제2 측면(22b), 제3 측면(22c) 및 제4 측면(22d)을 가질 수 있다. 상기 제1 측면(22a)은 상기 제3 측면(22c)과 대향하는 면이고, 상기 제2 측면(22b)은 상기 제4 측면(22d)과 대향하는 면으로 정의된다. 상기 제2 측면(22b)은 상기 제1 측면(22a) 및 제3 측면(22c)과 인접하는 면이고, 상기 제4 측면(22d)은 상기 제1 측면(22a) 및 제3 측면(22c)과 인접하는 면이다.
상기 제1 내지 제4 측면(22a 내지 22d)은 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 단면일 수 있다.
상기 나노 구조체(50) 또한 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 단면을 가질 수 있다. 즉, 상기 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 면을 지나는 나노 구조체(50)는 패터닝되어 단면을 가질 수 있다. 상기 나노 구조체(50)의 패터닝된 면은 상기 매트릭스(55)의 외부로 노출될 수 있다. 상기 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 상기 나노 구조체(50)와 상기 매트릭스(55)의 단면은 동일한 면이므로, 패터닝에 의해 상기 나노 구조체(50)의 일단은 상기 매트릭스(55)의 외부로 노출된다.
다수의 나노 구조체(50) 중 일부의 나노 구조체는 양단이 상기 제1 전극패턴(21)의 측면과 만날 수 있고, 일부의 나노 구조체는 양단 중 일단이 상기 제1 전극패턴(21)의 측면과 만나며, 타단은 상기 제1 전극패턴(21)의 내부에 위치할 수 있다. 또한, 나머지 일부의 나노 구조체는 양단이 모두 상기 제1 전극패턴(21)의 내부에 위치할 수 있다.
다수의 나노 구조체(50) 중 양단이 상기 제1 전극패턴(21)의 측면과 만나는 나노 구조체를 제1 나노 구조체(51)라고 정의할 수 있다. 또한, 다수의 나노 구조체(50) 중 상기 제1 나노 구조체(51)를 제외한 나노 구조체를 제2 나노 구조체(53)라고 정의할 수 있다.
즉, 다수의 나노 구조체(50) 중에서 양단 중 적어도 일단이 상기 제1 전극패턴(21)의 내부에 위치하는 나노 구조체를 제2 나노 구조체(53)로 정의할 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 나노 구조체(53)는 상기 다수의 나노 구조체(50) 중 양단 중 일단이 상기 제1 전극패턴(21)의 측면과 만나며, 타단이 상기 제1 전극패턴(21)의 내부에 위치하는 나노 구조체와 양단이 모두 상기 제1 전극패턴(21)의 내부에 위치하는 나노 구조체일 수 있다.
먼저, 상기 제1 바디영역(22)을 예로 들어 설명하면, 상기 제1 바디영역(22)에서의 제1 나노 구조체(51)는 다수의 나노 구조체(50) 중 양단 모두가 상기 제1 바디영역(22)의 가장자리와 접하는 나노 구조체로 정의될 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)은 단위 도전패턴으로 정의되므로, 상기 제1 나노 구조체(51)는 상기 다수의 나노 구조체(50) 중 양단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체일 수 있다. 상기 제1 나노 구조체(51)는 제1 단(51a) 및 제2 단(51b)을 포함하고, 상기 제1 나노 구조체(51)의 제1 단(51a)은 상기 제1 바디영역(22)의 제1 측면(22a)과 만나고, 상기 제1 나노 구조체(51)의 제2 단(51b)은 상기 제1 바디영역(22)의 제3 측면(22c)과 만날 수 있다. 도면에서는 상기 제1 나노 구조체(51)의 양단이 서로 대향하는 상기 제1 측면(22a) 및 제3 측면(22c)과 만나는 것을 도시하였으나, 상기 제1 나노 구조체(51)의 양단은 인접하는 두 개의 측면과 만날 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제1 단(51a)과 제2 단(51b) 사이를 잇는 직선은 상기 제1 나노 구조체(51)와 만날 수 있다. 즉, 상기 제1 단(51a)과 제2 단(51b) 사이를 잇는 직선을 긋는 경우 상기 제1 나노 구조체(51)는 적어도 한점에서 상기 직선과 교차할 수 있다. 상기 교차하는 점은 상기 제1 단(51a)과 제2 단(51b) 이외의 점일 수 있다.
상기 제1 나노 구조체(51)는 형상이 정해지지 않은 곡선 형상을 가질 수 있으므로, 상기 제1 나노 구조체(51)는 상기 제1 단(51a) 및 제2 단(51b) 사이에서 상기 제1 단(51a)과 제2 단(51b) 사이의 직선과 교차하는 영역이 존재할 수 있다. 상기 제1 단(51a)과 제2 단(51b) 사이의 직선은 가상의 선일 수 있다.
또한, 상기 제2 나노 구조체(53)는 제1 단(53a) 및 제2 단(53b)을 포함하고, 상기 제2 나노 구조체(53)의 제1 단(53a)은 상기 제1 바디영역(22)의 제1 단(22a)과 만나고, 상기 제2 나노 구조체(53)의 제2 단(53b)은 상기 제1 바디영역(22)의 내부에 위치할 수 있다.
전체의 나노 구조체(50) 중에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율은 70%이상일 수 있다. 상기 제1 바디영역(22)에 형성된 전체의 나노 구조체(50) 중에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율은 70%이상일 수 있다.
전체의 나노 구조체(50) 중에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율을 높게 형성한다는 의미는 상기 나노 구조체(50)를 긴 길이로 형성하는 것을 의미하므로, 길이가 긴 나노 구조체(50)를 형성함으로써 단위 개수의 나노 구조체(50) 당 교차하는 나노 구조체(50)의 개수가 증가한다. 단위 개수의 나노 구조체(50) 당 교차하는 나노 구조체(50)의 개수가 증가함으로써 나노 구조체(50) 사이의 전하 이동경로가 많아져 결과적으로 제1 전극패턴(21)의 전도성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
상기 전체의 나노 구조체(50) 중에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율을 70% 미만으로 형성하는 경우 상기 제1 전극패턴(21)의 전도성 향상 효과가 작다. 따라서, 상기 제1 바디영역(22)에서 제1 나노 구조체(51)의 비율을 70%이상으로 형성하여 전도성 향상 효과를 높일 수 있다.
상기 제1 바디영역(22)은 제1 폭(d1)을 가질 수 있고, 상기 제1 연결부(23)는 제2 폭(d2)을 가질 수 있다. 상기 제1 폭(d1)은 상기 제1 바디영역(22)의 서로 대향하는 측면 사이의 거리일 수 있다. 즉, 상기 제1 폭(d1)은 상기 제1 바디영역(22)의 제1 측면(22a)과 제3 측면(22c) 사이의 거리일 수 있다.
상기 제1 폭(d1)은 상기 제2 폭(d2)과 서로 다른 값을 가질 수 있다. 상기 제2 폭(d2)은 제1 폭(d1)의 50% 내지 60% 비율로 형성할 수 있다. 상기 제1 폭(d1)은 50um 내지 60um일 수 있고, 상기 제2 폭(d2)은 30um일 수 있다.
상기 제1 연결부(23)는 사각형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 연결부(23)는 인접하는 두 개의 제1 바디영역(22)을 연결하므로, 2개의 측면을 가질 수 있다. 상기 제1 연결부(23)는 제1 바디영역(22)과 접하지 않는 제1 측면(23a) 및 제2 측면(23b)을 가질 수 있다. 상기 제2 폭(d2)은 상기 제1 측면(23a)과 제2 측면(23b) 사이의 거리로 정의될 수 있다.
상기 제1 연결부(23)의 제1 측면(23a) 및 제2 측면(23b) 또한 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 단면일 수 있다.
상기 제1 연결부(23) 또한 제1 나노 구조체(51) 및 제2 나노 구조체(53)를 포함할 수 있다. 상기 제1 연결부(23)에서 다수의 나노 구조체(50) 중에서 양단이 상기 제1 연결부(23)의 측면과 만나는 나노 구조체가 제1 나노 구조체(51)로 정의된다. 즉, 상기 제1 나노 구조체(51)는 상기 제1 연결부(23)에서 양 끝단 모두가 상기 제1 연결부(23)의 가장자리에 접하는 나노 구조체로 정의될 수 있다. 상기 제1 연결부(23)에서 다수의 나노 구조체(50) 중에서 적어도 일단이 제1 연결부(23)의 내부에 위치하는 나노 구조체가 제2 나노 구조체(53)로 정의될 수 있다.
도면에서, 상기 제1 연결부(23)에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 제1 단(51a)은 상기 제1 연결부(23)의 제1 측면(23a)과 만나고, 상기 제1 나노 구조체(51)의 제2 단(51b)은 상기 제1 연결부(23)의 제2 측면(23b)과 만날 수 있다.
또한, 상기 제2 나노 구조체(53)의 제1 단(53a)은 상기 제1 연결부(23)의 내부에 위치하고, 상기 제2 나노 구조체(53)의 제2 단(53b)은 상기 제1 연결부(23)의 제2 측면(23b)과 만날 수 있다.
상기 제1 연결부(23)에 형성된 전체의 나노 구조체(50) 중에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율은 상기 제1 바디영역(22)에서의 제1 나노 구조체(51)의 비율과 다를 수 있다.
상기 제1 연결부(23)에서의 제1 나노 구조체(51)의 비율은 상기 제1 바디영역(22)에서의 제1 나노 구조체(51)의 비율보다 클 수 있다. 상기 제1 연결부(23)에서의 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율은 80%이상일 수 있다.
상기 제1 연결부(23)에서의 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율을 80%이상으로 형성함으로써 단위 개수의 나노 구조체(50) 당 교차하는 나노 구조체(50)의 개수가 증가하고, 이에 따라 나노 구조체(50) 사이의 전하 이동경로가 많아져 결과적으로 제1 전극패턴(21)의 전도성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상대적으로 폭이 좁아 외부충격에 의해 크랙이 발생할 가능성이 높은 제1 연결부(23)에서 상기 제1 나노 구조체(51)의 비율을 80 % 이상으로 형성함으로써 나노 구조체(50)가 뼈대 역할을 하여 크랙발생을 줄일 수 있고, 크랙이 발생하더라도, 크랙 발생영역의 나노 구조체(50)가 전하의 이동경로를 제공할 수 있어 전기적으로 단선되는 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 4 및 도 5는 상기 제1 전극패턴(21)에 대해 설명하였으나, 상기 제2 전극패턴(31) 또한 동일한 기술적 특징을 가질 수 있다.
실시 예에서 상기 제1 바디영역(22)과 제2 바디영역(32)이 사각형상인 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 제1 바디영역(22) 및 제2 바디영역(32)은 다각형상, 원형상 또는 타원형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 단위 도전패턴은 다각형상, 원형상 또는 타원형상을 가질 수 있다. 상기 제1 바디영역(22) 및 제2 바디영역(32)이 원형상 또는 타원 형상인 경우 상기 제1 나노 구조체(51)는 양 끝단 모두가 상기 제1 바디영역(22) 및 제2 바디영역(32)의 가장자리와 접하는 나노 구조체로 정의될 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 전계방사장치를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 실시 예에 따른 전계방사장치(70)는 노즐(71), 주사기(72), 주사기 펌프(73), 전원 공급부(74) 및 컬렉터(75)를 포함한다.
상기 노즐(71)은 상기 주사기(72)와 연결되고, 상기 주사기(72)는 주사기 펌프(73)와 연결될 수 있다. 상기 주사기(72)에는 방사용액이 주입되고, 상기 주사기 펌프(73)는 상기 주사기(72)로 압력을 제공한다. 상기 주사기(72)에 주입된 방사용액은 상기 주사기 펌프(73)로부터의 압력에 의해 상기 방사용액을 상기 노즐(71)로 전달할 수 있다.
상기 방사용액은 금속물질 및 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 주사기 펌프(73)는 상기 주사기(72)로 제공되는 압력을 조절하여 상기 노즐(71)을 통해 방사되는 방사용액의 양을 일정하게 조절하는 역할을 할 수 있다.
상기 전원 공급부(74)는 상기 노즐(71) 및 컬렉터(75)와 전기적으로 연결되고, 상기 전원 공급부(74)는 상기 노즐(71) 및 컬렉터(75)에 전압을 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부(74)에 의해 상기 노즐(71) 및 컬렉터(75)에 전압이 가해지면, 상기 노즐(71)과 컬렉터(75) 사이에는 전계가 형성되고, 상기 전계의 세기가 상기 방사용액의 표면 장력과 같은 경우 전하를 띈 방사용액은 상기 노즐(71)의 끝부분에 맺히게 된다.
이 때, 상기 방사용액이 가지고 있는 표면장력 이상의 전압을 걸어주면 접지방향인 컬렉터(75) 방향으로 나노 섬유(80)가 분사된다. 이러한 과정의 나노 섬유(80) 생성방법을 전계방사법이라 한다.
실시 예에서는 나노 섬유(80) 생성방법으로 전계방사법을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 전계방사법을 통해 전원 공급부(74)로부터의 전압과 상기 주사기 펌프(73)를 통해 주입되는 압력을 조절함으로써 얇은 폭을 가지고, 종횡비가 긴 나노 섬유(80)를 생성할 수 있다.
상기 전계방사법을 통해 생성된 나노 섬유(80)는 금속물질 및 폴리머를 포함할 수 있다.
이후 상기 나노 섬유(80)의 폴리머를 제거하여 도 4 및 도 5의 금속물질만을 포함하는 나노 구조체(50)를 형성할 수 있다.
상기의 과정을 통해 얇은 폭을 가지는 나노 구조체(50)를 형성할 수 있어 전극패턴의 광투과율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 종횡비가 큰, 결과적으로 길이가 긴 나노 구조체(50)를 형성할 수 있어 단위 개수의 나노 구조체(50)당 교차하는 나노 구조체(50)의 개수가 증가한다. 단위 개수의 나노 구조체(50)당 교차하는 나노 구조체(50)의 개수가 증가함으로써 나노 구조체(50) 사이의 전하 이동경로가 많아져, 결과적으로 도전패턴 전체의 전도성이 향상되는 효과가 있다.
상기 나노 섬유(80)의 폴리머는 열처리를 통해 제거될 수 있다.
상기 나노 섬유(80)의 폴리머 제거과정에서 교차하는 나노 구조체가 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에서는 이러한 도전패턴의 전도성 향상 효과를 폴리머 제거과정을 통해 얻을 수 있어 표면에 유기막이 존재하는 은나노 와이어의 교차영역 처리과정에 비해 간이한 방법으로 전도성을 향상시킬 수 있어 제조단가를 절감할 수 있다. 또한, 한번의 과정으로 폴리머 제거와 교차영역의 처리를 동시에 실시할 수 있어 제조수율이 향상되는 효과가 있다.
도 7은 실시 예에 따른 터치패널이 적용되는 표시장치에 대한 사시도이다.
도 7을 참조하면 상기 표시장치(100)에는 외부로부터 명령 입력을 위한 입력버튼(110), 정지영상 및 동영상 촬영을 위한 카메라(120) 및 음성을 출력하는 스피커(130)가 형성될 수 있다.
상기 표시장치(100)는 앞서 설명한 터치패널(1) 및 표시패널(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 터치패널(1)은 상기 표시패널(미도시)의 전면에 형성되어 상기 표시장치(100)의 상면으로 커버 글라스(70)가 노출될 수 있다. 상기 표시패널(미도시)은 상기 터치패널(1)에 부착될 수 있다.
상기 표시패널(미도시)은 화상을 표시할 수 있다. 상기 표시패널(미도시)은 액정표시패널 또는 유기발광 표시패널일 수 있으며, 모바일 폰, TV, 네비게이션 장치 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치패널이 적용되는 장치로 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예들에 따른 터치패널이 적용되는 장치는 이에 한정되지 않고, 키패드, 노트북용 터치 패드, 차량용 터치 입력 장치 등 다양한 제품에 이용될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

Claims (11)

  1. 하나의 터치화소를 형성하는 단위 도전패턴을 적어도 하나 이상 포함하는 도전패턴에 있어서,
    상기 단위 도전패턴은 양 끝단을 구비하는 다수의 나노 구조체를 포함하고,
    상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 70%이상인
    도전패턴.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 도전패턴은 서로 이웃하는 상기 단위 도전패턴을 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 연결부 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 연결부의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이,
    상기 단위 도전패턴 내부에 포함된 전체 나노 구조체 대비 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율과 상이한
    도전패턴.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 연결부 내부에 포함된 상기 전체 나노 구조체에 대한 양 끝단 모두가 상기 연결부의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 비율이 80%이상인
    도전패턴.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 연결부의 폭은 상기 단위 도전패턴 폭의 50% 내지 60%인
    도전패턴.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 은(Ag) 물질을 포함하는
    도전패턴.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체는 전계 방사법에 의해 형성되는
    도전패턴.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 도전패턴은 상기 다수의 나노 구조체를 수용하는 매트릭스를 포함하는
    도전패턴.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 단위 도전 패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체의 끝단은 상기 매트릭스의 외부로 노출되는
    도전패턴.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 매트릭스는 도전성 물질을 포함하는
    도전패턴.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 매트릭스는 상기 다수의 나노 구조체의 산화를 방지하는
    도전패턴.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 양 끝단 모두가 상기 단위 도전패턴의 가장자리와 접하는 나노 구조체는 상기 양 끝단을 연결하는 직선과 적어도 하나 이상의 점에서 만나는
    도전패턴.
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