KR101728818B1 - 정전용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 및 이의 제조 방법은 투명 기재에 적층된 수지층에 음각의 패턴을 가공한 후 그 음각에 전극을 형성하여 정전용량 방식의 터치 패널을 제조함으로써, 생산성 및 제조 원가 개선과 전극의 내구성 향상을 이룰 수 있는 정전용량 방식의 터치 패널을 제공할 수 있다.

Description

정전용량 방식의 터치 패널 및 그 제조 방법 {Electrostatic capacity type touch panel and manufacturing method thereof}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로 보다 상세하게는 정전 용량 방식의 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

터치스크린(touchscreen) 장치는 디스플레이 화면상에서 사용자의 접촉 위치를 감지하고 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보를 하여 디스플레이 화면제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입력 장치를 의미한다.

터치스크린 장치에는 저항막식(resistive), 정전용량식(capacitive), 초음파식, 광(적외선) 센서식, 전자 유도식 등이 있으며, 각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제나 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징이 있어 장점을 잘 살릴 수 있게 구분하여 그 방식을 선택한다. 구체적으로 그 선택은 광학적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성 외에 내구성과 경제성 등을 고려하여 이루어진다. 이 중 휴대폰(Mobile), MP3 기기, 노트북(Note Book) 등에 적용되는 정전용량 방식의 터치스크린은 ITO(Indume Tin Oxide) 투명전극이 보편적으로 사용되고 있는 실정이다.

도 1a는 종래 기술에 따른 ITO 물질을 포함하는 터치 패널의 단면도이고, 도 1b와 도 1c의 각각은 종래 기술에 따른 ITO 물질을 포함하는 터치 패널의 제조공정으로써, 포토 에칭 공정과 스크린 인쇄 공정의 순서도이다.

도 1a 내지 1c를 참조하면, 종래 기술에 따른 터치 패널은 ITO 투명전극의 패턴과 배선 형성을 위해서는 포토에칭(photo etching) 공정 또는 은 전극 패턴 형성을 위한 스크린 인쇄 공정에 의하여 만들어진다. 포토에칭의 경우 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 인하여 공정이 복잡하고 제조 원가의 상승이 발생되는 문제점을 가지며, 스크린 인쇄의 경우 작업으로 정밀한 공정 제어가 힘들어 ITO와 외곽 전극부간의 정밀한 얼라인(align) 공차를 유지하기 어렵고 미세 선폭 구현이 어려워 dead space가 많이 생기며 고온의 건조 공정으로 ITO 미세 선폭부에 크랙(crack)이 발생할 수 있는 문제점을 갖는다. 뿐만 아니라, ITO 물질 자체의 가격이 고가이서 이를 포함하는 터치 스크린이나 터치 패드의 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 투명 기재에 적층된 수지층에 음각의 패턴을 가공한 후 그 음각에 센서전극과 배선전극을 동시에 형성하여 제조되는 정전용량 방식의 터치 패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예가 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 투명 기재에 적층된 수지층에 음각의 패턴을 가공한 후 그 음각에 센서전극과 배선전극을 동시에 형성하여 터치 패널을 제조하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 이루기 위해 본 발명의 적어도 일 실시예에 의한 정전용량 방식의 터치 패널은 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극이 삽입 적층된 제1센서층; 및 하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극이 삽입 적층된 제2센서층을 포함한다.

상기 배선전극은 상기 센서전극의 폭보다 넓은 폭으로서 상기 제1,2센서층의 가장자리에서 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서전극과 상기 배선전극은 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 터치 패널은 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에 접합층을 추가적으로 구비하는 것이 바람직하다.

상기 접합층은 필름 형태의 점착제(Optical Clear Adhesive)인 것을 특징으로 한다.

상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 각각은 상호 공간상에서 교차하도록 상기 제1센서층과 상기 제2센서층에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2센서층의 각각은 일정 투명도를 갖는 투명 기재; 상기 투명 기재에 적층되며 상부에 복수의 음각이 형성된 패턴층; 및 상기 음각의 내부에 형성된 상기 센서전극과 상기 배선전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 음각의 단면은 사각형, 삼각형 및 사다리꼴 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 음각은 상기 센서전극이 형성되는 하나 이상의 제1타입 음각과, 상기 배선전극이 형성되는 하나 이상의 제2타입 음각을 포함하고, 상기 제1타입 음각은 상기 제2타입 음각의 폭보다 좁은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1타입 음각은 1~10의 폭과, 1~10의 깊이와, 200~600의 피치로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 음각의 표면에는 금속 시드층이 적층되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 시드층은 Cu, Ni, Cr, Fe, W, P, Co, Ag, Ag-C, Ni-P, CuO, SiO2 중 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 한다.

상기 센서전극 및 상기 배선전극은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서전극 및 상기 배선전극은 Cu, Ag, Ag-C, Al, Ni, Cr, Ni-P 중 어느 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 한다.

상기 터치 패널은 광투과율이 80% 이상이고, 헤이즈가 4% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 투명 기재는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 투명 기재는 PET, 아크릴, PEN, 및 글라스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 투명 필름 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 이루기 위해 본 발명의 적어도 일 실시예에 의한 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법은 a) 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극이 삽입 적층된 제1센서층을 형성하는 단계; 및 (b) 하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극이 삽입 적층된 제2센서층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 터치 패널 제조 방법은 (b) 상기 제1센서층 형성 후에 상기 제1센서층 상면에 접합층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계의 각각은 (d)(c) 투명 기재 위에 수지층이 적층되는 단계; (e) 상기 수지층에 상기 센서전극 및 상기 배선전극을 위한 복수의 음각이 형성되는 단계; 및 (f) 상기 음각의 내부에 상기 센서전극과 상기 배선전극이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (f) 단계에서는, 상기 센서전극과 상기 배선전극이 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 (e) 단계에서는, 상기 센서전극이 형성될 하나 이상의 제1타입 음각과, 상기 배선전극이 형성될 상기 제1타입 음각의 폭보다 넓은 폭을 갖는 하나 이상의 제2타입 음각이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 (e) 단계에서는 상기 수지층을 양각의 몰드로 임프린트하여 상기 제1,2타입 음각을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 (e) 단계와 상기 (f) 단계의 사이에서 상기 음각의 내면이 표면처리되는 것을 특징으로 한다.

상기 표면처리된 음각의 내면에 시드층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 시드층은 상기 음각에 수지를 충진한 후 에칭으로 제거되고, 이 후에 상기 충진된 수지도 제거되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서전극 및 상기 배선전극은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 (e) 단계에서 상기 센서전극 및 상기 배선전극이 금속성 물질의 전도성 고분자를 코팅하여 형성되는 경우에는 상기 음각을 제외한 수지층 표면의 잔여물을 블레이드로 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 배선전극은 상기 음각 투명 전극간의 간격보다 넓게 상기 센서전극으부터 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 및 이의 제조 방법은 투명 기재에 적층된 수지층에 음각의 패턴을 가공한 후 그 음각에 센서전극 및 배선전극을 동시에 형성함으로써, 생산성 및 제조 원가 개선과 전극의 내구성 향상을 이룰 수 있는 정전용량 방식의 터치 패널을 제공할 수 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 ITO 물질을 포함하는 터치 패널의 단면도이다.
도 1b와 도 1c의 각각은 종래 기술에 따른 ITO 물질을 포함하는 터치 패널의 제조공정으로써, 포토 에칭 공정과 스크린 인쇄 공정의 순서도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2a의 A-A' 선에 따른 일부 단면도이다.
도 4는 도 2b의 A-A' 선에 따른 일부 단면도이다.
도 5a는 패턴층에 음각을 형성할 다양한 형상의 몰드와 해당 몰드에 의하여 형성된 음각의 형상을 도시한 것이고, 도5b는 사각 형상의 몰드에 의하여 형성된 음각이 형성된 패턴층의 평면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제1실시예에 따라, 패턴층에서 음각의 단면이 사각형인 경우에 센서전극을 형성하여 정전용량 방식의 터치 패널을 제조하는 과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라, 음각에 시드층 없이 센서전극과 전도성 고분자를 코팅한 후에 센서전극 이외의 패턴층 표면의 잔여 물질을 블레이드로 제거하여 정전용량 방식의 터치 패널을 제조하는 원리를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 그 첨부 도면을 설명하는 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 적어도 일 실시예에 의한 정전용량 방식의 터치 패널 및 이의 제조 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2a의 A-A' 선에 따른 일부 단면도이고, 도 4는 도 2b의 A-A' 선에 따른 일부 단면도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 정전용량 방식의 터치 패널(100)은 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극을 포함하는 제1센서층이 형성되고, 그 하측에 하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극을 포함하는 제2센서층을 형성된다. 여기서 상기 제1방향과 상기 제2방향은 상호 교차하는 방향이다. 여기서, 상기 제1방향 센서전극 및 상기 제1 배선전극은 상기 제1센서층의 표면에 삽입 적층되고, 상기 제2방향 센서전극 및 상기 제2 배선전극은 상기 제2센서층의 표면에 삽입 적층된다.

도 2a에서는 상기 제1센서층만이 도시되어 있으며, 상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극이 상호 교차되도록 상기 제1센서층의 하측에 상기 제2센서층(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 제1센서층과 상기 2센서층은 동일한 층구조로 형성되어 있으나, 양층에 형성된 음각과 전극의 배열 방향이 상이하다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널을 이루는 상기 제1,2센서층의 각각은 투명 기재(110), 패턴층(120) 및 전극층(미도시)으로 형성된다. 여기서 상기 전극층은 적어도 하나의 센서전극(131)과 적어도 하나의 배선전극(132)으로 이루어진다.

여기서, 투명 기재(110)는 일정 투명도를 갖는 광 투광성이 있는 기재이다. 전극층(130)(도면에 미기재되어 있으므로 도면 수정하거나, 도면번호 삭제 요망)은 배선 기능을 하는 배선전극(132)과 터치를 감지하는 센서전극(131)을 포함한다.

투명 기재(110)는 PET(Polyethylene Terephthalate), PI(Polymide), 아크릴(Acryl), PEN(Polyethylene Naphthalate), 또는 글라스(glass) 중 적어도 하나를 이용하여 투명 필름 형태로 형성될 수 있다. 만일 투명 기재(110)가 투명 필름으로 제작된다면 이 때 그 필름에는 점착제(OCA : Optical Clear Adhesive)가 포함될 수 있다.

다른 한편, 상기 터치 패널은 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에 필름 타입의 접합층을 추가적으로 구비하는 것도 가능하며, 이 경우에도 상기 접합층은 점착제(OCA : Optical Clear Adhesive)가 될 수 있다.

패턴층(120)은 투명 기재(110)에 적층되며 상부에 음각이 형성되어 있는 수지층이다.

구체적으로, 투명 기재(110)에는 수지층이 적층되며, 그와 같은 음각 형상은, 원하는 음각 형상에 대응되는 양각 형상의 몰드(mold)를 이용하여 수지층에 임프린팅함으로써 형성된다. 즉, 양각 형상의 몰드를 이용하여 수지층에 음각 형상을 형성하는 것이다. 이에 따라 하나 이상의 음각 형상이 어떠한 패턴을 이루며 형성된 그 수지층을 패턴층(120)이라 명명하는 것이다.

패턴층(120)의 단면은 사각형, 삼각형, 및, 사다리꼴 중 어느 하나의 형상일 수 있다. 몰드의 양각 형상이 사각형이면 패턴층(120)에 형성된 음각 형상도 사각형이고, 몰드의 양각 형상이 삼각형이면 패턴층(120)에 형성된 음각 형상도 삼각형이고, 몰드의 양각 형상이 사다리꼴이면 패턴층(120)에 형성된 음각 형상도 사다리꼴임은 물론이다.

패턴층(120)에서 음각의 '폭'은 1μm 내지 5μm에 속하고, '깊이'는 1μm 내지 5μm에 속하고, 음각과 음각 사이의 '피치'는 200μm 내지 600μm에 속할 수 있다. 물론 이는 일 실시예에 불과하며 다양한 변형례도 가능함은 물론이다.

상기 음각은 센서전극(131)이 삽입 적층되는 하나 이상의 제1타입 음각과, 배선전극(132)이 삽입적층되는 하나 이상의 제2타입 음각으로 이루어지며, 상기 제1타입 음각은 상기 제2타입 음각의 폭보다 좁게 형성된다.

센서전극(131)과 배선전극(132)은 모두 패턴층(120)의 음각의 내부에 형성된다. 구체적으로 배선전극(132)은 센서전극(131)의 폭보다 넓은 폭으로서 상기 제1,2센서층의 가장자리에서 형성되고, 배선전극(132)과 센서전극(131)의 간격은 상기 센서전극 간의 간격보다 더 넓게 형성된다.

무엇보다도 본 발명의 실시예들에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은 센서전극(131) 및 배선전극(132)이 상기 패턴층(120)의 음각에 동시에 형성된다는 점에서 종래의 터치 패널에 비하여 생산성 및 제조 원가를 개선함과 아울러 전극의 내구성 향상시킬 수 있다.

여기서 센서전극(131)은 ITO 물질보다 전기 전도성이 높은 물질로 이루어져 터치 패널에 접촉하는 사용자의 접촉 위치를 감지하는 센서 전극이며, 배선전극(132)는 센서전극(131)에 의해 감지된 접촉 위치를 나타내는 신호를 전달하는 전극 즉 신호전달용 리드전극이다.

전극층(130)을 형성하는 과정으로서, 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예가 다소 상이하다.

본 발명의 제1 실시예에 따라 전극층(130)을 형성하는 과정은 다음과 같다.

우선, 패턴층(120)의 표면에 금속의 시드층(seed layer)을 형성한 뒤 음각의 내부에 수지를 채운다. 이 때, 수지는 내에칭성을 가지는 수지이다. 시드층은 Cu, Ni, Cr, Fe, W, P, Co, Ag, Ag-C, Ni-P, CuO, SiO2 중 하나 또는 그 합금으로 구현될 수 있고, 두께는 0.01μm ~ 5μm를 갖는 것이 바람직하다.

이 후 패턴층(120)을 에칭액에 침적시켜 패턴층(120)의 양각 표면 위의 시드층만을 제거하여, 패턴층(120)의 음각 표면 위의 시드층은 보존하면서 양각 표면 위의 시드층만을 제거한다.

이와 같은 에칭 과정을 거친 후, 패턴층(120)의 음각 내부에 충진된 그 수지를 제거하는 박리 과정을 수행한다.

이 후, 패턴층(120)의 음각 내부에 소정의 전극 물질을 채움으로써 전극층을 형성하게 되는 것이다. 전극 물질의 일 례 들로는 동(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P) 등이 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따라 전극층(130)을 형성하는 원리는, 패턴층(120)에 시드층을 형성하지 않고 패턴층(120)을 전극 물질로 코팅하고 패턴층(120)의 양각 표면에 잔존하는 전극 물질을 블레이드(blade)를 이용해 제거하여 형성하는 것이다.

전극층(130)은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성된다.

이러한 전극층(130)은 Cu, Ag, Ag-C, Al, Ni, Cr, Ni-P 중 어느 하나 또는 그 합금일 수 있다.

한편, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은 광투과율이 80%이상이고 헤이즈(haze)가 4%이하일 수 있다.

도 5a는 패턴층에 음각을 형성할 다양한 형상의 몰드와 해당 몰드에 의하여 형성된 음각의 형상을 도시한 것이고, 도5b는 사각 형상의 몰드에 의하여 형성된 음각이 형성된 패턴층의 평면도이다.

도 5a를 참조하여 설명하건대, 투명 기재(110)에 적층된 수지층(음각이 형성된 이후부터는 패턴층이라 명명함)(120)에 전극층(130)이 형성될 음각의 단면과, 그 음각을 형성한 몰드(500)가 도시되어 있다. 이미 예로 든 바와 같이 몰드(500)의 형상 및 패턴층(120)의 형상은 도 5a의 (Ⅰ)에 도시된 바와 같이 사각형 형상일 수도 있고, 도 5a의 (Ⅱ)에 도시된 바와 같이 삼각형 형상일 수도 있고, 도 5a의 (Ⅲ)에 도시된 바와 같이 사다리꼴 형상일 수도 있다. 물론, 이에 국한되는 것은 아니고, 타원형, 원형, 다각형 등 다양한 형상도 가능하다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 서로 교차하는 방향으로 형성된 2개의 센서전극 층에 의하여 터치 패널이 형성된다.

앞서 언급한 바와 같이, 패턴층(120)에서 음각의 '폭' 즉, 선폭은 1μm 내지 10μm에 속하고, '깊이'는 1μm 내지 10μm에 속하고, 음각과 음각 사이의 '피치'는 200μm 내지 600μm에 속할 수 있으며 이러한 패턴층(120)의 평면도는 그 일 례로서 도 5b에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널은 종래 기술과는 달이 ITO 물질 보다 전기 전도성이 높은 물질로 센서 전극 및 배선 전극을 형성하므로, 종래 기술에 따른 투명 전극에 비하여 더욱 좁은 센서 전극을 형성할 수 있다. 여기서, 센서전극의 선폭은 본 발명의 실시예에서 매우 중요한 요소 중의 하나이다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제1실시예에 따라, 패턴층에서 음각의 단면이 사각형인 경우에 센서전극을 형성하여 정전용량 방식의 터치 패널을 제조하는 과정을 도시한 것이다. 앞서 간략히 설명한 바 있으나 보다 구체적으로 후술한다.

도 6a 내지 도 6f를 참조하면, 투명 기재(220) 위에 수지층(210)을 적층하며 투명 기재(220)로는 수지성 필름 또는 글라스가 사용될 수 있다.

수지성 필름이 사용되는 경우는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세테이트 셀룰로즈(TAC), 폴리에테르설폰(PES) 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있고, 두께는 예로 들면 25~250μm 범위가 적합하고 광선 투과율은 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이 적합하다. 수지성 필름을 투명 기재로 사용하는 경우에는 OCA 와 같은 점착제가 포함된 재료를 사용할 수 있다.

수지층(210)으로는 UV 경화 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다.

그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 수지층(210)에 몰드(300)를 임프린트하여, 패턴화된 음각(211)을 형성한다. 수지층(210)으로 UV 경화 수지 또는 열경화성 수지를 사용하는 경우는 경화되기 전의 재료에 몰드(300)를 압착하고 누른 상태에서 UV 또는 열을 가해서 수지층(210)을 경화시킨 후, 몰드(300)를 제거함으로써 음각(211)을 형성할 수 있다.

이 때, 수지층(210)에 음각을 형성하기 위한 양각 형상의 몰드(300)는 표면 조도가 충분히 낮은 재료를 사용하여 음각 패터닝 후 헤이즈(haze)가 4%이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 수지층(210)에 형성되는 수지에 형성된 음각의 패턴 모양이 사각형이나, 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 모양의 몰드를 사용하여 다양한 음각의 패턴 형상을 얻을 수 있다. 수지층(210)에 형성된 음각 패턴의 크기는 실시예에 따라 다양할 수 있으나, 선폭, 깊이, 피치의 스펙은 도 5에서의 가정에 따르기로 한다.

그 후, 도 6c에 도시된 바와 같이 음각(211)의 내표면과 수지층(210)의 표면에 이후에 형성될 '시드층(213)'과 '수지층(210)' 간의 부착성을 향상시키기 위한 표면 처리를 해주어 표면 처리층(212)을 형성하는 것이 바람직하다. 표면 처리로는 알칼리계 수용액을 이용한 화학 에칭 또는 촉매 처리, 플라즈마 또는 이온빔 처리 등을 적용할 수 있다.

그리고 나서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 표면 처리층(212) 위에 금속성 시드층(213)을 형성한다. 시드층(213)은 금속 물질을 이용하여 무전해 도금, CVD 증착, 스퍼터링 또는 인쇄법으로 형성할 수 있다. 본 명세서에서, 금속 물질이란 앞서 언급한 전극 물질을 의미한다.

도 6e를 참조하면, 음각의 패턴 영역 이외의 수지층 표면에서 시드층(213)을 제거하는 방법은 패턴 영역인 음각의 내부에 내에칭성을 가지는 수지를 충진시킨뒤, 에칭액에 침전시켜 선택적으로 수지층의 표면에 형성된 시드층을 제거한다. 이 경우에 에칭에 사용되는 약품은 질산 계열, 황산 계열, 염산 계열, 황산동 계열, 염화제이철, 염화동 중 어느 하나를 포함한다.

도 6f를 참조하면, 전극층(215)은 시드층(213)에 무전해 도금, 전해 도금, CVD 증착, 스퍼터링, 코팅법 또는 인쇄법을 수행하여 형성할 수 있다. 전극층(215)은 ITO보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 특히, 재료는 동(Cu), 은(Ag), 은-카본(Ag-C), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P) 중 어느 하나 또는 그 합금을 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라, 음각에 시드층 없이 금속물질 및 전도성 고분자를 코팅한 후에 전극 이외의 패턴층 표면의 잔여 물질을 블레이드로 제거하여 정전용량 방식의 터치 패널을 제조하는 원리를 도시한 것이다. 이 역시 앞서 간략히 설명한 바 있으나 보다 구체적으로 후술한다.

도 7을 참조하면, 패턴층에 금속성 시드층 없이 금속 물질 및 전도성 고분자를 코팅하고 블레이드(blade)를 이용하여 그 외의 표면에는 잔여물이 남지 않게 닦아 내거나 긁어냄으로써 센서전극 및 배선전극 필름을 제조할 수 있다. 이 때의 두께는 1μm~20μm의 값을 갖는다. 수지층(210)의 음각패턴에 충진된 전극층의 높이는 수지층에 형성된 음각 패턴 깊이와 동일하거나 그보다 낮은 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법은 (a) 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극이 삽입 적층된 제1센서층을 형성하는 단계와, (b) 하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극이 삽입 적층된 제2센서층을 형성하는 단계를 포함한다.

더욱 바람직하게는 상기 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법은 (b) 상기 제1센서층 형성 후에 상기 제1센서층 상면에 접합층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함한다.

도 6a 내지 도 6f와 도 8을 참조하여, 상기 제1,2센서층이 형성되는 과정을 다음과 같이 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 일정 형상의 양각을 갖는 몰드(300)를 마련하고(제810 단계), 투명 기재(220) 위에 수지층이 적층되고, 적층된 수지층(210)에 몰드(300)를 이용하여 복수의 제1,2 타입의 음각을 형성함으로써 패턴층(210)을 형성한다(제820 단계).

상기 제2타입 음각은 상기 제1타입 음각의 폭보다 넓은 폭을 갖고, 상기 제1타입 음각과 상기 제2타입 음각의 간격은 상기 제1타입 음각 간의 간격보다 넓게 형성된다.

제820 단계 후에, 패턴층의 표면에 금속성의 시드층(213)을 형성한다(제830 단계).

제830 단계 후에, 시드층(213)에 대해 수지층 코팅을 함으로써, 음각의 내부에 에칭성을 갖는 수지를 충진시킨다(제840 단계).

제840 단계 후에, 에칭을 수행함으로써 패턴층의 양각 표면상의 시드층을 제거하고, 박리를 수행함으로써 그 충진된 수지를 제거할 수 있다(제850 단계).

제850 단계 후에, 음각의 내부에 전극층(215)을 형성한다(제860 단계).

상기 전극층은 센서전극과 배선전극으로 구성되며, 상기 센서전극은 상기 제1타입 음각에 삽입 적층되고, 상기 배선전극은 상기 제2타입 음각에 삽입 적층된다. 이 경우에 상기 센서전극과 상기 배선전극은 동시 적층 형성된다. 상기 센서전극 및 상기 배선전극은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 도 8에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 터치패널의 제조방법은 ITO 물질보다 낮은 저항성 물질의 센서전극 및 배선전극을 동시에 형성함으로써, 도 1b 및 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 터치패널의 제조공정에 비하여 제조공정이 용이할 뿐만 아니라 제조공정 시간이 훨씬 단축되며, 이로 인하여 터치패널의 제조원가를 절감할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다. 도 7을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 일정 형상의 양각을 갖는 몰드(300)를 마련하고(제910 단계), 투명 기재(220)에 적층된 수지층(210)에 몰드(300)를 이용하여 음각을 형성함으로써 패턴층을 형성한다(제920 단계).

제920 단계 후에, 패턴층(210)에 음각 내부(211)에 금속 시드층을 형성하지 않고 금속성 물질 및 전도성 고분자를 코팅하여 전극층(215)을 형성하는 경우에는 패턴층(120)의 양각 표면에 잔존하는 금속성 물질 및 전도성 고문자 물질(216)는 블레이드(blade)(230)를 이용해 제거함으로써 전극층(215)을 형성한다.

이상에서 언급된 본 발명에 의한 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다.

이제까지 본 발명을 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 투명 기재 120 : 패턴층
131 : 센서 전극부 132 : 배선 전극부(Ag 전극)

Claims (29)

1. 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극이 삽입 적층된 제1센서층; 및
   하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극이 삽입 적층된 제2센서층;
   을 포함하되, 상기 제1센서층과 제2 센서층 각각은
   투명 기재 위에 적층된 수지층에 몰드를 이용하여 제1 타입의 음각과 제2 타입의 음각이 형성된 패턴층을 형성하고, 상기 제1 타입의 음각과 상기 제2 타입의 음각의 내부에 전극 물질을 채워 상기 제1 방향 센서전극과 상기 제1 배선전극 또는 상기 제2 방향 센서전극과 상기 제2 배선전극을 형성하며,
   상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극 각각은 상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 폭보다 넓은 폭으로서 상기 제1센서층과, 상기 2센서층 각각의 가장자리에서 형성되며,
   상기 제1방향 센서전극과 상기 제1 배선전극, 및 상기 제2방향 센서전극과 상기 제2 배선전극은 각각 동시에 형성되는 정전용량 방식의 터치 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 터치 패널은 상기 제1센서층과 상기 제2센서층 사이에 접합층을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
5. 제4항에 있어서,
   상기 접합층은 필름 형태의 점착제(Optical Clear Adhesive)인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 각각은 상호 공간상에서 교차하도록 상기 제1센서층과 상기 제2센서층에 배치되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 음각의 단면은 사각형, 삼각형 및 사다리꼴 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
9. 제1항에 있어서,
   상기 음각은
   상기 제1방향 센서전극 또는 제2방향 센서전극이 형성되는 하나 이상의 제1타입의 음각과,
   상기 제1 배선전극 또는 제2 배선전극이 형성되는 하나 이상의 제2타입의 음각을 포함하고,
   상기 제1타입의 음각은 상기 제2타입의 음각의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1타입의 음각은 1㎛~10㎛의 폭과, 1㎛~10㎛의 깊이와, 200㎛~600㎛의 피치로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
11. 제1항에 있어서,
    상기 패턴층의 표면에는 시드층이 적층되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
12. 제11항에 있어서,
    상기 시드층은 Cu, Ni, Cr, Fe, W, P, Co, Ag, Ag-C, Ni-P, CuO, SiO2 중 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극 및 상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극 및 상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극은 Cu, Ag, Ag-C, Al, Ni, Cr, Ni-P 중 어느 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
15. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은 광투과율이 80% 이상이고, 헤이즈가 4% 이하인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
16. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기재는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
17. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기재는 PET, 아크릴, PEN, 및 글라스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 투명 필름 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널.
18. (a) 하나 이상의 제1방향 센서전극과 하나 이상의 제1 배선전극이 삽입 적층된 제1센서층을 형성하는 단계; 및
    (b) 하나 이상의 제2방향 센서전극과 하나 이상의 제2 배선전극이 삽입 적층된 제2센서층을 형성하는 단계;
    를 포함하되, 상기 제1센서층과 제2 센서층 각각은
    투명 기재 위에 적층된 수지층에 몰드를 이용하여 제1 타입의 음각과 제2 타입의 음각이 형성된 패턴층을 형성하고, 상기 제1 타입의 음각과 상기 제2 타입의 음각의 내부에 전극 물질을 채워 상기 제1 방향 센서전극과 상기 제1 배선전극 또는 상기 제2 방향 센서전극과 상기 제2 배선전극을 형성하며,
    상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극 각각은 상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극의 폭보다 넓은 폭으로서 상기 제1센서층과, 상기 2센서층 각각의 가장자리에서 형성되며,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제1 배선전극, 및 상기 제2방향 센서전극과 상기 제2 배선전극은 각각 동시에 형성되는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 터치 패널 제조 방법은 (b) 상기 제1센서층 형성 후에 상기 제1센서층 상면에 접합층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
20. 삭제
21. 삭제
22. 제18항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극 또는 제2방향 센서전극이 형성될 하나 이상의 제1타입의 음각과, 상기 제1 배선전극 또는 제2 배선전극이 형성될 상기 제1타입의 음각의 폭보다 넓은 폭을 갖는 하나 이상의 제2타입의 음각이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 수지층을 양각의 몰드로 임프린트하여 상기 제1타입의 음각, 상기 제2타입의 음각을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
24. 제18항에 있어서,
    상기 형성된 패턴층의 음각의 내면이 표면처리되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
25. 제24항에 있어서,
    상기 표면처리된 음각의 내면에 시드층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
26. 제25항에 있어서,
    상기 시드층은 상기 음각에 수지를 충진한 후 에칭으로 제거되고, 이 후에 상기 충진된 수지도 제거되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법
27. 제18항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극 및 상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극은 ITO(Indume Tin Oxide)보다 낮은 저항성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
28. 제18항에 있어서,
    상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극 및 상기 제1 배선전극과 상기 제2 배선전극이 금속성 물질 및 전도성 고분자를 코팅하여 형성되는 경우에는 상기 음각을 제외한 수지층 표면의 잔여물을 블레이드로 제거하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
29. 제18항에 있어서,
    상기 제1 배선전극과 상기 제1방향 센서전극 간의 간격 및 상기 제2 배선전극과 상기 제2방향 센서전극 간의 간격은 상기 제1방향 센서전극과 상기 제2방향 센서전극 간의 간격보다 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치 패널 제조 방법.
    

Images