KR101100853B1

KR101100853B1 - 단일시트형 정전용량 터치패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101100853B1
Application number: KR1020090103456A
Authority: KR
Inventors: 도재훈
Original assignee: 도재훈
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2012-01-02
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: KR20110046794A

Abstract

터치감도 및 투과율을 개선함과 아울러 터치패널의 제조 공정 간소화 및 불량률 저하를 꾀할 수 있는 단일시트형 정전용량 터치패널 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명에 의한 단일시트형 정전용량 터치패널은, 윈도우패널과; 상기 윈도우패널의 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 적층된 제1 투명 도전층과; 상기 제1 투명 도전층 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 하나 이상 적층된 제2 투명 도전층;을 포함한다. 이에 의하면, 접착층 및 수지필름의 사용을 배제할 수 있어 공정의 수를 절감할 수 있고, 불량률 저하로 인한 수율 향상, 터치 감도 및 투과율을 개선할 수 있다.

터치, 스크린, 패널, 투명, 전극, 패턴

Description

단일시트형 정전용량 터치패널 및 그 제조방법{SINGLE SHEET ELECTROSTATIC CAPACITY TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 각종 전기,전자기기의 정보 입력장치의 하나인 정전용량 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

터치패널은 마우스, 키보드, 리모콘 등을 이용한 정보 입력 방식을 대체할 수 있는 새로운 정보 입력 방식으로, 손이나 펜 등을 이용하여 전기,전자기기의 스크린에 직접 정보를 입력하는 방식이다.

이러한 터치패널은 사용자가 스크린을 보면서 원하는 작업을 직접 수행하므로, 누구나 쉽게 조작할 수 있어, GUI(Graphical User Interface) 환경하에서 가장 이상적인 정보 입력방식으로 평가받고 있으며, 현재, 휴대폰, PDA, 은행, 관공서, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내 등 여러 분야에서 널리 이용되고 있다.

이와 같은 터치패널은 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며, 현재까지는 저항막 방식이 많이 사용되어 왔으나, 그 두께를 최소화함에 있어서는 정전용량 방식이 우수하여 널리 사용되고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 정전용량방식 터치패널의 구조를 개략적으로 나타낸 분해도 이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 터치패널은 윈도우시트(1), 상부패널(3), 하부패널(5) 및 베이스패널(7)로 구성된다.

상기 윈도우시트(1)는 도시되지 않았으나, 수지필름에 인쇄층이 형성된 구조로 이루어지며, 상기 상부패널(3) 및 하부패널(5)은 각각 수지필름(3a, 5a)에 도전막으로서 ITO(3b, 5b)가 적층된 구조로 이루어진다. 상기 수지필름(3a,5a)은 PET 필름(Polyethylene Terehthalate film) 등이 이용되고, 상기 베이스패널(7)은 글래스나 PMMA 또는 PC 등이 이용될 수 있다.

상기와 같이, 각각 제조된 윈도우시트(1), 상부패널(3), 하부패널(5) 및 베이스패널(7)을 각각 제1 내지 제3접착층(2, 4, 6)을 이용하여 접착시킴으로써 서로간의 전극이 배선으로 연결되도록 하여 제조한다. 상기 제1 내지 제3접착층(2,4,6)으로는 광학용 투명 접착제(Optically Clear Adhesive) 등이 이용된다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 터치패널은, 3개의 접착층(2,4,6)과 2개의 수지필름(3a,5a)을 사용함으로써, 두께가 두껍게 되어 감도 및 투과율이 낮다고 하는 문제가 있다.

또한, 일반적인 터치패널은, 윈도우시트(1), 상,하부패널(3,5), 베이스패널(7)을 접착층(2,4,6)으로 접착시키는 접착작업이 반드시 필요하게 되므로, 다수의 접착작업에 따른 작업 공수가 증가하는 등 작업 능률이 떨어지는 문제가 있다.

그리고, 다수회의 접착작업에 따른 공정불량 발생이 불가피하며, 특히 여러층의 접착층으로 인한 두께 편차가 발생될 수 있고, 그 외에도 이물질 혼입, 수지 필름 간의 공극 및 주름 발생에 의해 터치패널 전체 외관 불량이 유발되는 등 전반적으로 공정수율이 대폭 하락하게 되는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 접착층과 수지필름을 전혀 사용하지 아니함으로써 작업공수를 감소시키고, 불량률 저하로 인한 비용 절감 및 수율 향상을 도모할 수 있는 단일시트형 정전용량 터치패널 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 접착층 및 수지필름을 사용하지 아니함으로써 감도 및 투과율 개선으로 인한 고신뢰성의 터치패널을 구현할 수 있는 단일시트형 정전용량 터치패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 터치패널은, 윈도우패널과; 상기 윈도우패널의 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 적층된 제1 투명 도전층과; 상기 제1 투명 도전층 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 하나 이상 적층된 제2 투명 도전층;을 포함한다.

상기 윈도우패널은 하부에 인쇄층이 형성될 수 있다.

상기 터치패널은 상기 윈도우패널의 하부에 적층되는 투명 코팅층을 더 포함할 수 있다. 즉, 윈도우패널과 제1 투명 도전층의 투명 도전막 사이에 투명 코팅층이 개재될 수 있다. 이와 같이, 접착제 및 별도의 수지필름을 사용하지 않고 직접 윈도우패널상에 순차적으로 투명 도전층을 형성함으로써, 공정수를 줄이고 두께와 감도 및 투과율을 개선한 단일시트형 패널을 제공할 수 있다.

상기 윈도우패널은 PET, PMMA, COC, PC, 유리, 또는 강화유리에서 선택될 수 있다. 상기 투명 코팅층은 BCB 또는 폴리이미드에서 선택될 수 있다.

또한, 상기 투명 도전막은 ITO일 수 있고, 상기 투명 절연막은 OXIDE, BCB, 또는 폴리이미드에서 선택될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 단일시트형 터치패널 제조방법은, (a) 글래스 또는 수지제 필름으로 이루어진 윈도우패널 하부에, 순차로 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제1 투명 도전층을 형성하는 단계와; (b) 상기 제1 투명 도전층 하부에, 순차로 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제2 투명 도전층을 형성하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 (a) 단계에서, 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제1 투명 도전층을 형성하기 전에, 윈도우패널 하부에 투명 코팅층을 적층할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계에서, 투명 도전막과 투명 절연막이 순차로 적층되어 형성되는 제2 투명 도전층은 하나 이상일 수 있다. 즉, 제1 투명 도전층 하부에, 투명 도전막과 투명 절연막을 순차로 적층한 후, 이어서 필요한 만큼 추가로 투명 도전막과 투명 절연막을 순차로 적층할 수 있다.

상기 투명 도전막은 스퍼터링 공정 또는 코팅 공정으로 각각 증착할 수 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 터치패널은 LCD, PDP, EL 등의 평판 디스플레이장치 및 CRT 등과 같은 화상 표시장치에 적용될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 터치패널은, 종래기술에서 사용하던 접착층 및 수지필름을 사용하지 아니함으로써, 작업공수를 대폭 감소시킬 수 있어 제조비용 절감 및 생산성 향상을 꾀할 수 있다.

또한, 접착층 및 수지필름 사용시 발생하는 공정 불량, 즉 접착부에서의 공극 발생 문제, 이물질 혼입 문제를 방지할 수 있고, 두께 편차에 의한 외관 불량이나 접착부 미스 얼라인 문제 등 공정 불량을 줄일 수 있어 수율 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 이한 터치패널은 접착층 및 수지필름을 배제함으로써 전체 두께가 얇아짐은 물론 소수의 부재로 구성됨으로써 감도 및 투과율을 개선할 수 있다.

결론적으로, 본 발명에 의하면, 고신뢰성의 터치패널을 저비용으로 제조할 수 있는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 예시하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 이하에 상술되는 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어 지는 것일 뿐이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 단일시트형 터치패널의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 패널은, 위로부터 아래쪽 순으로, 윈도우패널(10)과, 제1 투명도전층(30)과, 제2 투명도전층(40)을 포함한다.

윈도우패널(10)은 글래스 또는 수지제 필름으로 구성된 기본층(11)으로 이루어져 있다. 바람직하게는 기본층(11) 하부에 인쇄층(12)이 형성될 수 있다.

기본층(11)은 유리 또는 강화유리와 같은 글래스로 이루어져 있을 수도 있고, 또는 PET, PMMA, COC, PC, PI, PEP, PEN 등과 같은 수지제필름으로 이루어질 수도 있다. 상기 인쇄층에는 회사 로고나 광고 문안 등이 인쇄될 수 있다.

윈도우패널(10)의 하부에는, 투명 도전막과 투명 절연막이 순차로 적층되어 구성된 제1 투명 도전층(30)이 형성된다.

이때 윈도우패널(10)의 하부에, 특히 윈도우패널(10)에 인쇄층(12)이 있는 경우에는, 투명 코팅층(20)을 먼저 윈도우패널(10) 하부에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 투명 코팅층(20)은 코팅 등에 의해 윈도우패널(10)의 하부상에 증착 형성할 수 있다. 이 투명 코팅층(20)은 BCB 또는 폴리이미드(polyimide)와 같은 수지계열의 물질이 사용될 수 있다. 윈도우패널(10)의 인쇄층(12)은 미세한 높이 차이를 유발시킬 수 있는데, 투명 코팅층(20)을 증착함으로써 표면을 평탄화시킬 수 있다. 따라서, 제1 투명 도전층(30)을 보다 평평한 표면에 증착시킬 수 있게 된다.

제1 투명 도전층(30)은 윈도우패널(10)의 하부에, 투명 도전막(31)과 투명 절연막(32)이 순차로 적층됨으로써 형성된다. 투명 도전막(31)은 윈도우패널(10)에 코팅되거나 스퍼터링 증착에 의해 소정 두께로 적층되어 형성된다. 바람직하게, 상 기 투명 도전막은 적층시 미리 정해진 패턴형태로 도전막을 패터닝하여 정전전극과 정전절연부를 형성할 수 있다.

투명 절연막(32)은 투명 도전막(31)에 증착 형성되며, OXIDE, BCB, 또는 폴리이미드에서 선택될 수 있다. 이때 투명 절연막(32)은 OXIDE인 것이 바람직하다.

이와 같이 투명 도전막(31)과 투명 절연막(32)이 순차로 적층된 제1 투명 도전층(30) 하부에, 제2 투명 도전층(40)이 적층된다.

제2 투명 도전층(40)은 투명 절연막(32)에 적층되는 투명 도전막(41)과 이어서 적층되는 투명 절연막(42)으로 이루어져 있다. 제2 투명 도전층(40)의 투명 도전막(41)과 투명 절연막(42)은 제1 투명 도전층(30)의 투명 도전막과 투명 절연막과 동일한 재질 및 방법으로 소정 두께로 적층되어 형성된다.

도 2에서는 제2 투명 도전층을 하나만 도시하고 있지만, 제2 투명 도전층(40)은 설계조건에 따라 다수의 층으로 구성될 수 있다. 즉, 투명 절연막(42) 하부에 필요한 만큼 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 추가로 적층될 수 있다. 이러한 구성으로 인해 투명 도전막이 복수로 이루어진 멀티터치패널구조를 실현할 수 있다. 상술한 바와 같이, 투명 절연막은 OXIDE, BCB, 또는 폴리이미드에서 선택될 수 있는데, 특히 최하부에 형성되는 투명 절연막은 BCB 또는 폴리이미드로 형성된 수지계열 물질이 바람직하다.

상기 투명 도전막(31,41)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)가 바람직하게 이용되나, 이에 한정하는 것은 아니며, 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자(PEDOT : poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명 잉크 등이 이용될 수도 있다. 즉, 상기와 같은 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자(PEDOT : poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명 잉크 중 어느 하나를 코팅이나 스퍼터링 방법으로 증착할 수 있다.

본 발명에서는 윈도우패널(10)에 순차적으로 투명 도전막과 투명 절연막을 적층시켜나감으로써 하나의 일체형으로된 터치패널의 구조를 실현할 수 있다. 종래와 같이 OCA로 이루어진 접착층도 불필요하며 투명 도전막을 증착하기 위한 별도의 수지필름도 필요가 없다. 따라서, 접착공정을 없애 공정수를 감소시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일시트형 터치패널 제조방법에 대한 공정도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치패널 제조방법은, 윈도우패널 하부에 제1 투명 도전층을 형성하는 단계(S110) 및 제1 투명 도전층 하부에 제2 투명 도전층을 형성하는 단계(S210)를 포함한다.

상기 단계 S110은 글래스 또는 수지제 필름의 윈도우패널 하부에 투명 도전막 형성 재료를 코팅이나 스퍼터링 증착(S112)한 후 이 투명 도전막에 투명 절연막을 증착(S113)시켜, 제1 투명 도전층을 형성하는 과정이다.

이때, 윈도우패널 하부에 인쇄층이 있는 경우에는 투명 도전막을 증착하기 전에, 투명 코팅층을 먼저 적층(S111)할 수 있다.

상기 단계 S210은 제1 투명 도전층의 투명 절연막에, 투명 도전막 형성 재료를 코팅이나 스퍼터링 증착(S211)한 후 이 투명 도전막에 투명 절연막을 증착(S212)시켜, 제2 투명 도전층을 형성하는 과정이다.

한편, 단계 S210에서, 투명 도전막과 투명 절연막이 순차로 적층되어 형성되는 제2 투명 도전층을 하나 이상으로 할 수 있다. 이를 위해, 투명 절연막과 투명 도전막을 순차로 증착등의 방법으로 적층한 후, 다시 필요한 수만큼 투명 절연막과 투명 도전막을 순차로 적층할 수 있다. 이를 통해 투명 도전막이 복수로 이루어진 멀티터치패널구조를 실현할 수 있다.

상기와 같은 단계들에 의하면, 윈도우패널(10) 하부에 투명 코팅층(20)을 증착한 후(선택적), 순차적으로 투명 도전막을 증착하고 그 위에 투명 절연층을 증착하여 투명 도전층을 형성시킨 후, 다시 투명 도전막을 증착하고 투명 절연층을 증착시키는 과정을 필요한 투명 도전막의 수에 따라 반복하면, 단일시트형 터치패널을 제조할 수 있다.

위와 같은 제조방법에 따르면, 순서대로 투명 도전막과 투명 절연층을 형성하는 것으로 충분하므로, 별도의 접착과정이 필요없어 제조공정이 간단해지고, 또한, 수지필름을 사용하지 않고 직접 투명 도전막을 직접 순차적으로 적층해나가고 있기 때문에 수지필름에 투명 도전막을 형성하는 공정도 생략할 수 있다. 이를 통해 종래와 비교하여 제조공정을 크게 줄일 수 있다.

한편, 상기와 같은 구조 및 방법에 의해 제조된 본 발명의 일 실시예에 의한 단일시트형 터치패널은, 전자수첩이나, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계 발광 표시 패널(Organic Electro Luminescence Display Pannel) 등과 같은 평판 디스플레이장치나 CRT 등에 적용될 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 터치패널 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

도 1은 일반적인 정전용량식 터치패널의 구조를 보인 분해도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 단일시트형 터치패널의 구조를 보인 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일시트형 터치패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10;윈도우패널 11;기본층

12;인쇄층 20;투명 코팅층

30;제1 투명 도전층 31;투명 도전막

32;투명 절연막 40;제2 투명 도전층

41;투명 도전막 42;투명 절연막

Claims

윈도우패널과;

상기 윈도우패널의 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 적층된 제1 투명 도전층과;

상기 제1 투명 도전층 하부에 순차로 투명 도전막과 투명 절연막이 하나 이상 적층된 제2 투명 도전층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 윈도우패널은 하부에 인쇄층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 윈도우패널의 하부에 적층되는 투명 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 윈도우패널은 PET, PMMA, COC, PC, 유리, 또는 강화유리에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 코팅층은 BCB 또는 폴리이미드에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 도전막은 ITO인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 절연막은 OXIDE, BCB, 또는 폴리이미드에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널.
(a) 글래스 또는 수지제 필름으로 이루어진 윈도우패널 하부에, 순차로 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제1 투명 도전층을 형성하는 단계;

(b) 상기 제1 투명 도전층 하부에, 순차로 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제2 투명 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (a) 단계에서, 투명 도전막과 투명 절연막을 적층하여 제1 투명 도전층을 형성하기 전에, 윈도우패널 하부에 투명 코팅층을 적층하는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 (b) 단계에서, 투명 도전막과 투명 절연막이 순차로 적층되어 형성되는 제2 투명 도전층은 하나 이상인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 도전막은 스퍼터링 공정 또는 코팅 공정으로 각각 증착하는 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 윈도우패널은 PET, PMMA, COC, PC, 유리, 또는 강화유리에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 코팅층은 BCB 또는 폴리이미드에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 도전막은 ITO인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투명 절연막은 OXIDE, BCB, 또는 폴리이미드에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 단일시트형 정전용량 터치패널 제조방법.