KR101172113B1 - 터치스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치스크린은, 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 투명 도전성 물질과; 상기 투명 도전성 필름에 진공 증착된 금속층을 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면 연성이 우수하고 제조공정을 단순화할 수 있는 터치스크린 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

터치패널, 터치스크린, ITO

Description

터치스크린 및 그 제조방법{TOUCH SCREEN AND METHOD OF MANUFACTUREING THE SAME}

본 발명은 터치스크린 및 그 제조방법에 관한 것이다.

터치스크린은 손가락이나 터치펜을 근접시키거나 접촉하는 경우 그 위치를 감지할 수 있는 장치로서, 영상 표시 장치의 화면에 설치되어 손쉽게 정보를 입력할 수 있도록 한다.

이러한 터치스크린은 투명전극을 이용하여 손이나 펜을 이용한 터치 입력을 감지한다. 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 산화물 필름에 금속막을 배선하여 형성할 수 있다.

통상적으로, ITO 필름에 배선을 형성하기 위해서는 ITO 상에 금속 배선을 인쇄하여 건조하는 스크린 프린팅 기술이 사용되고 있다.

그런데, 종래의 터치스크린의 배선공정은, 공정이 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 터치스크린의 배선공정은, 금속막의 두께가 두껍게 형성될 수 있는데, 금속막이 두꺼운 경우 터치스크린의 연성이 약화 되고 밀착력이 감소하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는, 연성이 우수하고 제조공정을 단순화할 수 있는 터치스크린 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의한 터치스크린은, 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 투명 도전성 물질과; 상기 투명 도전성 필름에 진공 증착된 금속층을 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 터치스크린의 제조방법은, ITO 필름의 수축방지를 위한 열처리하는 단계와; 상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리 하는 단계와; 상기 전처리된 ITO 필름에 금속층을 증착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 연성이 우수하고 제조공정을 단순화할 수 있는 터치스크린 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 및 그 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린은, 연성 플라스틱 필름(10)의 상면에 증착된 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 필름(20)과, 투명 도전성 필름(20)에 증착된 전도체층(30)을 포함한다.

연성 플라스틱 필름(10)은 기재로서, PES, PC, PE, PI, Acryl 등의 필름이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 PET(Polyethylene terephthalate)필름(10)을 사용하는 경우를 예시하기로 한다. 여기서, PET 필름(10)은 100~ 150℃ 영역에서는 수축을 하는 특성이 있다. 이에, 투명 도전성 필름(20)이 증착된 PET 필름(10)을 터치스크린 제작에 사용하는 경우, 상하판의 합착 공정을 위한 열처리 시 PET 필름(10)의 수축으로 인해 배열(align)이 불일치하게 되는 문제점이 있다. 따라서, PET 필름(10)을 150℃ 부근에서 90분간 열처리 하여 필름의 수축을 미리 발생시키는 풀림(annealing) 공정을 수행함으로써, 금속층 증착과 후공정에서 발생할 수 있는 수축을 제거하는 것이 바람직하다.

ITO 필름(20)에는 전도체층(30)이 증착된다. 터치스크린이 저항막 또는 정전용량 방식으로 동작하는 경우, ITO 필름(20)면은 터치를 감지하는 기능을 하게 되고 전도체층(30)은 전하가 이동하는 전극으로 사용된다. 이에, 전도체층(30)은 ITO 필름(20)보다 저항값이 낮은 전도성 금속을 이용하여 형성한다. 전도체층(30)은 Ag, Cu, Au, Al 등 전도성이 우수한 금속을 RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 등의 진공증착 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 이러한 전도체층(30)은 터치스크린의 감도에 직접적인 영향을 미치게 되므로, 저항값이 0.1Ω/□(square) 이하로 조절될 수 있도록, 증착 금속 및 두께를 조절할 수 있다.

한편, 전도체층(30)을 진공증착 기술을 이용하여 증착하는 경우, ITO 필름(20)과 전도체층(30)의 밀착력을 개선하기 위해, ITO 필름(20) 표면의 불순물을 플라즈마 또는 이온 빔을 이용하여 제거하는 전처리 과정을 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린은, PET 필름(10)에 증착된 ITO 필름(20)에 금속층을 복층으로 형성하여 버퍼층(40)과 전도체층(30)으로 활용할 수 있다.

금속층(30, 40)을 증착할 시에는 플라즈마 처리 또는 이온 빔 조사 등의 방법을 이용하여 ITO 필름(20)의 표면을 전처리한 후, 금속층(30, 40)을 증착함으로써, ITO 필름(20) 표면의 손상을 방지하고 금속층(30, 40)의 밀착력과 전도도를 향상시킬 수 있다.

ITO 필름(20)에 직접 증착되는 버퍼층(40)은 ITO 필름(20)과 금속층(30, 40) 간의 밀착력을 향상 시킨다. 이에, 버퍼층(40)은 Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 등의 물질을 사용할 수 있으며, 전도체층(30)은 버퍼층(40)과 밀착력 및 전도도가 우수한 물질을 선택할 수 있다.

ITO 필름(20)에 직접 증착되는 버퍼층(40)은 ITO 필름(20)과 금속층 간의 밀착력을 향상 시킨다. 이에, 버퍼층(40)은 Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 등의 물질을 사용할 수 있으며, 전도체층(30)은 버퍼층(40)과 밀착력 및 전도도가 우수한 물질을 선택할 수 있다.

버퍼층(40)과 전도체층(30)의 설계조건과 그에 따른 밀착력 및 전도도는 다 음의 [표 1]과 같다.

	버퍼층	전도체층	전도도 (면저항,Ω/□)	밀착력 (kgf/cm)
실험1	Mo, 100Å	Ag, 800Å	1.50	0.95
실험2	Ni-Cr, 100Å	Ag, 800Å	1.48	0.98
실험3	Ni-Cr, 100Å	Cu, 1000Å	1.10	0.97
실험4	0	Ag, 1000Å	0.88	0.3
실험5	0	Cu, 1000Å	0.94	0.34

상술한 <표>와 같이, 버퍼층(40)으로 Mo을 100Å 두께로 증착하고 전도체층(30)으로 Ag를 800Å 두께로 증착하여 Mo/Ag 증착 ITO 필름(20)을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 전도도 및 밀착력은 1.50 Ω/□, 0.95 kgf/cm로 측정된다.

또한, 버퍼층(40)으로 Ni-Cr을 100Å 두께로 증착하고, 전도체층(30)으로 Ag를 800Å 두께로 증착하여 Ni-Cr/Ag 증착 ITO 필름(20)을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 전도도 및 밀착력은 1.48 Ω/□, 0.98 kgf/cm로 측정된다.

버퍼층(40)으로 Ni-Cr을 100Å 두께로 증착하고, 전도체층(30)으로 Cu를 1000Å 두께로 증착하여 Ni-Cr/Cu 증착 ITO 필름(20)을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 전도도 및 밀착력은 1.10 Ω/□, 0.97 kgf/cm로 측정된다.

그리고, 실험 4 및 실험 5와 같이 전도체층(30)만을 형성하는 경우, 전도도 및 밀착력은 각각, 0.88 Ω/□, 0.3 kgf/cm 와 0.94 Ω/□, 0.34 kgf/cm로 측정된다.

이상 실험결과를 통해 알 수 있듯이, 버퍼층이 형성되는 경우 밀착력이 확연하게 개선되는 것을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제조방법의 흐름도이다

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 터치스크린을 제조하는 경우, 먼저, ITO 필름(20)이 증착된 PET필름(10)을 열처리한다(S110).

금속층의 밀착력을 향상시키기 위해 플라즈마 또는 이온 빔을 이용하여 ITO 필름(20)의 표면을 전처리 한다(S120). 여기서, 이온 빔 발생을 위한 반응성 가스로서 O₂, O₃, N₂, N₂O, NO₂, CO₂ 중에서 선택될 수 있고, 또는, 불활성 가스 Ar, Kr, Xe, Ne 중에서 하나를 선택할 수 있다. 또한, 반응성 가스나 불활성 가스 단독 또는 혼합하는 상태에서 적용할 수 있다. 그리고 이온 빔의 조사량은 1X10¹⁵/cm²~1X10¹⁸/cm² 의 범위에서 사용할 수 있다.

전처리 된 ITO 필름(20)에 제1금속층인 버퍼층(40)을 증착한다(S130). 버퍼층(40)은 Ni, Cr, Ni-Cr, Ti, Sn, Mo 등의 금속을 RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 기술 등의 진공증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다.

제1금속층에 전도체층(30)인 제2금속층을 증착한다(S140). 전도체층(30)은 Ag, Cu, Au, Al 등의 금속을 RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 기술 등의 진공증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린의 단면도.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제조방법의 흐름도.

Claims (11)

1. 연성 플라스틱 필름의 상면에 증착된 투명 도전성 물질과;

   상기 투명 도전성 필름에 진공 증착된 금속층을 포함하고,

   상기 금속층은,

   Mo 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나로 구성되는 버퍼층을 포함하는 터치스크린.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연성 플라스틱 필름은,

   PET, PES, PC, PE, PI, Acryl 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치스크린.
3. 제1항에 있어서,

   상기 금속층은,

   Ag, Cu, Au, Al 중 적어도 어느 하나로 구성되는 전도체층을 포함하는 터치스크린.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 금속층은,

   RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 기술 중 적어도 어느 하나를 이용한 진공 증착되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
6. ITO 필름의 수축방지를 위한 ITO 필름이 형성된 PET 필름을 열처리하는 단계와;

   상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리 하는 단계와;

   상기 전처리된 ITO 필름에 금속층을 진공 증착하는 단계를 포함하고,

   상기 금속층을 진공 증착하는 단계는 Mo 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 어느 하나를 진공 증착하여 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리 하는 단계는,

   O₂, O₃, N₂, N₂O, NO₂, CO₂ 중 적어도 어느 하나를 이용한 이온 빔을 발생시켜 전처리 하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 ITO 필름의 표면의 불순물을 제거하여 전처리 하는 단계는,

   Ar, Kr, Xe, Ne 중 적어도 어느 하나를 이용한 플라즈마를 발생시켜 전처리 하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 전처리된 ITO 필름에 금속층을 진공 증착하는 단계는,

   Ag, Cu, Au, Al 중 적어도 어느 하나를 진공 증착하여 전도체층을 형성하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.
10. 삭제
11. 제6항에 있어서,

    상기 전처리된 ITO 필름에 금속층을 진공 증착하는 단계는,

    RF 스퍼터, DC 스퍼터, CVD 기술 중 적어도 어느 하나를 이용하여 진공 증착하는 단계를 포함하는 터치스크린의 제조방법.

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