KR102029724B1 - 전극 부재 및 이를 포함하는 터치 패드 장치 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 전극 부재는, 폴리머를 포함하는 기재; 및 상기 기재 상에 배치되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 상기 전도층 상에 배치되는 도금층을 포함한다.
실시예에 따른 터치 패드 장치는, 입력 위치를 검출하는 터치 영역에 배치되는 전극 부재; 및 상기 전극 부재와 접합되는 회로 기판을 포함하고, 상기 전극 부재는 폴리머를 포함하는 기재; 및 상기 기재 상에 배치되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 상기 전도층 상에 배치되는 도금층을 포함한다.
실시예에 따른 터치 패드 장치는, 입력 위치를 검출하는 터치 영역에 배치되는 전극 부재; 및 상기 전극 부재와 접합되는 회로 기판을 포함하고, 상기 전극 부재는 폴리머를 포함하는 기재; 및 상기 기재 상에 배치되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 상기 전도층 상에 배치되는 도금층을 포함한다.
Description
본 기재는 전극 부재 및 이를 포함하는 터치 패드 장치에 관한 것이다.
최근, 휴대용 컴퓨터의 휴대성이 강조되면서 두께가 얇아지고 있다. 두께가 얇은 휴대용 컴퓨터를 생산하기 위해서는 휴대용 컴퓨터의 본체에 해당하는 부분을 얇게 만들어야 한다.
한편, 휴대용 컴퓨터는 사용자의 손가락 등을 터치하는 터치 패드를 포함하는데, 이를 구현하는 방법은 정전용량방식을 채택한다.
종래 기술의 경우, 기존의 휴대용 컴퓨터에 일반적인 터치 패드를 장착할 경우 두께가 증가한다.
실시예는 두께가 얇고 신뢰성이 향상된 전극 부재 및 이를 포함하는 터치 패드 장치를 제공한다.
실시예에 따른 전극 부재는, 폴리머를 포함하는 기재; 및 상기 기재 상에 배치되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 상기 전도층 상에 배치되는 도금층을 포함한다.
실시예에 따른 터치 패드 장치는, 입력 위치를 검출하는 터치 영역에 배치되는 전극 부재; 및 상기 전극 부재와 접합되는 회로 기판을 포함하고, 상기 전극 부재는 폴리머를 포함하는 기재; 및 상기 기재 상에 배치되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 상기 전도층 상에 배치되는 도금층을 포함한다.
실시예에 따른 전극 부재는 폴리머를 포함하는 기재를 포함한다. 상기 기재가 폴리이미드를 포함함으로써, 전극 부재의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있고, 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전극 부재는 도금층을 포함한다. 상기 도금층을 통해, 전도층의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 추후 상기 전극 부재가 휴대용 컴퓨터의 터치 패드에 적용될 경우, 회로 기판과의 본딩(bonding) 특성이 향상될 수 있다. 즉, 상기 전극 부재와 회로 기판 접합 시, 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하는데, 이때, 상기 도금층을 통해 접합 특성이 향상될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따른 전극 부재에서는 하나의 기재를 두고 양면에 전극이 배치됨으로써, 전극 부재의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 기재 한 층을 제거하여 접착 등의 조립 공정을 단축할 수 있고, 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전극 부재의 단면도이다.
도 2 내지 도 도 6은 다른 실시예에 따른 전극 부재의 단면도들이다.
도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 전극 부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 실시예에 따른 터치 패드 장치의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 도 6은 다른 실시예에 따른 전극 부재의 단면도들이다.
도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 전극 부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 실시예에 따른 터치 패드 장치의 분해 사시도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1을 참조하여, 실시예에 따른 전극 부재를 상세하게 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 전극 부재의 단면도이다.
실시예에 따른 전극 부재(100)는 기재(40), 전극(60) 및 보호층(50)을 포함할 수 있다.
상기 기재(40)는 폴리머를 포함한다. 구체적으로, 상기 기재(40)는 폴리이미드 또는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름이 될 수 있다. 바람직하게, 상기 기재(40)는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 상기 기재(40)가 폴리이미드를 포함함으로써, 전극 부재의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있고, 신뢰성을 향상할 수 있다.
상기 기재(40)의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 일 수 있다. 바람직하게, 상기 기재(40)의 두께는 30 ㎛ 내지 40 ㎛ 일 수 있다.
상기 전극(60)은 상기 기재(40) 상에 배치될 수 있다.
상기 전극(60)은 접착층(10), 전도층(20) 및 도금층(30)을 포함할 수 있다.
상기 접착층(10)은 상기 기재(40)와 접촉할 수 있다. 상기 접착층(10)은 상기 기재(40)와 이 위에 형성되는 전도층(20)과의 접착을 도와준다. 즉, 상기 접착층(10)을 통해 상기 기재(40)와 상기 전극(60)과의 밀착력을 확보할 수 있다.
상기 접착층(10)은 크롬, 티타늄, 니켈, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착층(10)은 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 접착층(10)이 에폭시 수지를 포함할 경우, 추가적인 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 접착층(10)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛ 일 수 있다.
이어서, 상기 전도층(20)은 상기 접착층(10) 상에 배치된다. 상기 전도층(20)을 통해 상기 전극(60)의 전기 전도도를 확보할 수 있다. 또한, 전극(60)의 낮은 비저항을 구현할 수 있다.
상기 전도층(20)은 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함할 수 있다. 이는 기존의 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)을 대체할 수 있는 물질로써 가격 면에서 유리하고, 간단한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 보다 우수한 전기 전도도를 나타낼 수 있어 전극(60) 특성을 향상할 수 있다. 이때, 상기 전도층(20)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛ 일 수 있다.
이어서, 상기 전도층(20) 상에 도금층(30)이 배치된다. 상기 도금층(30)은 상기 전도층(20)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 전도층(20) 및 상기 도금층(30)은 상하로 접촉될 수 있다. 또한, 상기 도금층(30)은 상기 접착층(10) 및 상기 전도층(20)의 측면을 둘러쌀 수 있다.
상기 도금층(30)을 통해, 상기 전도층(20)의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 추후 상기 전극 부재가 휴대용 컴퓨터의 터치 패드에 적용될 경우, 회로 기판과의 본딩(bonding) 특성이 향상될 수 있다. 즉, 상기 전극 부재와 회로 기판 접합 시, 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하는데, 이때, 상기 도금층(30)을 통해 접합 특성이 향상될 수 있다.
상기 도금층(30)은 주석, 구리, 은, 아연, 비스무트, 인듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 도금층(30)은 2원 합금을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 도금층(30)은 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-아연 합금, 주석-비스무트 합금 또는 주석-인듐 합금을 포함할 수 있다.
상기 도금층(30)이 주석-구리 합금을 포함할 때, 상기 구리는 약 0.7 % 포함될 수 있다. 상기 도금층(30)이 주석-은 합금을 포함할 때, 상기 은은 약 3.5 % 포함될 수 있다. 상기 도금층(30)이 주석-아연 합금을 포함할 때, 상기 아연은 약 9 % 포함될 수 있다. 상기 도금층(30)이 주석-비스무트 합금을 포함할 때, 상기 비스무트는 약 16 % 내지 57 % 포함될 수 있다. 상기 도금층(30)이 주석-인듐 합금을 포함할 때, 상기 인듐은 약 52 % 포함될 수 있다.
상기 도금층(30)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛ 일 수 있다.
이어서, 상기 보호층(50)은 상기 전극(60)을 둘러싸면서 배치될 수 있다. 상기 보호층(50)은 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층(50)은 UV 수지, 열경화 수지, 광학 필름 또는 광학 수지를 포함할 수 있다. 이를 통해, 실시예에 따른 전극 부재의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한, 상기 전극(60)이 플렉서블하게 구현될 경우에도 상기 보호층(50)이 상기 전극(60)을 보호할 수 있어 전극(60)의 신뢰성을 향상할 수 있다.
이때, 상기 보호층(50)의 두께(T50)는 0.01 ㎛ 내지 50 ㎛ 일 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 다른 실시예에 따른 전극 부재들을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해서 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 도 2 내지 도 도 6은 다른 실시예에 따른 전극 부재의 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전극 부재(101)에서는, 기재(41) 상에 접착층(11)이 배치되고, 상기 접착층(11)이 상기 기재(41)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 기재(41)의 전면(全面)에 배치된다는 의미는 전도성물질(21)과 기재(41) 사이는 물론 전도성물질(21)이 배치되지 않은 부위의 기재(41) 상부에도 접착층(11)이 배치되어 있는 것을 의미하며, 기재(41) 상부에 접착층(11)이 배치되지 않은 부위기 없어야 됨을 의미하는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전극 부재(102)에서는, 접착층이 생략될 수 있다. 즉, 기재(42) 상에 바로, 전도층(22)이 위치할 수 있다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전극 부재(103)에서는, 기재(40)는 서로 반대되는 제1 면(40a) 및 제2 면(40b)를 포함하고, 앞서 설명한 도 1 형태의 상기 전극(60)이 상기 제1 면(40a) 및 제2 면(40b)의 양면에 배치될 수 있다. 즉, 하나의 기재(40)를 두고 양면에 전극(60)이 배치됨으로써, 전극 부재의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 기재 한 층을 제거하여 접착 등의 조립 공정을 단축할 수 있고, 원가를 절감할 수 있다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전극 부재(104)에서는, 기재(41)의 제1 면(41a) 및 제2 면(41b)에 앞서 설명한 도 2 형태의 전극(61)이 양면에 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전극 부재(105)에서는, 기재(42)의 제1 면(42a) 및 제2 면(42b)에 앞서 설명한 도 3 형태의 전극(62)이 양면에 배치될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 실시예에 따른 전극 부재의 제조방법을 설명한다. 도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 전극 부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 기재(40) 상에 접착물질(10)을 형성할 수 있다. 상기 접착물질(10)은 크롬, 티타늄, 니켈, 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금을 진공증착하여 형성될 수 있다. 일례로, 상기 접착물질(10)은 상기 물질들에 열 또는 전자빔을 가해서 용융 및 증발(evaporation)시켜 증착될 수 있고, 스퍼터링(sputtering)을 이용해서 물리적으로 고체 표면부의 원자들을 떼어 내어 증착될 수도 있다. 또한, 상기 접착물질(10)은 접착수지 또는 접착 에폭시를 라미네이션 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 접착물질(10)은 도금 공정을 통해 형성될 수 있다.
이어서, 상기 접착물질(10) 상에 전도성물질(20)을 형성할 수 있다. 상기 전도성물질(20)은 구리, 알루미늄, 니켈, 주석, 아연, 금, 은 또는 이들의 합금을 진공증착 공정으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전도성물질(20)은 도금 공정으로도 형성될 수 있다. 또한, 상기 전도성물질(20)은 열압착 공정으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면, 상기 접착물질(10) 및 상기 전도성물질(20)을 에칭할 수 있다. 이때, 상기 접착물질(10) 및 상기 전도성물질(20)은 포토레지스트 공정을 통해 에칭될 수 있다. 또한, 회로 식각, wet etching 또는 strip 등의 공정을 통해 에칭될 수 있다.
이어서, 상기 전도성물질(20)의 상면 및 측면에 도금층(30)을 형성할 수 있다. 상기 도금층(30)은 도금층은 주석, 구리, 은, 아연, 비스무트, 인듐 또는 이들의 합금을 무전해 도금법 또는 전해 도금법을 이용하여 형성할 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, 상기 접착물질(11)은 제외하고 상기 전도성물질(21)만을 에칭할 수 있다. 이후, 상기 전도성물질(21)의 상면 및 측면을 둘러싸는 도금층(31)을 형성할 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 도금층(30)을 형성한 이후에 보호층을 더 형성할 수 있다. 상기 보호층은 수지 코팅, UV 경화 또는 수지필름의 열 압착 공정을 통해 형성할 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, 실시예에 따른 터치 패드 장치를 설명한다. 도 10은 실시예에 따른 터치 패드 장치의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 터치 패드 장치는, 휴대용 컴퓨터일 수 있다. 실시예에 따른 터치 패드 장치는 전극 부재(100), 터치 시트(300) 및 회로 기판(200)을 포함한다.
상기 전극 부재(100)는 터치 영역(TA)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 전극 부재(100)는 앞서 설명한 실시예에 따른 전극 부재(100)일 수 있다. 즉, 상기 전극 부재(100)는 폴리머를 포함하는 기재 및 전극을 포함하고, 상기 전극은 전도층 및 도금층을 포함한다. 따라서, 상기 기재가 폴리머, 특히 폴리이미드를 포함함으로써, 터치 패드 장치의 두께를 줄일 수 있다.
상기 전극 부재(100)의 상면에는 터치 시트(300)가 배치된다. 상기 터치 시트(300)는 상기 터치 영역(TA)을 보호할 수 있다. 또한, 상기 터치 시트(300)는 사용자의 터치감을 개선할 수 있다.
이어서, 상기 전극 부재(100)의 하면에 상기 전극 부재(100)와 전기적으로 연결되는 회로 기판(200)을 포함한다. 상기 회로 기판(200)은 인쇄 회로 기판(200)으로써, 터치 패드 장치를 구성하기 위한 각종 부품들이 실장될 수 있다.
이때, 상기 도금층이 상기 회로 기판(200)과 접합될 수 있다. 따라서, 상기 전극 부재(100)와 상기 회로 기판(200) 사이의 본딩(bonding) 특성이 향상될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (17)
- 폴리머를 포함하는 기재;
상기 기재 상에 배치되는 접착층;
상기 접착층 상에 배치되는 전도층;
상기 전도층을 둘러싸며 배치되는 도금층; 및
상기 기재 상에 배치되고, 상기 접착층, 상기 전도층 및 상기 도금층을 둘러싸는 보호층을 포함하고,
상기 접착층은 크롬, 티타늄, 니켈, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하고,
상기 전도층은 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하고,
상기 전도층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛이고,
상기 도금층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛이며,
상기 기재는 상기 접착층, 상기 전도층 및 상기 도금층 사이에서 상기 기재가 노출되는 노출 영역을 포함하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 도금층은 상기 접착층 및 상기 전도층을 둘러싸며 배치되는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 도금층은 주석, 구리, 은, 아연, 비스무트, 인듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 도금층은 2원 합금을 포함하는 전극 부재. - 제4항에 있어서,
상기 도금층은 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-아연 합금, 주석-비스무트 합금 및 주석-인듐 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 도금층은 상기 전도층의 상면 및 측면과 접촉하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 접착층은 상기 기재의 상면과 접촉하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 도금층은 상기 접착층과 접촉하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 기재는 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 접착층, 상기 전도층 및 상기 도금층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 양면에 배치되는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 기재는 폴리이미드를 포함하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 접착층의 측면과 상기 전도층의 측면은 상기 접착층 및 상기 전도층의 두께 방향으로 나란하게 배치되는 전극 부재. - 제 1항에 있어서,
상기 접착층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛인 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 기재는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 전극 부재. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 수지를 포함하는 전극 부재. - 입력 위치를 검출하는 터치 영역에 배치되는 전극 부재; 및
상기 전극 부재와 접합되는 회로 기판을 포함하고,
상기 전극 부재는,
폴리머를 포함하는 기재;
상기 기재 상에 배치되는 접착층;
상기 접착층 상에 배치되는 전도층;
상기 전도층을 둘러싸며 배치되는 도금층; 및
상기 기재 상에 배치되고, 상기 접착층, 상기 전도층 및 상기 도금층을 둘러싸는 보호층을 포함하고,
상기 접착층은 크롬, 티타늄, 니켈, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하고,
상기 전도층은 구리, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하고,
상기 전도층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛이고,
상기 도금층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛이며,
상기 기재는 상기 접착층, 상기 전도층 및 상기 도금층 사이에서 상기 기재가 노출되는 노출 영역을 포함하는 터치 패드 장치 - 제15항에 있어서,
상기 접착층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛인 터치 패드 장치. - 제15항에 있어서,
상기 기재는 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 접착층, 상기 전도층 ? 상기 도금층은 상기 제1 면 및 상기 제2 면의 양면에 배치되는 터치 패드 장치.
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