KR20140057813A - 터치 스크린 패널의 제조 방법 - Google Patents

터치 스크린 패널의 제조 방법 Download PDF

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KR20140057813A
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박대출
김승국
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 (S1) 터치 스크린 패널용 윈도우 기판에 홀을 형성하는 단계; (S2) 상기 홀에 경화성 수지 조성물로 채우고 경화시켜 윈도우 기판의 표면을 평탄화하는 단계; (S3) 상기 윈도우 기판의 일면에 터치 스크린 패널의 적층 구조를 형성하는 단계; 및 (S4) 상기 홀에 대응하는 영역의 적층 구조 및 상기 홀 내부의 경화된 수지 조성물을 제거하는 단계;를 포함함으로써, 적층 구조 형성 시 인쇄불량을 방지할 수 있는 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

터치 스크린 패널의 제조 방법 {METHOD OF PREPARING TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로 터치 스크린은 손으로 접촉(touch)하면 그 위치를 입력 받도록 하는 특수한 입력장치를 장착한 스크린이다.
이러한 터치 스크린은 키보드를 사용하지 않고 스크린에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록, 화면에서 직접 입력자료를 받을 수 있게 한 것으로 다층으로 적층되어 구성된다.
이러한 터치 스크린은 종래 ITO필름과 윈도우 기판을 별도 공정으로 제조하여 접착함으로써 터치 스크린이 완성되었으나, 최근에는 윈도우와 ITO필름을 일련의 과정을 통해 일체로 제작하는 방법이 주를 이루고 있다.
통상적인 터치 스크린 패널은 도 1에 도시된 바와 같이 최외면에 윈도우 기판이 배치되고, 윈도우 기판은 전면에 화상이 보이는 투명한 영상센서의 표시부와, 이 영상센서의 표시부를 둘러싼 비표시부로 구분된다. 영상센서의 표시부는 손가락 등에 의한 터치 입력을 받아들이는 영역이고, 비표시부는 불투명한 도전성 배선 패턴 및 각종 회로들을 은폐하는 기능을 하며, 필요에 따라 휴대폰 메이커의 상표나 로고 등을 인쇄하게 된다. 도 1을 기준으로 윈도우 기판의 하면에는 터치 스크린 패널을 형성하기 위한 여러 층들이 적층되어 터치 스크린 패널을 형성하게 된다.
종래에 비표시부에 인쇄되는 상표나 로고 등이 나타나게 하기 위해서, 비표시부에 해당하는 영역에 형성되는 윈도우 기판 상의 비전도성 차광 패턴에서 해당 부분을 제거한 홀을 형성하고 인쇄용 잉크를 채우는 방법을 사용하였다.
보다 구체적으로는, 비전도성 차광 패턴 상에는 각종 전극 패턴, 절연층 등의 적층 구조체가 형성되므로, 비전도성 차광 패턴 상에 홀을 형성하고 난 후 상기 적층 구조체 중 상기 홀에 쌓인 부분을 다시 제거하고 인쇄용 잉크를 채우게 된다.
하지만, 종래의 방법을 따르면 홀 부분에 쌓인 적층 구조체가 완전히 제거되지 않으면 홀에 채워지는 인쇄용 잉크가 변색되거나 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 비전도성 차광 패턴에 형성되는 인쇄 패턴의 인쇄 불량을 방지하고 시인성을 향상할 수 있는 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. (S1) 터치 스크린 패널용 윈도우 기판 상에 형성된 비전도성 차광 패턴에 홀을 형성하는 단계; (S2) 상기 홀에 경화성 수지 조성물로 채우고 경화시켜 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화하는 단계; (S3) 상기 비전도성 차광 패턴 상에 터치 스크린 패널의 적층 구조를 형성하는 단계; 및 (S4) 상기 홀에 대응하는 영역의 적층 구조 및 상기 홀 내부의 경화된 수지 조성물을 제거하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
2. 위 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성된 터치 스크린 패널의 제조방법.
3. 위 2에 있어서, 상기 유리는 강화처리된 유리인 터치 스크린 패널의 제조방법.
4. 위 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 포토 레지스트 조성물인 터치 스크린 패널의 제조방법.
5. 위 4에 있어서, 상기 포토 레지스트 조성물은 알칼리 가용성 수지, 감광성 화합물, 중합개시제 및 유기 용매를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
6. 위 1에 있어서, 상기 비전도성 차광 패턴은 차광제, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합개시제 및 용제를 포함하는 비전도성 패턴 형성용 조성물로 형성되는 터치 스크린 패널의 제조방법.
7. 위 1에 있어서, 상기 적층 구조는 전극 패턴 및 절연층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 층을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
8. 위 7에 있어서, 상기 전극패턴은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT) 및 금속와이어로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성되는 터치 스크린 패널의 제조방법.
9. 위 1에 있어서, (S4) 단계 후에 노출된 홀에 인쇄용 잉크 조성물을 채우는 단계를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
본 발명의 터치 스크린 패널의 제조 방법은 비전도성 차광 패턴의 홀 부분을 경화성 수지 조성물로 채운 후에 적층 구조를 형성하므로, 적층 구조체의 잔류물들이 홀에 존재하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 터치 스크린 패널이 적용된 일 예시인 휴대폰의 개략적인 사시도이다.
본 발명은 ((S1) 터치 스크린 패널용 윈도우 기판 상에 형성된 비전도성 차광 패턴에 홀을 형성하는 단계; (S2) 상기 홀에 경화성 수지 조성물로 채우고 경화시켜 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화하는 단계; (S3) 상기 비전도성 차광 패턴 상에 터치 스크린 패널의 적층 구조를 형성하는 단계; 및 (S4) 상기 홀에 대응하는 영역의 적층 구조 및 상기 홀 내부의 경화된 수지 조성물을 제거하는 단계;를 포함함으로써, 적층 구조체의 잔류물들이 비전도성 차광 패턴의 홀에 존재하는 것을 방지할 수 있는 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판 상에 형성된 비전도성 차광 패턴에 홀을 형성한다(S1).
본 발명에 있어서 터치 스크린 패널용 윈도우 기판으로는 터치 스크린 패널을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 크고, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있도록 하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 당분야에서 사용되는 윈도우 기판이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 윈도우 기판은 강화처리된 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 강화처리된 유리일 수 있다.
윈도우 기판이 준비되면, 위도우 기판 중 비표시부에 해당하는 영역의 일면에 비전도성 차광 패턴을 형성한다. 비전도성 차광 패턴은 불투명한 도전성 배선 패턴 및 각종 회로들을 은폐하는 비표시부의 기능을 구현하게 된다.
비전도성 차광 패턴은 차광제, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합개시제, 용제 등을 포함하는 비전도성 차광 패턴 형성용 조성물로 형성될 수 있다.
차광제로는 당분야에서 사용되는 차광제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 착색제, 카본 블랙, 아닐린 블랙, 산화크롬, 산화철, 티탄블랙(titan black) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
착색제로는 사용자가 요구하는 색상을 구현하기 위해 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 적색, 녹색, 청색의 염료·안료; 조색용의 황색, 오렌지, 바이올렛, 브라운 등의 염료·안료; 카본 블랙 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
착색제는 필요에 따라 금속 가루, 백색 안료, 형광 안료 등을 더 포함할 수 있다.
안료는 무기 안료 또는 유기 안료일 수 있다.
무기 안료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 황산바륨, 황산납, 산화티탄, 황색납, 벵갈, 산화 크롬, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
유기 안료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 이하에 C.I.(컬러 인덱스) 번호로 열거된 안료를 들 수 있다.
황색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 55, 65, 73, 74, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 100, 101, 105, 108, 109, 110, 116, 120, 127, 128, 129, 133, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 180, 185, 193, 194, 202 등을 들 수 있다.
오렌지 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 오렌지 1, 2, 5, 13, 16, 17, 19, 22, 24, 34, 36, 38, 39, 43, 46, 48, 61, 62, 64, 65, 67, 69, 73, 77 등을 들 수 있다.
적색 안료로는 예를 들면, C.I.피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 17, 22, 23, 31, 37, 38, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 49, 50:1, 52:1, 53, 57:1, 58:4, 60, 63, 64, 68, 81, 88, 90:1, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 150, 151, 166, 168, 170, 175, 176, 177, 178, 179, 181, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 202, 207, 208, 209, 214, 216, 220, 221, 224, 242, 243, 245, 247, 254, 255, 264, 272 등을 들 수 있다.
바이올렛 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 바이올렛 1, 2, 3, 5, 19, 23, 29, 31, 32, 37, 39, 50 등을 들 수 있다.
청색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 블루 1, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17, 25, 56, 60, 66, 75, 79 등을 들 수 있다.
녹색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 그린 2, 7, 8, 13, 36, 54 등을 들 수 있다.
브라운 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 브라운 1, 22, 23, 25, 27 등을 들 수 있다.
흑색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 블랙 1, 7, 31, 32 등을 들 수 있다.
염료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 퀴논이민계 염료, 퀴놀린계 염료, 니트로계 염료, 카르보닐계 염료, 메틴계 염료 등을 들 수 있다.
아조계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.액시드 옐로우 11, C.I.액시드 오렌지 7, C.I.액시드 레드 37, C.I.액시드레드 180, C.I.액시드 블루 29, C.I.다이렉트 레드 28, C.I.다이렉트 레드 83, C.I.다이렉트 옐로우 12, C.I.다이렉트 오렌지 26, C.I.다이렉트 그린 28, C.I.다이렉트 그린 59, C.I.리액티브 옐로우 2, C.I.리액티브 레드17, C.I.리액티브 레드 120, C.I.리액티브 블랙 5, C.I.디스퍼스 오렌지 5, C.I.디스퍼스 레드 58, C.I.디스퍼스 블루 165, C.I.베이직 블루 41, C.I.베이직 레드 18, C.I.모르단트 레드 7, C.I. 모르단트 옐로우 5, C.I.모르단트 블랙 7 등을 들 수 있다.
안트라퀴논계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.바트 블루 4, C.I.액시드 블루 40, C.I.액시드 그린 25, C.I.크리아티브 블루 19, C.I.크리아티브 블루 49, C.I.디스퍼스 레드 60, C.I.디스퍼스 블루 56, C.I.디스퍼스 블루 60 등을 들 수 있다.
프탈로시아닌계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.패드 블루 5 등을 들 수 있다.
퀴논 이민계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.베이직 블루 3, C.I.베이직 블루 9 등을 들 수 있다.
퀴놀린계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.솔벤트 옐로우 33, C.I.액시드 옐로우 3, C.I.디스퍼스 옐로우 64 등을 들 수 있다.
니트로계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.액시드 옐로우 1, C.I.액시드 오렌지3, C.I.디스퍼스 옐로우 42 등을 들 수 있다.
상기 예시된 염료, 안료 및 카본블랙의 구체적인 예를 들면, 미쓰비시 카본블랙M1000, 미쓰비시 카본블랙 MA-100, 미쓰비시 카본블랙 #40, 빅토리아 퓨어 블루(42595), 오라민 O(41000), 카틸론브릴리언트플라빈(베이직13), 로다민 6GCP(45160), 로다민 B(45170), 사쿠라닌 OK 70:100(50240), 에리오글라우신 X(42080), NO．120/리오놀옐로우(21090), 리오놀옐로우 GRO(21090), 시뮬러 패스트 옐로우GRO(21090), 시뮬러 패스트 옐로우 8GF(21105), 벤지딘 옐로우 4J-564D(21095), 패리오톨 옐로우 L0960(피그먼트 옐로우 139), 옐로우 피그먼트 E4-GN(피그먼트 옐로우 150유도체), 시뮬러 패스트 레드 4015(12355), 리오놀 레드 7B4401(15850), 패스토겐 블루 JGR-L(74160), 리오놀 블루 SM(26150), 리오놀 블루 ES(피그먼트 블루15:6, 피그먼트 블루 1536), 리오노겐 레드 GD(피그먼트 레드 168, 피그먼트 레드 108), 크로모프탈 레드 A2B(피그먼트 레드 177), 일가포어 레드 B-CF(피그먼트 레드 254), 헬리오겐 그린 L8730(피그먼트그린 7), 리오놀그린 2YS(피그먼트 그린 36) 등을 들 수 있다.
바인더 수지는 패턴 지지체 역할을 하는 것으로서, 카르복실기를 갖는 단량체와 불포화 결합을 갖는 단량체의 공중합체일 수 있다.
카르복실기를 갖는 단량체는 분자 내에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 카르복실산으로서, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 모노카르실산; 푸마르산, 메타콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산 및 이들의 무수물 등을 들 수 있다.
불포화 결합을 갖는 단량체는 카르복실기를 갖는 단량체와 공중합 가능한 불포화 이중결합을 갖는 단량체라면 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르 화합물; 아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산의 비치환 또는 치환 알킬에스테르 화합물; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헵틸(메타)아크릴레이트, 시클로옥틸(메타)아크릴레이트, 시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥세닐(메타)아크릴레이트, 시클로헵테닐(메타)아크릴레이트, 시클로옥테닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물; 3-메틸-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-(메타)아크릴옥시에틸옥세탄 등의 열경화 가능한 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 글리시딜 카르복실산 에스테르 화합물; 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트 등의 방향환을 갖는 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물; 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물, 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르; (메타)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
공중합체의 예로는 3-에틸-3-메타크릴옥시메틸옥세탄/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시메틸옥세탄/벤질메타크릴레이트/메타크릴산/스티렌 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시메틸옥세탄/메틸메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸옥세탄/메틸메타크릴레이트/메타크릴산/스티렌공중합체 등을 들 수 있다.
중합성 화합물은 특별히 한정되지 않고 당해 분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 열에 의해 경화되는 에폭시기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
에폭시기를 포함하는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 (메타)아크릴레이트기 구조를 가지는 경화성 모노머를 들 수 있다.
에폭시 (메타)아크릴레이트기 구조를 가지는 경화성 모노머는 시판되는 화합물에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 분자내 2개의 에폭시 아크릴레이트기를 가지고 있거나, 분자 내 4개의 에폭시 아크릴레이트기를 가지고 있는 화합물을 들 수 있다.
중합 개시제는 특별히 한정되지 않고 당해 분야에서 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있으며, 예를 들면 트리아진계화합물, 아세토페논계 화합물, 크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 이미다졸계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 중합 개시제의 예를 들면, 2,4-비스트리클로로메틸-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진, 2-p-메톡시스티릴-4,6-비스트리클로로메틸-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-4-메틸나프틸-6-트리아진, 벤조페논, p-(디에틸아미노)벤조페논, 2,2-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, 2-메틸티오크산톤, 2-이소부틸티오크산톤, 2-도데실티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,2-비스-2-클로로페닐-4,5,4,5-테트라페닐-2-1,2-비이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
용제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등의 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르; 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트 등의 알킬렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 등의 알킬렌 글리콜 알킬 에테르; 에틸 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 메톡시펜틸 아세테이트 등의 (알콕시)알킬 에스테르; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소; 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥산온 등의 케톤; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌 글리콜, 글리세린 등의 알코올 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
비전도성 차광 패턴은 두께는 1 내지 10㎛일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 5㎛ 일 수 있다. 비전도성 차광 패턴의 두께가 상기 범위 내인 경우 기기 내부의 기판, 배선 등을 보이지 않도록 은폐 및 차광효과를 가지면서도 전극 패턴층의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며 얇은 터치 스크린 패널을 제조할 수 있다.
비전도성 차광 패턴이 형성되면, 특정 회사의 로고나 상표, 기타 필요한 인쇄 패턴 등을 위해 필요한 부분에 홀(hole)이 형성된다. 홀을 형성하는 방법은 레이저 가공, 습식 에칭 등 당분야에 알려진 방법을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 홀에 경화성 수지 조성물로 채우고 경화시켜 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화한다(S2).
홀을 채우는 경화성 수지 조성물은 가공성, 접착성 등을 고려하여 채택할 수 있다. 경화성 수지 조성물로는 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물을 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용가능한 경화성 수지 조성물의 대표적인 예로는 포토 레지스트 조성물을 들 수 있다. 포토레지스트 조성물은 원하는 패턴을 용이하게 형성할 수 있으므로 바람직하다. 당분야에서 사용되는 포토레지스트 조성물이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 포지티브형 또는 네거티브형 제한 없이 사용될 수 있다.
통상적으로 포지티브형 포토레지스트 조성물은 알칼리 가용성 수지, 감광성 화합물, 광중합개시제, 유기 용매 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알칼리 가용성 수지는 당분야에서 통상적으로 사용하는 알칼리 가용성 수지라면 제한없이 사용될 수 있다. 사용 가능한 알칼리 가용성 수지로는 예를 들면, 노볼락 수지, 페놀성 히드록시기를 갖는 비닐중합체, 카르복시기를 갖는 비닐 중합체 등을 들 수 있으며, 이 중에서 노볼락 수지가 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 노볼락 수지는 페놀 화합물과 알데히드 화합물을 부가-축합반응시켜 얻어질 수 있다. 페놀 화합물과 알데히드 화합물 간의 부가-축합 반응은 산 촉매 존재 하에 통상의 방법으로 실시될 수 있다.
감광성 화합물은 당분야에서 통상적으로 사용하는 감광성 화합물이라면 제한없이 사용될 수 있으나, 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물과 퀴논디아지드 술폰산 화합물의 에스테르 화합물인 것이 바람직하다.
상기 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물로서 구체적인 예를 들면, 2,3,4,4’-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 2,3,4’,4-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,2’,4’-펜타히드록시벤조페논, 트리스(4-히드록시페닐)메탄, 1,3,5-트리스(4-히드록시a-디메틸벤질)벤젠, 1,1-비스-4-히드록시페닐-1-4-1-4-히드록시페닐 1-메틸에틸 페닐 에탄 및 2-(3,4-디히드록시페닐)-2-(4-히드록시페닐)프로판 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 퀴논디아지드 술폰산 화합물은 o-퀴논디아지드 술폰산인 것이 바람직하다. 상기 o-퀴논디아지드 술폰산은 구체적인 예를 들면, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물과 퀴논디아지드 술폰산 화합물의 에스테르 화합물의 구체적인 예로는 적어도 3개의 히드록시기를 가지는 페놀성 폴리히드록시 화합물, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산의 에스테르 화합물 등을 들 수 있다.
유기용매의 구체적인 예로는 에틸셀로솔브 아세테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트와 같은 글리콜 에테르 에스테르; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르와 같은 글리콜 에테르; 에틸 락테이트, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트 및 에틸 피루베이트와 같은 에스테르; 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 2-헵타논 및 시클로헥사논과 같은 케톤; γ-부티로락톤과 같은 시클릭 에스테르; 3-메톡시-1-부탄올 등과 같은 알코올 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광중합 개시제는 당분야에서 사용하는 광중합 개시제를 특별한 제한 없이 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있다.
통상적인 네가티브형 포토레지스트 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합개시제, 유기 용매 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알칼리 가용성 수지는 알칼리성 현상액에 용해 가능한 수지라면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 알칼리 가용성 수지는 산 작용기를 포함하는 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합 단량체 및 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 중합 단량체의 공중합체, 상기 공중합체에 추가로 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물을 반응시켜서 얻어진 광중합성 불포화 결합을 함유하는 중합체 또는 내지 의 공중합체를 사용할 수 있다.
광중합성 화합물은 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이면 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 단관능 광중합성 화합물, 2관능 광중합성 화합물 또는 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물 등을 들 수 있다.
광중합 개시제는 상기 한 분자내에 2개 이상의 광활성 옥심 에스테르 골격을 갖는 화합물 이외에 제한되지 않으나 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우 감광성 수지 조성물은 고감도이고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 스페이서는 열 안정성이 우수해진다.
네가티브형 포토레지스트 조성물에 함유되는 유기 용매는 특별히 제한되지 않으며 감광성 수지 조성물의 분야에서사용되고 있는 각종 유기 용매를 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르,디에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 3-메톡시-1-부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린, 3-메톡시부탄올 등의 알코올류, 3- 에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
경화성 수지 조성물이 준비되면, 비전도성 차광 패턴의 표면이 평평해지는 높이까지 경화성 수지 조성물로 홀을 채운 후 경화시켜 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화한다. 경화 과정에서 수지 조성물의 높이가 달라지면, 낮아진 부분은 수지 조성물을 더 채우고 높아진 부분은 연마 등의 후공정을 통해 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화한다.
이러한 평탄화 단계를 수행함으로써, 후에 수행되는 각종 층들의 형성이 매우 용이하고, 불량 없이 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 비전도성 차광 패턴 상에 터치 스크린 패널의 적층 구조를 형성한다(S3).
상기 비전도성 차광 패턴의 표면이 평탄화된 후에는, 그 일면에 터치 스크린 패널을 제조하기 위한 여러 층들이 적층된 적층 구조를 형성한다. 이러한 적층 구조는 터치 스크린 패널의 구체적인 용도 등에 따라 당분야에 알려진 적층 구조를 제한 없이 채택될 수 있다. 예를 들면, 전극 패턴, 절연층 등이 적어도 1층 이상씩 사용되어 다양한 순서로 적층된 구조를 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전극 패턴은 영상센서의 터치 영역인 표시부에 손가락을 접촉시키면 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해서 전기신호로 연결하는 역할을 한다.
전극 패턴 형성에 사용되는 도전성 물질은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 금속와이어 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
금속와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은(Ag), 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
전극 패턴 중 비표시부 대응 영역 상에 전극 패턴 회로가 형성될 수 있다. 전극 패턴 회로는 윈도우 기판 표시부의 터치에 의해 전극 패턴에서 발생하는 전기적 신호를 FPCB, IC chip 등으로 전달하는 역할을 한다. 전극 패턴 회로는 전극 패턴과 동일한 재질로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
그 다음으로, 비산방지막을 형성할 수 있다. 비산방지막은 상기 각 패턴을 보호하고 윈도우 기판이 파열될 때 비산되는 것을 방지하는 역할을 한다.
비산방지막의 재질은 내구성을 제공하고 투명한 재질이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 PET(polyethylen terephthalate)일 수 있다.
비산방지막의 형성방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 옵셋 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅, 임프린팅(imprinting) 방법 등을 들 수 있다.
다음으로, 전극 패턴 회로에 인쇄 회로 기판의 단자를 연결한다. 인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 사용될 수 있는데, 예를 들어 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
다음으로, 상기 홀에 대응하는 영역의 적층 구조 및 상기 홀 내부의 경화된 수지 조성물을 제거한다(S4).
홀에 대응하는 영역의 적층 구조의 제거는 예를 들면, 적층 구조를 형성하는 금속, 금속 산화물, 유기물 등을 식각할 수 있는 식각액을 사용하여 수행될 수 있다. 구체적으로는 적층 구조의 각 층별 패턴을 형성하는 방법과 마찬가지로 홀에 대응하는 영역만을 노출시키는 마스크를 배치한 후, 식각액을 사용하여 홀에 대응하는 영역의 적층구조를 제거할 수 있다. 또한, 경화된 경화성 수지 조성물 역시 사용된 조성물의 구체적인 종류에 따라 알려진 제거제를 사용하여 제거한다. 예를 들어 포토 레지스트 조성물을 사용한 경우에는 과산화수소 등을 포함한 레지스트 제거용 조성물로 제거할 수 있다.
제거 공정을 통해 홀이 다시 노출되면, 노출된 홀에 요구되는 인쇄용 잉크 조성물을 채우는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정 회사의 로고나 상표, 기타 필요한 인쇄 패턴 등을 위한 인쇄용 잉크를 사용할 수 있다.
상기와 같은 단계를 포함하는 본 발명의 터치 스크린 패널의 제조 방법은 비전도성 차광 패턴에 전극 패턴이나 절연층 등의 잔류물이 존재할 여지가 없으므로, 그로 인한 변색 및 시인성 저하 등의 문제점 발생을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. (S1) 터치 스크린 패널용 윈도우 기판 상에 형성된 비전도성 차광 패턴에 홀을 형성하는 단계;
    (S2) 상기 홀에 경화성 수지 조성물로 채우고 경화시켜 비전도성 차광 패턴의 표면을 평탄화하는 단계;
    (S3) 상기 비전도성 차광 패턴 상에 터치 스크린 패널의 적층 구조를 형성하는 단계; 및
    (S4) 상기 홀에 대응하는 영역의 적층 구조 및 상기 홀 내부의 경화된 수지 조성물을 제거하는 단계;
    를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성된 터치 스크린 패널의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 유리는 강화처리된 유리인 터치 스크린 패널의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물은 포토 레지스트 조성물인 터치 스크린 패널의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 포토 레지스트 조성물은 알칼리 가용성 수지, 감광성 화합물, 중합개시제 및 유기 용매를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 비전도성 차광 패턴은 차광제, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합개시제 및 용제를 포함하는 비전도성 패턴 형성용 조성물로 형성되는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 적층 구조는 전극 패턴 및 절연층으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 층을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전극패턴은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT) 및 금속와이어로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성되는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서, (S4) 단계 후에 노출된 홀에 인쇄용 잉크 조성물을 채우는 단계를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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