KR20160084627A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로써, 특히, 금속 패턴층 및 흑화층의 상부가 굴곡지게 형성되어, 난반사 효과가 추가되어 반사 방지 효과가 극대화되는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로써, 특히, 금속 패턴층 및 흑화층의 상부가 굴곡지게 형성되는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.

이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 제안되었다.

터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.

터치 스크린 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 저항막 방식(resistivetype), 정전용량 방식(capacitive type), 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.

일반적으로 터치 스크린 패널은 표면에 투명 전극이 구비된 투명 전극 필름을 커버 유리(Cover Glass)에 합착하여 제작되고 있다.

상기 투명 전극 필름은 전극 재료, 즉, 일 예로 ITO(Indium Tin Oxide)를 표면에 코팅하고, 에칭 공정으로 센싱 전극회로를 형성하여 제조된다.

그러나, 상기한 종래의 터치 스크린 패널은 13인치 이상의 화면에서 ITO(Indium Tin Oxide) 전극의 높은 저항으로 터치 속도 저하와 멀티 터치 구현에 어려움이 있었다.

또한, ITO(Indium Tin Oxide)의 주재료인 인듐은 희귀 원소로 고갈의 위험이있고, 가격이 비싸 터치 스크린 패널의 제조 비용을 증대시키는 원인이 되고 있다.

특히, 13인치 이상의 대면적 터치 스크린 패널에서 ITO(Indium Tin Oxide) 전극은 높은 저항으로 전력 소모가 과다한 문제가 있다.

또한, AgNW(Silver Nano Wire)를 투명기재 전면에 형성하고, 에칭 또는 레이저 가공으로 투명 전극을 형성하여 터치 스크린 패널을 제조할 수 있는데, AgNW(Silver Nano Wire)을 사용하여 투명 전극을 형성하는 경우 낮은 저항으로 터치 속도는 우수하나 투명도가 낮은 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 한국공개특허 제2014-0014843호에는 터치 패널의 투명전극 필름의 제조공정은 기판(110)상에 흑화물질층(120)을 형성하고, 상기 흑화물질층(120) 상에 금속 전극패턴(130)을 인쇄하고, 상기 금속전극패턴(130)을 에칭배리어로 하여 투명기판을 노출시키는 공정을 포함하여 구성되는 것이 나타나 있다.

구체적으로는, 우선 글라스(Glass), 투명 필름(film), 폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 등의 재질의 필름 재료 등이 상기 기판(110)으로 적용될 수 있다.

상기 기판(110) 상에 흑화물질층(120)을 형성하는 공정이 수행된다. 상기 흑화물질층(120)라 함은 흑색의 금속산화물의 물질을 의미한다. 이를 테면, CuO, CrO, FeO, Ni2O3, AlN 중 선택되는 어느 하나를 적용할 수 있으며, 후술하는 금속전극패턴(130)의 반사성을 억제할 수 있는 흑색계통의 물질을 적용할 수 있다. 상기 흑화물질층(120)을 상기 기판(110) 상에 적층하는 기술은 다양한 코팅방식을 적용할 수 있으나, 스퍼터링, Evaporation 등 다양한 박막 증착법을 적용하여 증착하여 형성하는 방식을 일 실시예로 제시한다.

이후, 상기 흑화물질층(120) 상면에 금속 전극패턴(130)을 인쇄하는 공정이 수행될 수 있다. 상기 금속 전극패턴(130)은 은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 물질이 사용하여 구현될 수 있으며, 금속 전극패턴(130)은 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있으나, 메시(mesh) 형태로 패턴을 구현할 수 있다.

상기 금속 전극패턴(130)의 형성방법은 마스크를 이용한 증착법, 인쇄법 등 다양한 패턴 인쇄방식이 적용될 수있으나, 역 오프셋(reverse offset) 인쇄 방식을 이용하여 기판 상에 전극 패턴부를 직접 인쇄하여 투명전극 필름을 제조할 수 있다.

이후, 인쇄된 전극패턴(130)에 대하여 고온 소결공정이 추가될 수 있다. 이 경우 소결 공정의 온도는 80~300℃의 범위에서 시행될 수 있다.

상기 소결공정은 전극패턴(130)을 경화시키는 동시에 전극패턴(130)과 흑화물질층(120)과의 밀착력을 향상시키는 기능을 한다.

이후, 상기 흑화물질층(120) 상에 적층되는 전극패턴(130)의 구조가 구현되도록, 상기 흑화물질층(120)을 선택적으로 식각하여 상기 전극패턴(130)이 형성된 이외의 영역의 기판(110) 영역을 노출시키는 공정이 구현될 수 있도록 한다. 이 경우 상기 전극패턴(130)은 에칭배리어로 작용해, 하부면의 흑화물질층(120)이 식각되지 않도록 한다.

이후 완성되는 전극패턴은 상부에는 금속의 전극패턴(130)이 형성되며, 그 하부에는 흑화물질층(120)의 에칭된 패턴이 흑화패턴이 적층되는 구조로 구현되게 된다.

이러한 구조의 전극패턴은 상술한 단면이 사각형상인 흑화패턴의 존재로 인해, 금속 전극패턴(130)의 빛 반사 특성으로 인해 반사 가시광이 증가하는 문제를 일소하여 빛의 반사를 최소화하여 투명 전극의 광학적 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 구현된다.

그러나, 단면이 사각형상인 흑화물질층만으로는 금속 패턴의 반사 방지가 완벽하게 되지 않는 문제점이 있다.

한국공개특허 제2014-0014843호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반사 방지 효과를 극대화할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재와, 상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층과, 상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며, 상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며, 상기 흑화층의 상면은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 흑화층은 상부로 향할수록 단면적이 작아지도록 형성되며, 상기 흑화층은 상부 모서리 부분이 곡선형상으로 형성되고, 상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상일 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재와, 상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층과, 상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며, 상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며, 상기 흑화층은 상기 금속 패턴층의 단면폭과 동일한 단면폭을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 상부로 연속되어 형성되되 모서리가 라운드인 형상을 갖는 제2구간을 갖는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재와, 상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층과, 상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며, 상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며, 상기 흑화층은 상기 금속 패턴층의 단면폭과 동일한 단면폭을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 상부로 연속되어 형성되되, 단면 양측이 라운드인 형상이고 그 상면이 평편하게 형성되는 제2구간을 갖는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

금속 패턴층에 형성된 흑화층의 상부가 굴곡지게 형성되어, 난반사 효과가 추가되어 반사 방지 효과가 극대화된다.

상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상이어서, 상기 금속 패턴층의 형성을 용이하게 할 수 있는 동시에 금속 패턴층이 사람의 육안으로 보이지 않도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조방법 플로우차트.
도 3은 종래의 터치 스크린 패널 제조 방법을 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 스크린 패널은, 터치 스크린 패널용 기재(1)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층(20)과, 상기 금속 패턴층(20)에 형성된 흑화층(30)을 포함하며, 상기 금속 패턴층(20) 상면(21)은 굴곡지게 형성되며, 상기 흑화층(30)의 상면(31)은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

터치 스크린 패널용 기재(1)는 상면과 하면이 평편한 평판으로 구비된다.

상기 터치 스크린 패널용 기재(1)는 투명 재질의 기재로, 강화 유리, 투명필름, 투명 플라스틱 등의 투명 기재를 사용하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 투명하고, 터치 스크린 패널로 사용할 수 있는 어떠한 기재도 사용 가능함을 밝혀둔다.

상기 금속 패턴층(20)은 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 일면(상면)에 형성된다.

금속 패턴층(20)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 어느 하나인 것을 일 예로 하며, 전기 도금을 통해 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 일면에 도금되는 것을 일 예로 한다.

금속 패턴층(20)의 상면(21)은 굴곡지게 형성된다.

금속 패턴층(20)은 단면형상이 사각형인 제1패턴부와, 제1패턴부의 상부에 연속되게 형성되되 상부가 굴곡지게 형성되는 제2패턴부를 포함한다.

상기 제2패턴부는 단면 양측 모서리가 라운드인 형상이고 그 상면이 평편하게 형성되거나, 모서리가 라운드인 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 제2패턴부는 상부로 향할수록 단면적이 작아지도록 형성된다.

흑화층(30)은 금속 패턴층(20)의 상면(21)에 형성된다. 따라서, 흑화층(30)의 하면은 금속 패턴층(20)의 상면(21) 형상에 대응되게 굴곡지게 형성된다.

흑화층(30)은 금속 패턴층(20)과 같은 선폭을 갖고 금속 패턴층(20)에 대응되도록 형성된다.

흑화층(30)은 검은색 계열의 색상을 가지는 금속재질로 형성된다. 이로 인해, 금속에 의한 반사가 저감되어 사람의 눈으로 인지하기 어려운(시인성이 없는) 미세 회로를 용이하게 구현하여 투명도가 더욱 높은 효과가 있다.

흑화층(30)은 상부로 향할수록 단면적이 작아지도록 상부가 굴곡지게 형성된다.

상세하게는, 흑화층(30)은 상부가 위로 볼록하게 형성된다.

또한, 흑화층(30)은 상부 모서리 부분이 원호형상인 곡선형상으로 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 흑화층(30)은 금속 패턴층(20)의 단면폭과 동일한 단면폭을 갖는 제1구간(30a)과, 제1구간(30a)의 상부로 연속되어 형성되면서, 단면 양측 모서리가 라운드인 형상이고 그 상면이 평편하게 형성되는 제2구간(30b)을 갖는다.

전술한 바와 다르게, 흑화층(30)의 상기 제2구간은 상기 제1구간의 상부로 연속되어 형성되되 모서리가 라운드인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2구간은 단면형상이 구의 일부 형상으로 위로 볼록하게 형성될 수 있다.

흑화층(30)이 전술한 바와 같이 형성되어 난반사가 되어 반사방지 효과가 극대화된다.

또한, 금속 패턴층(20)의 선폭이 1.5㎛이하인 경우에는 별도의 처리를 하지 않더라도 금속패턴이 안 보이므로 위와 같은 처리는 그 선폭이 1.5㎛ 이상인 금속 패턴층(20)에 한하여 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 터치 스크린 패널 제조 방법은, 터치 스크린 패널용 기재(1)에 제1감광층(3)을 형성하는 단계(200)와, 전극회로의 형상으로 상기 제1감광층(3)에 제1음각패턴(4)을 형성하는 단계(310)와, 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)에서 상기 제1음각패턴(4)으로 노출된 부분에 금속 패턴층(20)을 형성하는 단계(320)와, 상기 제1감광층(3) 및 상기 금속 패턴층(20) 상면(21)에 제2감광층(5)을 형성하는 단계(330)와, 상기 제2감광층(5)에 제2음각패턴(6)을 상기 금속 패턴층(20) 상면(21) 상부에 형성하는 단계(340)와, 상기 금속 패턴층(20)에서 상기 제2음각패턴(6)으로 노출된 부분에 흑화층(30)을 형성하는 단계(350)와, 상기 제1,2감광층(3,5)을 제거하는 단계(360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 터치 스크린 패널용 기재(1)는 투명 재질의 기재로, 강화 유리, 투명필름, 투명 플라스틱 등의 투명 기재를 사용하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 투명하고, 터치 스크린 패널로 사용할 수 있는 어떠한 기재도 사용 가능함을 밝혀둔다.

터치 스크린 패널용 기재(1)의 상면인 표면에 제1감광층(3)을 형성한다.

제1감광층(3)은 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 1 ~ 5㎛의 두께로 형성한다.

제1음각패턴(4)을 형성하는 단계(310)는, 제1음각패턴(4)이 형성되는 부분을 커버하는 투광패턴(미도시)을 구비하고, 상기 투광패턴을 제외한 부분이 개방된 마스크(미도시)로 상기 제1감광층(3)을 커버하는 과정; 및 상기 마스크로 커버된 상기 제1감광층(3)을 노광하여 상기 제1감광층(3)에 상기 투광패턴을 제외한 부분을 경화시키고, 상기 투광패턴 부분을 제거하여 제1음각패턴(4)을 형성하는 과정을 포함한다.

즉, 상기 마스크는 상기 제1감광층(3)에 형성되는 제1음각패턴(4)에 대응되는 부분을 커버하는 투광패턴을 포함하고, 상기 투광패턴을 제외한 부분이 개방된 형태로 형성된다.

제1음각패턴(4)의 내부에는 금속 패턴층(20)이 도금을 통해 형성된다.

이와 같이 음각패터닝 방법을 이용하여 금속 패턴층(20)이 형성될 때 금속 패턴층(20)의 소재가 갖는 소정의 점성으로 인해 금속 패턴층(20)은 상면(21)이 굴곡지게 형성된다. 나아가, 금속 패턴층(20)의 상면(21)이 더욱 굴곡지게 형성되도록 금속 패턴층(20)의 소재를 적용할 수 있다.

상기 전극회로 형태는 상기 터치 스크린 패널용 기재(1)의 표면에 형성되도록 터치를 감지하도록 설계된 전극회로의 형태임을 확인하며, 설계에 따라 다르게 기설정된 전극회로 형태가 될 수 있음을 밝혀둔다.

이어서, 제1감광층(3) 및 금속 패턴층(20) 상면(21)에 제2감광층(5)을 형성한다.

제2감광층(5)에 제2음각패턴(6)을 금속 패턴층(20) 상면(21) 상부에 형성한다.

예를 들어, 제2음각패턴(6)은 금속 패턴층(20)과 동형으로 형성될 수 있다.

제2음각패턴(6)을 형성하는 방법은 제1음각패턴(4)을 형성하는 방법과 동일할 수 있다. 따라서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

금속 패턴층(20)에서 제2음각패턴(6)으로 노출된 부분에 흑화층(30)을 형성한다.

이와 같이 음각패터닝 방법을 이용하여 흑화층(30)을 형성하여, 흑화층(30)은 흑화층(30)의 소재 자체가 가지고 있는 점성으로 인해 상면(31)이 굴곡지게 형성되는 동시에, 상면(21)이 굴곡지게 형성된 금속 패턴층(20) 위에 형성되어 상면(31)이 더욱 용이하게 굴곡지게 형성될 수 있다. 나아가, 흑화층(30)의 상면(31)이 더욱 굴곡지도록 흑화층(30)의 소재를 선택하여 적용할 수 있다.

이어서, 제1,2감광층(3,5)을 제거하는 터치 스크린 패널용 기재(1)로부터 제거한다.

이로 인해 금속 패턴층(20)으로 구비된 상기 전극회로가 형성된다.

전술한 바와 다르게, 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조방법은, 터치 스크린 패널용 기재에 금속 패턴층을 형성하는 단계와, 상기 금속 패턴층 상면 및 상기 금속 패턴층 주위에 감광층을 형성하는 단계와, 상기 감광층에 음각패턴을 상기 금속 패턴층 상면 상부에 형성하는 단계와, 상기 금속 패턴층에서 상기 음각패턴으로 노출된 부분에 흑화층을 형성하는 단계와, 상기 감광층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 전술한 바와 같이, 음각패턴을 이용하여 금속 패턴층을 형성하지 않고, 다양한 다른 방법을 이용하여 금속 패턴층을 형성할 수도 있다.

이와 같이 형성된 금속 패턴층의 상부에 음각패터닝 방법으로 흑화층을 형성하여 흑화층의 소재 자체가 가지고 있는 점성으로 인해 상면이 용이하게 굴곡지게 형성될 수 있다.

나아가, 상기 금속 패턴층의 상면을 추가로 굴곡지게 하여, 금속 패턴층의 상부에 형성되는 흑화층의 상면을 더욱 굴곡지게 형성할 수 있다.

상기 흑화층을 형성하는 단계는 습식 공정으로 화학 약품으로 처리할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 터치 스크린 패널용 기재
3 : 제1감광층
4 : 제1음각패턴
5 : 제2감광층
6 : 제2음각패턴
20 : 금속 패턴층
21 : 금속 패턴층 상면
30 : 흑화층
30a : 제1구간
30b : 제2구간
31 : 흑화층 상면

Claims (6)

1. 터치 스크린 패널용 기재;
   상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층;
   상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며,
   상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며, 상기 흑화층의 상면은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 흑화층은 상부로 향할수록 단면적이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 흑화층은 상부 모서리 부분이 곡선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 금속 패턴층의 선폭은 1.0㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
5. 터치 스크린 패널용 기재;
   상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층;
   상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며,
   상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며,
   상기 흑화층은 상기 금속 패턴층의 단면폭과 동일한 단면폭을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 상부로 연속되어 형성되되 모서리가 라운드인 형상을 갖는 제2구간을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   
6. 터치 스크린 패널용 기재;
   상기 터치 스크린 패널용 기재의 일면에 전극회로 형태로 형성되는 금속 패턴층;
   상기 금속 패턴층 상면에 형성된 흑화층을 포함하며,
   상기 금속 패턴층 상면은 굴곡지게 형성되며,
   상기 흑화층은 상기 금속 패턴층의 단면폭과 동일한 단면폭을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 상부로 연속되어 형성되되, 단면 양측이 라운드인 형상이고 그 상면이 평편하게 형성되는 제2구간을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
   

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