JP2010165333A - タッチスクリーンパネル及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】感知パターンの損傷を防止できるようにしたタッチスクリーンパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のタッチスクリーンパネルは、透明基板と、前記透明基板の一面に形成され、第１方向に沿って連結されるように形成された多数の第１感知パターンと、前記第１感知パターンの間にそれぞれが分離されたパターンを有するように形成された第２感知パターンと、前記第１及び第２感知パターン上に形成され、前記第２感知パターンの一領域を露出する多数のコンタクトホールが形成される第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記第２感知パターンを第２方向に沿って連結する連結パターンとを含み、前記第１絶縁膜は透明性フォトレジストで形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示装置などに備えられるタッチスクリーンパネル及びその製造方法に関する。
タッチスクリーンパネルは、映像表示装置などの画面に現れた指示の内容を人手又は物体で選択してユーザの命令を入力できるようにした入力装置である。
そのために、タッチスクリーンパネルは映像表示装置の前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）に備えられ、人手又は物体に直接接触した接触位置を電気的信号に変換する。これにより、接触位置で選択された指示の内容が入力信号として受け入れられる。
このようなタッチスクリーンパネルは、キーボード及びマウスのように映像表示装置に連結されて動作する別途の入力装置に取って代わることができるため、その利用範囲が次第に広がっている傾向にある。
タッチスクリーンパネルを実現する方式としては、抵抗膜方式、光感知方式及び静電容量方式などが挙げられる。
このうち、静電容量方式のタッチスクリーンパネルは、人手又は物体が接触する時、導電性感知パターンが周辺の他の感知パターン又は接地電極などと形成する静電容量の変化を感知することで、接触位置を電気的信号に変換する。
このような静電容量方式のタッチスクリーンパネルの信頼度を向上させるためには感知パターンの損傷が防止されなければならないのはもちろんである。
しかしながら、感知パターンは製造工程などを経て一部損傷し、これらに断線などの不良が発生し得る。これにより、タッチスクリーンパネルにおける接触位置が明確に感知されないこともある。
大韓民国特許公開第２００８−００１９１２５号 大韓民国特許公開第２００７−００８２７５０号
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、感知パターンの損傷を防止できるようにしたタッチスクリーンパネル及びその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板の一面に形成され、第１方向に沿って連結されるように形成された複数の第１感知パターンと、前記第１感知パターンの間にそれぞれが分離されたパターンを有するように形成された第２感知パターンと、前記第１及び第２感知パターン上に形成され、前記第２感知パターンの一領域を露出する多数のコンタクトホールが形成される第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記第２感知パターンを第２方向に沿って連結する連結パターンとを含み、前記第１絶縁膜は透明性フォトレジストで形成されることを特徴とするタッチスクリーンパネルを提供する。
ここで、前記フォトレジストは、アクリル系、ポリイミド系又はシロキサン系の有機フォトレジストからなることができる。
また、上記タッチスクリーンパネルは、前記連結パターン上に形成された第２絶縁膜を更に含むことができる。ここで、前記第２絶縁膜はＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明性絶縁物質で形成されてもよい。
更に、上記タッチスクリーンパネルは、前記透明基板の他面に形成された透明接地電極を更に含んでもよい。また、前記透明接地電極上に形成された第３絶縁膜を更に含んでもよい。ここで、前記第３絶縁膜はＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明絶縁物質で形成されてもよい。
本発明の第２の側面は、透明基板の一面に透明電極膜を成膜した後にパターニングして、第１方向に沿って連結される複数の第１感知パターンと、前記第１感知パターンの間にそれぞれが分離されたパターンを有する複数の第２感知パターンを形成する段階と、前記第１及び第２感知パターン上に透明性フォトレジストで第１絶縁膜を成膜する段階と、フォトリソグラフィ工程を通じて前記第１絶縁膜に前記第２感知パターンの一領域を露出する多数のコンタクトホールを形成する段階と、前記第１絶縁膜上に前記コンタクトホールを介して前記第２感知パターンを第２方向に沿って連結する連結パターンを形成する段階とを含むタッチスクリーンパネルの製造方法を提供する。
上記タッチスクリーンパネルの製造方法において、前記フォトレジストは、アクリル系、ポリイミド系又はシロキサン系の有機フォトレジストであってもよい。
上記タッチスクリーンパネルの製造方法は、前記連結パターン上に第２絶縁膜を形成する段階を更に含んでいてもよい。
上記タッチスクリーンパネルの製造方法は、前記透明基板の他面に透明接地電極を形成する段階を更に含んでいてもよい。
上記タッチスクリーンパネルの製造方法は、前記透明接地電極上に第３絶縁膜を形成する段階を更に含んでいてもよい。
このような本発明によれば、感知パターンを連結するためのコンタクトホールが形成される絶縁膜をフォトレジストで形成し、フォトリソグラフィ工程によりコンタクトホールを形成することで、製造工程で感知パターンが損傷するのを防止できるという効果が発揮される。
本発明の実施形態によるタッチスクリーンパネルを概略的に示す平面図である。 図１に示したタッチスクリーンパネルの要部断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。 図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。
下記の詳細な説明において、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載する。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付する図面及び説明は、本発明を説明するだけであって、これに限定されるものではない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」ということは、それがその他の構成要素と直接接触したり、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に接触していることを意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」ということは、それがその他の要素に直接的に連結されているか、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に連結されていることを意味する。以下、同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態によるタッチスクリーンパネルを概略的に示す平面図である。
図１を参照すれば、本発明の実施形態によるタッチスクリーンパネルは、透明基板１０上に形成された多数の感知パターン１２ａ、１２ｂと、感知パターン１２ａ、１２ｂを位置検出ライン１５＿１と電気的に連結する多数の金属パターン１５を含む。
感知パターン１２ａ、１２ｂは、透明基板１０の一面、例えば、上部面に形成される。このような感知パターン１２ａ、１２ｂは、第１方向に沿って連結されるように形成された第１感知パターン１２ａと、第１感知パターン１２ａの間にそれぞれが分離されたパターンを有するように形成され、別途の連結パターン１４により第２方向に沿って連結されるように形成された第２感知パターン１２ｂとを含む。
このような感知パターン１２ａ、１２ｂは、ダイアモンドパターンのように規則的なパターンで密接するように形成される。一方、感知パターン１２ａ、１２ｂの形状がダイアモンド形状に限定されるものではなく、感知パターン１２ａ、１２ｂはこれらが密接し得る多様な形状で実現され得るのはもちろんである。
一方、第１方向と第２方向は互いに交差する異なる方向である。例えば、第１方向はＹ軸方向に設定され、第２方向はＹ軸方向と直交するＸ軸方向に設定され得る。
第１感知パターン１２ａは、第１方向に沿って連結されるように形成される。例えば、第１感知パターン１２ａは同じ列に位置するパターン同士がＹ軸方向に沿って連結されるように形成され得る。ここで、第１感知パターン１２ａは、パターニング段階から第１方向に沿って連結されるようにパターニングされ得る。
このような第１感知パターン１２ａは、金属パターン１５により列単位で位置検出ライン１５＿１と連結される。
第２感知パターン１２ｂは、第１感知パターン１２ａと同じレイヤに配置され、第１感知パターン１２ａの間にそれぞれが分離されたパターンを有するように形成される。但し、第２感知パターン１２ｂは、別途の連結パターン１４により第２方向に沿って電気的に連結されるように形成され得る。例えば、第２感知パターン１２ｂはパターニング段階では互いに独立したパターンに形成され、以後の工程段階で連結パターン１４により同じ行に位置するパターン同士がＸ軸方向に沿って連結され得る。
このような第２感知パターン１２ｂは、金属パターン１５により行単位で位置検出ライン１５＿１と連結される。
金属パターン１５は、映像が表示される接触面を避けてタッチスクリーンパネルの外郭に配置されるものであって、銀（Ａｇ）やモリブデン／アルミニウム／モリブデンの３重膜（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ）などの低抵抗物質で形成されてもよい。
このような金属パターン１５は、接触位置に応じた静電容量の変化が駆動回路側に伝達されるように、感知パターン１２ａ、１２ｂを位置検出ライン１５＿１と電気的に連結する。
例えば、金属パターン１５は、１つの列単位の第１感知パターン１２ａをそれぞれの位置検出ライン１５＿１と電気的に連結すると共に、１つの行単位の第２感知パターン１２ｂをそれぞれの位置検出ライン１５＿１と電気的に連結できる。
そのために、金属パターン１５は第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂが位置する領域の縁部で第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂと連結されて、これらを位置検出ライン１５＿１と電気的に連結できる。
位置検出ライン１５＿１は、金属パターン１５を通じて第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂとそれぞれ連結されてこれらを駆動回路（図示せず）と連結する。例えば、タッチスクリーンパネルがパッド部２０を通じて外部の駆動回路と連結される場合、位置検出ライン１５＿１は、パッド部２０と感知パターン１２ａ、１２ｂとの間を連結する。
一方、これまで金属パターン１５と位置検出ライン１５＿１とを別途の構成要素として分離して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、金属パターン１５と位置検出ライン１５＿１とは、同じ工程段階で同じ材料で一体となって形成され得るのはもちろんである。
前述したようなタッチスクリーンパネルは静電容量性タッチスクリーンパネルであって、人手又はタッチスティックなどのような接触物体が接触すれば、感知パターン１２ａ、１２ｂから金属パターン１５、位置検出ライン１５＿１及びパッド部２０を経由して駆動回路側に接触位置に応じた静電容量の変化が伝達される。そして、Ｘ及びＹ入力処理回路（図示せず）などにより静電容量の変化が電気的信号に変換されることにより、接触位置が把握される。
このような本発明の実施形態によるタッチスクリーンパネルにおいて、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂは互いに同じレイヤに位置するので、タッチスクリーンパネルは全般的に均一な反射率を有する。
図２は、図１に示したタッチスクリーンパネルの要部断面図である。便宜上、図２では感知パターンが形成されるタッチ領域のみを示す。
図２を参照すれば、タッチスクリーンパネルは、透明基板１０と、透明基板１０の一面に順次形成された第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂ、第１絶縁膜１３、連結パターン１４及び第２絶縁膜１６と、透明基板１０の他面に順次形成された透明接地電極１７及び第３絶縁膜１８を含む。
但し、タッチ領域はタッチスクリーンパネルの下部に位置する表示パネル（図示せず）などからの光が透過できるように透明に実現される。即ち、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂ、第１絶縁膜１３、連結パターン１４、第２絶縁膜１６、透明接地電極１７及び第３絶縁膜１８はいずれも透明な材料で形成される。ここで、透明とは、１００％透明であることはもちろん、高い光透過率を有する程度に透明であることを包括的に意味する。
そのために、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂ、連結パターン１４及び透明接地電極１７は、インジウム−ティン−オキサイド（以下、ＩＴＯ）などの透明電極物質で形成され、第１〜第３絶縁膜１３、１６、１８は透明性絶縁物質で形成される。
一方、図２の断面図には図示していないが、第１感知パターン１２ａは第１方向に沿って連結されるようにパターニングされる。そして、第２感知パターン１２ｂは第１感知パターン１２ａの間にそれぞれ分離されたパターンを有するようにパターニングされる。
第１絶縁膜１３は、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂ上に形成され、第１絶縁膜１３には第２感知パターン１２ｂの一領域を露出する多数のコンタクトホールＣＨが形成される。
但し、本発明において、第１絶縁膜１３は、下部の感知パターン、特に、第２感知パターン１２ｂが製造工程中に損傷するのを防止するために、透明性フォトレジストで形成される。ここで、フォトレジストとしては、アクリル系、ポリイミド系、シロキサン系などの有機フォトレジストが利用され得る。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１絶縁膜１３の形成には透明性が確保される範囲内で多様な種類のフォトレジストが利用され得る。
このように、第１絶縁膜１３がフォトレジストで形成されれば、第２感知パターン１２ｂの一領域を露出するコンタクトホールＣＨをフォトリソグラフィ工程を通じて形成できる。
フォトリソグラフィ工程を通じてコンタクトホールＣＨを形成するようになれば、乾燥式エッチング工程などで発生し得る問題、例えば、下部の第２感知パターン１２ｂが共にエッチングされて損傷するという問題を防止できる。これにより、製造工程において第２感知パターン１２ｂが損傷するのを防止して断線などによる不良を効果的に防止できる。
連結パターン１４は第１絶縁膜１３上に形成され、第１絶縁膜１３に形成されたコンタクトホールＣＨを通じて第２感知パターン１２ｂを第２方向に沿って電気的に連結する。
第２絶縁膜１６は、連結パターン１４上に形成されて下部膜を保護する。このような第２絶縁膜１６は透明性が確保される多様な有／無機絶縁物質で形成され得る。例えば、第２絶縁膜１６は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明性無機絶縁物質で形成されることができる。
透明接地電極１７は透明基板１０の他面、例えば、下部面に形成される。このような透明接地電極１７はタッチスクリーンパネルと表示パネルなどとの間で安全性を確保するのに利用され得る。また、透明接地電極１７は、タッチスクリーンパネルの設計方式によっては、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂと静電容量を形成する際にも利用され得る。
即ち、静電容量のタッチスクリーンパネルにおいて、接触位置を感知するために第１感知パターン１２ａと第２感知パターン１２ｂとの間の静電容量が利用されるか、或いは第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂと透明接地電極１７との間の静電容量が利用され、これは多様な変形実施が可能である。
第３絶縁膜１８は、透明接地電極１７上に形成されて透明接地電極１７を保護する。ここで、第３絶縁膜１８は、透明性が確保される多様な有／無機絶縁物質で形成され得る。例えば、第３絶縁膜１８は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明性無機絶縁物質で形成され得る。
一方、第２絶縁膜１６及び第３絶縁膜１８の組成比は光の透過率、或いは反射率のための最適化のために調節可能である。また、最適な設計のために少なくとも１つの絶縁膜（第２絶縁膜１６又は第３絶縁膜１８）は省略されてもよい。
図３Ａ〜図３Ｆは、図２に示したタッチスクリーンパネルの製造方法を順次示す断面図である。
図３Ａ〜図３Ｆを参照して本発明の実施形態によるタッチスクリーンパネルの製造方法を説明すれば、まず、透明基板１０の一面にＩＴＯなどの透明電極物質を成膜した後にパターニングして第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂを形成する。ここで、第１感知パターン１２ａは第１方向に沿って連結されるようにパターニングされ、第２感知パターン１２ｂは第１感知パターン１２ａの間にそれぞれ分離されたパターンに形成される。（図３Ａ）
一方、図示していないが、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂが形成された後はこれらと連結される金属パターン及び／又は位置検出ラインが形成され得る。
その後、第１及び第２感知パターン１２ａ、１２ｂ上に透明性フォトレジストをコーティングして第１絶縁膜１３を成膜する。このとき、透明性フォトレジストとしては、前述したように、アクリル系、ポリイミド系、シロキサン系などの多様な有機フォトレジストが利用され得る。（図３Ｂ）
その後、選択的露光及び現像工程を含むフォトリソグラフィ工程を通じて第１絶縁膜１３に第２感知パターン１２ｂの一領域を露出する多数のコンタクトホールＣＨを形成する。（図３Ｃ）
その後、第１絶縁膜１３上にＩＴＯなどの透明電極物質を成膜した後にパターニングして連結パターン１４を形成する。連結パターン１４は、第１絶縁膜１３に形成されたコンタクトホールＣＨを通じて第２感知パターン１２ｂを第２方向に沿って連結するように形成される。（図３Ｄ）
その後、連結パターン１４上に透明性絶縁物質を成膜して第２絶縁膜１６を形成する。（図３Ｅ）
その後、透明基板１０の他面にＩＴＯなどの透明電極物質を成膜して透明接地電極１７を形成する。そして、透明接地電極１７上に透明性絶縁物質を成膜して第３絶縁膜１８を形成する。（図３Ｆ）
前述したようなタッチスクリーンパネルの製造方法において、第１絶縁膜１３はフォトレジストで形成され、第２感知パターン１２ｂの一領域を露出するように第１絶縁膜１３に形成されるコンタクトホールＣＨはフォトリソグラフィ工程を通じて形成される。
このようにフォトリソグラフィ工程を通じてコンタクトホールＣＨを形成すれば、コンタクトホールＣＨの形成工程で下部膜、特に、コンタクトホールＣＨにより露出される第２感知パターン１２ｂの損傷を防止できる。これにより、タッチスクリーンパネルの不良を防止できる。また、フォトリソグラフィ工程は比較的に低コストで行われ、第１絶縁膜１３の形成後に連続的に行われることができるので、製造効率を向上させることもできる。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
１０ 透明基板
１２ａ、１２ｂ 感知パターン
１３ 第１絶縁膜
１４ 連結パターン
１５＿１ 位置検出ライン
１５ 金属パターン
１６ 第２絶縁膜
１７ 透明接地電極
１８ 第３絶縁膜
２０ パッド部

Claims (13)

  1. 透明基板と、
    前記透明基板の一面に形成され、第１方向に沿って連結されるように形成された複数の第１感知パターンと、前記第１感知パターンの間にそれぞれが分離されたパターンを有するように形成された第２感知パターンと、
    前記第１及び第２感知パターン上に形成され、前記第２感知パターンの一領域を露出する多数のコンタクトホールが形成される第１絶縁膜と、
    前記第１絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記第２感知パターンを第２方向に沿って連結する連結パターンと、
    を含み、
    前記第１絶縁膜は透明性フォトレジストで形成されることを特徴とするタッチスクリーンパネル。
  2. 前記フォトレジストは、アクリル系、ポリイミド系又はシロキサン系の有機フォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  3. 前記連結パターン上に形成された第２絶縁膜を更に含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のタッチスクリーンパネル。
  4. 前記第２絶縁膜は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明性絶縁物質で形成されることを特徴とする請求項３に記載のタッチスクリーンパネル。
  5. 前記透明基板の他面に形成された透明接地電極を更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチスクリーンパネル。
  6. 前記透明接地電極上に形成された第３絶縁膜を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のタッチスクリーンパネル。
  7. 前記第３絶縁膜は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２のうちの少なくとも１つを含有する透明絶縁物質で形成されることを特徴とする請求項６に記載のタッチスクリーンパネル。
  8. 前記第１及び第２感知パターン並びに前記連結パターンは、透明電極物質で形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチスクリーンパネル。
  9. 透明基板の一面に透明電極膜を成膜した後にパターニングして、第１方向に沿って連結される複数の第１感知パターンと、前記第１感知パターンの間にそれぞれが分離されたパターンを有する複数の第２感知パターンを形成する段階と、
    前記第１及び第２感知パターン上に透明性フォトレジストで第１絶縁膜を成膜する段階と、
    フォトリソグラフィ工程を通じて前記第１絶縁膜に前記第２感知パターンの一領域を露出する多数のコンタクトホールを形成する段階と、
    前記第１絶縁膜上に前記コンタクトホールを介して前記第２感知パターンを第２方向に沿って連結する連結パターンを形成する段階と、
    を含むタッチスクリーンパネルの製造方法。
  10. 前記フォトレジストは、アクリル系、ポリイミド系又はシロキサン系の有機フォトレジストであることを特徴とする請求項９に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
  11. 前記連結パターン上に第２絶縁膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項９又は１０のいずれか１項に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
  12. 前記透明基板の他面に透明接地電極を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
  13. 前記透明接地電極上に第３絶縁膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
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