JP2014038582A - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】モアレ現象を防止し、視認性を大きく向上することができるとともに、液晶表示装置から伝達されるノイズを効果的に遮断するタッチパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によるタッチパネルは、基板100と、基板100上に形成され、画素領域101を定義するブラックマトリックス110と、ブラックマトリックス110上に形成される第1電極120と、基板100上の画素領域101に形成されるカラーフィルタ層130と、カラーフィルタ層130上に形成される第2電極150と、を含むものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関する。
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、携帯用送信装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置(Input Device)を利用してテキスト及びグラフィック処理を行う。
しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチパネル(Touch Panel)が開発された。
タッチパネルは、電子手帳、液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display Device)、PDP(Plasma Display Panel)、El(Electroluminescence)などの平板ディスプレイ装置及びCRT(Cathode Ray Tube)などの画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながら所望の情報を選択するようにするために利用される機器である。
タッチパネルの種類は、抵抗膜方式(Resistive Type)、静電容量方式(Capacitive Type)、電磁方式(Electro−Magnetic Type)、表面弾性波方式(SAW Type;Surface Acoustic Wave Type)及び赤外線方式(Infrared Type)に区分される。このような多様な方式のタッチパネルは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在もっとも幅広い分野で用いられている方式は、抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネルである。
一方、従来技術によるタッチパネルは、検知電極をITO(Indium Tin Oxide;インジウム−スズ酸化物)で形成する。しかし、ITOの場合、優れた電気伝導度を有するが、その原料であるインジウム(Indium)は、希土類金属で高価であり、今後10年以内に枯渇が予想されているため、需給が円滑でないという欠点がある。
このような理由から、特許文献1に開示されたように、金属を用いて電極を形成するための研究が活発に行われている。金属からなる電極は、ITOに比べ優れた電気伝導度を有しており、金属の需給が円滑であるという長所を有する。しかし、このようなタッチパネルは、電極が視覚的に認識されたり、または外部から光が電極に照射される際に電極でギラツキが発生して、タッチパネルの視認性が悪くなるという問題がある。
また、従来のタッチパネルの構造は、別に製作されて、ディスプレイ装置、例えば、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)の前面に付着されて用いられることが一般的である。
しかし、この場合、タッチパネルの構造が適用される機器を薄く製作することが困難であり、タッチパネルを別に製作して液晶表示装置に組み立てる工程が必要であるため、製造の便宜性及び製造コストの点で欠点を有する。
韓国登録特許第10−1111565号公報
本発明は上記の従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の一側面は、タッチパネルの構造に含まれる金属からなる電極が外部から視覚的に認識されないタッチパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明では、タッチパネルの構造が適用される機器の薄型化のために、液晶表示装置のカラーフィルタ基板と一体化されたタッチパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の実施例によるタッチパネルは、基板と、前記基板上に形成され、画素領域を定義するブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックス上に形成される第1電極と、前記基板上の前記画素領域に形成されるカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上に形成される第2電極と、を含む。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第1電極は、細線に形成されることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第2電極は、面状に形成されることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第1電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)のうち何れか一つを含んでなることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第1電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀からなることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第2電極は、伝導性高分子または金属酸化物からなることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第2電極は、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセンチレンまたはポリフェニレンビニレンのうち何れか一つを含んでなることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルにおいて、前記第2電極は、インジウム−スズ酸化物(Indium Tin Oxide)を含むことが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルは、前記カラーフィルタ上に形成されるオーバーコート層をさらに含み、前記第2電極は前記オーバーコート層上に形成されることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法は、(a)基板を準備する段階と、(b)前記基板上に画素領域が定義されるようにブラックマトリックスを形成する段階と、(c)前記ブラックマトリックス上に第1電極を形成する段階と、(d)前記基板上の前記画素領域にカラーフィルタ層を形成する段階と、(e)前記カラーフィルタ層上に第2電極を形成する段階と、を含む。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(c)段階は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)のうち何れか一つを含む金属を用いて、メッキまたは蒸着工程により前記第1電極を形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(c)段階は、銀塩乳剤層を露光/現像して前記第1電極を形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(c)段階は、前記第1電極を細線に形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(e)段階は、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセンチレンまたはポリフェニレンビニレンのうち何れか一つを含む伝導性高分子を用いて、乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により前記第2電極を形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(e)段階は、インジウム−スズ酸化物(Indium Tin Oxide)を含む金属酸化物を用いて、乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により前記第2電極を形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(e)段階は、前記第2電極を面状に形成する段階であることが好ましい。
本発明の実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記(d)段階の後に、前記カラーフィルタ層上にオーバーコート層を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
本発明によると、第1電極がブラックマトリックスによって覆われるため、モアレ現象を防止することができる。また、第1電極が金属材質からなる場合にも、外部から視覚的に認識されないだけでなく、第1電極での鏡面現象も防止されるため、タッチパネルの視認性を大きく向上することができる。
さらには、第2電極が面状に形成されることにより、液晶表示装置から伝達されるノイズを効果的に遮断する利点が提供される。
本発明の実施例によるタッチパネルを示した断面図である。 図1に図示されたタッチパネルの平面図である。 図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。 図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。 図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。 図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。 図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例によるタッチパネルを示した断面図であり、図2は、図1に図示されたタッチパネルの平面図である。また、図3から図7は、図1に図示されたタッチパネルの製造工程図である。
本発明の一実施例によるタッチパネルは、基板100と、前記基板100上に形成され、画素領域101を定義するブラックマトリックス110と、前記ブラックマトリックス110上に形成される第1電極120と、前記基板100上の前記画素領域101に形成されるカラーフィルタ層130と、前記カラーフィルタ層130上に形成される第2電極150と、を含む(図1及び図2参照)。
本実施例によるタッチパネルは、薄膜トランジスタアレイ、カラーフィルタアレイ及び前記アレイの間に満たされる液晶を含んで構成される液晶表示装置(不図示)の構成のうちカラーフィルタアレイと一体化される。従って、本実施例に含まれる基板100は、前記カラーフィルタアレイに含まれる基板100を意味する。
このような基板100は、光の透過が可能であるように透明な絶縁材質からなることができ、具体的な一例として、ガラス(glass)材質からなることができる。
ブラックマトリックス110は、基板100上に形成されて基板100上で画素領域101を定義し、光漏れ現象を防止するとともに、隣接した画素領域101の間の光干渉を防止する役割を遂行する。
第1電極120及び第2電極150は、ユーザがタッチする際に信号を発生させて、コントローラ(不図示)でタッチ座標を認識できるようにする役割を遂行する。
第1電極120は、ブラックマトリックス110上に形成される。具体的には、第1電極120は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)から選択された何れか一つまたはこれらの組合せからなることができる。第1電極120は、前記材質で構成されて、メッキ工程や蒸着工程により、ブラックマトリックス110上に形成させることができる。この際、第1電極120は、電気伝導性に優れた上記の金属の特性上、微細な線幅を有する細線に形成させることができる。第1電極120は、上記の金属の他にも銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成させることもできる。
第2電極150は、カラーフィルタ層130上に形成されるものであり、第2電極150の説明に先立ち、カラーフィルタ層130を先に説明する。
カラーフィルタ層130は、液晶表示装置に含まれる一般的なカラーフィルタ層であり、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)を具現するサブピクセル131、132、133を含んでなることができる。このようなサブピクセル131、132、133は、ブラックマトリックス110によって区画される基板100上の画素領域101に形成される。この際、サブピクセル131、132、133は、ブラックマトリックス110及び第1電極120を覆うように形成させることができる。
第2電極150は、このように形成されたカラーフィルタ層130上に直接形成されてもよく、またはカラーフィルタ層130上に形成されるオーバーコート層140上に形成されてもよい。
オーバーコート層140は、カラーフィルタ層130上に平坦面を形成するとともに、カラーフィルタ層130を外部環境から保護する機能を遂行する。
第2電極150は、上記したように、カラーフィルタ層130上に直接形成させるか、またはオーバーコート層140上に形成させることができる。第2電極150は、第1電極120と同様に、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)から選択された何れか一つまたはこれらの組合せからなることができる。または、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成させることもできる。
また、第2電極150は、伝導性高分子または金属酸化物で形成させることもできる。
ここで、伝導性高分子は、優れた柔軟性を有し、コーティング工程が単純である。伝導性高分子は、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセンチレンまたはポリフェニレンビニレンを含んでなることができる。
また、金属酸化物は、インジウム−スズ酸化物(Indium Tin Oxide)からなることができる。
伝導性高分子または金属酸化物を用いて形成される第2電極150は、乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により形成させることができる。ここで、乾式工程は、スパッタリング(Sputtering)、蒸着(Evaporation)などを意味し、湿式工程は、ディップコーティング(Dip coating)、スピンコーティング(Spin coating)、ロールコーティング(Roll coating)、スプレーコーティング(Spray coating)などを意味し、ダイレクトパターニング工程は、スクリーン印刷法(Screen Printing)、グラビア印刷法(Gravure Printing)、インクジェット印刷法(Inkjet Printing)などを意味する。
この際、第2電極150は、第1電極120が細線に形成させることと異なって、面状に形成させることができる。第2電極150が面状に形成されると、第2電極150は、液晶表示装置から発生するノイズを効果的に遮断することができるため、EMI(Electro Magnetic Interference)が発生することを防止することができる。
一方、本実施例の第1電極120は、ブラックマトリックス110上に形成されるため、図2に図示されたように、ブラックマトリックス110によって覆われて外部から認識されない。従って、本実施例によるタッチパネルは、モアレ現象が防止され、視認性を大きく向上することができる。
以下、上述の本実施例によるタッチパネルの製造方法を、図3から図7を参照して、説明する。但し、以上で説明された内容と重複される内容は省略する。
本実施例によるタッチパネルの製造方法は、(a)基板100を準備する段階と、(b)前記基板100上に画素領域101が定義されるようにブラックマトリックス110を形成する段階と、(c)前記ブラックマトリックス110上に第1電極120を形成する段階と、(d)前記基板100上の前記画素領域101にカラーフィルタ層130を形成する段階と、(e)前記カラーフィルタ層130上に第2電極150を形成する段階と、を含む。
(a)段階は、図3に図示されたように、基板100を準備する段階である。基板100は、上述したようにカラーフィルタアレイに含まれる基板であり、透明な絶縁材質からなることができる。
(b)段階は、図4に図示されたように、基板100上にブラックマトリックス110を形成する段階である。ブラックマトリックス110は、例えば、ブラック顔料を含む有機物を基板100上に全面蒸着した後、フォトリソグラフィ工程によって形成するなど、公知された様々な方法により、基板100上に形成することができる。
(c)段階は、図5に図示されたように、ブラックマトリックス110上に第1電極120を形成する段階である。第1電極120は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)から選択された何れか一つまたはこれらの組合せからなることができる。第1電極120は、前記材質で構成され、メッキ工程や蒸着工程によりブラックマトリックス110上に形成させることができる。この際、第1電極120は、微細な線幅を有する細線に形成させることができる。また、第1電極120は、上記の金属の他にも銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀で形成させることもできる。
(d)段階は、図6に図示されたように、基板100上の画素領域101にカラーフィルタ層130を形成する段階である。カラーフィルタ層130は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のサブピクセル131、132、133を含むことができ、このようなサブピクセル131、132、133は、ブラックマトリックス110によって区画される基板100上の画素領域101に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の感光剤を露光/現像する方法によって形成させることができる。この際、サブピクセル131、132、133は、ブラックマトリックス110及び第1電極120を覆うように形成させることができる。カラーフィルタ層130は、この他にも公知された様々な方法により形成させることができる。
本実施例によるタッチパネルの製造方法は、前記(d)段階の後に、カラーフィルタ層130上に第2電極150を直接形成する(e)段階を行うことができる。または、本実施例によるタッチパネルの製造方法は、前記(d)段階の後、前記(e)段階の前に、カラーフィルタ層130上にオーバーコート層140を形成する段階をさらに含むことができる。
オーバーコート層140は、カラーフィルタ層130の露出面に平坦面を形成するとともに、カラーフィルタ層130を保護する機能を遂行することができる。
(e)段階は、カラーフィルタ層130上に第2電極150を形成する段階であることができ、または本実施例によるタッチパネルの製造方法が上記したようにオーバーコート層140を形成する段階をさらに含む場合には、図7に図示されたように、オーバーコート層140上に第2電極150を形成する段階であることができる。
第2電極150は、第1電極120と同一の材質を用いて形成されてもよく、または第1電極120と異なって伝導性高分子または金属酸化物を用いて形成されてもよい。第2電極150が伝導性高分子または金属酸化物からなる場合には、上述の乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により形成させることができ、この際、第2電極150は、細線でなく面状に形成させることができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、電極が外部から視覚的に認識されないとともに、液晶表示装置のカラーフィルタ基板と一体化されたタッチパネル及びその製造方法に適用可能である。
100 基板
101 画素領域
110 ブラックマトリックス
120 第1電極
130 カラーフィルタ層
131、132、133 サブピクセル
140 オーバーコート層
150 第2電極

Claims (17)

  1. 基板と、
    前記基板上に形成され、画素領域を定義するブラックマトリックスと、
    前記ブラックマトリックス上に形成される第1電極と、
    前記基板上の前記画素領域に形成されるカラーフィルタ層と、
    前記カラーフィルタ層上に形成される第2電極と、を含むタッチパネル。
  2. 前記第1電極は、細線に形成される請求項1に記載のタッチパネル。
  3. 前記第2電極は、面状に形成される請求項1に記載のタッチパネル。
  4. 前記第1電極は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)のうち何れか一つを含んでなる請求項1に記載のタッチパネル。
  5. 前記第1電極は、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀からなる請求項1に記載のタッチパネル。
  6. 前記第2電極は、伝導性高分子または金属酸化物からなる請求項1に記載のタッチパネル。
  7. 前記第2電極は、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセンチレンまたはポリフェニレンビニレンのうち何れか一つを含んでなる請求項1に記載のタッチパネル。
  8. 前記第2電極は、インジウム−スズ酸化物(Indium Tin Oxide)を含む請求項1に記載のタッチパネル。
  9. 前記カラーフィルタ上に形成されるオーバーコート層をさらに含み、前記第2電極は前記オーバーコート層上に形成される請求項1に記載のタッチパネル。
  10. (a)基板を準備する段階と、
    (b)前記基板上に画素領域が定義されるようにブラックマトリックスを形成する段階と、
    (c)前記ブラックマトリックス上に第1電極を形成する段階と、
    (d)前記基板上の前記画素領域にカラーフィルタ層を形成する段階と、
    (e)前記カラーフィルタ層上に第2電極を形成する段階と、を含むタッチパネルの製造方法。
  11. 前記(c)段階は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)のうち何れか一つを含む金属を用いて、メッキまたは蒸着工程により前記第1電極を形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  12. 前記(c)段階は、銀塩乳剤層を露光/現像して前記第1電極を形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  13. 前記(c)段階は、前記第1電極を細線に形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  14. 前記(e)段階は、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリアセンチレンまたはポリフェニレンビニレンのうち何れか一つを含む伝導性高分子を用いて、乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により前記第2電極を形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  15. 前記(e)段階は、インジウム−スズ酸化物(Indium Tin Oxide)を含む金属酸化物を用いて、乾式工程、湿式工程またはダイレクト(direct)パターニング工程により前記第2電極を形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  16. 前記(e)段階は、前記第2電極を面状に形成する段階である請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
  17. 前記(d)段階の後に、前記カラーフィルタ層上にオーバーコート層を形成する段階をさらに含む請求項10に記載のタッチパネルの製造方法。
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