KR100539582B1 - 터치 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR100539582B1 KR10-2000-0049829A KR20000049829A KR100539582B1 KR 100539582 B1 KR100539582 B1 KR 100539582B1 KR 20000049829 A KR20000049829 A KR 20000049829A KR 100539582 B1 KR100539582 B1 KR 100539582B1
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Abstract

본 발명은 코스트를 절감시키고, 공정을 단순화시킴과 동시에 공정 마진을 확보할 수 있는 터치 패널 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 터치 패널은 LCD패널과, 상기 LCD패널의 배면에 형성된 제 1 투명 도전막과, 상기 고저항 투명 도전막의 가장자리를 따라 형성된 제 2 투명 도전막을 포함하여 구성되고, 본 발명의 터치 패널 제조방법은 제 1 글라스 기판과 제 2 글라스 기판을 합착하는 공정과, 상기 제 2 글라스 기판의 배면에 제 1 투명 도전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 투명 도전막의 가장자리를 따라 제 2 투명 도전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 글라스 기판과 상기 제 2 글라스 기판의 사이에 액정을 봉입하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 패널 및 그 제조방법{Touch panel and method for fabricating the same}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 터치 패널(Touch Panel) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널은 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 EL(Electroluminescence) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널의 ITO(Indium Tin Oxide) 필름을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 컴퓨터 주변장치라고 할 수 있다.
현재 사용되어지고 있는 터치 패널은 정전식, 광전식, 저항식 등이 있는데, 이중에서 가장 많이 사용되고 있는 것은 저항식이다. 저항식 터치 패널은 2매의 투명한 패널 또는 시트가 대향하여 배치되고, 그 대향면측 표면에 ITO등의 투명 전극층이 형성되어 있다. 이와 같이 2매 1조로서 터치 패널을 구성하지만, LCD나 CRT의 표시화면상에 중첩하여 사용하는 경우, 하측 패널의 대부분은 글라스를 사용하고, 상측의 시트는 가압시 탄력성이 있도록 폴리카보네이트 등의 필름을 사용하기도 한다.
ITO 등의 투명 전극의 패턴에는 크게 디지털형과 아날로그형의 두 가지 방식이 있는데, 그 중 디지털형은 상,하 2매의 패널에 각각 종횡으로 가늘고 긴 슬릿(Slit)형의 투명 전극층이 형성되고, 위로부터 눌려질 때 전기적으로 단락된 슬릿을 종방향과 횡방향의 위치 데이터로서 검지한다.
이 디지털 방식은 투명 전극의 얼룩에 의한 저항치의 불균일 등에 의해서 검출오차가 발생하는 일이 없어 확실성이 높지만 스트라이프(Stripe)상으로 절연하기 때문에 포토리소그래피(Photolithography)에 의한 마스킹 레지스트(resist)의 형성과 에칭 처리에 의한 투명전극막의 분할이 필요하며 비용이 높아진다. 게다가 전극의 분할정도에 의해 분해능이 한정되기 때문에 미세한 위치 검출에는 적합하지 않다라는 단점이 있다.
한편, 아날로그 방식은 투명 전극층에 슬릿형의 분할 부분을 만들지 않고, 패널 전면에 연속된 투명 전극이다. 이 투명전극에는 2매의 패널 중 한 쪽이 종방향으로, 다른 한 쪽의 패널은 횡방향으로 전류가 흐르도록 투명 전극의 상, 하 양단부 또는 좌, 우 양단부로 양 도체 의한 접속 패드가 설치되어 있다. 따라서, 특정한 지점을 가압하면, 패드로부터의 위치에 비례하여 상,하 및 좌,우 각각의 투명 전극 저항치가 확인되기 때문에 이것에 기초하여 연산하는 것에 의해 종, 횡 좌표가 산출된다.
이 아날로그 방식은 디지털 방식에 비해 슬릿 가공의 필요가 없고, 매우 세밀한 위치 검출이 가능한 반면에 투명 전극의 두께 불균일이 크면, 검출의 정밀도가 악화되기 때문에 ITO증착 등의 고도한 제어 기술이 요구된다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상판(11a)과 하판(11b), 그리고 그 사이에 액정이 봉입된 LCD패널(11)과, 상기 LCD패널(11)의 배면에 형성된 디지타이저용 기판(12)과, 상기 디지타이저용 기판(12) 상에 형성된 고저항 금속(13)과, 상기 고저항 금속의 가장자리 부위를 따라 형성된 저저항 금속(15a)으로 구성된다.
여기서, 미설명 부호 "17"은 LCD패널에 형성된 광 차단층을 지시하며, 상기 저저항 금속(15a)은 화면이 디스플레이되는 액티브 영역을 가리지 않도록 LCD패널(11)의 상판에 형성된 광 차단층(17)의 안쪽에 형성하여야 한다.
이와 같은 종래 터치 패널의 제조는 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되고, 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 하판(11b)과, 칼라 필터층, 광 차단층 및 공통 전극이 형성된 상판(11a)을 준비한 후, 상기 상판(11a)과 하판(11b)을 합착하고, 그 사이에 액정을 봉입하여 LCD패널(11)을 제작한다.
이후 상기 LCD패널의 상판(11a)의 배면에 디지타이저용 기판(12)를 형성한 후, 상기 디지타이저용 기판(12) 상에 고저항 금속(13)을 형성한다. 이때, 상기 고저항 금속(13)은 매트릭스 형태로 형성된다.
이어, 상기 고저항 금속(13)의 가장자리 부위를 따라 고저항 금속(13)과 전압 차를 갖는 저저항 금속(15a)을 패터닝한다. 이때, 상기 저저항 금속(15a)로서는 크롬(Cr), 망간(Mo)을 사용하면 종래 기술에 따른 터치 패널 제조공정이 완료된다.
그러나 상기와 같은 종래 터치 패널 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 고저항 금속과 저저항 금속을 형성하는 방법에서 저저항 금속을 고저항 금속의 상부에 형성한 후 포토리소그래피(Photolithography) 공정으로 패터닝하기 때문에 공정이 복잡해진다.
둘째, 저저항 금속이 광 차단층의 안쪽에 존재하도록 조절해야 하므로 공정 마진(Process Margin)을 확보할 수 없다.
셋째, 디지타이저용 기판은 LCD패널에 접착제를 이용하여 접착하게 되는데, 접착제를 패널 전면에 균일하게 도포하는 것이 어려워 화면에 얼룩을 발생시킬 수 있으며, 더욱이 별도의 디지타이저용 기판을 사용하므로 패널의 두께를 증가시키게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 코스트를 절감시키고, 공정을 단순화시킴과 동시에 공정 마진을 확보할 수 있는 터치 패널 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 패널은 LCD패널과, 상기 LCD패널의 배면에 형성된 제 1 투명 도전막과, 상기 제 1 투명 도전막의 가장자리 부위를 따라 형성된 제 2 투명 도전막을 포함하여 구성되고, 본 발명의 터치 패널 제조방법은 제 1 글라스 기판과 제 2 글라스 기판을 합착하는 공정과, 상기 제 2 글라스 기판의 배면에 제 1 투명 도전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 투명 도전막의 가장자리를 따라 제 2 투명 도전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 글라스 기판과 상기 제 2 글라스 기판의 사이에 액정을 봉입하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 터치 패널은 별도의 디지타이저용 기판을 사용하지 않고 LCD패널 배면에 직접 패터닝하는데 특징이 있다.
다른 특징으로서는 LCD패널의 배면에 형성되는 고저항 전극과 저저항 전극을 모두 투명 도전막으로 구성하는데 특징이 있다. 즉, 고저항 전극은 고저항 ITO(indium Tin Oxide)로 형성하고, 저저항 전극은 저저항 ITO로 형성하였으며, 특히 고저항 투명 도전막으로 사용되는 ITO 대신에 TiOx, ITZO, IZO 등을 이용할 수도 있다.
여기서, 상기 고저항 투명 도전막으로 사용되는 ITO의 면 저항은 500∼5000 Ω/㎠의 범위이고, 그 두께는 50∼2000Å의 범위이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 터치 패널 및 그 제조방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 터치 패널에 따른 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치 패널은 LCD패널(41)과, 상기 LCD패널(41)의 배면에 형성된 제 1 투명 도전막(43)과, 상기 제 1 투명 도전막(41)의 가장자리를 따라 형성된 제 2 투명 도전막(45)으로 구성된다.
상기 LCD패널(41)은 제 1 기판(41a)과 제 2 기판(41b), 그리고 그 사이에 봉입되는 액정으로 구성되며, 상기 제 1 기판(41a)은 종횡으로 게이트 배선과 데이터 배선이 배치되고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부위에 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)가 구성된다. 그리고 박막 트랜지스터의 드레인과 전기적으로 연결되는 화소 전극이 형성된다.
제 2 기판(41b)에는 제 1 기판에 형성된 화소 전극을 제외한 영역으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위한 광 차단층 및 R, G, B 색 표현을 위한 칼라 필터층이 형성되며, 상기 화소 전극으로 신호 전압을 인가하는 공통 전극이 형성된다.
상기 제 1 투명 도전막(43)은 고저항 ITO로 형성하며, 상기 ITO 대신에 TiOx, ITZO, IZO 등으로 형성할 수 있다. 상기 제 2 투명 도전막(45)은 저저항 ITO로 형성하며, 그 폭은 상기 광 차단층의 폭과 동일하며, 광 차단층에 얼라인(align)된다.
상기 제 1 투명 도전막(43)의 면 저항은 500∼5000 Ω/㎠의 범위이고, 그 두께는 50∼2000Å의 범위로 조절하며, 제 2 투명 도전막(45)의 면 저항은 5∼40 Ω/㎠의 범위이고, 그 두께는 500∼5000Å의 범위로 조절한다.
이하, 도 5a 내지 5c를 참조하여 본 발명에 따른 터치 패널 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(41a)과 제 2 기판(41b)을 제작한 후, 두 기판을 합착한다.
여기서, 상기 제 1 기판(41a)에는 종횡으로 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부위마다 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다. 박막 트랜지스터는 게이트 배선을 게이트 전극으로 사용하고, 데이터 배선을 소스 및 드레인 전극으로 사용하며, 상기 드레인 전극과 연결되도록 화소 전극을 형성한다.
상기 제 2 기판(41b)에는 화소 전극을 제외한 영역으로 빛이 투과되는 것을 방지하는 광 차단층을 형성하고, 상기 광 차단층의 사이사이에는 색 표현을 위한 칼라 필터층을 형성한다. 그리고 칼라 필터층 및 광 차단층의 전면에 걸쳐 화소 전극으로 신호 전압을 인가하는 공통 전극을 형성한다.
이와 같이, 제 1 기판과 제 2 기판을 제작 및 합착한 후, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 2 기판(41b)의 배면에 제 1 투명 도전막(43)을 형성한다.
여기서, 상기 제 1 투명 도전막(43)의 물질은 고저항 물질이며, 바람직하게는 고저항 ITO(Indium Tin Oxide)이고, 면 저항은 500∼5000 Ω/㎠의 범위이며, 그 두께는 50∼2000Å의 범위이다. 또한, 상기 고저항 ITO 대신에 TiOx, ITZO, IZO 등을 사용할 수도 있다.
이어, 도 5c에 도시한 바와 같이, 쉐도우 마스크를 이용하여 상기 제 1 투명 도전막(43)의 가장자리를 따라 제 2 투명 도전막(45)을 형성한다. 즉, 제 2 투명 도전막(45)이 형성될 부위가 오픈되어 있는 마스크를 제 1 투명 도전막(43)상에 올려 놓고 제 2 투명 도전막(45)으로 사용되는 저저항 ITO를 증착하면 제 1 투명 도전막(43)의 가장자리를 따라 제 2 투명 도전막(45)이 형성된다. 따라서, 포토 공정을 이용할 경우에 비해 노광 및 현상 공정이 필요치 않으므로 공정을 간소화할 수 있다.
여기서, 제 2 투명 도전막(45)의 물질은 저저항 물질이며, 바람직하게는 저저항 ITO이며, 면 저항은 5∼40 Ω/㎠의 범위이고, 그 두께는 500∼5000Å의 범위이다.
상기 제 2 투명 도전막(45)의 폭은 제 2 기판(41b)에 형성된 광 차단층의 폭과 동일하며, 광 차단층과 얼라인 되도록 패터닝한다. 즉, 제 2 투명 도전막(45)이 저저항 ITO이므로 광 차단층에 얼라인시킬 경우, 공정의 여유도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 포토 공정을 사용하지 않고 쉐도우 마스크(Shadow Mask)를 이용한 증착 공정으로 손 쉽게 형성할 수 있다.
이와 같이, 제 2 투명 도전막(45)을 형성한 후, 상기 제 1 기판(41a)과 제 2 기판(41b) 사이에 액정을 주입한 후, 봉지하면 본 발명에 따른 터치 패널 제조공정이 완료된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 터치 패널 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전극 물질로서 고저항 투명 도전막 및 저저항 투명 도전막을 사용함에 따라 저저항 투명 도전막을 포토 공정이 아닌 쉐도우 마스크를 이용한 증착 공정으로 형성하기 때문에 공정을 간소화할 수 있다.
둘째, 저저항 전극으로 사용되는 저저항 투명 도전막을 광 차단층에 얼라인시키면 되므로 공정 마진(Process Margin)을 확보할 수 있다.
셋째, 별도의 디지타이저용 기판을 사용하지 않으므로 패널의 두께를 최소화할 수 있다.
넷째, 고저항 투명도전막과 저저항 투명도전막을 형성한 후에 액정을 주입하므로, 투명도전막을 패터닝에 따른 고온 공정에서 열로 인해 액정이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널의 평면도
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도
도 3은 본 발명에 따른 터치 패널의 평면도
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 터치 패널의 제조공정 단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41a : 제 1 기판 41b : 제 2 기판
41 : LCD패널 43 : 제 1 투명 도전막
45 : 제 2 투명 도전막

Claims (16)

  1. LCD패널;
    상기 LCD패널의 배면에 형성된, 면저항 500∼5000 Ω/㎠의 제 1 투명 도전막; 및
    쉐도우 마스크를 이용하여, 상기 제 1 투명 도전막의 가장자리에 대응되어 형성된, 면저항 5∼40 Ω/㎠의 제 2 투명 도전막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명 도전막은 고저항 ITO, TiOx, ITZO, IZO 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명 도전막은 저저항 ITO인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명 도전막의 두께는 50∼2000Å의 범위인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명 도전막의 두께는 500∼5000Å의 범위인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 LCD패널은 종횡으로 배치된 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 부위에 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 구비된 제 1 기판과,
    칼라 필터층 및 광 차단층 그리고 화소 전극에 전압을 인가하는 공통 전극이 구비된 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 투명 도전막은 상기 광 차단층의 폭에 동일하게 얼라인되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  10. 제 1 글라스 기판과 제 2 글라스 기판을 합착하는 공정;
    상기 제 2 글라스 기판의 배면에 제 1 투명 도전막을 형성하는 공정;
    상기 제 1 투명 도전막상에, 상기 제 1 투명 도전막의 가장자리에 대응되는 부분이 오픈된 쉐도우 마스크를 형성하는 공정과,
    상기 마스크의 오픈된 부위에 상기 제 1 투명 도전막에 비해 상대적으로 저저항의 제 2 투명 도전막을 증착하는 공정; 및
    상기 제 1 글라스 기판과 상기 제 2 글라스 기판의 사이에 액정을 봉입하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 글라스 기판은
    종횡으로 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와,
    박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 패널 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 글라스 기판은
    색 재현을 위한 칼라 필터층을 형성하는 단계와,
    상기 화소 전극을 제외한 영역으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위한 광 차단층을 형성하는 단계와,
    상기 화소 전극으로 공통 전압을 인가하는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 패널 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 투명 도전막은 상기 광 차단층과 동일 폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 제조방법.
  16. 삭제
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