KR101073147B1 - 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널을 평판표시장치의 상부기판 상에 직접 형성하는 구조에 관한 것으로, 상기 터치 스크린 패널에 형성되는 절연막을 상기 평판표시장치의 상부기판 및 하부기판을 봉지하는 실링재의 고온 소성 공정에 적합한 안정적인 열특성을 갖는 스핀 온 글라스(Spin On Glass, SOG) 막으로 구현하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법{flat panel display integrated touch screen panel and fabrication method the same}
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 평판표시장치의 외면에 부착되어 구성되는데, 별도로 제작된 터치 스크린 패널과 평판표시장치를 서로 부착하여 사용할 경우 제품의 전체적인 두께를 증가시키고, 제조 원가를 상승시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 터치 스크린 패널을 평판표시장치의 상부기판 상에 직접 형성하는 구조에 관한 것으로, 상기 터치 스크린 패널에 형성되는 절연막을 상기 평판표시장치의 상부기판 및 하부기판을 봉지하는 실링재의 고온 소성 공정에 적합한 안정적인 열특성을 갖는 스핀 온 글라스(Spin On Glass, SOG) 막으로 구현하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치는, 표시영역과, 상기 표시영역 외곽에 형성된 비표시영역으로 각각 구획되는 상부기판 및 하부기판과; 상기 상부기판의 표시영역 상에 형성된 제 1 및 제 2감지패턴들과; 상기 제 2감지패턴들을 연결하는 연결패턴들과; 상기 연결패턴들 및 감지패턴 사이에 형성되는 제 1절연막 및 상기 감지패턴들 상에 형성되는 제 2절연막과; 상기 상부기판 및 하부기판의 비표시영역 사이에 형성되는 실링재가 포함되며, 상기 제 1 및 제 2절연막은 스핀 온 글라스(SOG) 물질로 구현됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 스핀 온 글라스 물질은 실록세인(siloxane)계 화합물, 실라젠(silozene)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함하여 구현되며, 상기 제 1 및 제 2절연막은 두께가 0. 5um 내지 2um로 형성된다.
또한, 상기 제1 감지패턴들은, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성되며, 상기 제2 감지패턴들은, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀들로 구성된다.
또한, 상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 감지라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들이 더 포함된다.
또한, 상기 다수의 연결패턴들 및 금속패턴들은 동일한 레이어 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현된다.
또한, 상기 하부기판은 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들이 형성된 표시영역 및 상기 표시영역의 외곽에 위치하여 상기 복수의 화소들을 구동하기 위해 구동 회로가 구비된 비표시영역을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법은, 표시영역과 비표시영역으로 구획되는 상부기판의 표시영역 상에 연결패턴들, 제 1절연막, 제 1, 2감지패턴들, 제 2절연막으로 구성되는 터치 스크린 패널이 형성되는 단계와; 상기 제 1, 2절연막에 대하여 저온의 소프트 베이킹 공정이 수행되는 단계와; 상기 상부기판의 하면에 하부기판이 위치하고, 상기 상부기판 및 하부기판의 비표시영역 사이에 실링재가 도포되는 단계와; 상기 실링재에 대한 고온의 소성 공정 및 상기 제 1, 2절연막에 대한 고온의 경화 공정이 동시에 수행되는 단계가 포함되며, 상기 제 1 및 제 2절연막은 스핀 온 글라스(SOG) 물질로 구현된다.
여기서, 상기 스핀 온 글라스 물질은 실록세인(siloxane)계 화합물, 실라젠(silozene)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한 고형분과 상기 고형분을 녹이는 용매가 혼합된 용액 상태로 코팅되어 형성된다.
또한, 상기 소프트 베이킹 공정은 150℃ 내지 250℃의 온도에서 수행되고, 상기 고온의 소정 공정 및 고온의 경화 공정은 400℃ 내지 500℃의 온도에서 수행된다.
또한, 상기 실링재는 산화물 분말이 포함된 프릿에 유기물을 첨가하여 젤 상태의 페이스트로 구현되어 상기 비표시영역에 도포된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 터치 스크린 패널을 평판표시장치의 상부기판 상에 직접 형성함에 있어, 터치 스크린 패널에 형성되는 절연막을 상기 평판표시장치의 상부기판 및 하부기판을 봉지하는 실링재의 고온 소성 공정에 적합한 안정적인 열특성을 갖는 스핀 온 글라스(Spin On Glass, SOG) 막으로 구현함으로써, 절연막의 두께를 조절하여 ESD 특성을 개선할 수 있으며, 경도 특성이 향상됨을 통해 보호필름을 제거하고서도 스크래치 불량을 극복할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 평판표시장치의 상부기판에 대한 평면도.
도 2는 도 1의 특정 부분(A-A')에 대한 단면도.
도 3은 도 1에 대응되는 평판표시장치의 하부기판에 대한 평면도.
도 4는 절연막으로 사용되는 물질(산화실리콘, 포토아크릴, SOG)에 대한 광 투과율을 나타내는 그래프.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법을 나타내는 공정 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 평판표시장치의 상부기판에 대한 평면도이고, 도 2는 도 1의 특정 부분(A-A')에 대한 단면도이다.
또한, 도 3은 도 1에 대응되는 평판표시장치의 하부기판에 대한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 평판표시장치의 상부 기판(10) 상에 직접 형성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 평판표시장치는 유기전계 발광 표시장치 또는 액정표시장치가 될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 유기전계 발광 표시장치를 그 예로 설명하도록 하고, 이에 따라 상기 상부 기판(10)은 유기전계 발광 표시장치의 봉지 기판이며, 이는 투명 재질로 구현됨이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상기 상부기판 즉, 봉지기판의 제 1면 상에 형성된 다수의 감지패턴들(12, 14)과, 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 금속패드들(15) 및 감지라인들(17)을 포함한다.
이 때, 상기 다수의 감지패턴들(12, 14)이 형성된 영역은 화상이 표시되어 터치 위치를 검출하는 표시 영역(20)이며, 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 금속패드들(15), 감지라인(17)들 및 상기 각각의 감지라인들(17)과 연결되는 복수의 본딩 패드들(42)로 구성되는 FPC 본딩 패드부(40)가 형성된 영역은 상기 표시영역(20) 외곽에 구비되는 비표시 영역(30)이다.
또한, 상기 비표시영역(30)에 대응되는 상부기판의 제 2면에는 상기 유기전계 발광 표시장치의 상부기판과 하부기판을 합착하기 위한 실링재(도 3의 140)가 도포된다. 즉, 상기 실링재(140)는 상부기판(10)과 하부기판(100) 사이에 형성되어 외기가 침투하지 못하도록 표시영역(20, 110)을 밀봉하는 역할을 수행한다.
이 때, 상기 하부기판은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들(112)이 형성된 표시영역(110)과 표시영역(110)의 외곽에 형성되는 비표시영역(120)을 포함한다.
이 때, 표시영역(110)은 유기발광소자로부터 방출되는 빛으로 인해 소정의 화상이 표시되는 영역으로서, 행 방향으로 배열된 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 및 열 방향으로 배열된 복수의 데이터선(D1 내지 Dm)을 포함하며, 주사선(S1 내지 Sm)과 데이터선(D1 내지 Dm)에 유기발광 소자를 구동하기 위한 구동회로(130, 132)부터 신호를 인가받는 복수의 화소(112)가 형성되어 있다.
또한, 상기 비표시영역(120)은 상기 표시영역(110) 외곽에 구비되는 영역으로서, 상기 표시영역(110) 상에 형성된 다수의 화소(112)를 구동하기 위해 구동 회로 즉, 데이터 구동회로(132), 주사 구동회로(130)와, 상기 하부기판(100)과 상부기판(10)을 합착하는 실링재(140)가 형성된다.
즉, 상기 하부기판(100)의 표시영역(110), 비표시영역(120)은 앞서 도 1에 도시된 상부기판(10)의 표시영역(20), 비표시영역(30)과 각각 중첩되도록 대응된다.
또한, 상기 상부기판(10)의 표시영역(20) 상에 형성된 감지패턴들은, 서로 교호적으로 배치되며 X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성된 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)을 포함한다.
즉, 제1 감지패턴들(12)은 제1 방향(열 방향)을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀(12') 및 인접한 상기 제1 감지셀(12')을 연결하는 제1 연결라인(12")으로 구성되고, 제2 감지패턴들(14)은 제2 방향(행 방향)을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀(14)로 구성된다.
이 때, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)은 동일 레이어(layer)에 형성되고, 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)는 터치 스크린 패널의 동작 구현을 위해 투명 재질로 구현되어야 하며, 이에 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)은 투명 도전성 물질, 일 예로 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO)로 구현됨이 바람직하다.
또한, 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)이 감지 전극으로서의 역할을 수행하기 위해서는 제 1방향 및 제2방향으로 배열된 각각의 감지셀들이 전기적으로 연결되어야 한다.
이에 상기 제1 감지셀(12')들은 제1 연결라인(12")에 의해 서로 전기적으로 연결되나, 상기 제2 감지패턴들을 구성하는 제2 감지셀(14)들은 상기 제1 감지셀(12')과 동일 레이어에 형성되기 때문에 상기 제1 연결라인(12')와 단락을 피하기 위해 상기 제1 연결라인과 교차되는 연결라인이 동일 레이어 상에는 형성될 수 없다.
이에 본 발명의 실시예는 상기 각각의 제2 감지셀(14)을 전기적으로 연결하는 각각의 연결패턴(15')이 제1 감지패턴들(12)과는 다른 레이어에 형성되는 것으로, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)의 하부 레이어에 형성됨을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상부기판(10)으로서의 투명기판 상에 연결패턴(15')들이 형성되고, 상기 연결패턴(15')를 포함한 투명기판(11) 상에 제 1절연막(13)이 형성된다.
이 때, 상기 연결패턴(15')들은 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 같은 ITO로 형성되거나, 상기 ITO보다 낮은 저항값을 갖는 금속 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결패턴(15')은 도시된 바와 같이 직사각형 바(bar) 형태로 이루어질 수 있으나, 이는 하나의 실시예로서 반드시 이러한 형상에 한정되지 않는다. 즉, 상기 절연막(13)의 콘택홀(13')에 의해 노출되는 부분인 연결패턴(15')의 끝단부의 폭이 상기 연결패턴(15')의 타 부위의 폭보다 넓은 형상으로 구현될 수도 있다.
이와 같은 연결패턴(15')은 상기 제1 감지패턴들(12)의 제1 연결라인(12")과 서로 교차되는데, 상기 교차에 의해 발생되는 기생 캐패시턴스의 영향을 줄이기 위해 상기 연결패턴(15')의 폭을 최소화하는 것이 바람직하다.
그러나, 이와 같이 상기 연결패턴(15')의 폭을 최소화할 경우 각각 제2 감지패턴들(14)의 라인 저항이 높아져 결과적으로 터치 스크린 패널의 기능을 구현하는 센싱 감도가 저하되는 문제가 발생한다.
이에 상기 연결패턴(15')은 저항이 낮은 도전성 물질로 형성함이 보다 바람직하다.
이 경우, 상기 연결패턴(15')은 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)이 형성되는 영역의 가장자리 영역에 형성되어 감지된 신호를 구동회로(미도시) 측으로 공급하는 금속패드(15)와 동일한 재질로 형성되는 것으로, 상기 금속패드와 동일한 레이어에 동일 공정을 통해 형성되므로 상기 연결패턴(15')을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하지 않는다.
따라서, 상기 연결패턴(15')을 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 같은 투명 도전성 물질 물질로 형성하지 않아, 라인 저항이 높아짐을 방지함과 아울러 상기 연결패턴(15')을 형성하기 위해 마스크 공정이 추가되어야 하는 단점도 극복할 수 있음을 그 특징으로 한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2감지패턴(12, 14) 상에는 제 2절연막(16)이 형성된다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 평판표시장치의 상부기판(10) 제 1면 상에 형성되며, 상기 상부기판의 비표시영역에 대응되는 제 2면에는 평판표시장치의 하부기판과 합착하기 위한 실링재가 도포된다.
이 때, 상기 실링재(140)로는 고체 상태의 프릿(frit)을 사용할 수 있으며, 일반적으로 상기 프릿은 유리 분말에 산화물 분말을 포함한다.
또한, 산화물 분말이 포함된 프릿에 유기물을 첨가하여 젤 상태의 페이스트로 만들고, 그것을 400℃ 내지 500℃의 고온으로 소성한다.
이와 같이 상기 프릿을 소성하면 유기물은 공기 중으로 소멸되고, 젤 상태의 페이스트는 경화되어 고체 상태의 프릿으로 형성됨으로써, 상기 상부기판 및 하부기판을 합착하게 된다.
이 때, 상기 경화된 프릿에 레이저를 조사하여 이를 재차 용융하고 경화시키는 공정을 추가하여 상기 상, 하부기판의 합착 정도를 보다 더 견고히 할 수도 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 일체형 평판표시장치를 구현하기 위해서는 상, 하부기판의 밀봉을 위한 실링재(140)를 도포하고, 이에 대한 고온의 소성 공정이 수행되어야 한다.
단, 상기 상부기판 및 하부기판의 밀봉을 수행하기에 앞서, 상기 상부기판의 제 1면 상에는 이미 터치 스크린 패널이 형성되어 있는데, 이 경우 상기 실링재(프릿)에 대한 고온의 소성 공정은 상기 상부기판(10)의 제 1면 상에 형성된 터치 스크린 패널을 구성하는 각 층에 영향을 미치게 된다.
따라서, 상기 터치 스크린 패널을 구성하는 제 1, 2절연막(13, 16)은 상기 고온의 소성 공정에서도 절연특성 등을 유지할 수 있는 재료로 형성되어야 하며, 이에 따라 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기물 이외에 유기물로는 사용이 불가능하다는 단점이 있다.
또한, 상기 산화실리콘을 절연막으로 사용할 경우 일반적으로 2000 내지 4000Å의 두께로 구현되나, 이는 외부로부터 유입되는 ESD에 의한 불량을 방지하기에는 너무 얇다는 단점이 있으며, 이에 상기 산화실리콘막의 두께를 높이기 위해서는 성막 시간 및 드라이 에칭 시간 등이 상당히 증가되는 단점이 있다.
이에 본 발명의 실시예에서는 이와 같은 단점을 극복하기 위하여 상기 터치 스크린 패널에 형성되는 제 1, 2절연막(13, 16)을 상기 실링재에 대한 고온 소성 공정에 적합한 안정적인 열특성을 갖는 스핀 온 글라스(Spin On Glass, 이하 SOG) 재질로 구현함을 특징으로 한다.
상기 SOG막은 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포되는 것으로, 이는 실록세인(siloxane)계 화합물(예를 들면, (oligo) siloxane [실록세인결합 Si-O로 이루어져 있는 화합물의 총칭, 분자식 (H3Si)(n+1)On], organo-siloxane [실록세인결합에 Carbon기를 포함한 화합물의 총칭, 분자식 (CH3)(H2Si)(n+1)On], organo-alkoxysiloxan [실록세인결합에 Hydrocarbon기를 포함한 화합물의 총칭, 분자식 (CmH2m-1)(H2Si)(n+1)On], perfluoro-allkoxysiloxan [실록세인결합에 perfluorochain을 포함한 화합물의 총칭, 분자식 (CF3)n(CmH 2m-1)(H2Si)(n+1)On], siloxane 화합물에 UV 또는 열경화가 가능하도록 functional group인 methacrylate와 epoxy group이 포함됨), 실라젠(silozne)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물(Hydrogen Silsesquioxane(HSQ) 포함) 중에서 하나 이상의 화합물을 포함한다.
또한, 이와 같은 화합물은 PGMEA(PROPYLENE GLYCOL MONOMETHYL ETHER ACETATE), PGME(polypropylene glycol methyl ether), MIBK(Methyl isobutyl ketone), NMP(N-Methyl-2-pyrrolidinone), NBA(Normal butyl acetate,) EL(Ethyl lactate) 등과 같은 에테르(ether), 아세테이트(acetate), 케톤(ketone) 계열의 용매(solvent)에 혼합되어 사용된다.
이와 같은 SOG막은 단순한 코팅 방식을 통해 평탄한 절연막을 구현할 수 있다는 장점 이외에 앞서 언급한 바와 같이 고온 공정에도 절연 특성을 유지한다는 장점이 있으므로, 터치 스크린 패널이 상부기판 상에 일체형으로 구현되는 평판표시장치에 대하여 상기 터치 스크린 패널의 제 1, 2절연막(13, 16)으로 적용할 수 있다.
특히 SOG막은 스핀 코팅과 같은 단순한 코팅 방식으로 형성되기 때문에 그 두께를 쉽게 조절할 수 있는 바, 이를 통해 상기 터치 스크린 패널의 외부에서 인가되는 정전기에 대한 ESD 보호 측면에서 큰 장점이 있다.
절연막의 절연특성을 나타내는 수치인 BV(Break Voltage, 단위: MV/cm)는 기존의 산화실리콘막(SiO2)가 약 -7.34이고, SOG막은 -7.56으로 비슷한 정도를 나타내나, 하기된 [표 1]을 통해 확인되는 바와 같이 두께에 따른 ESD 불량 테스트 결과 얇은 두께로 구현되는 산화실리콘막에서 ESD 불량이 발생됨을 확인할 수 있다.
인가전압(Kv) SiO2 3000Å SOG 1um
1kV 0 0
1.5kV 2 0
2kV 10 0
2.5kV 10 0
3.0kV 10 0
3.5kV 10 2
4kV 10 10
상기 [표 1]은 터치 스크린 패널에서 절연막으로 3000 Å의 산화실리콘막을 사용하는 경우와, 1um의 SOG막을 사용하는 경우에 대한 ESD 평가 결과를 나타내는 실험 데이터로서, 평가 대수는 10대이며, 터치 스크린 패널의 우상단 에지부의 표시영역에 ±1kV, ±1.5kV, ±2kV, ±2.5kV, ±3.0kV, ±3.5kV, ±4.0kV를 각각 5회씩 인가한 경우에 대한 것이다(평가규격: HBM(Human Body Model) R=1.5kΩ, C=100pF).
[표 1]에 의할 경우 3000 Å의 산화실리콘막이 사용될 경우 2kV 이상 정전기가 인가될 경우 모든 패널(10대)에서 불량이 발생되나, 1um의 SOG막을 사용할 경우에는 3.0kV까지의 정전기 유입에 대해서는 ESD 불량을 극복할 수 있음을 확인할 수 있다.
즉, BV 특성이 유사하더라도 절연막의 두께를 두껍게 함으로써, ESD 불량을 극복할 수 있는데, 앞서 언급한 바와 같이 기존의 산화실리콘막은 약 2000 내지 4000Å의 두께로 구현되는 것으로 그 이상의 두께로 형성하기에는 성막 시간 및 드라이 에칭 시간 등이 상당히 증가되는 문제가 있어 실제 양품에는 약 3000Å의 두께로 구현되는 것이 현실이다.
그러나, 이와 같은 두께로는 외부로부터 인가되는 정전기에 의한 ESD 불량을 극복하기 어렵다는 단점이 있으나, 본원발명에서와 같이 SOG막으로 절연막을 구현할 경우 스핀 코팅 방식을 통해 그 두께를 쉽게 조절할 수 있어 양품에서도 약 0.5um 내지 2um의 두께로 상기 SOG 재질의 절연막을 충분히 형성할 수 있는 것이다.
단, 상기 SOG막이 두껍게 형성됨에 따라 발생될 수 있는 광 투과율 저하는 도 4의 그래프 및 하기된 [표 2]의 결과를 통해 문제 없음을 확인할 수 있다.
도 4는 절연막으로 사용되는 물질(산화실리콘, 포토아크릴, SOG)에 대한 광 투과율을 나타내는 그래프이고, [표 2]는 파장별 투과율 정도를 나타내는 실험 데이터이다.
(측정장비: Perkin Elmer사의 Lamda 950)
파장(nm) 산화실리콘(SiO2)
1000Å		 SOG
1um		 유기절연막
(Photo Acryl)
380 92.21 90.44 78.14
550 93.28 91.78 91.70
780 92.33 91.50 91.24
도 4 및 [표 2]를 참조하면, 1um의 두께를 갖는 SOG막의 경우도 약 90% 이상의 투과율을 나타내므로, 본 발명의 실시예에서와 같이 터치 스크린 패널의 제 1, 2절연막(13, 16)을 SOG막으로 구현할 경우 투과율 저하의 문제없이 ESD 불량을 개선하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 SOG막은 연필 경도가 약 4H 이상이므로, 스크래치 불량 측면에서도 장점이 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법을 나타내는 공정 단면도이다.
단, 이는 표시패널의 일 영역과 비표시영역의 일 영역에 대한 단면을 중심으로 설명한다.
먼저 도 5a를 참조하면, 평판표시장치의 상부 기판(10) 상에 터치 스크린 패널이 형성된다.
이 때, 상기 터치 스크린 패널의 단면 구조는 도 2에 도시된 단면도와 동일하므로, 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하며, 도면부호는 동일하게 사용한다.
단, 본 발명의 실시예의 경우 상기 터치 스크린 패널에 형성되는 제 1, 2절연막(13, 16)이 SOG막으로 구현됨을 특징으로 한다.
특히 도 5a에 도시된 단계 즉, 상부기판 상에 터치 스크린 패널에 형성되는 단계에서 상기 제 1, 2절연막(13, 16)으로서의 SOG막은 소프트 베이킹 공정을 통해 150℃ 내지 250℃ 정도의 저온에서 가열하여 용매 성분을 제거한 상태로 구현된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 SOG막은 실록세인(siloxane)계 화합물, 실라젠(silozene)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한 고형분과 상기 고형분을 녹이는 용매가 혼합된 용액 상태로 상기 상부기판의 제 1면 상에 코팅된다.
이후, 상기 용액은 저온의 소프트 베이킹 및 고온의 경화 공정을 통해 최종적인 SOG막이 형성되는데, 상기 도 5a에 도시된 단계에서는 상기 SOG 용액에 대하여 저온의 소프트 베이킹 공정만을 수행한 상태의 SOG막이 형성된다.
상기 소프트 베이킹 공정은 약 150 내지 250℃ 정도의 저온으로 진행되는데, 이를 통해 상기 SOG 용액의 용매가 제거된 가경화 상태의 SOG막이 형성되며, 이와 같은 가경화 상태의 SOG막도 기본적인 절연막 특성은 유지한다.
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이 상부기판의 비표시영역에 대응되는 제 2면과 하부기판의 비표시영역에 실링재가 도포된다.
상기 하부기판의 구성은 앞서 도 3을 통해 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
여기서, 상기 실링재는 상부기판(10)과 하부기판(100) 사이에 형성되어 외기가 침투하지 못하도록 표시영역(20)을 밀봉하는 역할을 수행하는 것으로, 본 발명의 실시예의 경우 상기 실링재(140)로서 고체 상태의 프릿(frit)을 사용할 수 있다.
이 때, 상기 프릿은 유리 분말에 산화물 분말을 포함하여 구성되고, 상기 산화물 분말이 포함된 프릿에 유기물을 첨가하여 젤 상태의 페이스트로 만들어 상기 비표시영역에 도포한다.
다음으로 도 5c를 참조하면, 상기 실링재에 대하여 400℃ 내지 500℃의 고온으로 이를 소정하는 공정이 수행되며, 이와 같이 상기 프릿을 소성하면 유기물은 공기 중으로 소멸되고, 젤 상태의 페이스트는 경화되어 고체 상태의 프릿으로 형성됨으로써, 상기 상부기판 및 하부기판을 합착하게 된다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 상기 SOG막은 소프트 베이킹 공정과 고온의 경화 공정을 통해 최종 SOG막이 형성되는데, 본 발명의 실시예의 경우 상기 실링재에 대한 고온의 소성 공정 진행 시 상기 SOG 막의 경화 공정도 함께 수행됨을 특징으로 한다.
즉, 도 5c의 공정을 통해 상부기판(10) 및 하부기판(100)이 합착되어 밀봉됨과 함께 상기 상부기판의 제 1면 상에 형성된 제 1, 2절연막(13, 16)으로서의 SOG막도 최종적으로 완전 경화되어 앞서 [표 1], [표 2]를 통해 설명한 SOG막의 특성을 발현할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 의할 경우 터치 스크린 패널에 형성되는 SOG막의 고온 경화 공정을 상기 평판표시장치의 상, 하부기판의 밀봉 공정과 함께 구현함으로써, 공정시간 단축 및 공정비용 저감의 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 상부기판 12: 제 1감지패턴
13: 제 1절연막 14: 제 2감지패턴
15: 금속패드 15': 연결패턴
16: 제 2절연막 100: 하부기판
140: 실링재

Claims (13)

  1. 표시영역과, 상기 표시영역 외곽에 형성된 비표시영역으로 각각 구획되는 상부기판 및 하부기판과;
    상기 상부기판의 표시영역 상에 형성된 제 1 및 제 2감지패턴들과;
    상기 제 2감지패턴들을 연결하는 연결패턴들과;
    상기 연결패턴들 및 제 1감지패턴 사이에 형성되는 제 1절연막 및 상기 제 1, 2감지패턴들 상에 형성되는 제 2절연막과;
    상기 상부기판 및 하부기판의 비표시영역 사이에 형성되는 실링재가 포함되고,
    상기 제 1 및 제 2절연막은 스핀 온 글라스(SOG) 물질로 구현되며,
    상기 하부기판은 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들과, 상기 복수의 화소들을 구동하기 위한 구동 회로를 포함하여 구성되며,
    상기 상부기판은 유기전계 발광 표시장치의 봉지기판임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀 온 글라스 물질은 실록세인(siloxane)계 화합물, 실라젠(silozene)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함하여 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2절연막은 두께가 0. 5um 내지 2um로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 감지패턴들은, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 감지패턴들은, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀들로 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 이에 대응되는 각각의 감지라인들과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들이 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 다수의 연결패턴들 및 금속패턴들은 동일한 레이어 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  8. 삭제
  9. 표시영역과 비표시영역으로 구획되는 상부기판의 표시영역 상에 연결패턴들, 제 1절연막, 제 1, 2감지패턴들, 제 2절연막으로 구성되는 터치 스크린 패널이 형성되는 단계와;
    상기 제 1, 2절연막에 대하여 저온의 소프트 베이킹 공정이 수행되는 단계와;
    상기 상부기판의 하면에 하부기판이 위치하고, 상기 상부기판 및 하부기판의 비표시영역 사이에 실링재가 도포되는 단계와;
    상기 실링재에 대한 고온의 소성 공정 및 상기 제 1, 2절연막에 대한 고온의 경화 공정이 동시에 수행되는 단계가 포함되며,
    상기 제 1 및 제 2절연막은 스핀 온 글라스(SOG) 물질로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스핀 온 글라스 물질은 실록세인(siloxane)계 화합물, 실라젠(silozene)계 화합물 및 실리케이트(silicate)계 화합물, 실세스키옥세인(Silsesquioxane)계 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한 고형분과 상기 고형분을 녹이는 용매가 혼합된 용액 상태로 코팅되어 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 소프트 베이킹 공정은 150℃ 내지 250℃의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 고온의 소정 공정 및 고온의 경화 공정은 400℃ 내지 500℃의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 실링재는 산화물 분말이 포함된 프릿에 유기물을 첨가하여 젤 상태의 페이스트로 구현되어 상기 비표시영역에 도포됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치의 제조방법.
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