KR101219242B1

KR101219242B1 - 터치 스크린 패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101219242B1
Application number: KR1020090003634A
Authority: KR
Inventors: 강성구; 정태혁; 김진근
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2013-01-07
Also published as: JP2010165333A; CN101819482A; EP2209064A1; US20100182272A1; KR20100084254A

Abstract

본 발명은, 영상표시장치 등에 구비되는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

본 발명의 터치 스크린 패널은, 투명기판과, 상기 투명기판의 일면에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제1 감지패턴들과, 상기 제1 감지패턴들 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖도록 형성된 제2 감지패턴들과, 상기 제1 및 제2 감지패턴들 상에 형성되며 상기 제2 감지패턴들의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀이 형성되는 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성되며 상기 컨택홀을 통해 상기 제2 감지패턴들을 제2 방향을 따라 연결하는 연결패턴들을 포함하며, 상기 제1 절연막은 투명성 포토레지스트로 형성되되, 상기 포토레지스트는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트인 것을 특징으로 하고, 상기 연결패턴들 상에 형성된 제2 절연막을 더 포함한다.

Description

터치 스크린 패널 및 그 제조방법{Touch Screen Panel and Fabricating Method Thereof}

본 발명은 영상표시장치 등에 구비되는 터치 스크린 패널 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 정전 용량 방식 등이 알려져 있다.

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 정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 감지패턴들의 손상이 방지되어야 함은 물론이다.

하지만, 감지패턴들은 제조공정 등을 거치면서 일부 손상되어 이들에 단선 등의 불량이 발생할 수 있다. 이로 인해, 터치 스크린 패널에서의 접촉위치가 명확히 감지되지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 감지패턴들의 손상을 방지할 수 있도록 한 터치 스크린 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명기판과, 상기 투명기판의 일면에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제1 감지패턴들과, 상기 제1 감지패턴들 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖도록 형성된 제2 감지패턴들과, 상기 제1 및 제2 감지패턴들 상에 형성되며 상기 제2 감지패턴들의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀이 형성되는 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성되며 상기 컨택홀을 통해 상기 제2 감지패턴들을 제2 방향을 따라 연결하는 연결패턴들을 포함하며, 상기 제1 절연막은 투명성 포토레지스트로 형성되되, 상기 포토레지스트는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제공한다.

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또한, 상기 연결패턴들 상에 형성된 제2 절연막을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 절연막은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명성 절연물질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 투명기판의 타면에 형성된 투명접지전극을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 투명접지전극 상에 형성된 제3 절연막을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 절연막은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명 절연물질로 형성될 수 있다.

본 발명의 제2 측면은, 투명기판의 일면에 투명전극막을 성막한 후 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지패턴들과, 상기 제1 감지패턴들 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖는 다수의 제2 감지패턴들을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 감지패턴들 상에 투명성 포토레지스트로 제1 절연막을 성막하는 단계와, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제1 절연막에 상기 제2 감지패턴들의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀을 형성하는 단계와, 상기 제1 절연막 상에 상기 컨택홀을 통해 상기 제2 감지패턴들을 제2 방향을 따라 연결하는 연결패턴들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 포토레지스트는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 감지패턴들을 연결하기 위한 컨택홀이 형성되는 절연막을 포토레지스트로 형성하고, 포토리소그래피 공정에 의해 컨택홀을 형성함으로써, 제조공정에서 감지패턴들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 감지패턴들(12a, 12b)과, 감지패턴들(12a, 12b)을 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들(15)을 포함한다.

감지패턴들(12a, 12b)은, 투명기판(10)의 일면, 예컨대 상부면에 형성된다. 이와 같은 감지패턴들(12a, 12b)은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들(12a)과, 제1 감지패턴들(12a) 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖도록 형성되되 별도의 연결패턴들(14)에 의해 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지패턴들(12b)을 포함한다.

이와 같은 감지패턴들(12a, 12b)은 다이아몬드 패턴과 같이 규칙적인 패턴으로 밀접되도록 형성된다. 한편, 감지패턴들(12a, 12b)의 형상이 다이아몬드 형상에 한정되는 것은 아니며, 감지패턴들(12a, 12b)은 이들이 밀접될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있음은 물론이다.

한편, 제1 방향과 제2 방향은 서로 교차하는 상이한 방향이다. 예컨대, 제1 방향은 Y축 방향으로 설정되고, 제2 방향은 Y축 방향과 직교하는 X축 방향으로 설정될 수 있다.

제1 감지패턴들(12a)은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된다. 예컨대, 제1 감지패턴들(12a)은 동일한 열에 위치된 패턴들끼리 Y축 방향을 따라 연결되도록 형 성될 수 있다. 여기서, 제1 감지패턴들(12a)은 패터닝 단계에서부터 제1 방향을 따라 연결되도록 패터닝될 수 있다.

이와 같은 제1 감지패턴들(12a)은 금속패턴들(15)에 의해 열 단위로 위치 검출라인(15_1)과 연결된다.

제2 감지패턴들(12b)은 제1 감지패턴들(12a)과 동일한 레이어에 배치되며, 제1 감지패턴들(12a) 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖도록 형성된다. 단, 제2 감지패턴들(12b)은 별도의 연결패턴들(14)에 의해 제2 방향을 따라 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 감지패턴들(12b)은 패터닝 단계에서는 서로 독립적인 패턴으로 형성되고, 이후의 공정단계에서 연결패턴들(14)에 의해 동일한 행에 위치된 패턴들끼리 X축 방향을 따라 연결될 수 있다.

이와 같은 제2 감지패턴들(12b)은 금속패턴들(15)에 의해 행 단위로 위치 검출라인(15_1)과 연결된다.

금속패턴들(15)은 영상이 표시되는 접촉면을 피해 터치 스크린 패널의 외곽에 배치되는 것으로, 은(Ag)이나 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.

이와 같은 금속패턴들(15)은 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 구동회로 측으로 전달되도록 감지패턴들(12a, 12b)을 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결한다.

예컨대, 금속패턴들(15)은, 하나의 열 단위의 제1 감지패턴들(12a)을 각각의 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결함과 아울러, 하나의 행 단위의 제2 감지패 턴들(12b)을 각각의 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결할 수 있다.

이를 위해, 금속패턴들(15)은 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)이 위치되는 영역의 가장자리에서 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)과 연결되어, 이들을 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결할 수 있다.

위치 검출라인(15_1)은 금속패턴들(15)을 통해 각각의 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)과 연결되어 이들을 구동회로(미도시)와 연결한다. 예컨대, 터치 스크린 패널이 패드부(20)를 통해 외부의 구동회로와 연결되는 경우, 위치 검출라인(15_1)은 패드부(20)와 감지패턴들(12a, 12b) 사이에 연결된다.

한편, 앞선 설명에서, 금속패턴들(15)과 위치 검출라인(15_1)을 별도의 구성요소로 분리하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 금속패턴들(15)과 위치 검출라인(15_1)은 동일한 공정 단계에서 동일 재료로 일체화되어 형성될 수도 있음은 물론이다.

전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량성 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 터치스틱 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지패턴들(12a, 12b)로부터 금속패턴들(15), 위치 검출라인(15_1) 및 패드부(20)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널에서, 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)은 서로 동일한 레이어에 위치되므로 터치 스크린 패널은 전반적 으로 균일한 반사율을 가진다.

도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 요부 단면도이다. 편의상, 도 2에서는 감지패턴들이 형성되는 터치영역만을 도시하기로 한다.

도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널은 투명기판(10)과, 투명기판(10)의 일면에 순차적으로 형성된 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b), 제1 절연막(13), 연결패턴들(14) 및 제2 절연막(16)과, 투명기판(10)의 타면에 순차적으로 형성된 투명접지전극(17) 및 제3 절연막(18)을 포함한다.

단, 터치영역은 터치 스크린 패널의 하부에 위치되는 표시패널(미도시) 등으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 투명하게 구현된다. 즉, 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b), 제1 절연막(13), 연결패턴들(14), 제2 절연막(16), 투명접지전극(17) 및 제3 절연막(18)은 모두 투명한 재료로 형성된다. 여기서, 투명이란 100% 투명함은 물론, 높은 광투과율을 갖는 정도로 투명함을 포괄적으로 의미한다.

이를 위해, 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b), 연결패턴들(14) 및 투명접지전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO) 등의 투명전극물질로 형성되고, 제1 내지 제3 절연막(13, 16, 18)은 투명성 절연물질로 형성된다.

한편, 도 2의 단면도에는 도시되지 않았으나, 제1 감지패턴들(12a)은 제1 방향을 따라 연결되도록 패터닝된다. 그리고, 제2 감지패턴들(12b)은 제1 감지패턴들(12a)의 사이에 각각 분리된 패턴을 갖도록 패터닝된다.

제1 절연막(13)은 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b) 상에 형성되며, 제1 절 연막(13)에는 제2 감지패턴들(12b)의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀(CH)이 형성된다.

단, 본 발명에서, 제1 절연막(13)은 하부의 감지패턴들, 특히 제2 감지패턴들(12b)이 제조공정 중에 손상되는 것을 방지하기 위하여 투명성 포토레지스트로 형성된다. 여기서, 포토레지스트로는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트가 이용될 수 있다.

이와 같이 제1 절연막(13)이 포토레지스트로 형성되면, 제2 감지패턴들(12b)의 일 영역을 노출하는 컨택홀(CH)을 포토리소그래피 공정을 통해 형성할 수 있다.

포토리소그래피 공정을 통해 컨택홀(CH)을 형성하게 되면, 건식식각 공정 등에서 발생할 수 있는 문제, 예컨대 하부의 제2 감지패턴들(12b)이 함께 식각되어 손상되는 문제를 방지할 수 있다. 이에 의해, 제조공정에서 제2 감지패턴들(12b)이 손상되는 것을 방지하여 단선 등으로 인한 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.

연결패턴들(14)은 제1 절연막(13) 상에 형성되며, 제1 절연막(13)에 형성된 컨택홀(CH)을 통해 제2 감지패턴들(12b)을 제2 방향을 따라 전기적으로 연결한다.

제2 절연막(16)은 연결패턴들(14) 상에 형성되어 하부막들을 보호한다. 이와 같은 제2 절연막(16)은 투명성이 확보되는 다양한 유/무기 절연물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 절연막(16)은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명성 무기 절연물질로 형성될 수 있다.

투명접지전극(17)은 투명기판(10)의 타면, 예컨대, 하부면에 형성된다. 이와 같은 투명접지전극(17)은 터치 스크린 패널과 표시패널 등의 사이에서 안정성을 확보하는데 이용될 수 있고, 터치 스크린 패널의 설계 방식에 따라서는 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)과 정전용량을 형성하는 데에도 이용될 수 있다.

즉, 정전용량의 터치 스크린 패널에서, 접촉위치를 감지하기 위해 제1 감지패턴(12a)과 제2 감지패턴(12b) 사이의 정전용량이 이용되거나, 혹은 제1 및 제2 감지패턴(12a, 12b)과 투명 접지전극(17) 사이의 정전용량이 이용될 수 있는 것으로, 이는 다양하게 변형 실시가 가능하다.

제3 절연막(18)은 투명접지전극(17) 상에 형성되어 투명접지전극(17)을 보호한다. 여기서, 제3 절연막(18)은 투명성이 확보되는 다양한 유/무기 절연물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제3 절연막(18)은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명성 무기 절연물질로 형성될 수 있다.

한편, 제2 절연막(16) 및 제3 절연막(18)의 조성비는 빛의 투과율, 혹은 반사율차의 최적화를 위해 조절가능하며, 최적 설계를 위해 적어도 하나의 절연막은 생략될 수도 있다.

도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 터치 스크린 패널의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.

도 3a 내지 도 3f를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 제조방법을 설명하면, 우선, 투명기판(10)의 일면에 ITO 등의 투명전극물질을 성막 한 후 패터닝하여 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)을 형성한다. 여기서, 제1 감지패턴들(12a)은 제1 방향을 따라 연결되도록 패터닝되며, 제2 감지패턴들(12b)은 제1 감지패턴들(12a) 사이에 각각 분리된 패턴으로 형성된다.(도 3a)

한편, 도시되지는 않았으나 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b)이 형성된 이후에는 이들과 연결되는 금속패턴들 및/또는 위치 검출라인이 형성될 수 있다.

이후, 제1 및 제2 감지패턴들(12a, 12b) 상에 투명성 포토레지스트를 코팅하여 제1 절연막(13)을 성막한다. 이때, 투명성 포토레지스트로는 앞서 설명한 바와 같이 아크릴계, 실록산계 등의 다양한 유기 포토레지스트가 사용될 수 있다.(도 3b)

이후, 선택적 노광 및 현상공정을 포함하는 포토리소그래피 공정을 통해 제1 절연막(13)에 제2 감지패턴들(12b)의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀(CH)을 형성한다.(도 3c)

이후, 제1 절연막(13) 상에 ITO 등의 투명전극물질을 성막한 후 패터닝하여 연결패턴들(14)을 형성한다. 연결패턴들(14)은 제1 절연막(13)에 형성된 컨택홀(CH)을 통해 제2 감지패턴들(12b)을 제2 방향을 따라 연결하도록 형성된다.(도 3d)

이후, 연결패턴들(14) 상에 투명성 절연물질을 성막하여 제2 절연막(16)을 형성한다.(도 3e)

이후, 투명기판(10)의 타면에 ITO 등의 투명전극물질을 성막하여 투명접지전극(17)을 형성한다. 그리고, 투명접지전극(17) 상에 투명성 절연물질을 성막하여 제3 절연막(18)을 형성한다.(도 3f)

전술한 바와 같은 터치 스크린 패널의 제조방법에 있어서, 제1 절연막(13)은 포토레지스트로 형성되고, 제2 감지패턴들(12b)의 일 영역을 노출하도록 제1 절연막(13)에 형성되는 컨택홀(CH)은 포토리소그래피 공정을 통해 형성된다.

이와 같이 포토리소그래피 공정을 통해 컨택홀(CH)을 형성하면, 컨택홀(CH) 형성공정에서 하부막, 특히 컨택홀(CH)에 의해 노출되는 제2 감지패턴들(12b)의 손상을 방지할 수 있다. 이에 의해, 터치 스크린 패널의 불량을 방지할 수 있다. 또한, 포토리소그래피 공정은 비교적 낮은 비용으로 수행되며, 제1 절연막(13) 형성 후 연속적으로 수행될 수 있으므로 제조효율을 향상시킬 수도 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 요부 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 투명기판 12a, 12b: 감지패턴

13: 제1 절연막 14: 연결패턴

15: 금속패턴 15_1: 위치 검출라인

16: 제2 절연막 17: 투명접지전극

18: 제3 절연막

Claims

투명기판과,

상기 투명기판의 일면에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제1 감지패턴들과, 상기 제1 감지패턴들 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖도록 형성된 제2 감지패턴들과,

상기 제1 및 제2 감지패턴들 상에 형성되며 상기 제2 감지패턴들의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀이 형성되는 제1 절연막과,

상기 제1 절연막 상에 형성되며, 상기 컨택홀을 통해 상기 제2 감지패턴들을 제2 방향을 따라 연결하는 연결패턴들을 포함하며,

상기 제1 절연막은 투명성 포토레지스트로 형성되되, 상기 포토레지스트는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트인 것을 특징으로 하고,

상기 연결패턴들 상에 형성된 제2 절연막을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
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제1항에 있어서,

상기 제2 절연막은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명성 절연물질로 형성된 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,

상기 투명기판의 타면에 형성된 투명접지전극을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
제5항에 있어서,

상기 투명접지전극 상에 형성된 제3 절연막을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
제6항에 있어서,

상기 제3 절연막은 SiO2, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유한 투명 절연물질로 형성된 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 감지패턴들과 상기 연결패턴들은 투명전극물질로 형성된 터치 스크린 패널.
투명기판의 일면에 투명전극막을 성막한 후 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지패턴들과, 상기 제1 감지패턴들 사이에 각각이 분리된 패턴을 갖는 다수의 제2 감지패턴들을 형성하는 단계와,

상기 제1 및 제2 감지패턴들 상에 투명성 포토레지스트로 제1 절연막을 성막하는 단계와,

포토리소그래피 공정을 통해 상기 제1 절연막에 상기 제2 감지패턴들의 일 영역을 노출하는 다수의 컨택홀을 형성하는 단계와,

상기 제1 절연막 상에 상기 컨택홀을 통해 상기 제2 감지패턴들을 제2 방향을 따라 연결하는 연결패턴들을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 포토레지스트는 아크릴계 또는 실록산계의 유기 포토레지스트인 것을 특징으로 하고,

상기 연결패턴들 상에 제2 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
삭제
삭제
제9항에 있어서,

상기 투명기판의 타면에 투명접지전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
제12항에 있어서,

상기 투명접지전극 상에 제3 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.