KR101400741B1 - 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치된 복수의 도전성 패턴, 상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 금속 배선, 및 상기 복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하며, 상기 절연층은 비아홀(via hole)을 포함하지 않으며 각각의 도전성 패턴의 일부분만 노출되도록 형성되며, 상기 복수의 도전성 패턴은 상기 노출된 부분을 통해 상기 복수의 금속 배선 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 다층 배선 구조를 제공합니다.

Description

터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치의 제조 방법{TOUCH SENSING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

터치 센싱 장치는 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 입력 장치 중 하나로 사용자가 손이나 펜 등의 입력 도구를 이용하여 화면을 직접 접촉함으로써 보다 쉽게 입력을 수행할 수 있도록 해주는 장치를 말한다.

터치 센싱 장치는 동작 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식 터치 센싱 장치는 두께가 얇고 내구성이 뛰어나며, 멀티 터치가 가능한 장점으로 인해 최근 모바일 기기를 중심으로 다양하게 적용되고 있다.

정전용량 방식 터치 센싱 장치는 별도의 구동 신호를 인가하지 않고, 접촉 물체와 전극 사이에서 생성되는 자체 정전용량(Self-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식과, 구동 전극과 센싱 전극의 두 전극층으로 구성되어 접촉 물체의 접촉에 의해 발생하는 구동 전극과 센싱 전극 사이의 상호 정전용량(Mutual-Capacitance)의 변화를 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식으로 구분할 수 있다.

자체 정전용량을 이용하는 방식은 회로 구성이 간단하고, 구현이 용이한 반면 멀티 터치 판단이 용이하지 않은 특징이 있으며, 상호 정전용량을 이용하는 방식은 멀티 터치 판단에 있어서 자체 정전용량을 이용하는 방식보다 이점을 갖지만 터치 위치 감지를 위한 감지 전극을 2층 구조로 구현해야 하는 특징이 있다.

최근에는 터치 센싱 장치의 박형화 추세에 따라, 2층 구조로 구현해야하는 상호 정전용량 방식 터치 센서의 전극을 1층으로 집약하여 형성하는 기술이 개발되고 있다. 이에 따라 터치 센싱 장치에 기존의 전극 패턴 보다 더욱 복잡한 전극 패턴 형태가 적용되며, 전극 패턴과 연결되는 외부 배선 영역 또한 상대적으로 더욱 복잡한 배선 구조가 요구된다. 따라서, 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역의 제조 시 기존의 제조 방식보다 복잡한 공정이 요구되며 불량률도 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 외부 배선 영역의 제조 시에 금속 배선 패턴의 단차로 인해 발생하는 불량률을 줄이기 위한 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.

이를 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따르면, 본 발명은 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치된 복수의 도전성 패턴, 상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 금속 배선, 및 상기 복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하며, 상기 절연층은 비아홀(via hole)을 포함하지 않으며 각각의 도전성 패턴의 일부분만 노출되도록 형성되며, 상기 복수의 도전성 패턴은 상기 노출된 부분을 통해 상기 복수의 금속 배선 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 도전성 패턴은 투명 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 절연층은 인접한 복수의 도전성 패턴에 걸쳐 계단 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 형태에 따르면, 본 발명은 터치 센싱 장치에 있어서, 기판, 상기 기판의 일면에 형성되고, 정전용량 변화를 감지하는 감지 영역을 다수 형성하는 접촉 검출 영역, 및 상기 기판의 일면에 배치되고 상기 접촉 검출 영역의 외곽에 마련된 외부 배선 영역을 포함하는 접촉 감지 패널을 포함하며, 상기 접촉 검출 영역은 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하고, 상기 외부 배선 영역에는 상기 복수의 내부 배선 말단부, 복수의 금속 배선 및 상기 복수의 내부 배선 말단부와 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하는 다층 배선 구조가 형성되며, 상기 절연층은 비아홀(via hole)을 포함하지 않으며 상기 복수의 내부 배선 말단부의 일부분만 노출되도록 형성됨으로써 상기 복수의 금속 배선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 기판은 상기 외부 배선 영역 상에 형성되는 인쇄층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 동일한 제2축 방향으로 배열된 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 내부 배선 말단부 중 상기 동일한 제2축 방향으로 배열된 복수의 패치 전극은 상기 외부 배선 영역에서 연장되는 길이를 동일하게 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 배선 패턴은 상기 외부 배선 영역 상의 전기적으로 연결되어야 할 상기 내부 배선 말단부의 미리 설정된 영역을 지나도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 배선 패턴은 물결 무늬가 반복되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 형태에 따르면, 본 발명은 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판에 복수의 도전성 패턴을 형성하는 단계와, 상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 도전성 패턴 중 일부분만 노출되도록 절연층을 형성하는 단계와, 상기 노출된 도전성 패턴의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 복수의 금속 배선을 형성하는 단계는 상기 복수의 금속 배선 각각을 상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되도록 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기 복수의 금속 배선은 상기 도전성 패턴의 일부 영역에 개방형으로 형성된 상기 절연층으로 인해 상기 노출된 도전성 패턴의 일부분과 인접한 절연층에 의해 형성되는 단차의 발생이 최소화 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 형태에 따르면, 본 발명은 기판을 준비하는 단계와, 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하는 복수의 도전성 패턴을 상기 기판에 형성하는 단계와, 상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 내부 배선의 말단부의 일부분만 노출되도록 절연층을 형성하는 단계와, 상기 노출된 내부 배선의 말단부의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역에서, 비아홀을 포함하지 않는 절연층을 복수의 내부 배선 말단부의 일부분을 노출하도록 형성하고, 내부 배선 말단부의 노출된 일부분을 통해 배선 패턴과 연결되도록 구성한다. 이에 따라, 배선이 비아홀로 인한 원 형태의 단차를 지나지 않고, 직선 형태의 단차만을 지나도록 형성하여 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역 제조 시에 불량률을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 접촉 검출 영역 및 외부 배선 영역을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역을 포함한 일부 단면을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역에서의 전도청 패턴의 형태를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 금속 배선 패턴의 형태를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 절연층의 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 절연층의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 제조 동작의 흐름을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 각 구성의 크기 및 두께를 임의로 나타냈으므로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 배선에서 발생하는 단차를 최소로 줄인 외부 배선 영역을 포함하는 터치 센싱 장치 및 그 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 2층 구조로 구현해야하는 상호 정전용량(Mutual Capacitance) 방식 터치 센서의 구동 전극 및 센싱 전극을 1층 구조로 집약하여 형성한 터치 센싱 장치에 적용될 수 있다. 이와 같은 터치 센싱 장치는 2007년 3월 7일에 출원된 “단순한 적층 구조를 갖는 접촉위치 감지 패널”이라는 표제의 한국 특허 출원번호 제10-2007-0021332호에 기술되어 있는 구조로서 구현될 수 있고, 해당 출원 발명의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 접촉 검출 영역 및 외부 배선 영역을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 단면을 도시한 도면이다. 도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치는 기판(100)과, 기판(100)의 외부 배선 영역(120)에 배치되는 인쇄층(400)과, 기판(100)의 일면 상에 형성되는 도전성 패턴(200)과, 도전성 패턴(200)과 금속 배선 패턴(500)을 전기적으로 분리하기 위한 절연층(300)과, 적어도 하나의 도전성 패턴(200)과 연결되는 금속 배선 패턴(500)을 포함한다. 금속 배선 패턴(500)은 터치 센서 칩(미도시)과 연결되어 도전성 패턴(200)과 터치 센서 칩을 전기적으로 연결한다.

기판(100)는 인쇄층(400), 도전성 패턴(200) 및 절연층(300)을 지지하는 지지체로서의 기능을 할 수 있다. 기판(100)는 투명 기판일 수 있다. 기판(100)가 투명 기판로 사용되는 경우, 기판(100)는 강화 글라스, 아크릴 수지 등의 고강도 재료, 또는 플렉서블 디스플레이 등에 적용가능한 경질의 PET(Polyethylene Terephthalate), PC(Polycarbonate), PES(Polyethersulfone), PI(Polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 등의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 기판(100)은 터치 스크린에 적용되는 커버 글라스일 수 있는데, 이 경우 커버 글라스는 강화 글라스 또는 고경질의 플라스틱 물질 등으로 이루어지며, 일반적으로 0.3T 이상의 일정 두께를 가짐으로써 보호 기능을 갖도록 설계된다.

기판(100)의 일면은 일면의 중앙에 위치한 접촉 검출 영역(110) 및 접촉 검출 영역(110)의 외곽에 위치한 외부 배선 영역(120)을 포함할 수 있다. 접촉 검출 영역(110)은 복수의 전극, 전극과 배선 패턴을 연결하기 위한 복수의 내부 배선을 포함하는 도전성 패턴(200)이 형성된다. 외부 배선 영역(120)에는 복수의 내부 배선의 말단부와, 금속 배선 패턴(500)이 형성된다. 도전성 패턴(200)은 내부 배선을 통해 외부 배선 영역(120)으로 연장될 수 있다.

도 1을 참조하면, 외부 배선 영역(120)이 접촉 검출 영역(110)의 외곽 중 상단과 하단에 위치하는 것으로 도시하였으나, 외부 배선 영역(120)이 접촉 검출 영역(110)의 외곽 중 좌단과 우단에 위치할 수도 있다. 다른 실시 예에서, 외부 배선 영역(120)은 접촉 검출 영역(110)을 둘러싸는 영역일 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 접촉 검출 영역(110)은 화상 또는 영상이 표시되는 표시 영역일 수 있고, 외부 배선 영역(120)은 화상 또는 영상이 표시되지 않는 비표시 영역일 수 있다. 또한, 접촉 검출 영역(110)은 사용자의 터치 입력을 받는 접촉 감지 영역일 수 있고, 외부 배선 영역(120)은 접촉 검출 영역(110)으로 신호를 전달하거나, 접촉 검출 영역(110)에서 발생한 신호를 전달하는 금속 배선 패턴 등이 존재하는 영역일 수 있다. 설명의 편의를 위해 접촉 검출 영역(110)과 외부 배선 영역(120)을 구분하였으나, 접촉 검출 영역(110)과 외부 배선 영역(120)은 일체화될 수도 있다.

인쇄층(400)은 기판(100)의 일면의 일부분에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 인쇄층(400)은 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 일면의 외부 배선 영역(120)상에 하나 이상의 인쇄층(400)이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 외부 배선 영역(120)은 비표시 영역일 수 있고, 외부 배선 영역(120)은 금속 배선 패턴 등이 존재하는 영역일 수 있다. 따라서, 외부 배선 영역(120)은 사용자가 시인하지 않아도 되는 영역이므로, 외부 배선 영역(120)에 존재하는 금속 배선 패턴 등을 은폐하기 위해, 외부 배선 영역(120) 상에는 하나 이상의 인쇄층(400)이 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인쇄층(400)은 불투명한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 인쇄층(400)은 검정색으로 시인되는 물질로 구성될 수 있다. 설명의 편의를 위해 인쇄층(400)이 하나의 층으로 구성되는 경우를 도시하였으나, 금속 배선 패턴 등에 대한 보다 완벽한 은폐를 위해 인쇄층(400)은 복수의 층으로 구성될 수도 있으며, 예를 들어, 인쇄층(400)은 1도 인쇄층과 2도 인쇄층으로 구성될 수도 있다.

기판(100)의 일면 상에는 복수의 도전성 패턴(200)이 배치될 수 있다. 도전성 패턴(200)은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 적용 가능한 투명 도전성 물질의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등의 산화물, 탄소나노튜브, 금속 나노 와이어, 전도성 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 도전성 패턴(200)의 두께는 투명 도전성 물질에 따라 상이할 수는 있으나, 약 10nm 내지 10μm일 수 있다.

도전성 패턴(200)은 기판(100)의 일면에 일괄 스퍼터링한 후, 도전성 패턴(200)의 형상에 따라 에칭(etching)함으로써, 기판(100)의 일면에 일체로서 형성될 수 있다. 예를 들어, ITO와 같은 투명 전도성 물질을 약 130℃ 내지 150℃에서 기판(100)의 일면에 일괄 스퍼터링한 후 도전성 패턴(200)의 형상에 따라 에칭하는 방식으로, 도전성 패턴(200)을 형성할 수 있다.

도전성 패턴(200)은 기판(100)의 일면 상에 배치될 수 있고, 외부 배선 영역(120) 상에 배치될 수 있다. 사용자의 터치 여부에 대한 감지 신호가 발생하는 감지 전극(111, 112)은 접촉 검출 영역(110)에 배치될 수 있고, 금속 배선 패턴(500)은 외부 배선 영역(120)에 배치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도전성 패턴(200)은 제1축(가로 방향)의 입력 좌표를 감지하기 위해 제1축 상에 일정한 간격으로 배열된 복수의 컬럼(column) 전극(111)과, 제2축(세로 방향)의 입력 좌표를 감지하기 위해 제2축 상에 일정한 간격으로 배열된 복수의 패치(patch) 전극(112)을 포함한다.

복수의 컬럼 전극(111)은 제2축 방향으로 길게 뻗은 바 형태로 형성되며, 복수의 패치 전극(112)은 동일한 제1축 방향으로 배열된 패치 전극(112)들끼리 즉, 제2축 상에서 동일한 위치에 위치한 패치 전극(112)들끼리 외부 배선 영역(120)에서 전기적으로 연결된다.

상기 컬럼 전극(111)과 패치 전극(112)은 도전성 물질로 패턴을 이루며, 예를 들어 ITO 등의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 컬럼 전극(111)들과 패치 전극(112)들은 내부 배선을 통해 외부 배선 영역(120)까지 연장되며, 접촉 검출 영역(110)의 외곽에는 내부 배선 말단부와 복수의 금속 배선이 형성된 외부 배선 영역(120)이 위치한다. 외부 배선 영역(120)의 각 배선들은 터치 스크린에 연결된 터치 센서 칩(미도시)과 연결된다.

도전성 패턴(200)은 감지 전극, 구동 전극 및/또는 감지 전극으로부터의 감지 신호를 전달하거나, 구동 전극으로 구동 신호를 전달하는 금속 배선 패턴을 포함할 수 있다. 도 1에서는 도전성 패턴(200)이 바(bar), 패치 및 라인들의 조합으로 구성되는 실시예를 도시하였으나, 감지 전극 및 구동 전극의 형상 및 금속 배선 패턴의 형상은 다양하게 설계할 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 금속 배선 패턴(500)은 후술할 도 7에서 설명한 반복되는 물결 무늬 형태를 갖는 금속 배선 패턴(500)이 형성된 경우의 단면을 도시한다. 도 2는 복수의 금속 배선 패턴(500) 중 도 2에 도시된 도전성 패턴(200)과 연결되는 금속 배선 패턴(500)만을 도시하며, 나머지 금속 배선 패턴(500)은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치는 제2축 상에서 동일한 위치에 위치한 패치 전극(112)들이 외부 배선 영역(120)에서 하나의 배선을 통해 전기적으로 연결된다. 이러한 배선 구조를 도 3을 통해 설명하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 외부 배선 영역 중 일부 영역(105)을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역에서의 도전성 패턴의 형태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 금속 배선 패턴의 형태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 절연층의 형태를 도시한 도면이다.

도 3, 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 외부 배선 영역(120)은 접촉 검출 영역(110)에 형성된 패치 전극(112)들로부터 연장된 내부 배선 말단부들이 순차적으로 길이가 길어지는 형태 혹은 순차적으로 길이가 짧아지는 형태로 배열되어 형성된다. 다만, 서로 전기적으로 연결되어야 할 내부 배선 말단부들은 길이를 동일하게 형성한다.

금속 배선 패턴(500)은 일단이 터치 센서 칩과 연결되고, 타단은 복수의 패치 전극에서 연장된 도전선 패턴(200) 즉, 내부 배선 말단부와 연결된다. 이를 위해, 도 3, 5에 도시된 바와 같이, 금속 배선 패턴(500)은 연결되어야 할 패치 전극들로부터 연장된 내부 배선 말단들을 지나도록 형성된다.

한편, 도 3, 6에 도시된 바와 같이 도전성 패턴(200)과 금속 배선 패턴(500)간에는 금속 배선 패턴(500)이 연결되어야 할 도전성 패턴(200)외에 다른 도전성 패턴(200)과의 연결을 방지하기 위해 절연층(300)이 형성된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연층(300)은 순차적으로 길이가 다르게 배열된 도전성 패턴(200)의 말단의 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 즉, 절연층(300)은 외부 배선 영역(120)에 전체적(폐쇄형)으로 형성되지 않고 내부 배선 말단이 형성된 부분에만 개방형으로 형성된다. 절연층(300)은 인접한 복수의 도전성 패턴에 걸쳐 계단 형상으로 형성한다. 이러한 절연층(300)의 형태에 따라 금속 배선 패턴(500)은 접촉 검출 영역의 제2축 상에서 동일한 위치에 위치한 패치 전극들과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2축 상에서 다른 위치에 위치한 패치 전극들과 전기적으로 단락된다.

절연층(300)을 형성하는 과정은 일반적인 절연층(300) 형성 방법과 동일하다. 본 발명의 일 실시 예에서 절연층(300)은 포토 솔더 레지스트로 형성될 수 있다. 즉, 기판의 표면과 포토 솔더 레지스트와의 밀착성에 악영향을 주는 산화물과 같은 물질들은 제거하고, 조도를 형성하는 정면 공정, 기판 표면에 포토 솔더 레지스트 잉크를 도포시키는 인쇄 공정, 도포된 잉크의 용제를 제거하여 접착성을 제거하는 사전-경화(Pre-Cure) 공정, 절연층(300)의 필요한 부분에 자외선을 조사하여 레지스트를 경화하는 노광 공정, 노광 후 자외선 중합 반응이 되지 않은 부분을 현상액을 용해시켜 제거하는 현상 공정, 최종적으로 절연층(300) 중에 포함되어 있는 에폭시 수지 등을 경화하는 최종 경화 공정(Post cure) 등을 통해 절연층(300)을 형성할 수 있다. 포토 솔더 레지스트 잉크는 일반적으로 사용되는 어떠한 잉크라도 무관하다. 한편, 절연층(300)을 형성하는 과정은, 최종 경화 공정(Post cure) 이후에 UV 경화 공정을 추가로 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연층(300)은 도전성 패턴(200)에 대응되도록 임의의 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다. 이는 2011년 12월 29일에 출원된 “배선 기판 및 배선 기판 제조 방법”이라는 표제의 한국 특허 출원번호 제10-2011-0146144호에 기술되어 있는 구조로서 구현될 수 있고, 해당 출원 발명의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

한편, 절연층(300)이 외부 배선 영역(120)을 모두 덮는 형태로 형성하여 도전성 패턴(200)과 금속 배선 패턴(500)을 서로 절연시키고, 연결하고자 하는 도전성 패턴(200)과 금속 배선 패턴(500)이 겹치는 일부 영역에만 비아(via) 홀을 형성하여 상부와 하부에 위치하는 배선 등을 서로 연결하도록 할 수 있다. 다만, 이러한 경우에는 금속 배선 패턴이 비아 홀의 내부에 충진되어야 하며, 비아 홀로 인해 발생하는 원 형태의 단차로 인해 배선 라인의 두께가 원형의 비아 홀의 외곽 부분을 따라 얇아지는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치는 외부 배선 영역에 전체적으로 절연층(300)을 형성하지 않고 외부 배선 영역(120)으로 연장된 내부 배선 말단의 일부를 덮지않도록 계단 형태로 절연층을 형성하여 배선 라인이 지나는 구간에 일방향으로 직선 형태로만 단차가 발생한다. 따라서 비아 홀을 통해 절연층을 형성하는 방법에 비해 단차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 외부 배선 영역 제조 시 불량률을 낮출 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 금속 배선 패턴의 다른 예를 도시한 도면이다.

상술한 도 5에는 직선 형태로 형성된 금속 배선 패턴만을 개시하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 배선 패턴(500)은 도전성 패턴(200)의 말단에 절연층이 형성되지 않은 부분을 지나는 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 예를 들어 금속 배선 패턴(500)은 도 7에 도시된 바와 같이 물결무늬 형태를 형성하도록 변형하여 형성될 수 있다. 이러한 금속 배선 패턴의 변형에 의해 도전성 패턴(200)과 금속 배선 패턴(500)의 접촉 면적을 늘릴 수 있으며, 단차가 발생하는 길이를 줄일 수 있다.

한편, 도 2는 이러한 물결 무늬 구조를 갖는 금속 배선 패턴(500)이 형성된 경우의 단면을 도시한다. 도 2는 복수의 금속 배선 패턴(500) 중 도시된 도전성 패턴(200)과 연결되는 하나의 금속 배선 패턴(500)만을 도시하며, 나머지 금속 배선 패턴(500)은 생략한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 제조 동작의 흐름을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 제조 방법은 먼저, 기판을 준비한다(S110). 기판은 도 1 내지 도 7의 기판과 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 기판의 일면의 제2 영역(120) 상에 하나 이상의 인쇄층을 배치한다(S111). 인쇄층은 도 1 내지 도 2의 인쇄층과 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 이어서, 기판의 일면 상에 복수의 도전성 패턴을 배치한다(S112). 도전성 패턴을 배치하는 것은 기판의 일면의 제2 영역 상에 도전성 패턴을 인쇄층 상에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 도전성 패턴은 도 1 내지 도 7의 도전성 패턴과 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.

이어서, 기판의 일면 및 도전성 패턴 상에 절연층을 형성한다(S113). 절연층은 도 1 내지 도 7의 절연층의 형상과 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 절연층과 도전성 패턴 사이의 배치 관계는 도 1 내지 도 7의 절연층과 도전성 패턴 사이의 배치 관계와 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.

다음, 절연층이 형성된 기판의 일면에 금속 배선 패턴(500)을 형성한다. 금속 배선 패턴(500)의 형상 및 금속 배선 패턴(500)과 도전성 패턴(200), 절연층(300)과의 배치 관계는 도 1 내지 도 7의 금속 배선 패턴(500)의 형상 및 금속 배선 패턴(500)과 도전성 패턴(200), 절연층(300)과의 배치 관계와 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 기판 및 배선 기판의 제조 방법의 구성 및 방법이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

100: 기판 110: 접촉 검출 영역
111: 제1전극 112: 제2전극
120: 외부 배선 영역 200: 도전성 패턴
300: 절연층 500: 금속 배선 패턴
400: 인쇄층

Claims (20)

1. 기판,
   상기 기판의 일면 상에 배치된 복수의 도전성 패턴,
   상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 금속 배선, 및
   상기 복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하며,
   상기 절연층은 각각의 도전성 패턴의 일부분만 노출되도록 형성되며, 인접한 복수의 도전성 패턴에 걸쳐 계단 형상으로 형성되고, 상기 복수의 도전성 패턴은 상기 노출된 부분을 통해 상기 복수의 금속 배선 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 터치 센서.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 도전성 패턴은 투명 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 터치 센서.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 절연층은 비아홀(via hole)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 터치 센서.
5. 터치 센싱 장치에 있어서,
   기판,
   상기 기판의 일면에 형성되고, 정전용량 변화를 감지하는 감지 영역을 다수 형성하는 접촉 검출 영역, 및
   상기 기판의 일면에 배치되고 상기 접촉 검출 영역의 외곽에 마련된 외부 배선 영역을 포함하는 접촉 감지 패널을 포함하며,
   상기 접촉 검출 영역은 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하고,
   상기 외부 배선 영역에는 상기 복수의 내부 배선 말단부, 복수의 금속 배선 및 상기 복수의 내부 배선 말단부와 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하는 다층 배선 구조가 형성되며,
   상기 절연층은 상기 복수의 내부 배선 말단부의 일부분만 노출되도록 형성됨으로써 상기 복수의 금속 배선과 연결되며, 상기 제1 축 상에서 동일한 위치에 위치한 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 기판은 상기 외부 배선 영역 상에 형성되는 인쇄층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 절연층은 비아홀(via hole)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
8. 제 5항에 있어서, 상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
9. 터치 센싱 장치에 있어서,
   기판,
   상기 기판의 일면에 형성되고, 정전용량 변화를 감지하는 감지 영역을 다수 형성하는 접촉 검출 영역, 및
   상기 기판의 일면에 배치되고 상기 접촉 검출 영역의 외곽에 마련된 외부 배선 영역을 포함하는 접촉 감지 패널을 포함하며,
   상기 접촉 검출 영역은 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하고,
   상기 외부 배선 영역에는 상기 복수의 내부 배선 말단부, 복수의 금속 배선 및 상기 복수의 내부 배선 말단부와 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하는 다층 배선 구조가 형성되며,
   상기 절연층은 상기 복수의 내부 배선 말단부의 일부분만 노출되도록 형성됨으로써 상기 복수의 금속 배선과 연결되며, 상기 제1 축 상에서 동일한 위치에 위치한 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되며, 상기 복수의 내부 배선 말단부 중 상기 동일한 제2축 방향으로 배열된 복수의 패치 전극은 상기 외부 배선 영역에서 연장되는 길이를 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
10. 터치 센싱 장치에 있어서,
    기판,
    상기 기판의 일면에 형성되고, 정전용량 변화를 감지하는 감지 영역을 다수 형성하는 접촉 검출 영역, 및
    상기 기판의 일면에 배치되고 상기 접촉 검출 영역의 외곽에 마련된 외부 배선 영역을 포함하는 접촉 감지 패널을 포함하며,
    상기 접촉 검출 영역은 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하고,
    상기 외부 배선 영역에는 상기 복수의 내부 배선 말단부, 복수의 금속 배선 및 상기 복수의 내부 배선 말단부와 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하는 다층 배선 구조가 형성되며,
    상기 절연층은 상기 복수의 내부 배선 말단부의 일부분만 노출되도록 형성됨으로써 상기 복수의 금속 배선과 연결되며, 상기 제1 축 상에서 동일한 위치에 위치한 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되며, 상기 금속 배선 패턴은 상기 외부 배선 영역 상의 전기적으로 연결되어야 할 상기 내부 배선 말단부의 미리 설정된 영역을 지나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
11. 터치 센싱 장치에 있어서,
    기판,
    상기 기판의 일면에 형성되고, 정전용량 변화를 감지하는 감지 영역을 다수 형성하는 접촉 검출 영역, 및
    상기 기판의 일면에 배치되고 상기 접촉 검출 영역의 외곽에 마련된 외부 배선 영역을 포함하는 접촉 감지 패널을 포함하며,
    상기 접촉 검출 영역은 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 상기 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 상기 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하고,
    상기 외부 배선 영역에는 상기 복수의 내부 배선 말단부, 복수의 금속 배선 및 상기 복수의 내부 배선 말단부와 상기 복수의 금속 배선 사이에 형성되는 절연층을 포함하는 다층 배선 구조가 형성되며,
    상기 절연층은 상기 복수의 내부 배선 말단부의 일부분만 노출되도록 형성됨으로써 상기 복수의 금속 배선과 연결되며, 상기 제1 축 상에서 동일한 위치에 위치한 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되며, 상기 금속 배선 패턴은 물결 무늬가 반복되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
12. 기판을 준비하는 단계와,
    상기 기판에 복수의 도전성 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 도전성 패턴 중 일부분만 노출되도록 하고, 인접한 복수의 도전성 패턴에 걸쳐 계단 형상으로 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 노출된 도전성 패턴의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하는 터치 센서의 다층 배선 구조의 형성 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 복수의 금속 배선을 형성하는 단계는 상기 복수의 금속 배선 각각을 상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되도록 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 터치 센서의 다층 배선 구조의 형성 방법.
14. 제 12항에 있어서, 상기 복수의 금속 배선은 상기 도전성 패턴의 일부 영역에 개방형으로 형성된 상기 절연층으로 인해 상기 노출된 도전성 패턴의 일부분과 인접한 절연층에 의해 형성되는 단차의 발생이 최소화 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 다층 배선 구조의 형성 방법.
15. 기판을 준비하는 단계와,
    제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하는 복수의 도전성 패턴을 상기 기판에 형성하는 단계와,
    상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 내부 배선의 말단부의 일부분만 노출되도록 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 노출된 내부 배선의 말단부의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 축 상에서 동일한 위치에 위치한 상기 복수의 패치 전극들은 상기 금속 배선 패턴을 통해 전기적으로 연결되는 터치 센싱 장치의 제조 방법.
16. 제 15항에 있어서, 상기 기판을 준비하는 단계는 상기 외부 배선 영역 상에 인쇄층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치의 제조 방법.
17. 삭제
18. 제 15항에 있어서, 상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치의 제조 방법.
19. 기판을 준비하는 단계와,
    제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하는 복수의 도전성 패턴을 상기 기판에 형성하는 단계와,
    상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 내부 배선의 말단부의 일부분만 노출되도록 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 노출된 내부 배선의 말단부의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 외부 배선 영역에서 상기 복수의 내부 배선 말단부는 각각의 연장되는 길이가 순차적으로 증가하는 형태로 배열되고, 상기 복수의 내부 배선 말단부 중 상기 동일한 제2축 방향으로 배열된 복수의 패치 전극은 상기 외부 배선 영역에서 연장되는 길이를 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치의 제조 방법.
20. 기판을 준비하는 단계와,
    제1축 방향으로 연장되어 형성되는 도전성 재료의 복수의 컬럼(column) 전극, 감지 영역의 일부를 형성하며 상기 복수의 컬럼에 인접하도록 복수의 제1축에 배열되는 도전성 재료의 복수의 패치(patch) 전극, 및 상기 복수의 패치 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 복수의 패치 전극과 연결되어 외부 배선 영역까지 연장되는 복수의 내부 배선을 포함하는 복수의 도전성 패턴을 상기 기판에 형성하는 단계와,
    상기 도전성 패턴 상부에 비아홀을 형성시키지 않으면서 상기 복수의 내부 배선의 말단부의 일부분만 노출되도록 절연층을 형성하는 단계와,
    상기 노출된 내부 배선의 말단부의 일부분 및 절연층 상에 복수의 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 금속 배선 패턴은 물결 무늬가 반복되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치의 제조 방법.

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