KR101960845B1 - 터치 스크린 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연막의 콘택 공정을 생략하여, 마스크 수를 줄이고, 공정 시간을 절감한 터치 스크린 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 터치 스크린은 중앙 영역에 터치 센싱부을 갖는 기판;과, 상기 터치 센싱부 외곽에 형성되며, 서로 교차하는 제 1, 제 2 방향으로 형성된 복수개의 제 1 금속 라우팅 배선 및 제 2 금속 라우팅 배선;과, 상기 각각의 제 1 금속 라우팅 배선의 일부와 오버랩하여 접속되며 상기 터치 센싱부에 상기 제 1 방향으로 형성된 제 1 전극;과, 상기 각각의 제 2 금속 라우팅 배선의 일부와 오버랩하여 접속되며, 상기 터치 센싱부에 형성된 제 1 보조 전극 패턴;과, 상기 제 1 전극 및 제 1 보조 전극 패턴을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 층간 절연막; 및 상기 층간 절연막 상에 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴과 오버랩하며 형성된 제 2 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 및 이의 제조 방법{Touch Screen and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로 특히, 절연막의 콘택 공정을 생략하여, 마스크 수를 줄이고, 공정 시간을 절감한 터치 스크린 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.
이와 같이 형성된 평판 표시 장치에, 최근 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 터치 부위를 인식하고 이에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치 스크린 패널을 부가하는 요구가 늘고 있다. 현재 이러한 터치 스크린 패널은 평판 표시 장치의 외부 표면에 부착하는 형태로 적용되고 있다.
그리고, 터치 감지 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방식 등으로 나뉘며, 제조 방식의 편이성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.
최근 스마트 폰(smart phone), 스마트 북(smart book) 등에 내장되어 중요한 입력 장치로 사용되고 있는 터치 스크린 패널은 점점 더 모바일 기기에 많이 적용되고 있으며, 따라서, 터치 스크린 패널의 제조사에서는 대량 생산에 따른 제조 비용을 줄이기 위한 노력을 하고 있다.
특히, 터치 스크린 패널의 제조공정은 금속 라우팅 형성, 터치 센서 투명 전극 패터닝, 서로 다른 층의 투명 전극 또는 금속 배선을 연결하기 위한 콘택 공정을 적용하고 있으며, 이들은 공통적으로 사진 노광(photo-lithography) 및 식각 공정을 거치게 된다. 이들 사진 노광 및 식각 공정은 수율에 직접적인 영향을 미치는 것으로, 이러한 공정을 줄이면 제조 원가를 크게 줄이는 것이 가능해진다.
상기와 같은 종래의 터치 스크린은 다음과 같은 문제점이 있다.
서로 교차되는 방향의 X 전극과 Y 전극 형성시, 동일층에 X 전극의 패턴과, Y 전극을 형성하는 경우, 다른층에서 Y 전극을 교차하는 방향으로 X 전극의 패턴을 연결하는 연결 패턴을 형성하여야 하며, 이 경우, X 전극 패턴과 연결 패턴간의 콘택 공정이 필요하다. 특히, 이러한 콘택 공정을 절연막을 사진 노광하여 식각하는 공정을 거쳐 이루어지는데, 이러한 절연막의 패터닝에 의해 마스크가 소요되며, 공정 수가 늘어 수율이 저감되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 절연막의 콘택 공정을 생략하여, 마스크 수를 줄이고, 공정 시간을 절감한 터치 스크린 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린은 서로 다른 제 1 층과 제 2층에, 각각 서로 교차하는 방향으로 복수개 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극;과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 교차부를 제외하여, 상기 제 2 전극과 오버랩하며 상기 제 1 층에 형성된 제 1 보조 전극 패턴;과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 교차부를 제외하여, 상기 제 1 전극과 오버랩하며 상기 제 2 층에 형성된 제 2 보조 전극 패턴;과, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에, 전면 형성된 층간 절연막;과, 상기 제 1 전극의 일단과 직접 접속된 제 1 금속 라우팅 배선; 및 상기 제 1 보조 전극 패턴과 직접 접속된 제 2 금속 라우팅 배선을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
상기 제 1 전극과 제 2 전극 및 상기 제 1 보조 전극 패턴 및 제 2 보조 전극 패턴은 투명 전극으로 이루어진다.
상기 제 1 전극은 행 방향 또는 열 방향으로 형성되며, 상기 행 방향 또는 열 방향의 라인에서 복수개의 제 1 전극 패턴과 인접한 제 1 전극 패턴을 연결하는 제 1 연결 패턴을 포함하며, 상기 제 2 전극은 제 1 전극과 교차하는 방향의 라인에서, 복수개의 제 2 전극 패턴과 인접한 제 2 전극 패턴을 연결하는 제 2 연결 패턴을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 보조 전극 패턴은 상기 제 2 전극의 제 2 전극 패턴과만 오버랩하고, 상기 제 2 보조 전극 패턴은 상기 제 1 전극의 제 1 전극 패턴과만 오버랩한다.
또한, 상기 제 1 보조 전극 패턴과 제 2 전극 패턴의 오버랩 부위와, 상기 제 2 보조 전극 패턴과 상기 제 1 전극 패턴의 오버랩 부위에 각각 커플링 정전 용량을 갖는다. 이 경우, 상기 제 2 금속 라우팅 배선과 접속되는 상기 제 1 보조 전극 패턴과, 상기 제 2 전극 패턴의 오버랩 부위의 커플링 정전 용량에 의해, 상기 제 2 전극의 전기적 신호가 상기 제 2 금속 라우팅 배선으로 전달되거나, 상기 제 2 금속 라우팅 배선의 전기적 신호가 상기 제 2 전극으로 전달된다.
또한, 상기 층간 절연막은 상기 제 1 층과 제 2 층 사이를 관통하는 홀을 구비하지 않는다.
그리고, 상기 제 1 층은 기판 상에 형성되며, 상기 제 2 층은 상기 층간 절연막 상에 형성될 수 있거나, 혹은 그 역으로 상기 제 2 층은 기판 상에 형성되며, 상기 제 1 층은 상기 층간 절연막 상에 형성될 수 있다. 한편, 상기 기판은 글래스 또는 필름일 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 평판 표시 패널의 상부 기판이며, 상기 제 1, 제 2 층은 상기 상부 기판의 배면측에 위치할 수 있다.
또한, 동일한 목적을 위한 본 발명의 터치 스크린은 중앙 영역에 터치 센싱부을 갖는 기판;과, 상기 터치 센싱부 외곽에 형성되며, 서로 교차하는 제 1, 제 2 방향으로 형성된 복수개의 제 1 금속 라우팅 배선 및 제 2 금속 라우팅 배선;과, 상기 각각의 제 1 금속 라우팅 배선의 일부와 오버랩하여 접속되며 상기 터치 센싱부에 상기 제 1 방향으로 형성된 제 1 전극;과, 상기 각각의 제 2 금속 라우팅 배선의 일부와 오버랩하여 접속되며, 상기 터치 센싱부에 형성된 제 1 보조 전극 패턴;과, 상기 제 1 전극 및 제 1 보조 전극 패턴을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 층간 절연막; 및 상기 층간 절연막 상에 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴과 오버랩하며 형성된 제 2 전극을 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
이 경우, 상기 제 1 보조 전극 패턴과 상기 제 2 전극의 오버랩 부위에 형성된 커플링 정전 용량을 통해 상기 제 2 금속 라우팅 배선의 전기적 신호가 상기 제 2 전극으로 인가된다.
혹은, 상기 제 1 보조 전극 패턴과 상기 제 2 전극의 오버랩 부위에 형성된 커플링 정전 용량을 통해 상기 제 2 전극의 전기적 신호가 상기 제 2 금속 라우팅 배선으로 전달될 수 있다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린의 제조 방법은, 기판의 외곽에 서로 교차하는 제 1, 제 2 방향으로 복수개의 제 1 금속 라우팅 배선과 복수개의 제 2 금속 라우팅 배선을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 방향으로 상기 각각의 제 1 금속 라우팅 배선과 접속되는 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격하며 섬상으로 형성되는 제 1 보조 전극 패턴을 형성하는 단계;와, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 보조 전극 패턴을 덮도록 상기 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;와, 상기 층간 절연막 상에 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴과 오버랩하며, 상기 제 1 전극과 교차부를 갖는 제 2 전극을 형성하고, 상기 제 2 전극과 이격하며 섬상으로, 상기 제 1 전극과 오버랩하는 제 2 보조 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함한 것에 또 다른 특징이 있다.
여기서, 상기 기판의 외곽에 인접한 제 1 보조 전극 패턴은 상기 제 2 금속 라우팅 배선에 오버랩할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 터치 스크린 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전기적 신호 전달을 위해 제 1 전극은 금속 라우팅 배선의 상부에 직접 형성하고, 제 2 전극은, 제 1 전극과 이격하며 제 2 전극 및 금속 라우팅 배선과 오버랩된 제 1 보조 전극 패턴을 구비하여, 제 1 보조 전극 패턴과 제 2 전극 사이의 층간 절연막 개재로 정의되는 커플링 정전 용량을 통해 금속 라우팅 배선과의 전기적 신호 전달을 꾀한다. 이 경우, 제 1 보조 전극 패턴을 제 2 전극이 완전히 오버랩하여, 큰 값의 커플링 정전용량이 형성되고, 두 층간에는 얇은 층간 절연막이 위치하여, 한 층의 도전체와 유사한 역할을 하여, 상기 금속 라우팅 배선으로부터 제 1 보조 전극 패턴으로 전달된 전기적 신호가 제 2 전극으로 전달이 되는 것이다.
둘째, 이 경우, 제 1 전극과 제 2 전극의 층간에 구비된 층간 절연막을 패터닝할 필요가 없어, 층간 절연막을 패터닝하는데 소요되는 마스크가 불요하며, 층간 절연막의 패터닝을 위한 노광, 현상 및 식각 공정을 생략할 수 있어, 공정 수율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 금속 라우팅 배선과의 직접 접속 혹은 커플링 정전 용량에 의한 신호 전달로도 금속간 콘택 공정 구조에 유사한 수준의 센싱 감도를 얻을 수 있다.
도 1은 비교예에 따른 터치 스크린을 나타낸 평면도
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 회로도
도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린의 터치 센싱부와 금속 라우팅 배선의 접속부를 개략적으로 나타낸 회로도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 A 영역의 확대도
도 5a 내지 도 5c는 A 영역의 공정 평면도
도 6a 내지 도 6d는 도 3의 I~I' 및 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 공정 단면도
도 7은 본 발명의 터치 스크린의 제조 방법의 순서도
도 8은 비교예에 따른 터치 스크린의 회로도
도 9는 본 발명 및 비교예에 따른 터치 스크린에 입력하는 전압 신호를 나타낸 그래프
도 10은 개략적인 터치 스크린의 터치시와 비터치 Vcs 충전 전압을 나타낸 그래프
도 11은 도 9의 전압 신호 인가시 본 발명과 비교예에 따른 출력 전압의 신호 결과를 나타낸 그래프
도 12a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 회로도
도 12b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린의 터치 센싱부와 금속 라우팅 배선의 접속부를 개략적으로 나타낸 회로도
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린의 최외곽 금속 라우팅부 및 이와 접속되는 제 1, 제 2 전극의 확대도
도 14a 내지 도 14c는 도 13의 공정 평면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 터치 스크린 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 비교예에 따른 터치 스크린을 나타낸 평면도이다.
도 1과 같이, 비교예에 따른 터치 스크린은 서로 교차하는 방향의 X 전극과 Y 전극을 포함하여 이루어진다.
여기서, X 전극(20)은 가로 방향으로 서로 마름모꼴의 섬상으로 이격된 제 1 전극 패턴(21)과, 서로 인접한 제 1 전극 패턴(21)과 오버랩하며, 오버랩된 부위에 전기적 컨택부(30)를 가지는 제 1 연결 패턴(21a)을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 연결 패턴(21a)은 상기 제 1 전극 패턴(21)과는 다른 층에서 형성되는 것으로, 제 1 전극 패턴(21)과 제 1 연결 패턴(21a)은 층간 절연막(미도시)을 개재하여 그 사이에 콘택홀과 같은 전기적 콘택부(30)를 구비하여, 전기적 콘택부(30)를 통해 상기 제 1 연결 패턴(21a)의 금속이 제 1 전극 패턴(21)과 접속되어, X 전극 방향으로의 전기적 신호가 전달된다.
Y 전극(10)은 세로 방향의 마름모꼴 형상의 제 2 전극 패턴(11)들과 인접한 제 2 전극 패턴(11)을 일체형으로 연결시키는 제 2 연결 패턴(11a)을 포함하여 이루어진다.
이 경우, X 전극의 제 1 전극 패턴(21)과, Y 전극의 제 2 전극 패턴(11) 및 제 2 연결 패턴(11a)이 동일층에 형성되며, 이들과 다른 층에 형성된 제 1 연결 패턴(21a)과의 전기적 접속을 위해 상기 전기적 콘택부(30)가 층간 절연막 내에 정의된다.
또한, 상기 각 X 전극(20)의 일측 끝에는 제 1 금속 라우팅 배선(31)과 최외곽 제 1 전극 패턴(21)이 접속되며, 각 Y 전극(10)의 일측 끝에는 제 2 금속 라우팅 배선(41)과 최외곽 제 2 전극 패턴(11)이 접속된다.
한편, 상기 X 전극(20)과 Y 전극(10) 이러한 X 채널과 Y 채널의 사이에는 프린징 정전 용량(fringing capacitance)에 의한 상호 정전 용량(mutual capacitance)인 Cm이 형성된다.
그런데, 이러한 비교예에서는 제 1 층의 제 1 전극 패턴(21), 제 2 전극 패턴(10) 및 제 2 연결 패턴(10a)과 제 2 층의 제 1 연결 패턴(21a)을 각각 투명 전극 혹은 금속으로 패터닝함과 함께, 제 1 연결 패턴(21a)과 제 1 전극 패턴(21)과의 접속을 위한 층간 절연막 내 전기적 콘택부 형성을 위한 패터닝이 요구된다. 이와 같이, 비교예는 제 1 층, 제 2 층, 이들 층간의 층간 절연막의 매 층마다 패터닝을 위한 마스크가 요구되어, 노광 및 식각 공정에서 수율 저하의 문제가 있는 것으로, 본 발명의 터치 스크린은 이를 개선하고자 하기 위해 구조 변경과 마스크 공정의 변경을 꾀한다.
* 제 1 실시예*
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 회로도이며, 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린의 터치 센싱부와 금속 라우팅 배선의 접속부를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2a와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린은, 서로 교차 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극의 저항(Rtx, Rrx)(201, 202)과, 이들 사이의 상호 정전 용량(Cm)(203)으로 정의되는 센싱부와, 출력 전압(Vout)을 센싱하는 터치 컨트롤 IC 사이에 커플링 정전 용량(Cc)(204)을 갖는 것이다.
상기 센싱부는 기판(도 6a 내지 도 6d의 100 참조)의 중앙에 정의되는 터치 센싱부에 매트릭스 상으로 정의되며, 도 2b와 같이, 상기 매트릭스는 터치 센싱부 외곽에 서로 교차하는 방향으로 형성되는 제 1 금속 라우팅 배선(X0, X1, X2, ...,Xm), 제 2 금속 라우팅 배선(Y0, Y1, Y2, ..., Yn)과 각각 접속되는 제 1 전극 및 제 2 전극의 교차 배치(도 3 참조)로 이루어진다. 여기서, 센싱부는 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 각각의 교차부위에 형성된다.
각각의 제 1 금속 라우팅 배선 및 제 2 금속 라우팅 배선은 기판의 일측변에서 구비된 패드 전극(도 3의 150 참조)과 접속되며, 상기 패드 전극(150)은 터치 컨트롤러 IC를 구비한 FPC(Flexible Printed Cable)(도 3의 160 참조)과 본딩된다.
또한, 상기 제 1 금속 라우팅 배선은 터치 센싱을 위한 입력 전압 신호(Vin)가 인가되며, 상기 제 2 금속 라우팅 배선은 접속된 제 2 전극으로부터 전압을 검출하여, 연결된 패드 전극과, FPC를 통해, FPC에 구비된 터치 컨트롤러 IC에서 증폭된 출력 전압(Vout)을 센싱한다.
상기 커플링 정전 용량(Cc)은 층간 오버랩된 보조 전극 패턴과 전극 패턴에 의해 형성(도 4 참조)되는 것으로, 터치 센싱을 감지하는 터치 센싱부의 매트릭스 내에 매 셀마다 센싱부에 대응하여 형성되지만, 센싱부에서는 사방에 대칭 형성되어 동일한 값을 가져, 센싱부에서는 터치 센싱 여부에 따라 그 값이 변화하지 않아 센싱 동작 여부에 크게 작용하지 않는다.
커플링 정전 용량(Cc)이 가장 크게 작용하는 것은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 2 금속 라우팅 배선과 터치 센싱부의 접속부인 것으로, 이 부위에서 직접적으로 콘택하지 않는 제 2 금속 라우팅 배선과 제 2 전극은, 제 2 전극과 제 1 보조 전극 패턴간 커플링 정전 용량(Cc)을 통해 금속간 컨택과 유사한 효과를 갖는 것이다.
도시된 제 1 실시예에서는 전압을 출력하는 제 2 금속 라우팅 배선의 접속부 부근에 커플링 정전 용량이 도시된 바를 나타내었고, 이 경우, 상기 제 2 금속 라우팅 배선과 연결된 패드 전극이 FPC를 통해 터치 컨트롤 IC에서 출력 전압(Vout)가 검출된다.
그리고, 터치 컨트롤 IC는 상기 금속 라우팅 배선(132)을 통해 센싱된 전류를 OP-amp(210)에 의해 증폭하여 검출하는 것으로, 각각 (-) 입력 단자에 리드 아웃 라인이 연결되고, (+) 입력 단자에 기준 전압(Vref)이 인가된다. 또한, 출력 단자에서 출력된 전압(Vout)은 센싱된 전압 값의 증폭한 값이다. 여기서, 상기 (-) 입력 단자와 상기 출력 단자의 사이에는 피드백 캐패시터(Cs)(220)가 형성되어 있다.
한편, 제 1 전극에서 형성되는 전송 저항(Rtx)은 입력 전압(Vin)을 받는 제 1 금속 라우팅 배선과 연결된 관점에서 정의된 것이고, 제 2 전극에서 형성되는 송신 저항(Rrx)은 전압을 출력하는 제 2 금속 라우팅 배선과 연결된 관점에서 정의된 것이다.
제 1 실시예에서, 상기 센싱부를 매트릭스 상으로 구비한 터치 센싱부는 제 1 금속 라우팅 배선으로 입력 전압(Vin)이 전달되고, 상기 터치 센싱부와 제 2 금속 라우팅 배선 사이에 커플링 정전용량(Cc)이 형성되고, 상기 2 금속 라우팅 배선과 터치 컨트롤러 IC이 연결되어, 출력 전압(Vout)이 센싱된다.
이하, 라우팅 배선을 포함하여, 상기 터치 센싱부의 구체적 구성을 도면을 통해 살펴본다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 A 영역의 확대도이다.
도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린은 기판(100) 상의 서로 다른 제 1 층과 제 2층에, 각각 서로 교차하는 방향으로 복수개 형성된 제 1 전극(1100: 도 5b 참조) 및 제 2 전극(1200: 도 5c 참조)과, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에, 전면 형성된 층간 절연막(도 6d의 115 참조)과, 상기 제 1 전극의 일단과 직접 접속된 제 1 금속 라우팅 배선(131) 및 상기 제 1 금속 라우팅 배선(132)과 교차하는 방향으로 터치 센싱부 외곽에 형성된 제 2 금속 라우팅 배선(132)을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 전극(1100)은 행 방향으로 형성되며, 상기 행 방향의 라인에서 복수개의 제 1 전극 패턴(110)과 인접한 제 1 전극 패턴(110)을 연결하는 제 1 연결 패턴(110a)을 포함한다.
상기 제 2 전극(1200)은 제 1 전극(1100)과 교차하는 방향의 라인(도면 상에서는 열 방향의 라인), 복수개의 제 2 전극 패턴(120)과 인접한 제 2 전극 패턴(120)을 연결하는 제 2 연결 패턴(120a)을 포함한다.
또한, 상기 제 1 전극(1100)과 제 2 전극(1200)의 교차부를 제외하여, 상기 제 2 전극(1200)의 제 2 전극 패턴(120)과 오버랩하며 상기 제 1 층에 형성된 제 1 보조 전극 패턴(111)이 형성되고, 상기 제 1 전극(1100)의 제 1 전극 패턴(110)과 오버랩하며 상기 제 2 층에 형성된 제 2 보조 전극 패턴(121)이 형성된다.
여기서, 상기 제 1 전극 패턴(110), 제 1 연결 패턴(110a) 및 제 1 보조 전극 패턴(111)은 동일한 제 1 층에 형성되는 것이며, 상기 제 2 전극 패턴(120), 제 2 연결 패턴(120a) 및 제 2 보조 전극 패턴(121)은 동일한 제 2 층에 형성되는 것이다.
한편, 상기 제 1 전극 패턴(110)과 제 2 보조 전극 패턴(121)의 오버랩 부위는 사이에 층간 절연막을 개재하여 열 방향의 커플링 정전 용량(Cca)이 형성되고, 상기 제 2 전극 패턴(120)과 제 1 보조 전극 패턴(111)의 오버랩 부위는 층간 절연막을 개재하여 행 방향의 커플링 정전 용량(Ccb)가 형성된다.
이러한 상기 제 1 전극(1100)과 제 2 전극(1200) 및 상기 제 1 보조 전극 패턴(111) 및 제 2 보조 전극 패턴(121)은 터치 스크린 하부에 평판 표시 패널 배치시 그 영상의 투과를 위해 투명 전극으로 이루어진다.
여기서, 상기 층간 절연막(115)은 상기 제 1 층과 제 2 층 사이를 관통하는 홀을 구비하지 않는다.
상기 제 1 보조 전극 패턴(111)과 제 2 전극 패턴(120)의 오버랩 부위와, 상기 제 2 보조 전극 패턴(121)과 상기 제 1 전극 패턴(110)의 오버랩 부위에 각각 커플링 정전 용량(Cca, Ccb)을 갖는다. 이들의 오버랩 면적이 동일할 때, 상기 커플링 정전 용량(Cca, Ccb)는 동일하다.
상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)(Y0, Y1, Y2, ...,Yn)과 접속되는 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)과, 상기 제 2 전극 패턴(120)의 오버랩 부위의 커플링 정전 용량(Ccb)에 의해, 상기 제 2 전극(1200)의 전기적 신호가 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)(Y0, Y1, Y2, ...,Yn)로 전달되거나, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)(Y0, Y1, Y2, ...,Yn)의 전기적 신호가 상기 제 2 전극(1200)으로 전달된다. 전자의 경우는, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)의 패드 전극을 통해 출력 전압을 출력하는 터치 컨트롤 IC와 연결된 경우이고, 후자의 경우는 패드 전극을 통해 입력 전압이 인가되는 경우이다.
한편, 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극(1100)과 제 1 보조 전극(111)이 형성되는 제 1 층은 기판(100) 상에 위치할 수 있으며, 상기 제 2 층은 상기 층간 절연막(115) 상에 형성될 수 있다. 혹은 그 역으로 상기 제 2 층이 기판(100) 상에 형성되며, 상기 제 1 층은 상기 층간 절연막(115) 상에 형성될 수 있다.
상기 기판(100)은 글래스(glass) 기판 또는 절연성 필름일 수 있다. 이 경우, 상기 기판(100)은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 양자점 표시 패널, 전기 영동 패널 등의 평판 표시 패널의 상부 기판으로 이용할 수 있고, 상기 제 1, 제 2 층은 상기 상부 기판의 배면측에 위치할 수 있다.
한편, 경우에 따라, 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)은 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)의 접속부에 상당하여서만 위치시킬 수 있고, 나머지 터치 센싱부의 영역에서는 생략할 수도 있다. 즉, 제 2 금속 라우팅 배선(132)과의 전기적 신호 전달을 위한 커플링 정전 용량의 용도로만 형성할 수도 있는 것이다. 이 경우에도, 상기 제 1, 제 2 층간의 층간 절연막은 터치 센싱부에 전체적으로 형성되어, 층간 절연막은 콘택부를 구비하지 않은 상태로 형성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 터치 스크린의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 A 영역의 공정 평면도이며, 도 6a 내지 도 6d는 도 3의 I~I' 및 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 공정 단면도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 터치 스크린의 제조 방법의 순서도이다.
도 5a 및 도 6a와 같이, 먼저, 기판(100) 상에 차광성의 전도율이 높은 금속을 증착한 후 이를 선택적으로 제거하여, 터치 센싱부 외곽에 서로 교차하는 방향의 제 1 라우팅 배선(131)과 제 2 라우팅 배선(132)을 형성한다(10S). 제 1 라우팅 배선(132)과 제 2 라우팅 배선(132)은 각각 행 방향과 열 방향의 전극과 연결되는 것으로, 터치 센싱부에 형성되는 전극의 일측에 접한다. 또한, 상기 제 1, 제 2 라우팅 배선의 기판의 가장자리를 따라 기판(100)의 일측에 모이도록 하여, 기판(100) 일측에 형성된 패드 전극(미도시)과 연결된다. 상기 패드 전극은 제 1, 제 2 라우팅 배선(131, 132)과 동일 공정에서 함께 형성될 수도 있다.
이어, 기판(100) 상에 제 1 층의 투명 전극을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여, 도 5b 및 도 6b와 같이, 행방향으로 각각 제 1 라우팅 배선(132)과 접속되는 제 1 전극(1100)과, 열 방향으로는 상기 제 1 전극과 이격하며 섬상으로 제 1 보조 전극 패턴(111)을 형성한다(20S).
여기서, 상기 제 1 전극(1100)은 도 3 및 도 5b와 같이, 마름모꼴의 제 1 전극 패턴(110)과 인접한 제 1 전극 패턴(110)을 연결하는 제 1 연결 패턴(110a)을 포함한다. 상기 제 1 전극 패턴(110)과 제 1 연결 패턴(110a)은 일체형으로 형성된다. 상기 제 1 전극 패턴(110) 중 행방향의 가장 끝에 형성되는 전극은 마름모꼴이 이분된 형상으로, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)측에 접하는 측이 빗변인 삼각형 형상이다. 그리고, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 직접 접속된 부위를 갖도록 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)의 형상으로 돌출된 돌출 패턴을 갖는다. 이 경우, 상기 돌출 패턴은 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 동일한 형상일 수도 있고, 혹은 터치 센싱부과 제 1 금속 라우팅 배선(131)과의 접속부 일부분만 오버랩되어 형성될 수도 있다. 경우에 따라, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 상기 제 1 전극 패턴(110)의 측면 콘택의 구성을 가질 수도 있으나, 그 경우 콘택 면적이 작아 저항이 커질 수 있으므로, 도시된 바와 같이, 저항을 줄이기 위해서는 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)의 상부를 덮는 구성을 취하는 구성이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)은 상기 제 1 전극(1100)과 동일층에 형성되는 것으로, 제 1 전극(1100)의 가장자리에서 이격되어 섬상으로 형성된다. 제 1 보조 전극 패턴(111) 이후의 제 2 층의 투명 전극 패터닝시 형성되는 제 2 전극 패턴과 일치하는 형상이다. 따라서, 섬상의 제 1 보조 전극 패턴(111)은 마름모꼴을 갖는데, 열 방향의 가장 끝에 형성되는 형상은 마름모꼴이 이분되어 쪼개진 삼각형의 형상을 갖는다. 이 경우에도, 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 제 1 전극 패턴(110)과의 접속 구성과 유사하게, 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)도 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)의 형상을 따른 돌출 패턴을 갖는다.
이어, 도 6c와 같이, 상기 제 1, 제 2 금속 라우팅 배선(131, 132), 제 1 전극(1100) 및 제 1 보조 전극 패턴(111)이 형성된 기판(100) 전면에 층간 절연막(115)을 형성한다(30S).
이어, 제 2 층의 투명 전극을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여, 도 5c 및 도 6d와 같이, 상기 층간 절연막(115) 상에 상기 열 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)과 오버랩하며, 상기 제 1 전극(110)과 교차부를 갖는 제 2 전극(1200)을 형성하고, 상기 제 2 전극(1200)과 이격하며 섬상으로, 상기 제 1 전극(1100)의 제 1 전극 패턴(110)과 오버랩하는 제 2 보조 전극 패턴(121)을 형성한다(40S).
여기서, 상기 제 2 전극(1200)은 도 3 및 도 5c와 같이, 마름모꼴의 제 2 전극 패턴(120)과 인접한 제 2 전극 패턴(120)을 연결하는 제 2 연결 패턴(120a)을 포함한다. 상기 제 2 전극 패턴(120)과 제 2 연결 패턴(120a)은 일체형으로 형성된다. 상기 제 2 전극 패턴(120) 중 열방향의 가장 끝에 형성되는 전극은 마름모꼴이 이분된 형상으로, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)측에 접하는 측이 빗변인 삼각형 형상이다. 이 경우, 제 2 금속 라우팅 배선(132)측에 접하며 상기 제 1 보조 전극 패턴(111)과 오버랩되는 상기 제 2 전극 패턴(120) 사이에는 그 사이에 층간 절연막(115)를 개재하여 이루어진 커플링 정전 용량이 형성되어, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)과 상기 제 2 전극(1200)과의 전기적 신호 전달의 매개가 된다.
그리고, 상기 제 2 보조 전극 패턴(121)은 상기 제 2 전극(1200)과 동일층에 형성되는 것으로, 제 2 전극(1200)으로부터 이격되어 섬상으로 형성된다. 이는 상기 제 1 전극 패턴(110)과 일치하는 형상이다. 따라서, 섬상의 제 2 보조 전극 패턴(121)은 대개의 형상의 마름모꼴을 갖는데, 행 방향의 가장 끝에 형성되는 형상은 마름모꼴이 이분되어 쪼개진 삼각형의 형상을 갖는다.
이와 같이, 본 발명의 터치 스크린 제조 방법은 상기 층간 절연막 형성 공정에서, 콘택부 형성 공정을 생략할 수 있어, 절연막의 패터닝 공정을 생략하여 마스크 절감 및 공정 간소화에 의한 수율을 향상시킬 수 있다.
상술한 제조 방법에 의해 형성된 본 발명의 터치 스크린과 도 1 구조의 비교예에 따른 터치 스크린의 제조 방법에 의해 형성된 터치 스크린의 센싱 감도를 비교해보면 다음과 같다.
도 8은 비교예에 따른 터치 스크린의 회로도이다.
도 8과 같이, 비교예에 따른 터치 스크린의, 센싱부는 전송 저항(Rtx)(31), 상호 정전 용량(Cm)(32), 및 수신 저항(Rrx)(33)의 직렬 구성을 따르며, 터치 컨트롤러 IC 또한, OP-amp(40) 및 피드백 캐패시터(Cs)(41)의 본 발명의 제 1 실시예와 유사한 구성을 따른다. 다만, 터치 컨트롤러 IC와 센싱부 사이에 별도의 커플링 정전 용량가 개재되지 않은 것으로, 이는 센싱부로부터 금속 라우팅 배선과의 접속이 전극과 금속 라우팅 배선이 콘택 공정을 통해 직접 접속한 것을 의미한다.
도 9는 본 발명 및 비교예에 따른 터치 스크린에 입력하는 전압 신호를 나타낸 그래프이며, 도 10은 개략적인 터치 스크린의 터치시와 비터치 Vcs 충전 전압을 나타낸 그래프이다.
도 9와 같이, 터치 스크린에 입력하는 입력 전압(Vin) 신호은 구형파로, 일 사이클의 구동 시간이 약 2~3㎲이다. 개략적으로, 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 교차부는 복수개 구비되어 상호 정전 용량(Cm)은 도 10과 같이, 비례하여 증가하며, 터치시의 경우 상대적으로 터치 부위에서 손가락으로 접지되어 나가는 전류량으로 충전 전압 값의 감소를 보이는 것으로, 충전 전압 값의 그 차이를 읽어들여 터치를 검출하는 것이다.
도 11은 도 9의 전압 신호 인가시 본 발명과 비교예에 따른 출력 전압 신호 결과를 나타낸 그래프이다.
실질적으로 시뮬레이션을 통해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구성과 도 1에 따른 비교에에 따른 출력 전압 값을 살펴보면, 센싱부를 통해 전송 저항(Rtx), 수신 저항(Rtx) 및 상호 정전 용량(Cm)을 거쳐 최종적으로 출력 전압이 검출되는 것으로, 출력 전압 신호는 시상수(T=(Rtx+Rrx)*Cm) 만큼의 지연 요소를 갖고 출력이 되며, 도 11과 같은 값을 갖는다.
살펴보면, 검출된 출력 전압 값은 본 발명에서 약간의 감소경향을 보이나, 비교예 대비 5% 내 수준의 감소치로, 비교예와 거의 유사한 수준의 파형을 갖는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 제 1 실시예와 같이, 제 2 금속 라우팅 배선측에서 직접적인 콘택이 아닌 커플링 정전 용량의 구성으로, 제 2 금속 라우팅 배선과 제 2 전극간의 전기적 신호 전달에 의해서도 정상적인 터치 검출이 가능함을 의미하는 것이다.
* 제 2 실시예 *
도 12a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린을 나타낸 회로도이며, 도 12b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린의 터치 센싱부와 금속 라우팅 배선의 접속부를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 12b와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린은, 제 1 금속 라우팅 배선(131)(X0, X1, X2, ..., Xm)측과 터치 센싱부 사이에 커플링 정전 용량(Cc)(214)을 갖는 것이다.
이 경우, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)은 터치 검출을 위한 입력 전압(Vin)을 인가받는 패드 전극과 연결되어 있다.
그리고, 상기 터치 센싱부는 도 12a와 같이, 서로 교차 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극의 저항(Rtx, Rrx)(201, 202)과, 이들 사이의 상호 정전 용량(Cm)(203)으로 정의되는 센싱부를 매트릭스 상으로 배치한다.
상기 센싱부는 기판(도 6a 내지 도 6d의 100 참조)의 중앙에 정의되는 터치 센싱부에 매트릭스 상으로 정의되며, 도 12b와 같이, 상기 매트릭스는 터치 센싱부 외곽에 서로 교차하는 방향으로 형성되는 제 1 금속 라우팅 배선(X0, X1, X2, ...,Xm), 제 2 금속 라우팅 배선(Y0, Y1, Y2, ..., Yn)과 각각 접속되는 제 1 전극 및 제 2 전극의 교차 배치(도 3 참조)로 이루어진다. 여기서, 센싱부는 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 각각의 교차부위에 형성된다.
각각의 제 1 금속 라우팅 배선(131) 및 제 2 금속 라우팅 배선(132)은 기판의 일측변에서 구비된 패드 전극(도 3의 150 참조)과 접속되며, 상기 패드 전극(150)은 터치 컨트롤러 IC를 구비한 FPC(Flexible Printed Cable)(도 3의 160 참조)과 본딩된다.
또한, 상기 제 1 금속 라우팅 배선은 터치 센싱을 위한 입력 전압 신호(Vin)가 인가되며, 상기 제 2 금속 라우팅 배선은 접속된 제 2 전극으로부터 전압을 검출하여, 연결된 패드 전극과, FPC를 통해, FPC에 구비된 터치 컨트롤러 IC에서 증폭된 출력 전압(Vout)을 센싱한다.
상기 커플링 정전 용량(Cc)은 층간 오버랩된 제 1 보조 전극 패턴(310)과 제 2 전극 패턴(330)에 의해 형성(도 13 내지 도 14c 참조)되는 것으로, 터치 센싱을 감지하는 터치 센싱부의 매트릭스 내에 매 셀마다 센싱부에 대응하여 형성되지만, 센싱부에서는 사방에 대칭 형성되어 동일한 값을 가져, 센싱부에서는 터치 센싱 여부에 따라 그 값이 변화하지 않아 센싱 동작 여부에 크게 작용하지 않는다.
커플링 정전 용량(Cc)이 가장 크게 작용하는 것은, 도 12b에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 터치 센싱부의 접속부인 것으로, 이 부위에서 직접적으로 콘택하지 않는 제 1 금속 라우팅 배선과 제 2 전극(3300)은, 제 2 전극 패턴(330)과 제 1 보조 전극 패턴(310)간 커플링 정전 용량(Cc)을 통해 금속간 컨택과 유사한 효과를 갖는 것이다.
도시된 제 2 실시예에서는 입력 전압이 인가되는 제 1 금속 라우팅 배선과 터치 센싱부간 접속부에서, 커플링 정전 용량이 도시된 바를 나타내었고, 이 경우, 도 3과 같이, 상기 제 2 금속 라우팅 배선과 연결된 패드 전극이 FPC를 통해 터치 컨트롤 IC에서 출력 전압(Vout)가 검출된다.
그리고, 터치 컨트롤 IC는 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)을 통해 센싱된 전류를 OP-amp(210)에 의해 증폭하여 검출하는 것으로, 각각 (-) 입력 단자에 리드 아웃 라인이 연결되고, (+) 입력 단자에 기준 전압(Vref)이 인가된다. 또한, 출력 단자에서 출력된 전압(Vout)은 센싱된 전압 값의 증폭한 값이다. 여기서, 상기 (-) 입력 단자와 상기 출력 단자의 사이에는 피드백 캐패시터(Cs)(220)가 형성되어 있다.
제 2 실시예에서, 상기 센싱부를 매트릭스 상으로 구비한 터치 센싱부는 제 1 금속 라우팅 배선으로 입력 전압(Vin)이 전달되고, 상기 터치 센싱부와 제 2 금속 라우팅 배선 사이에 커플링 정전용량(Cc)이 형성되고, 상기 2 금속 라우팅 배선과 터치 컨트롤러 IC가 연결되어, 출력 전압(Vout)이 센싱된다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 스크린의 최외곽 금속 라우팅부 및 이와 접속되는 제 1, 제 2 전극의 확대도이며, 도 14a 내지 도 14c는 도 13의 공정 평면도이다.
도 14a 와 같이, 먼저, 기판(도 3의 100 참조) 상에 차광성의 전도율이 높은 금속을 증착한 후 이를 선택적으로 제거하여, 터치 센싱부 외곽에 서로 교차하는 방향의 제 1 라우팅 배선(131)과 제 2 라우팅 배선(132)을 형성한다. 제 1 라우팅 배선(132)과 제 2 라우팅 배선(132)은 각각 행 방향과 열 방향의 전극과 연결되는 것으로, 터치 센싱부에 형성되는 전극의 일측에 접한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 라우팅 배선(131, 132)은 기판의 가장자리를 따라 기판(100)의 일측에 모이도록 하여, 기판(100) 일측에 형성된 패드 전극(미도시)과 연결된다. 상기 패드 전극은 제 1, 제 2 라우팅 배선(131, 132)과 동일 공정에서 함께 형성될 수도 있다.
이어, 기판(100) 상에 제 1 층의 투명 전극을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여, 도 14b와 같이, 열방향으로 각각 제 2 라우팅 배선(132)과 직접 접속되는 제 1 전극(3200)과, 행 방향으로는 상기 제 1 전극(3200)과 이격하며 섬상으로 제 1 보조 전극 패턴(310)을 형성한다.
여기서, 상기 제 1 전극(3200)은 마름모꼴의 제 1 전극 패턴(320)과 인접한 제 1 전극 패턴(320)을 연결하는 제 1 연결 패턴(320a)을 포함한다. 상기 제 1 전극 패턴(320)과 제 1 연결 패턴(320a)은 일체형으로 형성된다. 상기 제 1 전극 패턴(320) 중 열방향의 가장 끝에 형성되는 전극은 마름모꼴이 이분된 형상으로, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)측에 접하는 측이 빗변인 삼각형 형상이다. 그리고, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)과 직접 접속된 부위를 갖도록 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)의 형상으로 돌출된 돌출 패턴을 갖는다. 이 경우, 상기 돌출 패턴은 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)과 동일한 형상일 수도 있고, 혹은 터치 센싱부와 제 2 금속 라우팅 배선(132)과의 접속부 일부분만 오버랩되어 형성될 수도 있다. 경우에 따라, 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)과 상기 제 1 전극 패턴(320)의 측면 콘택의 구성을 가질 수도 있으나, 그 경우 콘택 면적이 작아 저항이 커질 수 있으므로, 도시된 바와 같이, 저항을 줄이기 위해서는 상기 제 2 금속 라우팅 배선(132)의 상부를 덮는 구성을 취하는 구성이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 보조 전극 패턴(310)은 상기 제 1 전극(3200)과 동일층에 형성되는 것으로, 제 1 전극(3200)의 가장자리에서 이격되어 섬상으로 형성된다. 제 1 보조 전극 패턴(320) 이후의 제 2 층의 투명 전극 패터닝시 형성되는 제 2 전극 패턴과 일치하는 형상이다. 따라서, 섬상의 제 1 보조 전극 패턴(310)은 마름모꼴을 갖는데, 열 방향의 가장 끝에 형성되는 형상은 마름모꼴이 이분되어 쪼개진 삼각형의 형상을 갖는다. 이 경우에도, 제 2 금속 라우팅 배선(131)과 제 1 전극 패턴(320)과의 접속 구성과 유사하게, 상기 제 1 보조 전극 패턴(310)도 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)의 형상을 따른 돌출 패턴을 갖는다.
이어, 상기 제 1, 제 2 금속 라우팅 배선(131, 132), 제 1 전극(3200) 및 제 1 보조 전극 패턴(310)이 형성된 기판(100) 전면에 층간 절연막(115)(도 6c 참조)을 형성한다.
이어, 제 2 층의 투명 전극을 증착한 후, 이를 선택적으로 제거하여, 도 14c 와 같이, 상기 층간 절연막(115) 상에 상기 행 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴(310)과 오버랩하며, 상기 제 1 전극(3200)과 교차부를 갖는 제 2 전극(3300)을 형성하고, 상기 제 2 전극(3300)과 이격하며 섬상으로, 상기 제 1 전극(3200)의 제 1 전극 패턴(320)과 오버랩하는 제 2 보조 전극 패턴(340)을 형성한다.
여기서, 상기 제 2 전극(3300)은 마름모꼴의 제 2 전극 패턴(330)과 인접한 제 2 전극 패턴(330)을 연결하는 제 2 연결 패턴(330a)을 포함한다. 상기 제 2 전극 패턴(330)과 제 2 연결 패턴(330a)은 일체형으로 형성된다. 상기 제 2 전극 패턴(330) 중 행방향의 가장 끝에 형성되는 전극은 마름모꼴이 이분된 형상으로, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)측에 접하는 측이 빗변인 삼각형 형상이다. 이 경우, 제 1 금속 라우팅 배선(131)측에 접하며 상기 제 1 보조 전극 패턴(310)과 오버랩되는 상기 제 2 전극 패턴(330) 사이에는 그 사이에 층간 절연막(115)를 개재하여 이루어진 커플링 정전 용량이 형성되어, 상기 제 1 금속 라우팅 배선(131)과 상기 제 2 전극(3300)과의 전기적 신호 전달의 매개가 된다.
그리고, 상기 제 2 보조 전극 패턴(340)은 상기 제 2 전극(3300)과 동일층에 형성되는 것으로, 제 2 전극(3300)으로부터 이격되어 섬상으로 형성된다. 이는 상기 제 1 전극 패턴(320)과 일치하는 형상이다. 따라서, 섬상의 제 2 보조 전극 패턴(340)은 대개의 형상의 마름모꼴을 갖는데, 열 방향의 가장 끝에 형성되는 형상은 마름모꼴이 이분되어 쪼개진 삼각형의 형상을 갖는다.
이상과 같이, 제 2 실시예는 터치 검출을 위한 입력 신호가 인가되는 제 1 금속 라우팅 배선과 터치 센싱부에 커플링 정전 용량의 예를 나타낸 것이다.
경우에 따라, 상기 제 1 금속 라우팅 배선에 터치 검출을 위한 전압 출력 신호가 전달되고, 제 2 금속 라우팅 배선 배선측에 터치 검출을 위한 전압 입력 신호가 인가될 수도 있을 것이다. 이 경우에도 제 1, 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, 커플링 정전 용량은 어느 쪽의 금속 라우팅 배선에도 형성 가능하다 할 것이다. 즉, 일측의 금속 라우팅 배선은 전극과 직접 접속을 꾀하고, 다른 측의 금속 라우팅 배선은 전극과 오버랩된 보조 전극 패턴과 접속 한 후, 상기 전극과 보조 전극 패턴간의 오버랩 부위에서의 커플링 정전 용량에 의해 전기적 신호의 전달을 꾀할 수 있다. 어느 경우나, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 층간 절연막은 콘택부를 위한 홀의 구비없이, 전면 형성되는 형상을 갖는다.
한편, 상기 층간 절연막은 상기 제 1, 제 2 전극을 형성 후, 최상부에 보호막 형성시 패드 전극을 오픈하는 공정에서, 부분적으로 제거되어질 수 있다.
그리고, 상기 층간 절연막은 예를 들어, 산화막(SiO2)나 질화막(SiNx)의 무기 절연막일 수도 있고, 포토아크릴 등의 아크릴 수지 성분의 유기 절연막일 수 있다.
한편, 상기 층간 절연막의 두께는 무기 절연막일 경우는 4000Å이하의 두께로 설정하고, 유기 절연막일 경우는 1~3㎛의 두께의 범위에서 설정한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판 110: 제 1 전극 패턴
110a: 제 1 연결 패턴 111: 제 1 보조 전극 패턴
115: 층간 절연막
120: 제 2 전극 패턴 120a: 제 2 연결 패턴
121: 제 2 보조 전극 패턴 131: 제 1 금속 라우팅 배선
132: 제 2 금속 라우팅 배선 150: 패드 전극
160: FPC 1100: 제 1 전극
1200: 제 2 전극

Claims (18)

  1. 서로 다른 제 1 층과 제 2층에, 각각 서로 교차하는 방향으로 복수개 형성된 투명한 제 1 전극 및 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 교차부를 제외하여, 상기 제 2 전극과 오버랩하며 상기 제 1 층에 형성된 투명한 제 1 보조 전극 패턴;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 교차부를 제외하여, 상기 제 1 전극과 오버랩하며 상기 제 2 층에 형성된 투명한 제 2 보조 전극 패턴;
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에, 전면 형성된 층간 절연막;
    상기 제 1 전극의 일단과 직접 접속된 제 1 금속 라우팅 배선;
    상기 제 1 보조 전극 패턴과 직접 접속된 제 2 금속 라우팅 배선; 및
    상기 제 1 금속 라우팅 배선에 접속된 상기 제 1 보조 전극 패턴과, 상기 층간 절연막 및 상기 제 2 전극이 측상으로 차례로 접하여 전기적 신호의 연결을 갖는 커플링 정전 용량을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 행 방향 또는 열 방향으로 형성되며, 상기 행 방향 또는 열 방향의 라인에서 복수개의 제 1 전극 패턴과 인접한 제 1 전극 패턴을 연결하는 제 1 연결 패턴을 포함하며,
    상기 제 2 전극은 제 1 전극과 교차하는 방향의 라인에서, 복수개의 제 2 전극 패턴과 인접한 제 2 전극 패턴을 연결하는 제 2 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 보조 전극 패턴은 상기 제 2 전극의 제 2 전극 패턴과만 오버랩하고, 상기 제 2 보조 전극 패턴은 상기 제 1 전극의 제 1 전극 패턴과만 오버랩하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 보조 전극 패턴은 제 2 전극 패턴을 완전히 오버랩하며, 상기 제 2 보조 전극 패턴은 상기 제 1 전극 패턴을 완전히 오버랩한 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 금속 라우팅 배선과 접속되는 상기 제 1 보조 전극 패턴과, 상기 제 2 전극 패턴과, 상기 제 1 보조 전극 패턴과 제 2 전극 패턴 간 측상으로 개재된 상기 층간 절연막으로 형성된 상기 커플링 정전 용량에 의해, 상기 제 2 전극의 전기적 신호가 상기 제 2 금속 라우팅 배선으로 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 금속 라우팅 배선과 접속되는 상기 제 1 보조 전극 패턴과, 상기 제 2 전극 패턴과, 상기 제 1 보조 전극 패턴과 제 2 전극 패턴 간 측상으로 개재된 상기 층간 절연막으로 형성된 상기 커플링 정전 용량에 의해, 상기 제 2 금속 라우팅 배선의 전기적 신호가 상기 제 2 전극으로 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 층간 절연막은 상기 제 1 층과 제 2 층 사이를 관통하는 홀을 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 층은 기판 상에 형성되며, 상기 제 2 층은 상기 층간 절연막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 층은 기판 상에 형성되며, 상기 제 1 층은 상기 층간 절연막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기판은 글래스 또는 필름인 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  12. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 기판은 평판 표시 패널의 상부 기판이며, 상기 제 1, 제 2 층은 상기 상부 기판의 배면측에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  13. 중앙 영역에 터치 센싱부를 갖는 기판;
    상기 터치 센싱부 외곽에 형성되며, 서로 교차하는 제 1, 제 2 방향으로 형성된 복수개의 제 1 금속 라우팅 배선 및 제 2 금속 라우팅 배선;
    상기 제 1 금속 라우팅 배선 각각의 일부와 오버랩하여 접속되며 상기 터치 센싱부에 상기 제 1 방향으로 형성된 제 1 투명 전극;
    상기 제 2 금속 라우팅 배선 각각의 일부와 오버랩하여 접속되며, 상기 터치 센싱부에 형성된 제 1 투명 보조 전극 패턴;
    상기 제 1 투명 전극 및 제 1 투명 보조 전극 패턴을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 층간 절연막;
    상기 층간 절연막 상에 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 투명 보조 전극 패턴과 오버랩하며 형성된 제 2 투명 전극; 및
    상기 제 1 금속 라우팅 배선에 접속된 상기 제 1 투명 보조 전극 패턴과, 상기 층간 절연막 및 상기 제 2 투명 전극이 측상으로 차례로 접하여 전기적 신호의 연결을 갖는 커플링 정전 용량을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 커플링 정전 용량을 통해 상기 제 2 금속 라우팅 배선의 전기적 신호가 상기 제 2 투명 전극으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 커플링 정전 용량을 통해 상기 제 2 투명 전극의 전기적 신호가 상기 제 2 금속 라우팅 배선으로 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 기판은 글래스 또는 필름인 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  17. 중앙 영역에 터치 센싱부를 갖고, 터치 센싱부 외곽에 외곽 영역을 갖는 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 외곽 영역의 서로 다른 변에, 서로 교차하는 제 1, 제 2 방향으로 복수개의 제 1 금속 라우팅 배선과 복수개의 제 2 금속 라우팅 배선을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 투명 전극 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여, 상기 기판의 외곽 영역에 제 1 방향으로 각각의 제 1 금속 라우팅 배선과 접속되며, 터치 센싱부로 연장되는 제 1 전극을 형성하고, 상기 터치 센싱부에서 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격하며 섬상으로 형성되며, 상기 기판의 외곽에서 상기 제 2 금속 라우팅 배선과 접속되는 제 1 보조 전극 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 보조 전극 패턴을 전체적으로 덮도록 상기 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 층간 절연막 상에, 투명 전극 물질을 증착한 후 패터닝하여, 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 보조 전극 패턴과 오버랩하며, 상기 제 1 전극과 교차부를 갖는 제 2 전극을 형성하고, 상기 제 2 전극과 이격하며 섬상으로, 상기 제 1 전극과 오버랩하는 제 2 보조 전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 금속 라우팅 배선에 접속된 상기 제 1 보조 전극 패턴과, 상기 층간 절연막 및 상기 제 2 전극이 측상으로 차례로 접하여 전기적 신호의 연결을 갖는 커플링 정전 용량을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 제조 방법.
  18. 삭제
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