KR102085964B1

KR102085964B1 - 플렉서블 터치 스크린 패널 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102085964B1
Application number: KR1020120138193A
Authority: KR
Inventors: 강성구; 정태혁; 김규영; 전병규; 김정윤; 이인남
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2020-03-09
Also published as: US9207720B2; US20140152910A1; KR20140070103A

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널은, 활성영역과, 상기 활성영역 외곽에 형성된 제1, 2 비활성영역으로 구획되는 기판과; 상기 활성영역 내에서 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지전극들 및 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 감지전극들과; 상기 제1 비활성영역에 형성되며 상기 복수의 제1, 2 감지전극들과 각각 연결되는 복수의 제1, 2 위치검출라인들과; 상기 제2 비활성영역에 형성되며, 상기 복수의 제1, 2 위치검출라인들과 전기적으로 연결되는 복수의 패드들이 구비된 패드부가 포함되며, 상기 제1 감지전극들 및 제2 감지전극들은 서로 다른 재질로 구현된다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널 및 이의 제조방법{flexible touch screen panel and fabrication method thereof}

본 발명의 실시예는 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 플렉서블(flexible)한 터치 스크린 패널 및 이의 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 감지 전극이 주변의 다른 감지전극 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.

이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 영상표시장치의 외면에 부착되어 제품화되는 경우가 많다. 따라서, 상기 터치 스크린 패널은 높은 투명도 및 얇은 두께의 특성이 요구된다.

또한, 최근 들어 플렉서블한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 영상표시장치 상에 부착되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.

종래의 터치 스크린 패널은 감지전극들이 ITO 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 구현되나, 이 경우 플렉서블 터치 스크린 패널이 굴곡 또는 접히는 동작시 상기 감지전극에 크랙(Crack)이 발생하여 동작 불량이 유발될 수 있는 단점이 있다.

또한, 종래의 터치 스크린 패널은 상기 감지전극 등을 형성하기 위해 박막 성막, 패턴 형성 공정 등이 필요하므로, 고 내열성 및 내 화학성 등의 특성이 요구되며, 이에 따라 상기 공정 특성에 부합되는 유리(glass) 기판 상에 감지전극 등을 형성하였다.

그러나, 이 경우 상기 유리 기판은 공정에서 반송 가능하도록 일정치 이상의 두께를 가지고 있어야 하므로, 얇은 두께를 요구하는 특성을 만족시키지 못하고, 플렉서블한 특성을 구현할 수 없다는 단점이 있다.

본 발명의 실시예는 플렉서블 특성을 갖는 기판의 일면에 형성되는 제1 감지전극들 및 제2 감지전극들이 서로 다른 재질로 구현되는 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 상기 제1 감지전극들 상에 형성되는 절연막 및 제2 감지전극들을 동일한 공정을 통해 동시에 형성되는 플렉서블 터치 스크린 패널의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 상기 제1, 2 감지전극들과 연결되는 위치검출라인들 및 외부의 터치 구동회로와 압착되는 패드들 사이를 연결하는 연결부가 복층 배선 구조로 구현됨으로써, 오버 에칭(over etching)에 의한 단선을 극복할 수 있는 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널은, 활성영역과, 상기 활성영역 외곽에 형성된 제1, 2 비활성영역으로 구획되는 기판과; 상기 활성영역 내에서 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지전극들 및 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 감지전극들과; 상기 제1 비활성영역에 형성되며 상기 복수의 제1, 2 감지전극들과 각각 연결되는 복수의 제1, 2 위치검출라인들과; 상기 제2 비활성영역에 형성되며, 상기 복수의 제1, 2 위치검출라인들과 전기적으로 연결되는 복수의 패드들이 구비된 패드부가 포함되며, 상기 제1 감지전극들 및 제2 감지전극들은 서로 다른 재질로 구현된다.

또한, 상기 제1 감지전극들은 상기 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀들 및 상기 제1 감지셀들을 상호간 연결하는 제1 연결패턴들을 포함하여 구성되고, 상기 제1 감지셀들은 복수의 개구부를 포함하는 메쉬 형상이며, 상기 제1 감지전극들 및 제1 위치검출라인들은 불투명 금속 재질로 구현된다.

또한, 상기 제2 감지전극들은 상기 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀들 및 상기 제2 감지셀들을 상호간 연결하는 제2 연결패턴들을 포함하여 구성되고, 상기 제2 감지전극들 및 제2 위치검출라인들은 나노 금속 도전막을 패터닝하여 형성된다.

또한, 상기 나노 금속 도전막은 감광유기막과 복수의 금속성 나노와이어들로 구성되는 도전 네트워크층의 적층 구조인 혼합물로 구현되며, 상기 금속성 나노와이어는 은나노와이어(AgNW)이다.

또한, 상기 혼합물의 상층에 형성된 도전 네트워크층을 패터닝하여 제2 감지셀들 및 제2 연결패턴들이 구현되며, 상기 감광유기막은 상기 제2 비활성영역을 제외한 상기 활성영역 및 제1 비활성영역과 중첩되는 영역에 형성된다.

또한, 상기 제2 비활성영역에 형성되며, 상기 복수의 제1, 2 위치검출라인들 및 이에 대응되는 상기 패드들을 각각 연결시키는 복수의 제 1, 2연결부들이 더 포함되고, 상기 연결부들은 복층 배선 구조로 구현된다.

또한, 상기 제1 감지전극들 및 이와 연결된 제1 위치검출라인들은 상기 기판의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 감지전극들 및 이와 연결된 제2 위치검출라인들은 상기 감광유기막 상에 형성된다.

또한, 상기 제1 연결부는 기판 상에 형성된 제1 하부배선 및 상기 제1 하부배선과 중첩되고 일측 끝단이 감광유기막 상으로 연장된 제1 상부배선으로 구현되며, 상기 제1 하부배선은 상기 제1 비활성영역의 기판 상에 형성된 제1 위치검출라인이 제2 비활성영역으로 연장되고, 상기 제1 상부배선은 상기 제2 감지전극들 및 제2 위치검출라인들과 동시에 형성된다.

또한, 상기 제2 연결부는 기판 상에 형성되고 일측 끝단이 감광유기막 하부로 일부 연장된 제2 하부배선 및 상기 제2 하부배선과 중첩되고 상기 감광유기막 상에 형성된 제2 위치검출라인과 연결된 제2 상부배선으로 구현된다.

여기서, 상기 제2 상부배선은 상기 제1 비활성영역의 감광유기막 상에 형성된 제2 위치검출라인이 제2 비활성영역으로 연장되고, 상기 제2 하부배선은 상기 제1 감지전극들 및 제1 위치검출라인들과 동시에 형성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법은, 기판의 제1 면에 복수의 제1 감지전극들 및 이와 연결되는 제1 위치검출라인들이 형성되는 단계와; 상기 제1 감지전극들 및 제1 위치검출라인들이 형성된 기판 상에 감광유기막 및 도전 네트워크층의 적층 구조로 구현되는 나노 금속 도전막 혼합물이 형성되는 단계와; 상기 나노 금속 도전막 혼합물의 상층에 형성된 도전 네트워크층을 패터닝하여 상기 제1 감지전극들과 교차하도록 배열되는 제2 감지전극들 및 이와 연결되는 제2 위치검출라인들이 형성되는 단계가 포함된다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 터치 스크린 패널의 제1 감지전극들 및 제2 감지전극들이 플렉서블 특성을 갖는 서로 다른 재질로 구현됨으로써, 터치 스크린 패널의 플렉서블 특성을 확보함과 동시에 두께를 저감하는 장점이 있다.

또한, 상기 제1 감지전극들 상에 형성되는 절연막 및 제2 감지전극들이 동일한 공정을 통해 동시에 형성됨으로써, 제조 공정을 단순화하는 장점이 있다.

또한, 상기 감지전극들과 연결되는 위치검출라인들 및 외부의 터치 구동회로와 압착되는 패드들 사이를 연결하는 연결부가 복층 배선 구조로 구현됨으로써, 오버 에칭(over etching)에 의한 단선을 극복하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 특정 영역(I-I', II-II')의 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 제조 공정을 설명하는 도면.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 특정 영역(I-I', II-II')의 단면도이다.

도 1 및 도 2a, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 플렉서블 특성을 갖는 기판(10)과, 상기 기판(10)의 일면에 형성된 제1, 2 감지전극들(50, 60)과, 상기 제1, 2 감지전극들(50, 60)을 패드부(200)에 위치한 복수의 패드들(210)과 전기적으로 연결시키는 제1, 2 위치검출라인(150, 160)을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예는 상기 제1, 2 위치검출라인들(150, 160) 및 상기 패드들(210) 사이를 연결하는 제 1, 2연결부(250, 260)가 더 포함되며, 이 때, 상기 제 1, 2연결부(250, 260)는 복층 구조의 배선으로 구현된다.

이 때, 상기 복수의 감지전극들(50, 60)이 형성된 영역은 화상이 표시되어 터치 위치를 검출하는 활성영역(Active area, AA)이며, 상기 감지전극들(220)과 전기적으로 연결되는 위치검출라인들(150, 160) 및 상기 연결부(250, 260)와 패드부(200)가 형성된 영역은 상기 활성영역(AA) 외곽에 구비되는 비활성영역(Non active Area, NA)이다.

또한, 본 발명의 실시예의 경우 상기 비활성영역(NA)은 상기 위치검출라인들(150, 160)이 형성된 제1 비활성영역(NA1)과, 상기 제1 비활성영역(NA1) 외곽부에 위치하여, 상기 패드부(200) 및 상기 위치검출라인들(150, 160)과 상기 패드부(200)에 구비된 각각의 패드들(210) 사이를 연결하는 연결부(250, 260)가 형성된 제2 비활성영역(NA2)로 나뉜다.

도 1에 도시된 바에 바와 같이, 제1 감지전극(50)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향)으로 길게 형성되어, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.

또한, 제2 감지전극(60)은 제2 방향으로 길게 형성되어, 상기 제1 방향을 따라 복수개가 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 감지전극들(50, 60)은 기존 감지전극의 형성 재료로 사용되었던 투명 도전성 물질(일 예로 ITO(Indium Tin Oxide))의 단점 즉, 플렉서블 터치 스크린 패널이 굴곡 또는 접히는 동작시 상기 감지전극에 크랙(Crack)이 발생하여 동작 불량이 유발됨을 방지하기 위해 연성의 도전 물질을 감지전극(50, 60)의 형성 재료로 사용함이 바람직하다.

특히 본 발명의 실시예는 상기 제1 감지전극(50) 및 이와 연결된 제1 위치검출라인(150)은 상기 기판(10)의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 감지전극(60) 및 이와 연결된 제2 위치검출라인(160)은 절연막(300) 상에 형성되며, 상기 제 1감지전극들 (50)및 제 2감지전극들(60)이 서로 다른 재질로 구현됨을 특징으로 한다.

즉, 상기 제1 감지전극(50)은 미세 라인으로 구현되는 금속 메쉬 형상으로 형성되고, 상기 제2 감지전극(60)은 나노 금속 도전막으로 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 제1 감지전극(50)을 형성하는 도전 물질로는 불투명 금속으로서의 Ag, Al, Cu, Cr, Ni 등과 같은 저저항 금속이 사용될 수 있고, 제2 감지전극(60)은 은나노와이어(AgNW)들이 사용될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

이 때, 상기 나노 금속 도전막은 은나노와이어(AgNW)와 같은 복수의 금속성 나노와이어들을 포함하는 것으로서, 상기 금속성 나노와이어들이 도전 네트워크층을 형성하여 구현된다.

본 발명의 실시예의 경우 상기 금속성 나노와이어들의 네트워크층이 감광유기막에 혼합된 구조로 구현되는 것으로, 상기 감광유기막은 상기 제1 감지전극(50)과 제2 감지전극(60) 사이에 형성된 절연막(300)의 역할을 수행한다.

즉, 기존의 감지전극으로 사용된 ITO 등은 유연성이 부족하여 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용될 경우 쉽게 크랙이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명의 실시예에서와 같이 불투명 금속에 의한 금속 메쉬 형상 및 나노 금속 도전막을 사용할 경우 상기 ITO에 비해 크랙의 발생이 적어 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 용이하다.

또한, ITO에 비해 저항이 상대적으로 낮은 금속으로 감지전극(50, 60)을 형성하는 경우, RC 지연(RC delay)도 줄어들게 되는 장점도 있다.

다만, 상기 불투명 금속 재질로 구현되는 금속 메쉬 형상의 제1 감지전극(50)의 경우 특유의 금속 반사 광택 및 표면 반사율이 증가되어 사용자에 시인될 수 있다.

이에 본 발명의 실시예는 이러한 단점을 극복하기 위하여 상기 제 1감지전극(50)들이 형성된 기판(10) 상에 플렉서블 특성을 갖는 편광필름(미도시)을 형성하여 특유의 금속 반사 광택을 제거하고, 반사율을 낮춤으로써, 상기 감지 전극들이 시인되는 문제를 극복할 수 있다.

이 때, 상기 감지전극들이 형성되는 기판(10)은 편광필름 하부에 위치하고 플렉서블 재질을 갖는 위상지연값이 낮은 특성의 필름(low retardation film)으로서, 무연신 폴리카보네이트(PC), 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP) 필름 등으로 구현될 수 있다.

또는 상기 기판(10)은 편광필름 내에 구비되는 위상차 필름의 역할을 수행할 수 있으며, 이 경우 상기 기판(10)은 위상차 기능을 갖는 폴리카보네이트(PC) 또는 OPP(Oriented Poly Propylene)또는 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 제1, 2감지전극(50)의 구체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 제1 감지전극(50)은 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀(51) 및 상기 제1 감지셀(51)을 상호간 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴(52)으로 구성될 수 있고, 제2 감지전극(60)은 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀(61) 및 상기 제2 감지셀(61)을 상호간 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴(62)으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 감지셀(51)에는 도시된 바와 같이 복수의 개구부(70)가 형성되며, 이를 통해 메쉬 형상의 제 1감지전극(50)이 구현된다. 이 때, 상기 제1 감지셀(51) 및 제1 연결패턴(52)의 선폭은 약 5 내지 15μm이하로 구현됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2 감지전극(60)은 앞서 언급한 나노 금속 도전막을 도 1에 도시된 제2 감지셀(61) 및 제2 연결패턴(62)으로 패터닝함을 통해 형성된다.

상기 나노 금속 도전막은 은나노와이어(AgNW)와 같은 복수의 금속성 나노와이어들이 도전 네트워크층을 형성하여 구현되는 것으로서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 도전 네트워크층이 감광유기막에 혼합된 구조로 구현된다.

단, 상기 도전 네트워크층과 감광유기막의 혼합 구조는 감광유기막 및 도전네트워크층의 적층 구조로 구현된다.

따라서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 도전 네트워크층만을 패터닝함으로써 상기 제2 감지셀(61) 및 제2 연결패턴(62)이 형성되고, 상기 도전 네트워크층 하부에 형성된 상기 감광유기막은 상기 제1 감지전극(50)과 제2 감지전극(60) 사이에 형성된 절연막(300)의 역할을 수행할 수 있게 된다.

즉, 상기 감광유기막은 상기 도전 네트워크층의 패터닝하는 기능과 절연막의 기능을 함께 수행한다.

또한, 도 1에 도시된 실시예에서는 상기 제1, 2 감지셀(51, 61)은 마름모 형상을 가질 수 있으나, 본 발명의 실시예에 의한 감지셀의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

특히 상기 제1 감지셀들(51)이 형성된 기판(10) 하부에는 복수의 화소들이 규칙적으로 배열되어 화상을 표시하는 표시장치가 배열되는데, 이 경우 상기 감지셀들의 형상 및 배열이 규칙성을 갖는 경우 상기 표시장치 내의 화소들과 간섭에 의해 모아레(Moire) 현상이 발생되어 표시 품질이 저하될 가능성이 있으므로, 바람직하게는 상기 감지셀들(51)의 테두리가 렌덤한 곡선 형상으로 구현됨을 통해 이러한 문제를 극복할 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상기 감지셀들(51, 52)이 마름모 형상으로 구현됨을 그 예로 설명한다.

또한, 제1 감지전극(50)의 일단에는 제1 위치검출라인(150)이 연결되고, 제2 감지전극(60)의 일단에는 제2 위치검출라인(160)이 연결되며, 상기 제1 위치검출라인(150)과 제2 위치검출라인(160)은 각 감지전극(50, 60)으로부터 검출되는 신호를 상기 제1, 2연결부(250, 260) 및 패드부(200)에 구비된 각각의 패드들(210)을 통해 외부의 터치 구동 회로(미도시)로 전달할 수 있다.

즉, 제1 위치검출라인(150)과 제2 위치검출라인(160)을 통해 신호를 전달받은 터치 구동 회로는 사용자의 터치 위치를 파악할 수 있다.

단, 다른 실시예로서 상기 제1 감지전극(50)이 감지전극(Rx)로 사용되고, 제2 감지전극(60)이 구동전극(Tx)로 사용되는 상호(Mutual) 정전용량 방식의 전극들로도 동작할 수도 있다.

이 때, 제1 위치검출라인(150)은 자신과 연결된 제1 감지전극(50)과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 제2 위치검출라인(160)은 자신과 연결된 제2 감지전극(60)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 위치검출라인(150)은 불투명 금속으로서의 Ag, Al, Cu, Cr, Ni 등과 같은 저저항 금속이 사용될 수 있고, 제2 위치검출라인(160)은 은나노와이어(AgNW)들이 사용될 수 있다.

따라서, 위치검출라인(150, 160)을 감지전극(50, 60)과 동일한 공정을 통해 형성할 수 있으므로, 공정이 보다 간소화될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 상기 제1 감지전극(50) 및 이와 연결된 제1 위치검출라인(150)은 상기 기판(10)의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 감지전극(60) 및 이와 연결된 제2 위치검출라인(160)은 절연막(300) 상에 형성된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 상기 절연막(300)이 제1 감지전극(50) 및 제2 감지전극(60) 사이에 형성된 2 레이어 구조의 감지전극으로 구현되며, 이 경우 상기 제1 감지전극(50)과 제2 감지전극(60)이 교차하는 부분 즉, 제1 연결패턴(52) 및 제2 연결패턴(62) 사이에 별도의 절연막 패턴이 형성되는 1 레이어 구조에 비해 공정이 간단하다는 장점이 있다.

특히 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는 상기 절연막(300)이 제2 감지전극(60)의 패터닝시 사용되는 감광유기막으로 구현됨으로써, 절연막을 별도로 형성하는 단계를 생략할 수 있게 된다.

이 때, 상기 절연막(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 활성영역(AA) 및 제1 비활성영역(NA1)과 중첩되는 영역 상에만 형성되며, 상기 패드부(200) 및 연결부(250, 260)가 형성된 제2 비활성영역(NA2)에는 절연막(300)이 형성되지 않는다.

이는 상기 패드부(200)를 터치 구동회로가 실장된 연성인쇄회로기판(FPCB)(미도시)과 쉽게 압착시키기 위함이다.

즉, 상기 절연막(300)이 제2 비활성영역(NA2)까지 연장되어 형성된 경우라면, 상기 패드부(200)에 구비된 복수의 패드들(210)이 노출되도록 상기 패드들(210)과 중첩되는 절연막의 영역에 별도의 패터닝 공정을 수행해야 하므로 공정이 복잡하고 시간 및 비용이 소요되는 단점이 있는 바, 본 발명의 실시예에서는 이러한 공정 상의 단점을 최소화하기 위해 상기 절연막(300)은 제2 비활성영역(NA2)까지 연장하기 않고 제1 비활성영역(NA1)과 중첩되는 영역까지만 형성한다.

다만, 이 경우 상기 제1 위치검출라인(150)과 패드들(210) 사이에 연결된 제1 연결부(250)는 도 1에 도시된 바와 같이 제2 비활성영역(NA2)에 위치하여 절연막(300)에 의해 보호받지 못하고 노출되기 때문에, 상기 절연막(300) 상에 위치하는 제2 감지전극들(60) 및 제2 위치검출라인들(160)의 패터닝 공정 시 오버 에칭(over etching)에 의해 단선이 될 수 있는 문제가 있다.

또한, 상기 제2 위치검출라인(160)과 패드들(210) 사이에 연결된 제2 연결부(260)의 경우도 상기 제2 위치검출라인(160)은 절연막(300) 상에 형성되고 제2 연결부(260)은 절연막(300) 끝단 에지부의 제2 비활성영역(NA2)에 위치하므로, 상기 절연막(300)의 두께에 의한 단차로 인해 상기 제2 위치검출라인(160)과 제2 연결부(260)의 연결이 끊어질 수 있다는 문제가 있다.

이에 본 발명의 실시예는 이러한 문제를 극복하기 위하여 상기 제1, 2위치검출라인들(150, 16) 및 상기 패드들(210) 사이를 연결하는 제1, 2 연결부(250, 260)가 복층 구조의 배선으로 구현됨을 그 특징으로 한다.

상기 제1, 2연결부(250, 260)의 구체적인 단면 구조는 도 2a, 도 2b를 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저 도 2a는 제1 연결부(250)의 단면 구조를 나타내는 도면으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 제1 연결부(250)는 기판(10) 상에 형성된 제1 하부배선(152) 및 상기 제1 하부배선(152)과 중첩되고 일측 끝단이 절연막(300) 상으로 연장된 제1 상부배선(162)의 복층 배선 구조로 구현된다.

이 때, 상기 제1 하부배선(152)은 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 위치검출라인(150)과 일체형으로 연결된 것으로서, 상기 제1 비활성영역(NA1)의 기판(10) 상에 형성된 제1 위치검출라인(150)이 제2 비활성영역(NA2)으로 연장되어 구현된다. 즉, 상기 제1 하부배선(152)은 절연막(300)이 형성되지 않은 제2 비활성영역(NA2)로 연장된 제1 위치검출라인(150)이다.

이에 앞서 언급한 바와 같이 제1 연결부(250)을 상기 제1 하부배선(152)만으로 구현할 경우에는 상기 절연막(300) 상에 위치하는 제2 감지전극들(60) 및 제2 위치검출라인들(160)의 패터닝 공정 시 오버 에칭(over etching)에 의해 단선이 될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 하부배선(152)와 중첩되도록 그 상부에 제1 상부배선(162)이 형성된다.

이 때, 상기 제1 상부배선(162)은 상기 제2 감지전극들(60) 및 제2 위치검출라인들(160)과 동시에 형성된다. 단, 상기 제1 상부배선(162)은 상기 제1 위치검출라인들(150)이 제2 비활성영역(NA2)으로 연장된 제1 하부배선들(152)이 오버 에칭됨을 방지하기 위해 형성되는 것이므로, 플로팅된 상태 즉, 제2 위치검출라인들(160)과는 전기적으로 연결되지 않는다.

따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 제1 상부배선(162)은 이와 대응되는 제1 하부배선(152)과 중첩되고 일측 끝단이 절연막(300) 상으로 연장되어 끊어진 형상으로 구현된다.

다음으로 도 2b는 제2 연결부(260)의 단면 구조를 나타내는 도면으로서, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제1 연결부(250)는 기판(10) 상에 형성되고 일측 끝단이 절연막(300) 하부로 일부 연장된 제2 하부배선(154) 및 상기 제2 하부배선(154)과 중첩되고 절연막(300) 상에 형성된 제2 위치검출라인(160)과 연결된 제2 상부배선(164)의 복층 배선 구조로 구현된다.

이 때, 상기 제2 상부배선(164)은 도 2b에 도시된 바와 같이 제2 위치검출라인(160)과 일체형으로 연결된 것으로서, 상기 제1 비활성영역(NA1)의 절연막(300) 상에 형성된 제2 위치검출라인(160)이 제2 비활성영역(NA2)으로 연장되어 구현된다. 즉, 상기 제2 상부배선(164)은 절연막(300)이 형성되지 않은 제2 비활성영역(NA2)로 연장된 제2 위치검출라인(160)이다.

이에 앞서 언급한 바와 같이 제2 연결부(260)를 상기 제1 상부배선(164)만으로 구현할 경우에는 상기 절연막(300)의 두께에 의한 단차로 인해 상기 제2 위치검출라인(160)과 제2 연결부(260)의 연결이 끊어질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 상부배선(164)와 중첩되도록 그 하부에 제2 하부배선(154)이 형성된다.

이 때, 상기 제2 하부배선(154)은 상기 제1 감지전극들(50) 및 제1 위치검출라인들(150)과 동시에 형성된다. 단, 상기 제2 하부배선(154)은 상기 제2 위치검출라인들(160)이 제2 비활성영역(NA2)으로 연장된 제2 상부배선들(164)의 단차를 보상하기 위해 형성되는 것이므로, 플로팅된 상태 즉, 제1 위치검출라인들(150)과는 전기적으로 연결되지 않는다.

따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제2 하부배선(154)은 이와 대응되는 제2 상부배선(164)과 중첩되고 일측 끝단이 절연막(300) 하부로 연장되어 끊어진 형상으로 구현된다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 제조 공정을 설명하는 도면이다.

단, 도 3a 내지 도 3c는 도 1의 특정 영역(III-III')에 대한 공정 단면도로서, 이는 활성영역(AA)의 끝단에 형성된 제1 감지셀(51) 및 제2 감지셀(61)과 상기 제1, 2 감지셀과 연결되는 제1 비활성영역(NA1)에 형성된 제1, 2 위치검출라인(150, 160)에 대한 단면도이다.

먼저 도 1 및 도 3a을 참조하면, 기판(10)의 활성영역(AA)에 제 1방향(예를 들어, X축 방향)으로 길게 형성되는 제1 감지전극들(50) 및 상기 제1 감지전극들(50)과 각각 연결되는 제1 위치검출라인들(150)이 상기 기판(10)의 제1 비활성영역(NA1)에 형성된다.

상기 제1 감지전극들(50)은 상기 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀(51) 및 상기 제1 감지셀(51)을 상호간 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴(52)으로 구성되며, 도 3a에서는 상기 제1 감지셀(51)이 도시되어 있다.

본 발명의 실시예의 경우 상기 제1 감지셀(51)에는 도시된 바와 같이 복수의 개구부(70)가 형성되며, 이를 통해 메쉬 형상의 제 1감지전극(50)이 구현된다. 이 때, 상기 제1 감지셀(51) 및 제1 연결패턴(52)의 선폭은 약 5 내지 15μm이하로 구현됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1 감지셀(51)의 일단에는 제1 위치검출라인(150)이 연결되며, 도시된 바와 같이 상기 제1 위치검출라인(150)은 자신과 연결된 제1 감지셀(51)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 감지셀(51) 및 제1 위치검출라인(150)은 불투명 금속으로서의 Ag, Al, Cu, Cr, Ni 등과 같은 저저항 금속이 사용될 수 있으며, 이와 같이 상기 제1 위치검출라인(150)과 제1 감지전극(50)이 동일한 공정을 통해 형성함을 통해 제조 공정을 보다 단순화시킬 수 있다.

다음으로 도 3b를 참조하면, 상기 제1 감지셀(51) 및 제1 위치검출라인(150)이 형성된 기판(10) 상에 감광유기막(300)과 복수의 금속성 나노와이어들로 구성된 도전 네트워크층(310)의 혼합물이 형성된다.

이 때, 상기 도전 네트워크층(310)은 은나노와이어(AgNW)와 같은 복수의 금속성 나노와이어들로 구성되는 것으로서, 이는 상기 감광유기막(300)의 매트릭스 내에 매몰되어 나노 금속 도전막 혼합물(320)을 구현하게 된다.

단, 도시된 바와 같이 상기 나노 금속 도전막 혼합물(320)은 감광유기막(300) 및 도전 네트워크층(310)의 적층 구조로 구현되며, 상기 혼합물(320)은 라미네이션 방식을 통해 상기 기판(10) 상에 형성될 수 있다.

이후 도 1 및 도 3c을 참조하면, 상기 혼합물(320)의 최상층에 형성된 상기 도전 네트워크층(310)만을 패터닝함을 통해 제2 감지전극들(60)을 형성한다.

상기 제2 감지전극들(60)은 상기 기판(10)의 활성영역(AA)에 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀(61) 및 상기 제2 감지셀(61)을 상호간 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴(62)으로 구성되며, 도 3c에서는 상기 제2 감지셀(61)이 도시되어 있다.

또한, 상기 제2 감지셀(61)의 일단에서 상기 기판(10)의 제1 비활성영역(NA1)에 형성된 제2 위치검출라인(160)이 연결되며, 도시된 바와 같이 상기 제2 위치검출라인(160)은 자신과 연결된 제2 감지셀(61)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2 감지셀(61) 및 제2 위치검출라인(160)은 상기 나노 금속 도전막 혼합물(320)의 최상층에 형성된 상기 도전 네트워크층(310)만을 패터닝함을 통해 형성된다.

이 때, 상기 혼합물(320)의 하부에 위치한 감광유기막(300)은 상기 제2 감지셀(61) 및 제2 위치검출라인(160)을 사진식각 공정에서 이들을 패터닝하는 역할을 수행한다.

일반적으로 사진식각 공정을 통해 금속층을 패터닝할 경우 감광유기막은 금속층 상부에 위치하게 되나, 본 발명의 실시예의 경우 상기 도전 네트워크층(310)이 빛을 투과하는 투명한 특성을 가지고 있는 바, 상기 감광유기막(300)이 도전 네트워크층(310) 하부에 형성되더라도 사진식각 공정을 통해 도전 네트워크층(310)을 소정 패턴으로 패터닝할 수 있다.

또한, 상기 상기 활성영역(AA) 및 제1 비활성영역(NA1)에 형성된 감광유기막(300)은 사진식각 공정에서 식각되지 않으므로, 이는 제1 감지전극들(50)과 제2 감지전극들(60) 사이에 개재된 절연막(300)으로서의 역할을 수행할 수 있게 된다.

즉, 상기 감광유기막(300)은 상기 도전 네트워크층의 패터닝하는 기능과 절연막의 기능을 함께 수행한다.

상기 도 3a 내지 도 3c의 단계를 통해 기판(10)의 활성영역(AA) 및 제1 비활성영역(NA1)에 위치한 제1, 2감지전극들(50, 60)과 이에 연결된 제1, 2 위치검출라인들(150, 160)이 형성된다.

또한, 상기 제1, 2위치 검출라인들(150, 160)은 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이 제2 비활성영역(NA2)에 형성된 연결부(250, 260)를 통해 패드부(200)의 각 패드들(210)과 전기적으로 연결된다.

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.

10: 기판 50: 제1 감지전극
60: 제2 감지전극 150: 제1 위치검출라인
160: 제2 위치검출라인 200: 패드부
210: 패드들 250: 제1 연결부
260: 제2 연결부 300: 절연막, 감광유기막
310: 도전 네트워크층 320: 나노 금속 도전막 혼합물

Claims

활성영역과, 상기 활성영역 외곽에 형성된 제1, 2 비활성영역으로 구획되는 기판과;
상기 활성영역 내에서 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지전극들 및 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 감지전극들과;
상기 제1 비활성영역에 형성되며 상기 복수의 제1, 2 감지전극들과 각각 연결되는 복수의 제1, 2 위치검출라인들과;
상기 제2 비활성영역에 형성되며, 상기 복수의 제1, 2 위치검출라인들과 전기적으로 연결되는 복수의 패드들이 구비된 패드부가 포함되며,
상기 제1 감지전극들 및 제2 감지전극들은 서로 다른 재질로 구현되되,
상기 제1 감지전극들 및 상기 제1 위치검출라인들은 불투명 금속 재질로 동시에 형성되고,
상기 제2 감지전극들 및 상기 제2 위치검출라인들은 나노 금속 도전막을 패터닝하여 동시에 형성되며,
상기 제2 비활성영역에 형성되며, 상기 복수의 제1, 2 위치검출라인들 및 이에 대응되는 상기 복수의 패드들을 각각 연결시키는 복층 배선 구조의 제 1, 2연결부들을 더 포함하고,
상기 제1 연결부들은 상기 제1 위치검출라인들과 일체로 연결된 제1 하부배선 및 상기 제1 하부배선 상에 배치되고 일측 끝단이 상기 제1 비활성영역으로 일부 연장된 제1 상부배선으로 구현되고,
상기 제2 연결부들은 일측 끝단이 상기 제1 비활성영역으로 일부 연장된 제2 하부배선 및 상기 제2 하부배선 상에 배치되고 상기 제2 위치검출라인들과 일체로 연결된 제2 상부배선으로 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 1항에 있어서,
상기 제1 감지전극들은 상기 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀들 및 상기 제1 감지셀들을 상호간 연결하는 제1 연결패턴들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 2항에 있어서,
상기 제1 감지셀들은 복수의 개구부를 포함하는 메쉬 형상임을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제2 감지전극들은 상기 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀들 및 상기 제2 감지셀들을 상호간 연결하는 제2 연결패턴들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 나노 금속 도전막은 감광유기막과 복수의 금속성 나노와이어들로 구성되는 도전 네트워크층의 적층 구조인 혼합물로 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 7항에 있어서,
상기 금속성 나노와이어는 은나노와이어(AgNW)임을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 7항에 있어서,
상기 혼합물의 상층에 형성된 도전 네트워크층을 패터닝하여 제2 감지셀들 및 제2 연결패턴들이 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 7항에 있어서,
상기 감광유기막은 상기 제2 비활성영역을 제외한 상기 활성영역 및 제1 비활성영역과 중첩되는 영역에 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
삭제
삭제
제 10항에 있어서,
상기 제1 감지전극들 및 이와 연결된 제1 위치검출라인들은 상기 기판의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 감지전극들 및 이와 연결된 제2 위치검출라인들은 상기 감광유기막 상에 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 10항에 있어서,
상기 제1 상부배선은 일측 끝단이 상기 감광유기막 상부로 일부 연장되어 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
삭제
제 14항에 있어서,
상기 제1 상부배선은 상기 제2 감지전극들 및 제2 위치검출라인들과 동시에 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
제 10항에 있어서,
상기 제2 하부배선은 일측 끝단이 상기 감광유기막 하부로 일부 연장되어 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
삭제
제 17항에 있어서,
상기 제2 하부배선은 상기 제1 감지전극들 및 제1 위치검출라인들과 동시에 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
기판의 제1 면에 복수의 제1 감지전극들, 상기 제1 감지전극들과 연결되는 제1 위치검출라인들, 및 상기 기판의 일측에 형성된 패드들과 연결되는 제1 및 제2 하부배선들이 불투명 금속 재질로 동시에 형성되는 단계와;
상기 제1 감지전극들 및 제1 위치검출라인들이 형성된 기판 상에 감광유기막 및 도전 네트워크층의 적층 구조로 구현되는 나노 금속 도전막 혼합물이 형성되는 단계와;
상기 나노 금속 도전막 혼합물의 상층에 형성된 도전 네트워크층을 패터닝하여 상기 제1 감지전극들과 교차하도록 배열되는 제2 감지전극들, 상기 제2 감지전극들과 연결되는 제2 위치검출라인들, 및 상기 패드들과 연결되고, 상기 제1 및 제2 하부배선들과 각각 중첩된 제1 및 제2 상부배선들이 동시에 형성되는 단계가 포함되되,
상기 제1 하부배선들은 상기 제1 위치검출라인들과 일체로 연결되고, 상기 제2 하부배선들은 상기 제1 위치검출라인들과 연결되지 않으며,
상기 제1 상부배선들은 상기 제2 위치검출라인들과 연결되지 않고, 상기 제2 상부배선들은 상기 제2 위치검출라인들과 일체로 연결됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 감지전극들은 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀들 및 상기 제1 감지셀들을 상호간 연결하는 제1 연결패턴들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.
제 21항에 있어서,
상기 제1 감지셀들은 복수의 개구부를 포함하는 메쉬 형상임을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.
삭제
제 20항에 있어서,
상기 제2 감지전극들은 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀들 및 상기 제2 감지셀들을 상호간 연결하는 제2 연결패턴들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.
제 20항에 있어서,
상기 도전 네트워크층은 복수의 금속성 나노와이어들로 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.
제 25항에 있어서,
상기 금속성 나노와이어는 은나노와이어(AgNW)임을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널 제조방법.