KR102110968B1 - 터치 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널 및 그 제조 방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 터치 패널은, 내부영역과 외곽영역으로 구분된 기판; 상기 기판의 내부영역 상에 형성된 터치전극패턴; 및 상기 기판의 내부영역 상에 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴;을 포함하고, 상기 더미패턴은 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성된 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법은, 레이저 공정을 사용하여 공정을 단순화하고 공정 시간을 단축하며, 레이저 공정시 파티클을 제거하는 장치를 생략하는 등 장비를 단순화하고, 공정 난이도를 개선할 수 있다. 또한, 저 저항의 터치 전극을 구현할 수 있으며, 터치 전극의 사이 영역이 전기적으로 단락된 더미 패턴으로 형성됨으로써, 터치 전극의 패턴이 육안으로 인식되지 않도록 시인성 불량을 개선할 수 있다.

Description

터치 패널 및 그 제조 방법{Touch panel and manufacturing method thereof}
본 발명은 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저 저항의 터치 전극을 형성하며, 터치 전극의 시인성 불량을 개선하고, 공정을 단순화하고, 공정 시간을 단축하는 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.
또한, 상기 표시 장치 상에 부착되어 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치인 터치 패널(touch panel)이 각광받고 있다. 터치 패널은 표시 장치의 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 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
이러한 터치 패널의 전극은 표시 장치의 전면에 형성되어야 하므로 일반적으로 잘 알려진 투명전극으로는 ITO(Indium doped Tin Oxide)가 사용된다. 하지만, ITO 전극은 많은 문제점이 있다. 우선 ITO 전극은 고저항의 특성을 보인다. 이러한 고저항으로 인해, ITO 전극은 대면적화의 한계가 있으며, 저항(R)과 캐패시턴스(C)의 영향을 받는 RC 지연시간(delay time)이 발생한다. 또한, ITO 전극은 인접한 전극과 거리가 있어 전극의 경계에서 반사율 차이로 인해 육안으로 패턴이 인식되는 문제가 있다.
일반적으로 터치 패널의 터치 전극을 형성할 때, 포토리소그래피 공정과 레이저 식각 공정이 사용될 수 있다. 포토리소그래피 공정으로 터치 전극을 형성하는 경우, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상 공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 식각하여 터치 전극을 형성한다. 즉, 다수의 공정이 필요하며 공정이 단순하지 않고 공정시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 레이저 식각 공정으로 터치 전극을 형성하는 경우, 레이저 조사로 식각될 때 다수의 파티클(particle)이 발생한다. 이러한 파티클을 흡착하기 위한 장치가 있으나 파티클을 제거하는데 한계가 있다. 흡착 장치로 제거하지 못한 파티클은 터치 전극 상에 흡착되어 식각 공정을 방해하거나 불량을 야기할 수 있다.
본 발명은 레이저 공정을 사용하여 공정을 단순화하고 공정 시간을 단축하며, 레이저 공정시 파티클을 제거하는 장치를 생략하는 등 장비를 단순화하고, 공정 난이도를 개선하는 터치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 저 저항의 터치 전극을 구현함과 동시에, 터치 전극의 사이 영역이 전기적으로 단락된 더미패턴으로 형성됨으로써, 터치 전극의 패턴이 육안으로 인식되지 않도록 시인성 불량을 개선하는 터치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 터치 패널은, 내부영역과 외곽영역으로 구분된 기판; 상기 기판의 내부영역 상에 형성된 터치전극패턴; 및 상기 기판의 내부영역 상에 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴;을 포함하고, 상기 더미패턴은 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 터치패널의 제조 방법은, 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판 전면에 투명전도층을 형성하는 단계; 상기 투명전도층이 형성된 기판 상부에 투과부, 반투과부 및 차단부로 이루어진 마스크를 배치하는 단계; 및 상기 마스크를 통해 상기 투명전도층에 레이저를 조사하여, 상기 기판의 내부영역 상에 터치전극패턴과 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 더미패턴은 상기 레이저 조사로 인해 전기적으로 단락된 투명전도층인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법은, 레이저 공정을 사용하여 공정을 단순화하고 공정 시간을 단축하며, 레이저 공정시 파티클을 제거하는 장치를 생략하는 등 장비를 단순화하고, 공정 난이도를 개선하는 제 1 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법은, 저 저항의 터치 전극을 구현함과 동시에, 터치 전극의 사이 영역이 전기적으로 단락된 더미패턴으로 형성됨으로써, 터치 전극의 패턴이 육안으로 인식되지 않도록 시인성 불량을 개선하는 제 2 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치패널을 제조하는 방법은, 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판(10)의 전면에 투명전도층(11)을 형성한다. 바람직하게는, 상기 투명전도층(11)은 ITO(Indium-Tin Oxide)층 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 투명전도층(11)은 비결정화 상태인 아몰퍼스(amorphous) ITO(Indium-Tin Oxide)층 일 수 있다.
상기 아몰퍼스 ITO층은 레이저가 조사되면 결정화가 일어날 수 있다. 상기 결정화된 ITO층은 레이저가 조사되지 않은 아몰퍼스 ITO층 보다 저항이 작아질 수 있다. 아몰퍼스 ITO층을 결정화시키는 레이저의 세기보다 강한 레이저 세기로 아몰퍼스 ITO층을 조사하면, 상기 아몰퍼스 ITO층을 전기적으로 단락시킬 수 있다. 상기 전기적으로 단락된 ITO층은 전기적으로만 단락되었을 뿐 레이저가 조사되지 않은 아몰퍼스 ITO층과 유사한 투과율 및 반사율을 갖는다. 아몰퍼스 ITO층을 전기적으로 단락시키는 레이저의 세기보다 강한 레이저 세기로 아몰퍼스 ITO층을 조사하면, 상기 아몰퍼스 ITO층은 제거될 수 있다.
즉, 상기 ITO층으로 형성된 투명전도층(11)은 조사되는 레이저의 세기에 따라 4가지 형태로 형성된다. 레이저를 조사하지 않았을 때 비결정화 상태인 아몰퍼스 ITO층을 유지하며, 제 1 세기로 레이저를 조사하였을 때 결정화된 ITO층을 형성하고, 제 2 세기로 레이저를 조사하였을 때 전기적으로 단락된 ITO층을 형성할 수 있으며, 제 3 세기로 레이저를 조사하였을 때 아몰퍼스 ITO층을 제거할 수 있다. 이때, 레이저의 제 1 세기가 제일 레이저 세기가 약하며, 제 2 세기는 제 1 세기보다 레이저의 세기가 강하고, 제 3 세기는 제 2 세기보다 레이저의 세기가 강하다.
이때, 상기 기판(10)은 투명 기판으로 형성될 수 있다. 이때, 소정 강도 이상을 보유한 재질이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판(10)은 소자층을 포함하는 셀(cell)로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 기판(10)은 다수의 박막층 및 전기적 소자들을 포함할 수 있다. 상기 기판(10)에 포함되는 소자층은 본 발명에 따른 터치패널이 적용되는 표시장치에 따라 달라질 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 투명전도층(11)이 형성된 기판(10) 상에 차단부(A), 반투과부(B) 및 투과부(C)로 이루어진 마스크(200)를 배치한다. 상기 마스크(200)는 원하는 영역에 대해 레이저를 차단하거나 투과시킬 수 있다.
상기 마스크(200)의 차단부(A)는 추후 공정에서 상기 기판(10)의 내부영역에 형성되는 터치전극패턴과 상기 기판(10)의 외곽영역에 형성되는 얼라인키와 대응되는 영역에 배치된다. 또한, 상기 마스크(200)의 반투과부(B)는 추후 공정에서 상기 기판(10)의 내부영역에 형성되는 더미패턴과 대응되도록 배치된다. 또한, 상기 마스크(200)의 투과부(C)는 추후 공정에서 형성되는 얼라인키를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역과 대응되도록 배치된다.
상기 마스크(200)는 홈이 형성된 베이스 기판과 상기 홈에 형성된 반사막으로 이루어질 수 있다. 상기 베이스 기판은 레이저를 투과하는 재질로 형성될 수 있다. 유리기판, 용융 실리카(fused silica)기판, 석영(Quartz)기판, 합성 석영(Synthetic Quartz)기판 또는 CaF2 기판 등이 사용될 수 있다. 상기 마스크(200)의 투과부(C)에는 상기 베이스 기판만 배치되도록 형성할 수 있다.
상기 반사막은 레이저를 반사하기 위해 유기막으로 형성될 수 있다. 상기 마스크(200)의 반투과부(B)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 낮은 유기막이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 마스크(200)의 반투과부(B)에 형성되는 유기막은 SiO2일 수 있다. 상기 마스크(200)의 반투과부(B)는 상기 마스크(200)로 조사되는 레이저의 일부는 반사하고, 일부만 투과시킬 수 있다.
상기 마스크의 차단부(A)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 높은 유기막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 차단부(A)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 낮은 유기막과 반사율이 높은 유기막을 교대로 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 차단부(A)는 유기막을 수 내지 수십층 적층하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 차단부(A)에 형성되는 반사막은 반사율이 낮은 제 1 반사막과 상기 제 1 반사막에 비해 반사율이 높은 제 2 반사막이 교대로 반복하여 적층되어, 레이저에 대하여 90 ~ 100%의 반사율을 갖도록 구성될 수 있다. 제 1 반사막은 반사율이 낮은 SiO2막이 사용될 수 있으며, 제 2 반사막은 제 1 반사막에 비해 반사율이 높은 MgF2막, TiO2막, Al2O3막, Ta2O5막, Ceriumfluoride막, Zinc sulfide막, AlF3막, Halfnium oxide막 또는 Zirconium oxide 막 등이 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 차단부(A), 반투과부(B) 및 투과부(C)로 이루어진 마스크(200)를 통해 기판(10) 상에 형성된 투명전도층에 레이저(50)를 조사한다. 상기 레이저(50)가 조사된 투명전도층은 제거되거나, 전기적으로 단락될 수 있다.
상기 투명전도층은 아몰퍼스 ITO층 일 수 있다. 상기 마스크(200)의 차단부(A)는 조사되는 레이저(50)를 차단하여 터치전극패턴(100)과 얼라인키(도 4 참고, 130)를 형성한다. 상기 레이저(50)가 조사되지 않은 아몰퍼스 ITO층은 터치전극패턴(100)과 얼라인키(130)를 이룬다. 즉, 상기 마스크(200)의 차단부(A)가 배치된 상기 기판(10)의 내부영역에서 터치전극패턴(100)이 형성되고, 상기 기판(10)의 외곽영역에서 얼라인키(도 4 참고, 130)가 형성된다.
또한, 아몰퍼스 ITO층인 투명전도층은 일정 세기의 레이저(50)가 조사되면 전기적으로 단락될 수 있다. 상기 마스크(200)의 반투과부(B)는 조사되는 레이저(50)를 일부만 투과시켜 상기 투명전도층을 전기적으로 단락된 더미패턴(110)으로 형성한다. 상기 전기적으로 단락된 ITO층은 다수의 터치전극패턴(100) 사이에서 더미패턴(110)을 형성한다. 즉, 상기 마스크(200)의 반투과부(B)가 배치된 상기 기판(10)의 내부영역에서 더미패턴(110)이 형성된다.
상기 기판(10)의 내부영역에는 마스크(200)의 차단부(A)와 반투과부(B)만 배치된다. 따라서, 상기 더미패턴(110)은 상기 기판(10)의 내부영역에서 상기 터치전극패턴(100)이 형성되지 않은 나머지 영역에 형성된다. 즉, 상기 더미패턴(110)은 상기 터치전극패턴(100) 사이 영역에서 상기 터치전극패턴(100)과 서로 접하여 형성된다.
아몰퍼스 ITO층을 전기적으로 단락시키는 레이저(50)의 세기보다 강한 레이저(50) 세기로 아몰퍼스 ITO층을 조사하면, 상기 아몰퍼스 ITO층은 제거될 수 있다. 즉, 상기 마스크(200)의 투과부(C)는 레이저(50)를 모두 투과시켜, 상기 반투과부(B)보다 강한 세기로 투명전도층에 레이저(50)를 조사할 수 있으며 상기 투명전도층을 제거한다. 이로 인해, 상기 마스크(200)의 투과부(C)과 대응되는 얼라인키(도 4 참고,130)를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역에서 투명전도층이 제거된다.
종래 터치패널의 터치전극을 포토리소그래피 공정을 이용하는 경우, 투명전도층 상에 포토레지스트를 도포하고 마스크를 통하여 레이저를 조사한 이후, 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 투명전도층을 식각하고, 이후 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정이 필요하다. 즉, 마스크를 통하여 레이저를 조사하는 공정 외에 다수의 공정이 필요하고, 공정시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 레이저 조사만으로 터치전극을 형성할 수 있어 공정을 단순화하고, 공정 시간 및 공정 비용을 감소하는 효과가 있다. 또한, 상기 터치 전극이 형성되는 기판(10)이 소자층을 포함하는 셀(cell)로 이루어질 경우, 종래 포토리소그래피 공정을 이용하기 위해서 공정 라인상 물류이동이 필요한 문제점이 있다. 본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 레이저 조사만으로 터치전극패턴을 형성할 수 있는바, 이러한 물류 이동을 간소화 할 수 있다.
또한, 종래 터치패널의 터치전극을 레이저 식각 공정을 이용하는 경우, 레이저 조사로 식각될 때 다수의 파티클(particle)이 발생한다. 이러한 파티클을 흡착하기 위한 장치가 파티클을 제거하는데 한계가 있고, 흡착 장치로 제거하지 못한 파티클은 터치 전극 상에 흡착되어 식각 공정을 방해하거나 불량을 야기하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 터치 전극이 형성되는 기판의 내부영역에서, 터치전극패턴 사이에 더미패턴이 형성되고, 레이저 조사로 인한 파티클이 발생하지 않는다. 따라서, 레이저 식각으로 인한 파티클 수 자체를 감소할 수 있는 효과가 있다. 또한, 기판의 외곽영역에서만 파티클이 발생하여 파티클이 터치전극에 흡착되는 문제점을 개선할 수 있다. 또한, 파티클을 흡착하는 장치가 기판의 외곽영역에만 형성되도록 할 수 있는 바, 공정장비가 단순화되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판(10) 상에 상기 내부영역에는 터치전극패턴(100) 및 더미패턴(110)이 형성되고, 상기 외곽영역에는 얼라인키(130)가 형성된다. 상기 얼라인키(130)는 상기 터치전극패턴(100)과 동일층에서 동일물질로 형성된다. 바람직하게는, 상기 얼라인키(130)와 상기 터치전극패턴(100)은 아몰퍼스 ITO층인 투명전도층으로 형성될 수 있다.
상기 더미패턴(110)은 상기 기판(10)의 내부영역에서 상기 터치전극패턴(100)이 형성되지 않은 나머지 영역에 형성된다. 즉, 상기 더미패턴(110)은 상기 터치전극패턴(100) 사이 영역에서 상기 터치전극패턴(100)과 서로 접하여 형성된다. 상기 더미패턴(110)은 상기 터치전극패턴(100)과 동일층에서 ITO층으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 터치전극패턴(100)은 아몰퍼스 ITO층으로 형성되고, 상기 더미패턴(110)은 레이저의 조사로 인해 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성될 수 있다.
종래 터치 전극이 형성되지 않은 영역은 터치 전극이 형성된 영역과 빛의 투과율이나 굴절률의 차이로 인하여 터치패널의 시인성을 저하기키는 원인이 되었다. 따라서, 본 발명에 따른 터치패널은 이러한 터치전극패턴(100)이 형성된 영역과의 빛의 투과율이나 굴절률의 차이를 보상하기 위해 더미패턴(110)이 형성된다.
상기 더미패턴(110)은 전기적으로 단락된 ITO층으로 전기적으로만 단락되었을 뿐 레이저가 조사되지 않은 투명전도층인 아몰퍼스 ITO층으로 형성된 터치전극패턴(100)과 투과율 및 반사율의 차이가 크지 않다. 즉, 터치전극패턴(100)과 더미패턴(110) 사이의 빛의 투과율이나 반사율의 차이가 작아, 시인성을 개선할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 제조 방법을 도시한 도면이다. 상기 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다.
도 5를 참조하면, 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판(10)의 전면에 투명전도층(11)을 형성하고, 상기 투명전도층(11)이 형성된 기판(10) 상에 차단부(F), 반투과부(D) 및 투과부(E)로 이루어진 마스크(400)를 배치한다.
상기 투명전도층(11)은 ITO(Indium-Tin Oxide)층 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 투명전도층(11)은 비결정화 상태인 아몰퍼스(amorphous) ITO(Indium-Tin Oxide)층 일 수 있다.
상기 ITO층으로 형성된 투명전도층(11)은 조사되는 레이저의 세기에 따라 4가지 형태로 형성된다. 레이저를 조사하지 않았을 때 비결정화 상태인 아몰퍼스 ITO층을 유지한다. 제 1 세기로 레이저를 조사하면 결정화된 ITO층을 형성한다. 상기 결정화된 ITO층은 레이저가 조사되지 않은 아몰퍼스 ITO층 보다 저항이 작아질 수 있다. 제 2 세기로 레이저를 조사하면 전기적으로 단락된 ITO층을 형성할 수 있다. 상기 전기적으로 단락된 ITO층은 전기적으로만 단락되었을 뿐 레이저가 조사되지 않은 아몰퍼스 ITO층과 거의 동일한 투과율 및 반사율을 갖는다. 또한, 제 3 세기로 레이저를 조사하였을 때 아몰퍼스 ITO층을 제거할 수 있다. 이때, 레이저의 제 1 세기가 제일 레이저 세기가 약하며, 제 2 세기는 제 1 세기보다 레이저의 세기가 강하고, 제 3 세기는 제 2 세기보다 레이저의 세기가 강하다.
이때, 상기 기판(10)은 투명 기판으로 형성될 수 있다. 이때, 소정 강도 이상을 보유한 재질이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판(10)은 소자층을 포함하는 셀(cell)로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 기판(10)은 다수의 박막층 및 전기적 소자들을 포함할 수 있다. 상기 기판(10)에 포함되는 소자층은 본 발명에 따른 터치패널이 적용되는 표시장치에 따라 달라질 수 있다.
상기 마스크(400)는 원하는 영역에 대해 레이저를 차단하거나 투과시킬 수 있다. 상기 마스크(400)의 반투과부(D)는 추후 공정에서 상기 기판(10)의 내부영역에 형성되는 터치전극패턴과 상기 기판(10)의 외곽영역에 형성되는 얼라인키와 대응되는 영역에 배치된다. 또한, 상기 마스크(400)의 투과부(E)는 추후 공정에서 상기 기판(10)의 내부영역에 형성되는 더미패턴과 대응되도록 배치된다. 또한, 상기 마스크(400)의 차단부(F)는 추후 공정에서 형성되는 얼라인키를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역과 대응되도록 배치된다.
상기 마스크(400)는 홈이 형성된 베이스 기판과 상기 홈에 형성된 반사막으로 이루어질 수 있다. 상기 베이스 기판은 레이저를 투과하는 재질로 형성될 수 있다. 상기 마스크(400)의 투과부(E)에는 상기 베이스 기판만 배치되도록 형성할 수 있다.
상기 반사막은 레이저를 반사하기 위해 유기막으로 형성될 수 있다. 상기 마스크(400)의 반투과부(D)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 낮은 유기막이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 마스크(400)의 반투과부(D)에 형성되는 유기막은 SiO2일 수 있다. 상기 마스크(400)의 반투과부(D)는 상기 마스크(400)로 조사되는 레이저의 일부는 반사하고, 일부만 투과시킬 수 있다.
상기 마스크의 차단부(F)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 높은 유기막이 형성될 수 있다. 또한, 상기 차단부(F)에는 상기 베이스 기판에 형성된 홈에 반사율이 낮은 유기막과 반사율이 높은 유기막을 교대로 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 차단부(F)는 유기막을 수 내지 수십층 적층하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 차단부(F)에 형성되는 반사막은 반사율이 낮은 제 1 반사막과 상기 제 1 반사막에 비해 반사율이 높은 제 2 반사막이 교대로 반복하여 적층되어, 레이저에 대하여 90 ~ 100%의 반사율을 갖도록 구성될 수 있다. 제 1 반사막은 반사율이 낮은 SiO2막이 사용될 수 있으며, 제 2 반사막은 제 1 반사막에 비해 반사율이 높은 MgF2막, TiO2막, Al2O3막, Ta2O5막, Ceriumfluoride막, Zinc sulfide막, AlF3막, Halfnium oxide막 또는 Zirconium oxide 막 등이 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 차단부(F), 반투과부(D) 및 투과부(E)로 이루어진 마스크(400)를 통해 기판(10) 상에 형성된 투명전도층에 레이저(50)를 조사한다. 상기 레이저(50)가 조사된 투명전도층은 결정화되거나, 전기적으로 단락될 수 있다.
상기 투명전도층은 아몰퍼스 ITO층 일 수 있다. 아몰퍼스 ITO층인 투명전도층은 일정 세기의 레이저(50)가 조사되면 결정화된 ITO층으로 형성될 수 있다. 상기 마스크(400)의 반투과부(D)가 배치된 상기 기판(10)의 내부영역에서 터치전극패턴(300)이 형성되고, 상기 기판(10)의 외곽영역에서 얼라인키(도 8 참고, 330)가 형성된다. 상기 마스크(400)의 반투과부(D)는 조사되는 레이저(50)를 일정 세기가 되도록 일부만 투과시킨다. 상기 터치전극패턴(300)과 얼라인키(도 8 참고, 330)는 상기 마스크(400)의 반투과부(D)를 투과한 레이저를 통해 아몰퍼스 ITO층으로부터 결정화된 ITO층으로 형성될 수 있다.
결정화된 ITO층은 레이저가 조사되지 않아 비결정화 상태인 아몰퍼스 ITO층과 비교하여 낮은 저항을 갖도록 형성될 수 있다. 종래의 터치패널은 아몰퍼스 ITO층을 이용하여 터치전극을 형성하였으나, 아몰퍼스 ITO층은 고 저항의 특성을 보이며 대면적화의 한계가 있고, 저항(R)과 캐패시턴스(C)의 영향을 받는 RC 지연시간(delay time)이 발생하는 문제점이 있었다. 본 발명에 따른 터치패널의 터치전극패턴(300)은 일정 세기의 레이저 조사를 통하여 결정화된 ITO층으로 형성되어 낮은 저항을 갖도록 형성될 수 있으며, 기존의 아몰퍼스 ITO층인 터치전극의 문제점을 개선할 수 있다.
일반적으로 아몰퍼스 ITO층의 저항을 낮추기 위해 고온 열처리가 가능하다. 하지만, 상기 기판(10)이 소자층을 포함하는 셀(cell)로 이루어지는 경우, 고온의 열로 인해 상기 셀(cell)에 손상이 발생하는 바, 이러한 후속 열처리 공정이 불가한 문제점이 있다. 본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 고온 열처리 공정 없이 일정 세기의 레이저 조사로 셀(cell)의 손상 없이 터치전극패턴(300)의 저항을 낮출 수 있다.
아몰퍼스 ITO층을 결정화시키는 레이저(50)의 세기보다 강한 레이저(50) 세기로 아몰퍼스 ITO층을 조사하면, 아몰퍼스 ITO층인 투명전도층은 전기적으로 단락될 수 있다. 상기 마스크(400)의 투과부(E)가 배치된 상기 기판(10)의 내부영역에서 더미패턴(310)이 형성된다. 상기 기판(10)의 내부영역에는 마스크(400)의 투과부(E)와 반투과부(D)만 배치된다. 따라서, 상기 더미패턴(310)은 상기 기판(10)의 내부영역에서 상기 터치전극패턴(300)이 형성되지 않은 나머지 영역에 형성된다. 즉, 상기 더미패턴(310)은 상기 터치전극패턴(300) 사이 영역에서 상기 터치전극패턴(300)과 서로 접하여 형성된다.
상기 마스크(400)의 투과부(E)는 조사되는 레이저(50)를 모두 투과시켜 상기 반투과부(D)보다 강한 세기로 투명전도층에 레이저(50)를 조사할 수 있다. 이로 인해, 상기 더미패턴(310)은 상기 마스크(400)의 투과부(E)를 투과한 레이저에 의해 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성된다.
상기 레이저(50)가 조사되지 않으면, 아몰퍼스 ITO층인 투명전도층을 유지할 수 있다. 즉, 비결정화 상태인 ITO층을 유지할 수 있다. 상기 마스크(400)의 차단부(F)는 조사되는 레이저(50)를 차단하여 얼라인키(도 8 참고, 330)를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역에서 아몰퍼스 ITO층인 외곽패턴(320)을 형성한다.
도 7을 참조하면, 얼라인키(도 8 참고, 330)를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역에서 형성된 아몰퍼스 ITO층인 외곽패턴(도 6 참고, 320)을 제거한다. 상기 외곽패턴은 습식 식각 공정(wet-etching)으로 제거할 수 있다.
습식 식각 공정(wet-etching)을 진행하면, 아몰퍼스 ITO층만 제거할 수 있다. 즉, 결정화된 ITO층으로 형성된 터치전극패턴(300) 및 얼라인키(도 8 참고, 330)와 전기적으로 단락된 ITO층인 더미패턴(310)은 습식 식각 공정(wet-etching)으로 제거되지 않는다. 이로 인해, 얼라인키를 제외한 상기 기판(10)의 외곽영역에서 투명전도층이 제거된다.
본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 하나의 마스크를 이용한 레이저 조사와 한번의 습식 식각 공정만으로 터치전극을 형성할 수 있어 공정을 단순화하고, 공정 시간 및 공정 비용을 감소하는 효과가 있다. 또한, 상기 터치 전극이 형성되는 기판(10)이 소자층을 포함하는 셀(cell)로 이루어질 경우, 종래 터치패널의 제조 방법인 포토리소그래피 공정을 이용하지 않으므로, 물류 이동을 간소화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치패널의 제조 방법은 레이저로 투명전도층을 식각하는 공정이 생략되므로, 레이저 조사로 인한 파티클이 발생하지 않는다. 따라서, 레이저 식각 공정에서 발생하는 파티클이 터치전극에 흡착되는 문제점을 개선할 수 있다. 또한, 파티클을 흡착하는 장치가 필요하지 않으므로 공정장비를 단순화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판(10) 상에 상기 내부영역에는 터치전극패턴(300) 및 더미패턴(310)이 형성되고, 상기 외곽영역에는 얼라인키(330)가 형성된다. 상기 얼라인키(330)는 상기 터치전극패턴(300)과 동일층에서 동일물질로 형성된다. 바람직하게는, 상기 얼라인키(330)와 상기 터치전극패턴(300)은 결정화된 ITO층인 투명전도층으로 형성될 수 있다.
상기 더미패턴(310)은 상기 기판(10)의 내부영역에서 상기 터치전극패턴(300)이 형성되지 않은 나머지 영역에 형성된다. 즉, 상기 더미패턴(310)은 상기 터치전극패턴(300) 사이 영역에서 상기 터치전극패턴(100)과 서로 접하여 형성된다.
종래 터치 전극이 형성되지 않은 영역은 터치 전극이 형성된 영역과 빛의 투과율이나 굴절률의 차이로 인하여 터치패널의 시인성을 저하기키는 원인이 되었다. 따라서, 본 발명에 따른 터치패널은 이러한 터치전극패턴(300)이 형성된 영역과의 빛의 투과율이나 굴절률의 차이를 보상하기 위해 더미패턴(310)이 형성된다.
상기 더미패턴(310)은 전기적으로 단락된 ITO층으로 전기적으로만 단락되었을 뿐 결정화된 ITO층으로 형성된 터치전극패턴(300)과 투과율 및 반사율의 차이가 크지 않다. 즉, 터치전극패턴(300)과 더미패턴(310) 사이의 빛의 투과율이나 반사율의 차이가 작아, 시인성을 개선할 수 있다.
상기 터치전극패턴(300)은 결정화된 ITO층으로 아몰퍼스 ITO층과 비교하여 낮은 저항을 갖도록 형성될 수 있다. 아몰퍼스 ITO층이 고 저항을 갖는 문제점을 결정화된 ITO층으로 터치전극패턴(300)을 형성함으로써 해결할 수 있다.
또한, 터치전극패턴(300)은 표시장치의 표시부 전면에 형성되므로 투과율이 높고 반사율이 작아야 한다. 결정화된 ITO층은 아몰퍼스 ITO층과 비교하여 광학적으로도 투과율이 증가하고, 반사율이 감소하는 효과가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 터치전극패턴(300)은 종래의 아몰퍼스 ITO층으로 터치전극을 형성한 터치패널과 비교하여 광학 특성을 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법은, 레이저 공정을 사용하여 공정을 단순화하고 공정 시간을 단축하며, 레이저 공정시 파티클을 제거하는 장치를 생략하는 등 장비를 단순화하고, 공정 난이도를 개선할 수 있다. 또한, 저 저항의 터치 전극을 구현할 수 있으며, 터치 전극의 사이 영역이 전기적으로 단락된 더미 패턴으로 형성됨으로써, 터치 전극의 패턴이 육안으로 인식되지 않도록 시인성 불량을 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 기판 110,310: 더미패턴
11: 전도층 130,330: 얼라인키
50: 레이저 200,400: 마스크
100,300: 터치전극패턴

Claims (20)

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  8. 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판 전면에 투명전도층을 형성하는 단계;
    상기 투명전도층이 형성된 기판 상부에 투과부, 반투과부 및 차단부로 이루어진 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 마스크를 통해 상기 투명전도층에 레이저를 조사하여, 상기 기판의 내부영역 상에 터치전극패턴과 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴을 형성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 더미패턴은 상기 레이저 조사로 인해 전기적으로 단락된 투명전도층이고,
    상기 마스크의 투과부는 상기 기판의 외곽영역과 대응되고,
    상기 마스크의 반투과부는 상기 더미패턴이 형성되는 영역과 대응되고,
    상기 마스크의 차단부는 상기 터치전극패턴이 형성되는 영역과 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투명전도층은 아몰퍼스 ITO층인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치전극패턴은 아몰퍼스 ITO층으로 형성되고, 상기 더미패턴은 상기 마스크의 반투과부를 투과한 레이저로 인해 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 마스크의 투과부와 대응되는 영역은 상기 레이저 조사로 인해 상기 투명전도층이 식각되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  13. 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판 전면에 투명전도층을 형성하는 단계;
    상기 투명전도층이 형성된 기판 상부에 투과부, 반투과부 및 차단부로 이루어진 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 마스크를 통해 상기 투명전도층에 레이저를 조사하여, 상기 기판의 내부영역 상에 터치전극패턴과 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴을 형성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 더미패턴은 상기 레이저 조사로 인해 전기적으로 단락된 투명전도층이고,
    상기 마스크의 투과부는 상기 더미패턴이 형성되는 영역과 대응되고,
    상기 마스크의 반투과부는 상기 터치전극패턴이 형성되는 영역과 대응되고,
    상기 마스크의 차단부는 상기 기판의 외곽 영역에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 터치전극패턴은 상기 마스크의 반투과부를 투과한 레이저로 인해 결정화된 ITO층으로 형성되고, 상기 더미패턴은 상기 마스크의 투과부를 투과한 레이저로 인해 전기적으로 단락된 ITO층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 레이저를 조사하여 터치전극패턴과 더미패턴을 형성하는 단계 이후에,
    상기 마스크의 차단부와 대응되는 상기 기판의 외곽 영역에 남아있는 외곽 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 외곽 패턴은 아몰퍼스 ITO층인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 외곽 패턴은 습식 식각 공정으로 제거되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저를 조사하여 터치전극패턴과 더미패턴을 형성하는 단계는,
    상기 기판의 외곽영역 상에 얼라인키를 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 얼라인키는 상기 터치전극패턴과 동일물질로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
  20. 내부영역과 외곽영역으로 구분되는 기판 전면에 투명전도층을 형성하는 단계;
    상기 투명전도층이 형성된 기판 상부에 투과부, 반투과부 및 차단부로 이루어진 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 마스크를 통해 상기 투명전도층에 레이저를 조사하여, 상기 기판의 내부영역 상에 터치전극패턴과 상기 터치전극패턴이 형성된 이외의 영역에 형성된 더미패턴을 형성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 더미패턴은 상기 레이저 조사로 인해 전기적으로 단락된 투명전도층이고,
    상기 마스크는 홈이 형성된 베이스 기판 및 상기 홈에 형성된 반사막으로 형성되고,
    상기 마스크의 투과부에는 베이스 기판만 배치되고, 상기 마스크의 반투과부에는 반사율이 낮은 반사막이 형성되고, 상기 마스크의 차단부에는 반사율이 낮은 반사막과 반사율이 높은 반사막이 교대로 반복하여 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.
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