KR102162426B1 - 터치 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수의 제1 감지 전극, 상기 복수의 제1 감지 전극을 일 방향으로 연결하는 제1 연결부 및 복수의 플로팅 전극을 포함하는 제1 감지 전극 패턴; 및 상기 복수의 플로팅 전극과 절연 중첩하는 복수의 제2 감지 전극, 상기 복수의 제2 감지 전극을 상기 일 방향과 수직하는 방향으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 제2 감지 전극 패턴을 포함하며, 상기 제1 감지 전극 패턴은 나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 감지 전극 패턴은 투명한 도전 물질을 포함하는 터치 패널 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

Description

터치 패널 및 이의 제조 방법{TOUCH PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode, OLED), 전기영동 표시 장치(electrophoretic display, EPD) 등의 평판 표시 장치(flat panel display, FPD)는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 전기 광학 활성층으로서, 액정 표시 장치는 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층을 포함하고, 전기 영동 표시 장치는 전하를 띤 입자를 포함할 수 있다. 전기장 생성 전극은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 데이터 신호를 인가받을 수 있고, 전기 광학 활성층은 이러한 데이터 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.

최근 이러한 평판 표시 장치는 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 터치하면 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 터치 되었는지 여부 및 그 터치 위치 등의 터치 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 터치 정보에 기초하여 영상 신호를 입력받을 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조 비용이 적게 들고, 제조 공정이 간단한 나노 와이어를 사용하는 터치 패널 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수의 제1 감지 전극, 상기 복수의 제1 감지 전극을 일 방향으로 연결하는 제1 연결부 및 복수의 플로팅 전극을 포함하는 제1 감지 전극 패턴; 및 상기 복수의 플로팅 전극과 절연 중첩하는 복수의 제2 감지 전극, 상기 복수의 제2 감지 전극을 상기 일 방향과 수직하는 방향으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 제2 감지 전극 패턴을 포함하며, 상기 제1 감지 전극 패턴은 나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 감지 전극 패턴은 투명한 도전 물질을 포함한다.

상기 제2 연결부의 폭은 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.

상기 나노 와이어는 은 나노 와이어이며, 상기 은 나노 와이어의 면 저항은 50 ohms/square 이상 80 ohms/square이하일 수 있다.

상기 제1 연결부는 십자 형태를 가지며, 상기 제1 연결부 중 상기 플로팅 전극과 연결되는 부분의 폭은 5㎛이상 50㎛이하일 수 있다.

상기 제1 감지 전극 패턴의 적어도 일부를 덮으며, 상기 제2 감지 전극 패턴의 아래에 위치하고 있는 층간 절연막을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 감지 전극 패턴 중 상기 플로팅 전극 및 상기 제1 연결부 중 상기 제2 연결부와 중첩하는 부분은 상기 층간 절연막으로 덮여 있을 수 있다.

상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극은 각각 마름모 모양으로 형성되어 있으며, 상기 제1 감지 전극의 변과 상기 제2 감지 전극의 변은 서로 마주보며, 평행하게 배치되어 있을 수 있다.

상기 플로팅 전극은 상기 제2 감지 전극과 동일한 크기의 마름모 모양으로 형성되어 있을 수 있다.

상기 제1 감지 전극 패턴은 상기 제1 감지 전극 패턴이 외부와 연결되기 위한 제1 패드 및 상기 제1 패드와 상기 제1 감지 전극을 연결하는 제1 연장부를 더 포함하고, 상기 제2 감지 전극 패턴은 상기 제2 감지 전극 패턴이 외부와 연결되기 위한 제2 패드 및 상기 제2 패드와 상기 제2 감지 전극을 연결하는 제2 연장부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 터치 패널의 서로 다른 변에 인접하여 위치할 수 있다.

상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 터치 패널의 동일한 변에 인접하여 위치할 수 있다.

상기 제1 패드와 연결되어 있는 신호 인가 배선; 및 상기 제2 패드와 연결되어 있는 감지 배선을 더 포함할 수 있다.

상기 절연 기판은 플라스틱으로 형성되어 있으며, 상기 절연 기판은 상기 일 방향과 수직하는 방향을 따라서 접히며, 상기 절연 기판이 접히는 선은 상기 제2 감지 전극 패턴과 중첩하지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 절연 기판 위에 나노 와이어, 절연막 및 투명 도전 물질을 순차적으로 적층하는 단계; 투명 도전 물질위에 포토 레지스트를 형성하고 한 장의 마스크로 노광 및 현상하여 포토 레지스트가 없는 제1 영역, 제1 높이의 포토 레지스트가 형성된 제2 영역 및 제2 높이의 포토 레지스트가 형성된 제3 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 영역에 위치하는 상기 나노 와이어, 상기 절연막 및 상기 투명 도전 물질을 제거하여 제1 감지 전극 및 제1 연결부를 형성하는 단계; 및 상기 제2 영역의 상기 투명 도전 물질을 제거하여 제2 감지 전극 및 제2 연결부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 연결부의 폭은 5㎛이상 50㎛ 이하로 형성한다.

상기 한 장의 마스크는 슬릿 영역 또는 반투과 영역을 포함할 수 있다.

상기 한 장의 마스크의 상기 슬릿 영역 또는 상기 반투과 영역은 상기 제2 영역에 대응하며, 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역 중 하나는 차광 영역이며, 나머지 하나는 투광 영역에 대응할 수 있다.

상기 나노 와이어는 은 나노 와이어이며, 상기 은 나노 와이어의 면 저항은 50 ohms/square 이상 80 ohms/square이하일 수 있다.

상기 제1 감지 전극 및 상기 제1 연결부를 형성하는 단계는 플로팅 전극도 함께 형성할 수 있다.

상기 제1 연결부는 십자 형태를 가지며, 상기 제1 연결부 중 상기 플로팅 전극과 연결되는 부분의 폭은 5㎛이상 50㎛이하일 수 있다.

이상과 같이 나노 와이어로 형성되며, 서로 중첩하는 전극 연결부를 일정 폭 이하로 형성하여 별도의 식각을 하지 않고서도 배선이 끊어지도록 형성하여 마스크 수를 줄여 제조 비용이 적게 들고, 제조 공정이 간단하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 은 나노 와이어의 선 저항을 도시한 표이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 신호 인가 배선 및 감지 배선의 연결 위치를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널 및 표시 패널을 도시한 단면도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 절연 기판(110)위에 세로 방향으로 연장되며, 확장되어 있는 제1 감지 전극(125)를 포함하는 제1 감지 전극 패턴(120) 및 가로 방향으로 연장되며, 확장되어 있는 제2 감지 전극(175)를 포함하는 제2 감지 전극 패턴(170)을 포함한다.

제1 감지 전극 패턴(120)은 복수의 제1 감지 전극(125)과 복수의 제1 감지 전극(125)의 사이를 연결하는 제1 연결부(124), 제1 감지 전극 패턴(120)이 외부와 연결되기 위한 제1 패드(129) 및 제1 패드(129)와 제1 감지 전극을 연결하는 제1 연장부(128)를 포함한다. 제1 감지 전극 패턴(120)은 추가적으로 플로팅 전극(121)을 더 포함한다. 플로팅 전극(121)은 제1 감지 전극(125)과 함께 터치를 감지하는 제2 감지 전극(175)과 중첩하여 위치한다. 플로팅 전극(121)은 제2 감지 전극(175)외에 제2 연결부(174)에 대응하는 구조를 포함할 수도 있다. 플로팅 전극(121)은 제1 감지 전극(125)과 전기적으로 분리되어 있으며, 도 1 및 도 2에서 X로 이를 도시하고 있다. 하지만, 플로팅 전극(121)이 X와 같은 구조로 서로 떨어져 있지 않을 수 있다. 즉, 플로팅 전극(121)은 전기적으로만 제1 감지 전극(125)과 분리되어 있으면 충분하다. 그 결과 실질적으로 플로팅 전극(121)과 제1 감지 전극(125)은 십자 형태의 제1 연결부(124)에 의하여 구조적으로는 연결되어 있으나, 전기적으로는 분리되어 있을 수 있다. 이는 제1 연결부(124)의 십자 형태 중 세로 방향(플로팅 전극(121)과 연결되는 부분)은 폭이 충분히 커서 전기적으로 연결된 구조이지만, 가로 방향의 폭이 5㎛이상 50㎛이하로 좁아서 전기적으로 단선된 구조를 가질 수 있다. 폭에 따른 전기적으로 단선된 구조는 나노 와이어를 사용하기 때문에 가능한 것이며, 이에 대해서는 도 12에서 상세하게 살펴본다. 여기서 제1 연결부(124)의 세로 방향은 제2 연결부(174)와 중첩하고 있다.

제1 감지 전극 패턴(120)은 도전성의 나노 와이어로 형성되어 있으며, 일 예로는 은 나노 와이어(Ag nano wire; AgNW)가 사용될 수 있다.

도 1에서는 제1 감지 전극 패턴(120)이 두 개의 제1 감지 전극(125)을 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 터치 패널(100)의 크기에 따라서 다양한 개수를 포함할 수 있다.

제1 감지 전극 패턴(120)은 절연 기판(110)의 위에 형성되며, 제1 감지 전극 패턴(120) 중 일부는 층간 절연막(140)에 의하여 덮여 있으며, 층간 절연막(140)의 위에 제2 감지 전극 패턴(170)이 형성되어 있다. 도시되어 있지 않지만, 노출된 제1 감지 전극 패턴(120) 및 제2 감지 전극 패턴(170)위에 절연막 또는 보호막이 추가로 형성되어 외부로부터 보호되는 구조를 가질 수 있다.

제1 감지 전극 패턴(120) 중 층간 절연막(140)에 의하여 덮여 있는 것은 플로팅 전극(121)과 제1 연결부(124) 중 제2 연결부(174)와 중첩하는 부분이다. 하지만, 실시예에 따라서는 제1 감지 전극 패턴(120) 모두가 층간 절연막(140)에 의하여 덮혀 있을 수도 있으며, 이 때, 층간 절연막(140)은 제1 감지 전극 패턴(120)의 외부에는 형성되지 않을 수 있다.

제2 감지 전극 패턴(170)은 복수의 제2 감지 전극(175)과 복수의 제2 감지 전극(175)의 사이를 연결하는 제2 연결부(174), 제2 감지 전극 패턴(170)이 외부와 연결되기 위한 제2 패드(179) 및 제2 패드(179)와 제2 감지 전극을 연결하는 제2 연장부(178)를 포함한다. 여기서, 제2 연결부(174)의 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하의 폭을 가진다. 플로팅 전극(121)는 제2 감지 전극(175)과 동일한 경계를 가질 수 있으며, 제2 연결부(174)의 적어도 일부와 동일한 경계를 가질 수 있다.

제2 감지 전극 패턴(170)은 투명한 도전 물질(TCO)로 형성될 수 있으며, ITO 또는 IZO 등의 다양한 투명 도전 물질 중 하나가 사용될 수 있다.

도 1에서는 제2 감지 전극 패턴(170)이 두 개의 제2 감지 전극(175)을 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 터치 패널(100)의 크기에 따라서 다양한 개수를 포함할 수 있다.

또한, 도 1에서는 제1 감지 전극 패턴(120) 및 제2 감지 전극 패턴(170)이 하나만 형성된 것으로 도시되어 있지만, 실제로는 각각 복수개 형성되어 있다. 즉, 제1 감지 전극 패턴(120)은 도 1에 도시되어 있는 단위 구조가 복수개 형성되며, 세로 방향으로 평행하게 배열되고 있고, 제2 감지 전극 패턴(170)은 도 1에 도시되어 있는 단위 구조가 복수개 형성되며, 가로 방향으로 평행하게 배열되어 있다.

도 1의 실시예에 따르면, 제1 감지 전극(125) 및 제2 감지 전극(175)은 마름모 모양을 가지며, 서로 인접하여 배치되어 있다. 제1 감지 전극(125) 및 제2 감지 전극(175)의 각 변은 서로 마주 보며, 평행할 수 있다. 또한, 플로팅 전극(121)은 제2 감지 전극(175)과 동일한 크기의 마름모 모양을 가지며, 제2 감지 전극(175)과 평면도상 동일한 경계를 가질 수 있다.

제1 감지 전극(125)는 세로 방향으로 배열되어 있으며, 제2 감지 전극(175)은 가로 방향으로 배열되어 있다. 인접하는 제1 감지 전극(125)을 연결하는 제1 연결부(124)와 인접하는 제2 감지 전극(175)을 연결하는 제2 연결부(174)는 서로 중첩한다. 제1 연결부(124)의 폭은 제2 연결부(174)의 폭보다 넓거나 같으며, 제2 연결부(174)의 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하의 폭을 가진다. 제2 연결부(174)는 세로 방향으로 연장되어 있는 선형 구조를 가진다. 제1 연결부(124)는 가로 방향으로 연장되어 있는 선형 구조를 가질 수도 있으며, 선형 구조에 추가적으로 제2 연결부(174)의 아래에 위치하는 추가 구조를 가질 수도 있다. 추가 구조에 의하여 제1 연결부(124)는 십자 형태를 이룰 수도 있다.

이상에서, 제1 감지 전극 패턴(120)과 제2 감지 전극 패턴(170) 중 하나는 감지 신호가 주기적으로 입력되며, 다른 하나는 감지 신호에 따른 전압 변동을 출력하여 터치를 감지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 터치 패널 세로 방향으로 형성되어 있는 제1 감지 전극(125)과 가로 방향으로 연결되어 있는 제2 감지 전극(175)이 층간 절연막(140)을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되지만, 아래와 같은 제조 방법에 의하여 하나의 마스크로 형성된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법을 도 3 내지 도 11을 통하여 살펴본다.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

먼저, 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 절연 기판(110)의 위에 제1 감지 전극 패턴용 물질(120'), 층간 절연막(140) 및 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')을 순차적으로 적층한다. 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')은 나노 와이어로 형성하며, 본 실시예에서는 은 나노 와이어를 사용하고, 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')은 투명 도전 물질을 사용한다. 층간 절연막(140)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.

그 후, 이를 식각하기 위하여 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')을 덮는 포토 레지스트(PR)를 형성한다.

포토 레지스트(PR)가 적층된 제1 감지 전극 패턴용 물질(120'), 층간 절연막(140) 및 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')을 식각하기 위하여 한 장의 마스크를 통하여 노광하고 현상한다. 여기서 사용되는 마스크(500)는 슬릿 영역 또는 반투과 영역을 가지는 마스크(500)이다.

한 장의 마스크를 사용하여 노광 및 현상하면, 도 4 및 도 5와 같이 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')이 형성될 위치에는 낮은 높이의 제1 포토 레지스트(240)가 형성되고, 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')이 형성될 위치에는 높은 높이의 제2 포토 레지스트(250)가 형성된다. 그리고 아무 패턴도 형성되지 않는 영역에는 포토 레지스트(PR)가 제거되어 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')이 노출된다. 여기서, 제1 연결부(124)와 제2 연결부(174)가 중첩하는 영역에는 제2 포토 레지스트(250)가 형성되어 있다. 포토 레지스트(PR)가 형성되지 않은 영역을 제1 영역, 제1 포토 레지스트(240)가 형성된 영역을 제2 영역, 제2 포토 레지스트(250)가 형성된 영역을 제3 영역이라고도 한다. 한 장의 마스크(500)의 슬릿 영역 또는 반투과 영역은 제2 영역에 대응하며, 제1 영역 및 제3 영역 중 하나는 차광 영역이며, 나머지 하나는 투광 영역에 대응한다. 도 5의 마스크(500)는 제1 영역에 대응하는 영역에 투광 영역(510), 제3 영역에 대응하는 영역에 차단 영역(530), 제2 영역에 대응하는 영역에 반투과 영역(520)이 위치하는 실시예를 도시하고 있다.

그 후, 식각을 통하여 포토 레지스트가 형성되지 않아 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')가 노출되어 있는 제1 영역에 위치하는 제2 감지 전극 패턴용 물질(170'), 층간 절연막(140) 및 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')을 제거하여 제1 감지 전극(125) 및 제1 연결부(124) 등을 형성한다. 이 때, 나머지 영역에 위치하는 제1 감지 전극 패턴용 물질(120'), 층간 절연막(140) 및 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')은 식각되지 않는 정도의 높이로 제1 포토 레지스트(240) 및 제2 포토 레지스트(250)가 형성되어 있다. 이 때, 제1 감지 전극 패턴용 물질(120'), 층간 절연막(140) 및 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')의 식각 방식 및 식각시 사용하는 식각액 또는 식각 가스는 서로 다를 수 있다.

이와 같은 식각에 의하면 제1 감지 전극 패턴(120)은 완성되어 있지만, 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')에 의하여 덮여 있다.

그 후, 제1 포토 레지스트(240)를 제거하여 제1 포토 레지스트(240)의 아래에 위치하는 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')을 노출시킨다. 제1 포토 레지스트(240)을 제거하고 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')을 노출시킨 배치도 및 단면도가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

그 후, 도 8 및 도 9에서 도시하고 있는 바와 같이, 제1 포토 레지스트(240)가 제거된 제2 영역의 제2 감지 전극 패턴용 물질(170') 및 층간 절연막(140)을 제거하여 제2 감지 전극(175) 및 제2 연결부(174)를 형성한다. 이 때, 복수의 제1 감지 전극(125), 복수의 제1 연결부(124), 제1 패드(129) 및 제1 연장부(128)도 노출된다. 한편, 실시예에 따라서는 층간 절연막(140)은 제거하지 않을 수도 있다. 또한, 플로팅 전극(121)도 형성되어 있으며, 제1 감지 전극(125)과는 전기적으로 분리되어 있다. 플로팅 전극(121)이 제1 감지 전극(125)과 전기적으로 분리되는 때는 도 6 및 도 7에서 포토 레지스트(PR)가 없는 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')을 식각할 때일 수 있다. 플로팅 전극(121)이 제1 감지 전극(125)과 전기적으로 분리되는 이유에 대해서는 도 12에서 상세하게 살펴본다.

이 때, 제2 포토 레지스트(250)는 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')이 식각되지 않을 정도의 높이도 형성되어 있다.

도 8 및 도 9의 식각에 의하여 제2 감지 전극 패턴(170)도 완성되지만, 제2 포토 레지스트(250)에 의하여 가려져 있다.

그 후, 도 10에서 도시하고 있는 바와 같이 제3 영역에 위치하는 제2 포토 레지스트(250)를 제거하여 완성된 제2 감지 전극 패턴(170)을 노출시킨다.

여기서, 제2 감지 전극 패턴(170)은 복수의 제2 감지 전극(175), 복수의 제2 연결부(174), 제2 패드(179) 및 제2 연장부(178)를 포함한다. 여기서, 제2 연결부(174)의 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하의 폭을 가진다.

이상과 같은 공정에 의하여 형성된 터치 패널(100)에서는 제1 감지 전극(125)과 플로팅 전극(121)이 서로 전기적으로 분리되어야 한다는 것이다. (도 10의 A' 부분 참고) 이는 이상과 같은 공정에 의하면 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')에 의하여 형성된 패턴은 제2 감지 전극 패턴용 물질(170')에 의하여 형성된 패턴을 포함하기 때문이다. 그러므로 도 10의 A' 부분(도 1 및 도 2의 X에 대응함)이 단선되지 않으면, 도 11의 상부에서 도시하고 있는 바와 같이, 제1 감지 전극(125)은 플로팅 전극(121)에 의하려 가로 방향으로도 연결되어 하나의 신호가 모든 제1 감지 전극(125)으로 전달되어 터치 감지가 어렵기 때문이다.

이를 극복하기 위하여 본 발명에서는 도 11의 하단에 도시한 도면과 같이 제2 연결부(174)의 폭을 일정 수준 이하로 좁게 형성하는 방법을 사용한다. 이는 제1 감지 전극 패턴용 물질(120')이 나노 와이어를 사용하고 있으므로 가능하다.

즉, 나노 와이어는 나노 사이즈의 와이어가 무질서하게 배열되면서 하나의 패턴을 형성한다. 하지만, 실제 내부는 나노 사이즈의 와이어가 포함되어 있기 때문에 일정 폭 이하의 얇은 폭에서는 나노 와이어가 높은 저항을 가지거나 전류 또는 전압을 전달하지 못하는 배열 구조를 가지게 된다. 즉, 나노 사이즈 와이어가 무질서하게 배열되더라도 일정 폭 이상에서는 일측에서 타측으로 전류나 전압이 나노 와이어를 타고 전달되는 것이 가능하지만, 일정 폭 이하에서는 나노 와이어의 배열이 충분하지 않아 일측에서 타측으로 전류나 전압을 전달하기 어려워 높은 저항을 가지게 되거나 단선된다.

본 발명의 일 실시예에서는 이상과 같은 나노 와이어의 특성을 은 나노 와이어(AgNW)를 통하여 실험하였으며, 그 결과는 도 12에서 도시하고 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 은 나노 와이어의 선 저항을 도시한 표이다.

도 12의 실험에서는 은 나노 와이어(AgNW)를 실버 프린트 공정을 사용하거나 사용하지 않거나 하는 두 가지 방식으로 형성하였다. 실험에 사용된 은 나노 와이어(AgNW)의 면 저항은 80 ohms/square이다.

도 12를 참고하면, 은 나노 와이어(AgNW)의 폭이 800㎛, 400㎛, 200㎛, 100㎛로 줄어들면 저항값이 높아지는 것을 확인할 수 있으며 50㎛에서는 무려 101㏀을 넘는 것을 확인할 수 있다. 100㏀을 넘는 경우에는 터치 패널(100)이 대형에서 형성되더라도 너무 높은 저항으로 인하여 그 쪽으로는 전류나 전압이 인가되지 않아 단선된 효과를 가진다. 또한, 도 12에 의하면, 30㎛의 폭에서는 실제로 전류가 흐르지 않아 단선된 것을 확인할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 실시예에서는 은 나노 와이어(AgNW)로 형성된 제1 감지 전극(125)과 플로팅 전극(121)의 사이를 50㎛이하로 형성하여, 높은 저항에 의하여 실질적으로 플로팅 전극(121)으로는 신호가 인가되지 않도록 하거나, 실제로 플로팅 전극(121)이 단선되도록 한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면 제1 감지 전극 패턴은 플로팅 전극과 제1 감지 전극이 서로 연결된 구조를 가질 수도 있지만, 전기적으로는 플로팅 전극으로 전기가 흐르지 않을 수 있다. 이 때 플로팅 전극(121)과 제1 감지 전극(125)은 십자 형태를 가지는 제1 연결부(124)에 의하여 모두 연결된 모양을 가질 수 있다. 십자 형태를 가지는 제1 연결부(124)는 제2 연결부(174)와 중첩하는 부분을 포함하며, 제2 연결부(174)와 중첩하는 부분의 폭은 50㎛이하로 형성한다.

한편, 도 12에서는 면 저항이 80 ohms/square인 은 나노 와이어(AgNW)를 사용하였지만, 면 저항이 낮아지는 경우에는 보다 폭을 얇게 형성하여야 전기적으로 단선의 효과를 얻을 수 있고, 면 저항이 커지는 경우에는 보다 폭을 두껍게 하여도 용이하게 단선의 효과를 얻을 수 있다. 면저항값으로 50 ohms/square이상 80 ohms/square 이하인 은 나노 와이어(AgNW)를 사용하는 경우에는 5㎛ 이상 50㎛이하로 형성할 수 있다. 5㎛ 이상으로 한정하는 것은 투명 도전 물질로 형성되는 제2 연결부(174)는 일정 수준 이하의 저항으로 전기적으로 연결되어 있어야 하기 때문이다. 면저항값이 더 높은 은 나노 와이어(AgNW)는 50㎛에서 단선된 경우일 수도 있어, 50㎛의 폭 이하에서는 충분하게 전기적으로 단선된 효과를 가진다.

본 발명에서는 은 나노 와이어(AgNW)를 사용하는 실시예를 기준으로 살펴보았으나, 다른 나노 와이어를 사용할 수 있으며, 이 때에는 제2 연결부(174)의 폭을 다르게 형성할 수도 있다.

이하에서는 도 13 내지 도 16을 통하여 터치 패널(100)의 패드의 위치에 따른 다양한 실시예를 살펴본다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이다.

먼저, 도 13에서는 도 1과 달리 제2 패드(179)가 터치 패널(100) 중 제1 패드(129)와 동일한 변에 인접하게 위치한다.

즉, 도 1의 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 제1 패드(129)는 하측 변에 인접하게 위치하지만, 제2 패드(179)는 우측 변에 인접하게 위치한다.

이에 반하여 도 13의 실시예에서는 제2 연장부(178)가 우측으로 연장되다가 하측으로 꺾이면서 하측변에 제2 패드(179)가 위치한다.

도 1 및 도 13의 실시예는 제1 감지 전극(125)이나 제2 감지 전극(175)으로 인가할 신호가 터치 패널(100)의 어느 쪽으로 통하여 인가되는 지에 차이가 있다.

일반적으로 터치 패널(100)에서는 주기적인 펄스 신호를 인가하는 구동부(도시하지 않음)과 펄스 신호에 의하여 스윙하는 출력 전압을 전달하여 터치를 감지하는 감지부(도시하지 않음)가 부착되는데, 도 1의 실시예와 도 13의 실시예는 부착되는 위치가 다르다.

즉, 도 1의 실시예에서는 터치 패널(100)의 하측과 우측에 각각 감지부와 구동부가 부착되지만, 도 13의 실시예에서는 하측에만 감지부와 구동부가 부착되는 차이가 있다.

이하에서는 도 14 내지 도 16을 통하여 터치 패널(100)과 감지부 또는 구동부를 연결하는 배선의 연결 관계를 살펴본다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에서 신호 인가 배선 및 감지 배선의 연결 위치를 도시한 도면이다.

먼저, 도 14를 살펴본다.

도 14에서는 구동부와 연결되는 신호 인가 배선(122)과 감지부와 연결되는 감지 배선(172)이 도시되어 있다. 신호 인가 배선(122)은 제1 패드(129)와 연결되는 배선이고, 감지 배선(172)은 제2 패드(179)와 연결되는 배선이다.

도 14의 실시예는 도 1의 실시예와 같이 제1 패드(129)는 하측 변에 인접하게 위치하지만, 제2 패드(179)는 우측 변에 인접하게 위치하는 실시예이다. 그 결과 펄스 신호를 인가하는 신호 인가 배선(122)은 터치 패널(100)의 하측 변에 배치되며, 감지 배선(172)은 우측 변에 배치되어 있다.

도 14의 실시예에서는 신호 인가 배선(122)은 제1 감지 전극(125)과 전기적으로 연결되어 있으며, 감지 배선(172)은 제2 감지 전극(175)과 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 도 15의 실시예는 도 13의 실시예와 같이 제1 패드(129) 및 제2 패드(179)가 하측 변에 인접하게 위치한다. 그러므로, 신호 인가 배선(122)과 감지 배선(172)은 모두 터치 패널(100)의 하측변에 배치되어 있다.

도 14 및 도 15의 실시예와 달리, 실시예에 따라서는 제1 감지 전극(125)과 연결된 배선이 감지 배선일 수 있으며, 이 때, 제1 감지 전극(125)은 감지부와 연결된다. 또한, 제2 감지 전극(175)과 연결된 배선은 신호 인가 배선일 수 있으며, 제2 감지 전극(175)는 구동부와 연결될 수 있다.

도 14 및 도 15에서는 신호 인가 배선(122)이나 감지 배선(172)이 복수의 돌출 부분에서 터치 패널(100)과 연결되며, 복수의 돌출 부분을 연결하는 하나의 배선이 있는 것처럼 도시되어 있다. 하지만, 각 돌출 부분은 서로 별개로 구동부 또는 감지부와 연결되어 개별 신호를 인가받을 수 있다.

한편, 도 16의 실시예는 플렉서블한 터치 패널(100)을 도시하고 있다.

도 16의 터치 패널(100)의 절연 기판(110)은 플라스틱과 같이 플렉서블한 물질로 형성되어 있다.

도 16에서는 플렉서블한 터치 패널(100)에서 접히는 부분을 점선(folding line; 접히는 선이라고도 함)으로 도시하였다. 도 16이 플렉서블한 터치 패널(100)은 다양한 위치에서 자유롭게 접히는 구조는 아니며, 접히는 부분이 일정 부분으로 정해진 실시예이다.

즉, 도 16의 터치 패널(100)은 제2 감지 전극(175)을 포함하는 제2 감지 전극 패턴(170)은 투명한 도전 물질로 형성되어 접히는 경우 단선의 우려가 있지만, 제1 감지 전극(125)을 포함하는 제1 감지 전극 패턴(120)은 나노 와이어로 형성되어 있어 탄성을 가져 접히더라도 단선의 우려가 적어 플렉서블한 터치 패널(100)을 형성할 수 있다. 터치 패널(100)의 접히는 선은 제2 감지 전극 패턴(170)과는 중첩하지 않을 수 있다.

그러므로, 플렉서블한 터치 패널(100)을 형성하는 경우 접히는 방향에 따라서 제1 감지 전극 패턴(120)과 제2 감지 전극 패턴(170)의 방향을 조절할 수 있다.

또한, 도 16에서는 도 14와 같이 신호 인가 배선(122)은 터치 패널(100)의 하측 변에 배치되며, 감지 배선(172)은 터치 패널(100)의 우측 변에 배치되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 도 15와 같이 신호 인가 배선(122)과 감지 배선(172)은 모두 터치 패널(100)의 하측 변에 배치될 수도 있다.

이상과 같은 다양한 실시예에 따른 터치 패널(100)은 표시 장치에 포함될 수 있는데, 표시 장치의 구조에 대해서는 도 17을 통하여 살펴본다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널 및 표시 패널을 도시한 단면도이다.

도 17에서는 도 1의 터치 패널(100)의 아래에 표시 패널(300)이 부착되어 있는 표시 장치(10)를 도시하고 있다. 표시 패널(300)은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널 등 다양한 평판 표시 패널일 수 있으며, 플렉서블한 표시 패널일 수도 있다.

도 17에서는 터치 패널(100)의 제1 감지 전극 패턴(120)과 제2 감지 전극 패턴(170)이 그대로 노출되어 있는 것으로 도시하고 있지만, 실제 제1 감지 전극 패턴(120)과 제2 감지 전극 패턴(170)는 보호층 또는 보호 필름으로 덮여 있어 외부로부터 보호되어 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 터치 패널 110: 절연 기판
120: 제1 감지 전극 패턴 121: 플로팅 전극
124: 제1 연결부 125: 제1 감지 전극
128: 제1 연장부 129: 제1 패드
122: 신호 인가 배선 120': 제1 전극 패턴용 물질
140: 층간 절연막 170: 제2 감지 전극 패턴
174: 제2 연결부 175: 제2 감지 전극
178: 제2 연장부 179: 제2 패드
172: 감지 배선 170': 제2 전극 패턴용 물질
240: 제1 포토 레지스트 250: 제2 포토 레지스트
10: 표시 장치 300: 표시 패널

Claims (19)

1. 절연 기판;
   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수의 제1 감지 전극, 상기 복수의 제1 감지 전극을 일 방향으로 연결하는 제1 연결부 및 복수의 플로팅 전극을 포함하는 제1 감지 전극 패턴; 및
   상기 복수의 플로팅 전극과 절연 중첩하는 복수의 제2 감지 전극, 상기 복수의 제2 감지 전극을 상기 일 방향과 수직하는 방향으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 제2 감지 전극 패턴을 포함하며,
   상기 제1 감지 전극 패턴은 나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 감지 전극 패턴은 투명한 도전 물질을 포함하며,
   상기 제2 연결부의 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하로 형성되어, 상기 플로팅 전극은 상기 제1 연결부와 전기적으로 분리되어 있는 터치 패널.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 나노 와이어는 은 나노 와이어이며, 상기 은 나노 와이어의 면 저항은 50 ohms/square 이상 80 ohms/square이하인 터치 패널.
4. 제1항에서,
   상기 제1 연결부는 십자 형태를 가지며, 상기 제1 연결부 중 상기 플로팅 전극과 연결되는 부분의 폭은 5㎛이상 50㎛이하인 터치 패널.
5. 제1항에서,
   상기 제1 감지 전극 패턴의 적어도 일부를 덮으며, 상기 제2 감지 전극 패턴의 아래에 위치하고 있는 층간 절연막을 더 포함하는 터치 패널.
6. 제5항에서,
   상기 제1 감지 전극 패턴 중 상기 플로팅 전극 및 상기 제1 연결부 중 상기 제2 연결부와 중첩하는 부분은 상기 층간 절연막으로 덮여 있는 터치 패널.
7. 제1항에서,
   상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극은 각각 마름모 모양으로 형성되어 있으며,
   상기 제1 감지 전극의 변과 상기 제2 감지 전극의 변은 서로 마주보며, 평행하게 배치되어 있는 터치 패널.
8. 제7항에서,
   상기 플로팅 전극은 상기 제2 감지 전극과 동일한 크기의 마름모 모양으로 형성되어 있는 터치 패널.
9. 제8항에서,
   상기 제1 감지 전극 패턴은 상기 제1 감지 전극 패턴이 외부와 연결되기 위한 제1 패드 및 상기 제1 패드와 상기 제1 감지 전극을 연결하는 제1 연장부를 더 포함하고,
   상기 제2 감지 전극 패턴은 상기 제2 감지 전극 패턴이 외부와 연결되기 위한 제2 패드 및 상기 제2 패드와 상기 제2 감지 전극을 연결하는 제2 연장부를 더 포함하는 터치 패널.
10. 제9항에서,
    상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 터치 패널의 서로 다른 변에 인접하여 위치하는 터치 패널.
11. 제9항에서,
    상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 터치 패널의 동일한 변에 인접하여 위치하는 터치 패널.
12. 제9항에서,
    상기 제1 패드와 연결되어 있는 신호 인가 배선; 및
    상기 제2 패드와 연결되어 있는 감지 배선을 더 포함하는 터치 패널.
13. 제1항에서,
    상기 절연 기판은 플라스틱으로 형성되어 있으며,
    상기 절연 기판은 상기 일 방향과 수직하는 방향을 따라서 접히며,
    상기 절연 기판이 접히는 선은 상기 제2 감지 전극 패턴과 중첩하지 않는 터치 패널.
14. 절연 기판 위에 나노 와이어, 절연막 및 투명 도전 물질을 순차적으로 적층하는 단계;
    투명 도전 물질위에 포토 레지스트를 형성하고 한 장의 마스크로 노광 및 현상하여 포토 레지스트가 없는 제1 영역, 제1 높이의 포토 레지스트가 형성된 제2 영역 및 제2 높이의 포토 레지스트가 형성된 제3 영역을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역에 위치하는 상기 나노 와이어, 상기 절연막 및 상기 투명 도전 물질을 제거하여 제1 감지 전극 및 제1 연결부를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 영역의 상기 투명 도전 물질을 제거하여 제2 감지 전극 및 제2 연결부를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제1 연결부를 형성하는 단계는 플로팅 전극도 함께 형성하며,
    상기 제2 연결부의 폭은 5㎛이상 50㎛ 이하로 형성하여 상기 플로팅 전극이 상기 제1 연결부와 전기적으로 분리되도록 형성하는 터치 패널 제조 방법.
15. 제14항에서,
    상기 한 장의 마스크는 슬릿 영역 또는 반투과 영역을 포함하는 터치 패널 제조 방법.
16. 제15항에서,
    상기 한 장의 마스크의 상기 슬릿 영역 또는 상기 반투과 영역은 상기 제2 영역에 대응하며,
    상기 제1 영역 및 상기 제3 영역 중 하나는 차광 영역이며, 나머지 하나는 투광 영역에 대응하는 터치 패널 제조 방법.
17. 제14항에서,
    상기 나노 와이어는 은 나노 와이어이며, 상기 은 나노 와이어의 면 저항은 50 ohms/square 이상 80 ohms/square이하인 터치 패널의 제조 방법.
18. 삭제
19. 제14항에서,
    상기 제1 연결부는 십자 형태를 가지며, 상기 제1 연결부 중 상기 플로팅 전극과 연결되는 부분의 폭은 5㎛이상 50㎛이하인 터치 패널의 제조 방법.

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