KR102281850B1

KR102281850B1 - 터치 센서, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR102281850B1
Application number: KR1020150026799A
Authority: KR
Inventors: 김영도; 김훈식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2021-07-26
Also published as: US10191578B2; JP2016157442A; US20160246435A1; EP3062202A1; CN105912152A; EP3062202B1; KR20160104188A; CN105912152B; JP6861468B2

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는, 터치 기판, 제1 방향으로 연장 형성되는 복수의 제1 터치 전극 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장 형성되는 복수의 제2 터치 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 동일 면에 형성되거나, 상기 터치 기판의 서로 다른 면에 각각 형성되고, 상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극의 상면에는 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기가 형성될 수 있다.

Description

터치 센서, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 터치 센서, 그 제조 방법 및 이를 포함한 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 전자 장치는 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 관찰자가 터치면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 터치면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다.

이러한 여러 전자 장치의 터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 분류될 수 있다.

예를 들어, 저항막 방식의 터치 센서의 경우 서로 마주하여 이격되어 있는 두 전극이 외부 물체에 의한 압력에 의해 서로 접촉될 수 있다. 두 전극이 서로 접촉되면 그 위치에서의 저항 변화에 따른 전압 변화를 인지하여 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다.

정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 복수의 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 터치 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 정전 용량(capacitance)의 변화 또는 충전 전하량의 변화를 감지하여 터치 여부와 터치 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량식 터치 센서는 터치를 센싱할 수 있는 터치 감지 영역에 배치되어 있는 복수의 터치 전극 및 터치 전극과 연결되어 있는 신호 전달 배선을 포함할 수 있다. 신호 전달 배선은 터치 전극에 감지 입력 신호를 전달하거나 터치에 따라 생성된 터치 전극의 감지 출력 신호를 감지 신호 제어부에 전달할 수 있다.

신호 전달 배선은 일반적으로 터치 감지 패널의 터치 감지 영역의 바깥쪽에 위치하는 주변 영역에 위치하거나 터치 감지 영역에 위치할 수 있다.

표시 장치 등의 여러 전자 장치가 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용하는 경우 그 휴대성 및 대화면 표시에 한계가 있다. 따라서 근래에는 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 유연성(flexible)이 높은 플라스틱 기판을 사용하는 플렉서블 전자 장치가 활발히 개발되고 있다. 이에 따라 전자 장치에 내장되거나 부착되어 사용되는 터치 센서도 유연성(flexibility)를 가져야 할 필요성이 있다.

최근에 많이 개발되고 있는 플렉서블 터치 센서는 예를 들어 접히거나(foldable, bendable) 말릴 수 있거나(rollable) 적어도 한 방향으로 늘어가거나(stretchable) 신축성(elasticity)이 있어 변형되는 부분을 가질 수 있다. 플렉서블 터치 센서는 복수의 터치 전극을 포함하며, 터치 전극은 변형 후에도 불량이 생기지 않기 위해 유연성(flexibility)을 가질 수 있다.

유연성을 가지는 터치 전극의 재료로서 예를 들어 은 나노 와이어(AgNW) 등의 금속 나노 와이어, 탄소 나노 튜브, 그래핀(graphene), 메탈메시(metal mesh), 도전성 고분자 등의 다양한 재료가 개발되고 있다.

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 별도의 점착제 또는 접착제 없이 부착할 수 있는 터치 센서 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 두께가 얇은 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 표시 장치를 반복적으로 접거나 구부리거나 말더라도 터치 센서가 편광판이나 터치 패널로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.

상기 제1 및 제2 미세 돌기는, 섬모(纖毛) 형상일 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기는, 상기 터치 기판에 대해 미리 정해진 각도로 기울어질 수 있다.

상기 제1 및 제2 미세 돌기의 단부는, 복수개의 가닥으로 갈라질 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 동일 면에 형성되고, 상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 제1 방향으로 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 제2 방향으로 서로 이격 배치되며 상기 복수의 제1 터치 전극과 중첩되지 않을 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은 동일한 층에 위치할 수 있다.

상기 복수의 제1 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제1 터치 전극은, 제1연결부에 의해 서로 연결되며, 상기 복수의 제2 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제2 터치 전극은, 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기 제1 연결부는 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치할 수 있다.

상기 제1 연결부는 상기 제1 터치 전극과 일체로 형성될 수 있다.

상기 제2 연결부는 상기 제2 터치 전극과 다른 층에 위치할 수 있다.

상기 제1 및 제2 연결부 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 연결부를 절연하는 절연막을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 연결부 상면에 복수의 제3 미세 돌기가 형성될 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 서로 다른 면에 형성되고, 상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은 서로 교차될 수 있다.

상기 제1 및 제2 터치 전극은, 금속 나노 와이어, 메탈 메쉬, 탄소 나노 튜브, 그래핀, ITO 및 IZO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 터치 전극에 각각 연결된 제1 및 제2 터치 배선을 더 포함할 수 있다.

상기 터치 기판 위에 형성되며, 상기 제1 및 제2 터치 배선과 연결된 터치 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하며, 외부 물체에 의한 접촉을 감지하는 터치 패널, 상기 터치 패널 위에 위치하며, 상기 터치 패널에 합착되는 편광판 및 상기 편광판 위에 위치하는 커버 윈도우를 포함하며, 상기 터치 패널은, 상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 기판 및 상기 터치 기판의 동일 면 또는 서로 다른 면에 각각 형성되는 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 터치 전극의 상면에는 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기가 형성되며, 상기 제1 및 제2 터치 전극은, 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 미세 돌기는, 섬모(纖毛) 형상일 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 편광판 사이에 위치하며, 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기에 의해, 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 편광판이 합착될 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 동일한 층에 위치하며, 상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 제1 방향으로 서로 이격 배치되며, 상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 제2 방향으로 서로 이격 배치되며 상기 복수의 제1 터치 전극과 중첩되지 않을 수 있다.

상기 복수의 제1 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제1 터치 전극은, 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하여 일체로 형성되는 제1 연결부에 의해 서로 연결되며, 상기 복수의 제2 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제2 터치 전극은, 상기 제2 터치 전극과 다른 층에 위치하며 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 편광판 사이에 위치하여, 상기 복수의 제1 미세 돌기에 의해 상기 편광판과 합착되고, 상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하여, 상기 복수의 제2 미세 돌기에 의해 상기 표시 패널과 합착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 제조 방법은, 터치 기판의 동일 면 또는 서로 다른 면에 각각 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치 전극의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계는, 상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 감광막을 형성하는 단계 및 상기 감광막을 노광 및 현상하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계는, 마스크 몰드 위에 상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 형성될 상기 제1 마스크 패턴과 동일한 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 마스크 패턴을 상기 마스크 몰드에서 상기 제1 및 제2 터치 전극 위로 전사하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성하는 단계는, 상기 제1 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제1 및 제2 터치 전극을 식각하여 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성할 수 있다.

상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 형성하는 단계는, 상기 터치 기판 위에 도전층을 형성하는 단계, 상기 도전층 위에 제2 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제2 마스크 패턴을 이용하여 상기 도전층을 상기 제1 및 제2 터치 전극으로 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 전극은, 금속 나노 와이어, 메탈 메쉬, 탄소 나노 튜브, 그래핀, ITO 및 IZO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 터치 센서 및 이를 표시 장치에 의하면, 터치 센서를 표시 장치 내의 다른 구성 요소에 부착할 때 별도의 접착제 또는 점착제가 필요 없어, 터치 센서 및 표시 장치의 두께를 종래보다 줄일 수 있다.

또한, 접히거나 구부리거나 말 수 있는 표시 장치의 유연성을 더욱 높일 수 있고, 터치 센서의 두께가 얇아지므로 터치 센서를 포함하는 표시 장치가 표시하는 영상의 투과율 등 광학 특성을 개선할 수 있다.

또한, 터치 전극 상에 형성된 복수의 미세 돌기가 강한 결합력을 제공하여, 표시 장치를 반복적으로 접거나 구부리거나 말 때, 터치 센서와 표시 패널 또는 터치 센서와 편광판이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 표시 장치의 제조 공정에서 터치 센서와 편광판을 잘못 부착한 경우 터치 센서와 편광판을 용이하게 분리할 수 있고, 이후 다시 서로 부착할 수 있어 비용을 절감할 수 있으며, 그리고 제조 공정을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ를 따라 자른 터치 센서의 단면도이다.
도 4는 도 1의 B 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ를 따라 자른 터치 센서의 단면도이다.
도 6은 도 5의 X 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이다.
도 7은 도 5의 X 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 터치 센서의 평면도이다.
도 9는 도 8의 터치 센서의 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함한 표시 장치의 단면도이다.
도 11 내지 도 19는 터치 센서의 터치 전극의 제조 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 20 내지 도 24는 터치 전극의 상면에 미세 돌기를 형성하는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 25 및 도 26은 터치 전극의 상면에 미세 돌기를 형성하는 다른 과정을 순서대로 도시한 도면이다.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ를 따라 자른 터치 센서의 단면도이고, 도 4는 도 1의 B 영역을 확대한 터치 센서의 일부의 확대도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ를 따라 자른 터치 센서의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서(400)는, 터치 기판(404), 제1 및 제2 터치 전극(410, 420), 제1 및 제2 연결부(412, 422), 제1 및 제2 터치 배선(411, 421)을 포함한다.

이때, 터치 센서(400)는, 터치를 감지할 수 있는 터치 감지 영역(TA) 및 그 바깥쪽에 위치하는 주변 영역(PA)을 포함한다. 비감지 영역(DA)은 데드 스페이스(dead space)라고도 한다.

터치 기판(404)은 플렉서블 필름 형태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 유리, 플라스틱 등을 포함하는 견고한(rigid) 기판일 수도 있다. 터치 기판(404)은 등방성 기판으로서 위상 지연값은 실질적으로 0이거나 매우 낮을 수 있다. 터치 기판(404)은 예를 들어 등방성 필름인 씨클로 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP) 필름, 비연신 폴리카보네이트(poly carbonate, PC) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이때, 복수의 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 터치 감지 영역(TA)에 주로 위치하고, 제1 및 제2 터치 배선(411, 421)은 터치 감지 영역(TA)에 위치할 수도 있고 비감지 영역(DA)에 위치할 수도 있다.

제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 하부에 위치하는 표시 패널로부터의 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 금속 나노 와이어(metal nanowire), PEDOT 등의 도전성 폴리머(conductive polymer), 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 얇은 금속층 등의 투명한 도전 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.

제1 및 제2 터치 배선(411, 421)은 터치 전극(410, 420)이 포함하는 투명한 도전 물질 및/또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 터치 배선(411, 421)은 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)과 동일한 층에 위치하는 부분을 포함할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있는 터치 센서를 형성한다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식의 터치 센서일 수 있다. 본 실시예에서는 정전 용량 방식의 터치 센서를 예를 들어 설명하기로 하나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

정전 용량 방식의 터치 센서는 터치 전극(410, 420) 중 하나가 터치 구동부로부터 감지 입력 신호를 입력받고 외부 물체의 접촉에 따라 변화하는 감지 출력 신호를 생성하여 터치 구동부로 내보낼 수 있다.

터치 전극(410, 420)이 외부 물체와 자가 감지 축전기(self-sensing capacitor)를 형성하는 경우, 터치 전극(410, 420)은 감지 입력 신호를 입력 받은 후 소정 전하량으로 충전된 후 손가락 등의 외부 물체에 의한 접촉이 있으면 자가 감지 축전기의 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호가 출력될 수 있다. 이와 같은 감지 출력 신호의 변화를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.

서로 인접한 터치 전극(410, 420)끼리 상호 감지 축전기(mutual-sensing capacitor)를 형성하는 경우, 두 터치 전극(410, 420) 중 하나가 터치 구동부로부터 감지 입력 신호를 입력받아 상호 감지 축전기가 소정 전하량으로 충전된다. 이후 손가락 등의 외부 물체에 의한 접촉이 있으면 상호 감지 축전기의 충전 전하량에 변화가 생기고 변화된 전하량은 나머지 터치 전극(410, 420)을 통해 감지 출력 신호로서 출력될 수 있다. 이와 같은 감지 출력 신호를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.

본 실시예에서는 상호 감지 축전기를 형성하는 터치 센서를 예로 들어 설명한다.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 전극(410, 420)은 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함할 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 있다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 터치 감지 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(410)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(420)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)이 서로 다른 층에 위치하는 경우 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 기판(404)의 서로 다른 면에 위치할 수도 있고 터치 기판(404)의 동일한 면 위의 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 터치 기판(404)의 상면에 모두 위치한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 터치 기판(404)의 동일 면에 형성된다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420) 각각은 사각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 터치 센서의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(410)은 터치 감지 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부는 터치 감지 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다.

예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 동일한 행, 즉 제1 방향으로 배치된 복수의 제1 터치 전극(410)이 터치 감지 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열, 즉 제2 방향으로 배치된 복수의 제2 터치 전극(420)이 터치 감지 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다. 여기에서, 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직한 방향으로, 상기 열 방향과 동일한 방향을 나타낸다.

더 구체적으로, 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 위치하고 제1 터치 전극(410)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.

서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 다른 층에 위치할 수 있다. 즉, 제2 터치 전극(420)과 제1 연결부(412)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제2 터치 전극(420)과 제2 연결부(422)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결될 수 있다.

제1 연결부(412)와 제2 연결부(422) 사이에는 절연막(430)이 위치하여 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)를 서로 절연시킨다. 절연막(430)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있다. 절연막(430)은 제2 연결부(422)가 제2 터치 전극(420)과 연결될 수 있도록 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부를 드러낼 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 변형예에 따르면 절연막(430)은 터치 기판(404) 위에 전면적으로 형성되고, 열 방향으로 이웃한 제2 터치 전극(420)의 연결을 위해 제2 터치 전극(420)의 일부 위에 위치하는 절연막(430)이 제거되어 있을 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 달리, 서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)가 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 위치하며 제1 터치 전극(410)과 일체화되어 있고, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 다른 층에 위치할 수도 있다.

도 1을 참조하면, 각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 터치 배선(411)을 통해 터치 구동부(미도시)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 터치 배선(421)을 통해 터치 구동부와 연결될 수 있다. 제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)은 비감지 영역(DA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 감지 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)의 끝부분은 터치 센서(400)의 비감지 영역(DA)에서 패드부(450)를 형성할 수 있다.

제1 터치 배선(411)은 감지 입력 신호를 제1 터치 전극(410)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(450)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다. 제2 터치 배선(421)은 감지 입력 신호를 제2 터치 전극(420)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(450)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다.

터치 구동부는 터치 센서의 동작을 제어한다. 터치 구동부는 터치 센서에 감지 입력 신호를 전달하거나 감지 출력 신호를 입력받아 처리할 수 있다. 터치 구동부는 감지 출력 신호를 처리하여 터치 여부 및 터치 위치 등의 터치 정보를 생성할 수 있다.

터치 구동부는 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 터치 센서(400) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(printed circuit film, FPC) 또는 인쇄 회로판 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 터치 센서(400)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로판 위에 장착되어 패드부(450)와 연결될 수 있다. 이와 달리 터치 구동부는 터치 센서(400) 위에 집적될 수도 있다.

서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성할 수 있다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 달리 복수의 제1 터치 전극(410)과 복수의 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(미도시)을 통해 터치 구동부와 연결될 수도 있다. 이 경우 각 터치 전극(410, 420)은 터치 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)의 상면에는 복수의 미세 돌기가 형성된다. 보다 자세히, 제1 터치 전극(410)의 상면에는 복수의 제1 미세 돌기(413)가 형성되고, 제2 터치 전극(420)의 상면에는 복수의 제2 미세 돌기(423)가 형성된다. 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)과 터치 센서(400) 위에 위치하는 다른 구성을 합착시킬 수 있다. 예를 들어, 미세 돌기(413, 423)는 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)과 후술하는 편광판(500)을 합착시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 게코 도마뱀의 발바닥에 형성된 미세한 섬모 형상과 동일 또는 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 게코 도마뱀의 발바닥에 형성된 미세한 섬모 형상은 반데르 발스 결합(Van der Waals bond)에 의해 강한 접착력을 제공할 수 있다. 반데르 결합은, 두 원자가 가까이 접근하였을 때 각 원자의 핵을 둘러싸고 있는 전자구름에 변동이 발생하고, 이로 인해 약한 정전기적 인력이 생겨서 두 원자가 접착력을 가지게 되는 원리이다. 두 원자간의 정전기적 인력은 약하지만 다수의 섬모가 존재하고, 각 섬모의 끝이 다시 갈려져 있는 구조이면, 각각의 인력이 모아져 그 결합력이 크게 증가하게 된다. 그리고, 상기 미세한 섬모가 일정한 각도로 기울어진 형상으로 배치되면 접착된 물체로부터 용이하게 분리시키게 하는 방향성 접착력(directional adhesion)을 제공할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 섬모(纖毛) 형상으로 이루어질 수 있다. 보다 자세히, 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)의 각 단부는, 복수의 가닥으로 갈라진 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 터치 기판(404)에 대해 일정한 각도로 기울어져 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 상기 형상으로 이루어지면, 반데르 발스 결합에 의한 정전기적 인력이 모아져 큰 접착력을 나타낸다. 이에 따라, 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)에 의해, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)과 다른 구성, 예를 들어 편광판(500)과 결합될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)과 편광판(500) 사이에 별도의 점착제 또는 접착제가 없이, 서로 결합시킬 수 있다. 또한, 제조 공정에서 상기 터치 센서(400)와 편광판(500)을 잘못 부착하여, 상기 터치 센서(400)와 편광판(500)을 분리시킬 때에도 용이하게 서로 분리 가능하다.

한편, 제2 연결부(422) 상면에도 미세 돌기(미도시)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 서로 다른 층에 형성되어 제2 터치 전극(420) 보다 상부로 돌출될 수 있으며, 이에 따라 제2 연결부(422)는 전술한 편광판(500)과 접촉될 수 있다. 따라서, 제2 연결부(422) 상면에 복수의 제3 미세 돌기(미도시)가 형성되면, 전술한 편광판(500)과 견고하게 접착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 변형예에 따르면, 복수의 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 터치 기판(404)의 서로 다른 면에 위치할 수 있다. 즉, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 각각 터치 기판(404)의 상면 및 하면에 배치된다.

제1 터치 전극(410)은 터치 기판(404)의 상면에 위치하며, 제1 방향으로 연장 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 제1 터치 전극(410)과 달리, 제1 터치 전극(410)은 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있다. 한편, 제2 터치 전극(420)은 터치 기판(404)의 하면에 위치하며, 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 마찬가지로, 제2 터치 전극(420)도 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있다.

이때, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은 터치 기판(404)을 사이에 두고, 서로 교차할 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기가 형성된다. 본 발명의 변형예에서는, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)이 터치 기판(404)의 서로 다른 면에 배치됨에 따라, 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기는 터치 기판(404)을 중심으로 서로 다른 면에 형성된다.

따라서, 전술한 본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 동일 면에 형성되어, 터치 기판(404)을 중심으로 하나의 측면, 예를 들어 상면에 접착력을 제공할 수 있다. 반면에, 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따르면, 제1 및 제2 미세 돌기가 서로 다른 면에 형성되어, 터치 기판(404)을 중심으로 양 측면, 예를 들어 상면 및 하면에 동시에 접착력을 제공할 수 있다.

이와 같이, 터치 기판(404) 상에 형성된 터치 전극(410, 420)의 상면에 복수의 미세 돌기(413, 423)가 형성되면, 후술하는 표시 장치에서 편광판(500)과 같은 다른 구성요소가 부착될 때 별도의 접착제 또는 점착제가 필요 없어, 터치 센서(400)의 두께를 종래보다 줄일 수 있고, 터치 센서(400)를 포함하는 표시 장치의 두께도 함께 줄일 수 있다.

이에 따라 접히거나 구부리거나 말 수 있는 표시 장치(1)의 유연성을 더욱 높일 수 있고, 터치 센서(400)의 두께가 얇아지므로 터치 센서를 포함하는 표시 장치가 표시하는 영상의 투과율 등 광학 특성을 개선할 수 있다.

또한, 터치 전극(410, 420) 상에 형성된 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 강한 접착력을 제공할 수 있어, 표시 장치를 접거나 구부리거나 말 때 터치 센서와 표시 패널 또는 터치 센서와 편광판이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 일정한 각도로 기울어진 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)에 의해, 표시 장치를 제조하는 공정에서 터치 센서와 편광판을 잘못 부착한 경우 터치 센서와 편광판을 용이하게 분리할 수 있고, 그리고 나서 다시 서로 부착할 수 있어 비용을 절감하고 제조 공정을 단축시킬 수 있다.

하기에서는, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 9와 함께 도 10을 참조하여 본 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함한 표시 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함한 표시 장치를 설명함에 있어, 전술한 터치 센서와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함한 표시 장치의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시 패널(300), 터치 패널(400), 편광판(500) 및 커버 윈도우(600)를 포함한다.

표시 패널(300)은 영상을 표시할 수 있는 영역인 표시 영역(display area, DA), 그리고 표시 영역(DA) 주변에 위치하는 주변 영역(peripheral area, PA)을 포함한다. 도 10에 도시한 실시예에서, 표시 패널(300)은 위쪽 방향으로 영상을 표시할 수 있다.

표시 영역(DA)에는 복수의 화소(PX) 및 화소(PX)와 연결되어 구동 신호를 전달하는 복수의 표시 신호선(미도시)이 위치한다.

표시 신호선은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 신호선(미도시) 및 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(미도시)을 포함한다. 게이트 신호선과 데이터선은 서로 교차하며 뻗을 수 있다. 표시 신호선은 주변 영역(PA)으로 연장되어 패드부(미도시)를 형성할 수 있다.

복수의 화소(PX)는 대략 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 각 화소(PX)는 게이트선 및 데이터선과 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자(미도시) 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 표시 패널(300)에 집적되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자일 수 있다. 스위칭 소자는 게이트선이 전달하는 게이트 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 데이터선이 전달하는 데이터 신호를 화소 전극에 전달할 수 있다. 화소(PX)는 화소 전극과 대향하는 공통 전극(미도시)을 더 포함할 수 있다. 공통 전극은 공통 전압을 전달할 수 있다. 화소(PX)는 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다.

유기 발광 표시 장치의 경우 화소 전극과 공통 전극 사이에는 발광층이 위치하여 발광 소자를 형성할 수 있다.

색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있으며, 이들 기본색의 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등의 삼원색 또는 사원색을 들 수 있다. 각 화소(PX)는 각 화소 전극에 대응하는 곳에 위치하며 기본색 중 하나를 나타내는 색필터를 더 포함할 수도 있고, 발광 소자가 포함하는 발광층이 유색의 빛을 발광할 수도 있다.

표시 패널(300) 위에는 터치 패널(400)이 위치한다.

터치 패널(400)은 OCA(optical clear adhesive), OCR(optical clear resin), PSA(pressure sensitivity adhesive) 등의 점착제(10a)를 통해 표시 패널(300) 위에 부착되어 있을 수 있다. 그러나, 터치 패널(400)이 전술한 터치 기판(404)를 중심으로 상면 및 하면에 각각 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 형성되면, 상기 점착제(10a)가 제거될 수 있다. 즉, 터치 전극(410, 420)에 형성된 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)에 의해 터치 패널(400)과 표시 패널(300)이 합착될 수 있다.

터치 패널(400)은 외부 물체에 의한 접촉을 감지할 수 있다. 여기서 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 표시 장치(1)의 윗면에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 표시 장치(1)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.

전술한 바와 같이, 터치 패널(400)은 터치 기판(404), 제1 및 제2 터치 전극(410, 420), 제1 및 제2 연결부(412, 422), 제1 및 제2 터치 배선(411, 421)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)은, 도 1에 도시된 바와 같이 터치 기판(404)의 동일 면에 형성될 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 터치 기판(404)의 서로 다른 면인 상면 및 하면에 형성될 수 있다.

그리고, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에는 섬모(纖毛) 형상의 복수의 미세 돌기가 형성된다. 제1 터치 전극(410)의 상면에는 복수의 제1 미세 돌기(413)가 형성되고, 제2 터치 전극(420)의 상면에는 복수의 제2 미세 돌기(423)가 형성된다. 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 터치 패널(400)과 다른 구성을 합착시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 게코 도마뱀의 발바닥에 형성된 미세한 섬모 형상과 동일 또는 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 상기 형상으로 이루어져, 반데르 발스 결합에 의한 정전기적 인력이 모아져 큰 접착력을 나타낸다.

한편, 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)의 각 단부는, 복수개의 가닥으로 갈라진 형상으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)는 터치 기판(404)에 대해 일정한 각도로 기울어져 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 일정한 각도로 기울어진 형상으로 배치되면, 전술한 바와 같이 접착된 물체로부터 용이하게 분리시키게 하는 방향성 접착력(directional adhesion)을 제공할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 터치 패널(400)의 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)이 터치 기판(404)의 상면에 형성되는 경우, 점착제 없이 편광판(500)을 터치 패널(400) 위에 합착시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 형성된 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 강한 접착력을 제공하기 때문에, 전술한 점착제 없이 편광판(500)과 터치 패널(400)을 합착할 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)이 터치 기판(404)의 서로 다른 면인 상면 및 하면에 각각 형성되는 경우에는, 터치 패널(400)과 표시 패널(300)을 결합하는데 사용되는 점착제(10a)가 제거될 수 있다. 전술한 바와 같이, 터치 기판(404)의 하면에 형성된 제2 터치 전극(420)에 형성된 복수의 제2 미세 돌기(423)에 의해, 터치 패널(400)과 표시 패널(300)이 합착될 수 있다.

편광판(500)은 플렉서블 필름 형태일 수 있다. 편광판(500)은 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있고, 그 양측에는 적어도 하나의 지지체가 부착되어 있을 수 있다. 지지체는 TAC(tri acetate cellulose), CAP(cellulous acetate propionate), WV-TAC(wide view-TAC) 등을 포함할 수 있다. 편광판(500)의 한쪽 면에는 점착제가 형성되어 있을 수 있다.

편광판(500)은 그 하부에 위치하는 표시 패널(300), 터치 패널(400) 등이 포함하는 여러 전극 또는 배선에서 반사되는 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 외부로부터 표시 장치(1) 내부로 입사되어 편광판(500)을 지나고 그 아래의 전극 또는 배선에서 반사되어 다시 편광판(500)으로 입사된 광은 외부로부터 편광판(500)에 막 입사한 광과 상쇄 간섭을 일으켜 외부에서 시인되지 않을 수 있다.

편광판(500) 위에는 커버 윈도우(600)가 더 위치할 수 있다. 커버 윈도우(600)는 플라스틱 또는 유리 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 커버 윈도우(600)는 플렉서블하거나 단단할 수 있다. 커버 윈도우(600)의 표면은 외부 물체가 접촉할 수 있는 표시 장치(1)의 터치면일 수 있다.

커버 윈도우(600)는 OCA, OCR, PSA 등의 점착제(미도시)를 통해 편광판(500) 위에 부착될 수 있다.

따라서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 형성되어, 터치 기판(404)을 중심으로 상면 및 하면 중 적어도 하나에 접착력을 제공할 수 있다.

이와 같이, 터치 기판(404) 상에 형성된 터치 전극(410, 420)의 상면 또는 하면에 복수의 미세 돌기(413, 423)가 형성되면, 터치 패널(400)과 편광판(500), 또는 터치 패널(400)과 표시 패널(300)을 부착할 때 별도의 접착제 또는 점착제가 필요없어, 표시 장치의 두께를 종래보다 줄일 수 있다.

또한, 접히거나 구부리거나 말 수 있는 표시 장치(1)의 유연성을 더욱 높일 수 있고, 터치 센서(400)의 두께가 얇아지므로 터치 센서를 포함하는 표시 장치가 표시하는 영상의 투과율 등 광학 특성을 개선할 수 있다.

또한, 터치 전극(410, 420) 상에 형성된 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 강한 접착력을 제공할 수 있어, 표시 장치를 접거나 구부리거나 말 때 터치 패널과 표시 패널 또는 터치 패널과 편광판이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 일정한 각도로 기울어진 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)에 의해, 표시 장치를 제조하는 공정에서 터치 패널과 편광판을 잘못 부착한 경우 터치 패널과 편광판을 용이하게 분리할 수 있고, 다시 서로 부착할 수 있어 비용을 절감하고 제조 공정을 단축시킬 수 있다.

하기에서는, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 9와 함께 도 11 내지 도 26을 참조하여 본 일 실시예에 따른 터치 센서의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 제조 방법을 설명함에 있어, 전술한 터치 센서와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 11 내지 도 19는 터치 센서의 터치 전극의 제조 과정을 순서대로 도시한 도면이고, 도 20 내지 도 24는 터치 전극의 상면에 미세 돌기를 형성하는 과정을 순서대로 도시한 도면이고, 도 25 및 도 26은 터치 전극의 상면에 미세 돌기를 형성하는 다른 과정을 순서대로 도시한 도면이다.

먼저, 도 11 내지 도 19를 참조하여, 터치 기판(404) 위에 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 등을 형성하는 과정에 대해 설명하기로 한다.

도 11을 참조하면, 씨클로 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP) 필름, 비연신 폴리카보네이트(poly carbonate, PC) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 필름 등의 모기판(401) 위에 도전층을 형성한다. 도전층은 차례대로 적층된 제1 도전층(41)과 제2 도전층(43)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이 경우 제1 도전층(41)은 전술한 터치 전극(410, 420)을 이루는 물질로, 예를 들어 금속 나노 와이어(metal nanowire), PEDOT 등의 도전성 폴리머(conductive polymer), 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 얇은 금속층 등의 투명한 도전 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다. 제2 도전층(43)은 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.

다음 도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 도전층(41)과 제2 도전층(43)을 패터닝하여 제1 중간 패턴(410P)과 제2 중간 패턴(420P), 제2 연결 패턴(422P), 그리고 제1 중간 패턴(410P) 및 제2 중간 패턴(420P)과 연결되어 있는 제1 터치 배선(411) 및 제2 터치 배선(미도시)을 형성한다. 제1 중간 패턴(410P)과 제2 중간 패턴(420P)의 형태는 각각 앞에서 설명한 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)과 동일할 수 있다.

동일한 열에 위치하는 제2 중간 패턴(420P)은 제2 중간 패턴(420P)과 동일한 층에 위치하며 함께 패터닝되는 제2 연결 패턴(422P)을 통해 서로 연결되어 있을 수 있다. 이와 달리 동일한 행에 위치하는 제1 중간 패턴(410P)이 별도의 제1 연결 패턴(미도시)을 통해 서로 연결되어 있을 수도 있다. 그러나, 도 12 및 도 13과 달리, 제2 중간 패턴(420P)은 별도의 제2 연결 패턴을 통해 서로 연결되고, 제1 중간 패턴(410P)이 동일한 행에 위치하는 제1 연결 패턴을 통해 연결될 수도 있다.

다음 도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 중간 패턴(410P)과 제2 중간 패턴(420P), 그리고 제2 연결 패턴(422P)의 상부층인 제2 도전층(43)을 식각 등의 방법으로 제거하여 투명한 복수의 제1 터치 전극(410), 복수의 제2 터치 전극(420), 그리고 복수의 제2 연결부(422)를 형성한다. 이와 달리 동일한 열에 배열된 제1 터치 전극(410)이 동일한 층에 위치하는 제1 연결부(412)로 연결된 경우 본 단계에서 제2 연결부(422) 대신 제1 연결부(412)를 형성할 수도 있다.

제1 터치 배선(411) 및 제2 터치 배선(421)은 여전히 제1 도전층(41) 및 제2 도전층(43)을 모두 포함하여 저저항 배선을 이룰 수 있다.

다음 도 16 및 도 17을 참조하면, 제1 터치 전극(410), 제2 터치 전극(420), 제2 연결부(422) 및 터치 배선 위에 절연 물질을 적층하고 패터닝하면, 제2 연결부(422) 위에 위치하며 제2 연결부(422)를 덮는 절연막(430)을 형성한다.

다음 도 18 및 도 19를 참조하면, 절연막(430) 위에 도전성 물질을 적층하고 패터닝하여 제2 연결부(422)와 절연되어 교차하며, 한 행에서 서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)을 연결하는 제1 연결부(412)를 형성한다. 이로써 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)으로 구성되는 터치 센서가 모기판(401) 위에 완성된다.

도 11 내지 도 19을 참조한 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)를 형성하는 공정은, 모기판(401)의 동일 면에 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)을 형성하는 방법에 대해 설명한 것이다. 그러나, 모기판(401)의 서로 다른 면, 즉 상면 및 하면에 제1 도전층(41) 및 제2 도전층(43)을 형성할 수 있다. 다만, 도 11 내지 도 19과 달리, 모기판(401)의 상면에서는 제1 중간 패턴만 형성하고, 모기판(401)의 하면에서는 제2 중간 패턴만 형성할 수 있다.

이때, 제1 중간 패턴은 전술한 도 8 및 도 9에 도시된 제1 터치 전극(410)으로 형성되고, 제2 중간 패턴은 도 8 및 도 9에 도시된 제2 터치 전극(420)으로 형성될 수 있다.

다음으로, 도 20 내지 도 24를 참조하여, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 복수의 미세 돌기를 형성하는 과정에 대해 설명하기로 한다.

도 20 내지 도 22를 참조하면, 전술한 공정에 의해 형성된 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 감광성 물질인 포토 레지스트(PR)를 형성한다. 상기 포토 레지스트(PR)를 노광 및 현상하여 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 제1 마스크 패턴(PR1)을 형성한다. 제1 마스크 패턴(PR1)은 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)의 상면에 형성되는 복수의 미세 돌기에 대응되는 패턴으로 이루어진다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 제1 마스크 패턴(PR1)을 식각 마스크로 하여, 식각 공정에 의해 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 각각 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)을 형성한다. 식각 공정에 사용되는 식각액의 종류 및 식각 공정 시간을 조절하여, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 상면에 전술한 섬모 형상의 미세 돌기를 형성한다. 식각 공정이 완료되면, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 형성된 제1 마스크 패턴(PR1)을 제거한다.

도 20 내지 도 22에서는, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 포토 레지스트(PR)을 형성한 후 노광 및 현상 공정을 통해, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 제1 마스크 패턴(PR1)을 형성하는 공정이 설명된다. 그러나, 하기에서는 도 25 및 도 26을 참조하여, 마스크 몰드(470)에 제1 마스크 패턴(PR2)를 형성한 후, 이를 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)위에 전사하는 공정을 설명한다.

도 25 및 도 26을 참조하면, 외부에 위치하는 마스크 몰드(470)에 제1 마스크 패턴(PR2)을 형성한다. 마스크 몰드(470)에 마스크 패턴을 형성하는 공정은 공지의 소프트 리소그래피(soft lithography)에 의한 공정이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 제1 마스크 패턴(PR2)가 형성된 마스크 몰드(470)를 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위로 이동시킨 후, 제1 마스크 패턴(PR2)를 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)으로 전사시킨다. 이에 의해, 전술한 도 22와 마찬가지로 제1 및 제2 터치 전극(410, 420) 위에 제1 마스크 패턴이 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 25 및 도 26에서는 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 직접 마스크 패턴을 형성하지 않고, 마스크 몰드(470)의 일 측면에 마스크 패턴을 형성하고 이를 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 전사하여 이루어진다.

전술한 공정에 의해 형성된 터치 센서(400)에서는, 제1 및 제2 터치 전극(410, 420)에 제1 및 제2 미세 돌기(413, 423)가 형성되어, 터치 기판(404)을 중심으로 상면 및 하면 중 적어도 하나에 접착력을 제공할 수 있다.

이와 같이, 터치 기판(404) 상에 형성된 터치 전극(410, 420)의 상면에 복수의 미세 돌기(413, 423)가 형성되면, 표시 장치에서 편광판(500)과 같은 다른 구성요소를 부착할 때 별도의 접착제 또는 점착제가 필요 없어, 터치 센서(400)의 두께를 종래보다 줄일 수 있고, 터치 센서(400)를 포함하는 표시 장치의 두께도 함께 줄일 수 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.

300 표시 패널 400 터치 패널
404 터치 기판 410 제1 터치 전극
411 제1 터치 배선 412 제1 연결부
413 제1 미세 돌기 420 제2 터치 전극
421 제2 터치 배선 422 제2 연결부
423 제2 미세 돌기 430 절연막

Claims

터치 기판;
제1 방향으로 연장 형성되는 복수의 제1 터치 전극; 및
상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장 형성되는 복수의 제2 터치 전극을 포함하며,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 동일 면에 형성되거나, 상기 터치 기판의 서로 다른 면에 각각 형성되고,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극의 상면에는 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기가 형성되고,
상기 제1 및 제2 미세 돌기는 섬모(纖毛) 형상인, 터치 센서.
삭제
제 1 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기는, 상기 터치 기판에 대해 미리 정해진 각도로 기울어진, 터치 센서.
제 1 항에서,
상기 제1 및 제2 미세 돌기의 단부는, 복수개의 가닥으로 갈라진, 터치 센서.
제 1 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 동일 면에 형성되고,
상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 제1 방향으로 서로 이격 배치되며,
상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 제2 방향으로 서로 이격 배치되며 상기 복수의 제1 터치 전극과 중첩되지 않는, 터치 센서.
제 5 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은 동일한 층에 위치하는, 터치 센서.
제 6 항에서,
상기 복수의 제1 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제1 터치 전극은, 제1연결부에 의해 서로 연결되며,
상기 복수의 제2 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제2 터치 전극은, 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부에 의해 서로 연결되는, 터치 센서.
제 7 항에서,
상기 제1 연결부는 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하는, 터치 센서.
제 8 항에서,
상기 제1 연결부는 상기 제1 터치 전극과 일체로 형성되는, 터치 센서.
제 7 항에서,
상기 제2 연결부는 상기 제2 터치 전극과 다른 층에 위치하는, 터치 센서.
제 10 항에서,
상기 제1 및 제2 연결부 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 연결부를 절연하는 절연막을 더 포함하는, 터치 센서.
제 7 항에서,
상기 제2 연결부 상면에 복수의 제3 미세 돌기가 형성되는, 터치 센서.
제 1 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판의 서로 다른 면에 형성되고,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은 서로 교차되는, 터치 센서.
제 1 항에서,
상기 제1 및 제2 터치 전극은, 금속 나노 와이어, 메탈 메쉬, 탄소 나노 튜브, 그래핀, ITO 및 IZO 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서.
제 1 항에서,
상기 제1 및 제2 터치 전극에 각각 연결된 제1 및 제2 터치 배선을 더 포함하는, 터치 센서.
제 15 항에서,
상기 터치 기판 위에 형성되며, 상기 제1 및 제2 터치 배선과 연결된 터치 구동부를 더 포함하는, 터치 센서.
복수의 화소를 포함하는 표시 패널;
상기 표시 패널 위에 위치하며, 외부 물체에 의한 접촉을 감지하는 터치 패널;
상기 터치 패널 위에 위치하며, 상기 터치 패널에 합착되는 편광판; 및
상기 편광판 위에 위치하는 커버 윈도우를 포함하며,
상기 터치 패널은,
상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 기판 및
상기 터치 기판의 동일 면 또는 서로 다른 면에 각각 형성되는 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 포함하며,
상기 제1 및 제2 터치 전극의 상면에는 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기가 형성되며,
상기 제1 및 제2 터치 전극은, 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장 형성되고,
상기 제1 및 제2 미세 돌기는 섬모(纖毛) 형상인, 표시 장치.
삭제
제 17 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기는, 상기 터치 기판에 대해 미리 정해진 각도로 기울어진, 표시 장치.
제 17 항에서,
상기 제1 및 제2 미세 돌기의 단부는, 복수개의 가닥으로 갈라진, 표시 장치.
제 17 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 편광판 사이에 위치하며,
상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기에 의해, 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 편광판이 합착되는, 표시 장치.
제 21 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극은, 동일한 층에 위치하며,
상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 제1 방향으로 서로 이격 배치되며,
상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 제2 방향으로 서로 이격 배치되며 상기 복수의 제1 터치 전극과 중첩되지 않는, 표시 장치.
제 21 항에서,
상기 복수의 제1 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제1 터치 전극은, 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하여 일체로 형성되는 제1 연결부에 의해 서로 연결되며,
상기 복수의 제2 터치 전극 중 인접한 한 쌍의 제2 터치 전극은, 상기 제2 터치 전극과 다른 층에 위치하며 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부에 의해 서로 연결되는, 표시 장치.
제 23 항에서,
상기 제1 및 제2 연결부 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 연결부를 절연하는 절연막을 더 포함하는, 표시 장치.
제 23 항에서,
상기 제2 연결부 상면에 복수의 제3 미세 돌기가 형성되는, 표시 장치.
제 17 항에서,
상기 복수의 제1 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 편광판 사이에 위치하여, 상기 복수의 제1 미세 돌기에 의해 상기 편광판과 합착되고,
상기 복수의 제2 터치 전극은, 상기 터치 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하여, 상기 복수의 제2 미세 돌기에 의해 상기 표시 패널과 합착되는, 표시 장치.
터치 기판의 동일 면 또는 서로 다른 면에 각각 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제1 마스크 패턴을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치 전극의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 및 제2 미세 돌기는 섬모(纖毛) 형상인, 터치 센서의 제조 방법.
제 27 항에서,
상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계는,
상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 감광막을 형성하는 단계 및
상기 감광막을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는, 터치 센서의 제조 방법.
제 27 항에서,
상기 제1 마스크 패턴을 형성하는 단계는,
마스크 몰드 위에 상기 제1 및 제2 터치 전극 위에 형성될 상기 제1 마스크 패턴과 동일한 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 마스크 패턴을 상기 마스크 몰드에서 상기 제1 및 제2 터치 전극 위로 전사하는 단계를 포함하는, 터치 센서의 제조 방법.
제 27 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성하는 단계는,
상기 제1 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 제1 및 제2 터치 전극을 식각하여 상기 복수의 제1 및 제2 미세 돌기를 형성하는, 터치 센서의 제조 방법.
제 27 항에서,
상기 복수의 제1 및 제2 터치 전극을 형성하는 단계는,
상기 터치 기판 위에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층 위에 제2 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 마스크 패턴을 이용하여 상기 도전층을 상기 제1 및 제2 터치 전극으로 패터닝하는 단계를 포함하는, 터치 센서의 제조 방법.
제 27 항에서,
상기 제1 및 제2 전극은, 금속 나노 와이어, 메탈 메쉬, 탄소 나노 튜브, 그래핀, ITO 및 IZO 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서의 제조 방법.