KR102302169B1 - 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은 활성 영역 및 활성 영역을 감싸는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 활성 영역에 배치되고, 제1 투명 도전막으로 형성된 센싱 셀들; 상기 제1 투명 도전막으로 형성된 하부 패턴, 및 상기 하부 패턴 상에 적층되고 상기 제1 투명 도전막보다 이온화 경향이 큰 금속막으로 형성된 상부 패턴을 포함하며, 상기 비활성 영역에 배치된 연결 배선들을 포함할 수 있다.

Description

터치 스크린 패널 및 그 제조 방법{TOUCH SCREEN PANEL AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명의 실시 예는 터치 스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
표시 장치의 입력장치로서 스위치나 키보드를 대신하여 터치 스크린 패널이 사용되고 있다. 터치 스크린 패널은 화면상의 특정 위치에 인가된 사용자의 접촉을 인식하는 입력장치이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식은 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 스크린 패널은 위치 정보를 감지하는 패턴들이 외압에 의해 접촉할 때 출력되는 전압을 검출하여 사용자에 의해 터치된 위치 정보를 좌표로 계산할 수 있다. 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 위치 정보를 감지하는 패턴들 사이에 발생하는 정전용량 변화를 검출하여 사용자에 의해 터치된 위치 정보를 좌표로 계산할 수 있다.
터치 스크린 패널은 활성 영역(Active area) 및 활성 영역을 둘러싸는 비활성 영역(Non active area)을 포함한다. 활성 영역에는 센싱 패턴이 형성된다. 센싱 패턴은 위치 정보를 감지하기 위한 패턴으로서 이용된다. 센싱 패턴은 투명 도전막으로 형성된 센싱 셀들 및 센싱 셀들을 연결하는 브릿지 패턴을 포함한다. 비활성 영역에는 연결 배선이 형성될 수 있다. 연결 배선은 센싱 패턴에 연결되어 센싱 패턴에서 감지된 신호를 구동회로에 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 센싱 셀 상의 금속막을 선택적으로 식각할 수 있고, 금속막 선택적 식각 시 센싱 셀의 손상을 줄일 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은 활성 영역 및 활성 영역을 감싸는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 활성 영역에 배치되고, 제1 투명 도전막으로 형성된 센싱 셀들; 상기 제1 투명 도전막으로 형성된 하부 패턴, 및 상기 하부 패턴 상에 적층되고 상기 제1 투명 도전막보다 이온화 경향이 큰 금속막으로 형성된 상부 패턴을 포함하며, 상기 비활성 영역에 배치된 연결 배선들을 포함할 수 있다.
상기 제1 투명 도전막은 은을 포함할 수 있다.
상기 금속막은 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 제1 투명 도전막은 은 나노 와이어를 포함하고, 상기 금속막은 알루미늄막을 포함할 수 있다.
상기 금속막 하부에 적층된 접촉 증진막을 더 포함할 수 있다.
상기 금속막 상부에 적층된 부식 방지막을 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 셀들은 상기 기판의 일 면 상에서 제1 방향을 따라 배열된 제1 센싱 셀들; 및 상기 기판의 상기 일 면 상에서 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향을 따라 배열된 제2 센싱 셀들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은 상기 제1 센싱 셀들 상에서 상기 제1 센싱 셀들 사이를 연결하는 제1 브릿지 패턴; 상기 제1 브릿지 패턴과 교차되며, 상기 제2 센싱 셀들 사이를 연결하는 제2 브릿지 패턴; 및 상기 제1 브릿지 패턴과 상기 제2 브릿지 패턴 사이에 형성된 절연 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 브릿지 패턴은 알루미늄막을 포함할 수 있다.
상기 제1 브릿지 패턴은 상기 알루미늄막 하부에 적층된 제2 투명 도전막 및 상기 알루미늄막 상부에 적층된 제3 투명 도전막 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 셀들은 상기 기판의 제1 면 상에서 제1 방향을 따라 배열되며 상기 제1 투명 도전막으로 형성된 제1 센싱 셀들; 및 상기 기판의 제1 면에 마주하는 상기 기판의 제2 면 상에서 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향을 따라 배열되며 상기 제1 투명 도전막으로 형성된 제2 센싱 셀들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 제조방법은 활성 영역 및 활성 영역을 감싸는 비활성 영역을 포함하는 기판 상에 투명 도전막을 형성하는 단계; 상기 투명 도전막 상에 상기 투명 도전막보다 이온화 경향이 큰 금속막을 형성하는 단계; 상기 금속막 및 상기 투명 도전막을 제1 식각 물질로 식각하여 상기 활성 영역에 예비 센싱 셀들(preliminary sensing cell)을 형성하고, 상기 비활성 영역에 연결 배선들을 형성하는 단계; 및 상기 예비 센싱 셀들의 상기 투명 도전막이 노출되도록 상기 예비 센싱 셀들의 상기 금속막을 제2 식각 물질로 선택적으로 식각하여 센싱 셀들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 도전막은 은을 포함할 수 있다.
상기 금속막은 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 투명 도전막은 은 나노 와이어를 포함하고, 상기 금속막은 알루미늄막을 포함할 수 있다.
상기 제1 식각 물질은 산성 에천트(etchant)를 포함할 수 있다.
상기 제1 식각 물질은 질산(HNO3)을 포함할 수 있다.
상기 제2 식각 물질은 염기성 에천트(etchant)를 포함할 수 있다.
상기 제2 식각 물질은 수산화 나트륨(NaOH)을 포함할 수 있다.
상기 수산화 나트륨은 상기 제2 식각 물질 내에서 0.001 내지 50wt%로 포함될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 투명 도전막에 비해 이온화 경향이 큰 금속막을 이용하여 연결 배선을 형성함으로써 센싱 셀이 배치된 영역에서 금속막이 제거되도록 금속막을 선택적으로 식각할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 금속막을 선택적으로 식각할 수 있으므로 투명 도전막으로 형성된 센싱 셀의 손상을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 평면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 터치 스크린 패널은 활성 영역(Active area; AA) 및 비활성 영역(Non active area; NA)을 포함하는 기판(101), 활성 영역(AA)에 교차되게 배치된 제1 센싱 전극(E1) 및 제2 센싱 전극(E2), 비활성 영역(NA)에 배치된 제1 연결 배선(L1) 및 제2 연결 배선(L2)을 포함할 수 있다.
기판(101)은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(101)은 유리 또는 플렉서블한 특성을 갖는 폴리머로 형성될 수 있다. 폴리머로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 무연신 폴리카보네이트(PC), 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE) 등이 이용될 수 있다.
활성 영역(AA)은 영상이 표시되는 영역으로 정의되며, 비활성 영역(NA)은 활성 영역(AA)을 감싸는 영역으로 정의될 수 있다.
제1 센싱 전극(E1)은 활성 영역(AA)에 배치되며 제1 방향(예를 들어, X방향)을 따라 배열된 제1 센싱 셀들(103S1) 및 제1 방향을 따라 서로 이웃한 제1 센싱 셀들(103S1)을 연결하는 제1 브릿지 패턴(B1)을 포함할 수 있다. 제1 센싱 셀들(103S1) 각각은 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)은 제1 센싱 셀들(103S1)에 비해 좁은 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
제2 센싱 전극(E2)은 활성 영역(AA)에 배치되며 제1 방향에 교차되는 제2 방향(예를 들어, Y방향)을 따라 배열된 제2 센싱 셀들(103S2) 및 제2 방향을 따라 서로 이웃한 제2 센싱 셀들(103S2)을 연결하는 제2 브릿지 패턴(103B2)을 포함할 수 있다. 제2 센싱 셀들(103S2) 각각은 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 제2 센싱 셀들(103S2)은 제1 센싱 셀들(103S1)로부터 이격될 수 있다. 제2 브릿지 패턴(103B2)은 제1 브릿지 패턴(B1)에 교차될 수 있다. 제2 브릿지 패턴(B2)은 제2 센싱 셀들(S2)에 비해 좁은 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
제1 센싱 셀들(103S1)과 제2 센싱 셀들(103S2)은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치될 수 있다. 제1 센싱 셀들(103S1)과 제2 센싱 셀들(103S2)은 투명 도전막으로 형성될 수 있다.
제1 센싱 전극(E1) 및 제2 센싱 전극(E2)은 기판(101)의 동일면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 센싱 셀들(103S1 및 103S2)은 동일한 평면에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 센싱 셀들(103S1 및 103S2)이 동일한 평면에 형성되는 경우, 터치 스크린 패널의 반사율이 균일해질 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)과 제2 브릿지 패턴(103B2)은 절연 패턴을 사이에 두고 서로 절연될 수 있다. 예를 들어, 제1 브릿지 패턴(B1)과 제2 브릿지 패턴(103B2) 중 어느 하나는 절연 패턴 하부에서 제1 및 제2 센싱 셀들(103S1 및 103S2)과 동일한 평면에 배치되고, 나머지 하나는 절연 패턴 상부에서 제1 및 제2 센싱 셀들(103S1 및 103S2)과 다른 평면에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 제2 브릿지 패턴(103B2)은 제2 센싱 셀들(103S2)로부터 연장되어 형성될 수 있고, 절연 패턴 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 브릿지 패턴(B1)은 절연 패턴 상부에 배치될 수 있고, 제1 센싱 셀들(103S1) 중 서로 이웃한 2개의 셀들에 접촉되도록 배치될 수 있다.
제1 연결 배선(L1)은 제1 센싱 전극(E1)과 위치 검출회로와 같은 구동회로(미도시)를 연결시키기 위해 비활성 영역(NA)에 형성될 수 있다. 제1 연결 배선(L1)은 제1 센싱 셀들(103S1)로부터 연장된 투명 도전막과 투명 도전막 상에 적층된 금속막으로 형성될 수 있다.
제2 연결 배선(L2)은 제2 센싱 전극(E2)과 구동회로를 연결시키기 위해 비활성 영역(NA)에 형성될 수 있다. 제2 연결 배선(L2)은 제2 센싱 셀들(103S2)로부터 연장된 투명 도전막과 투명 도전막 상에 적층된 금속막으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 연결 배선(L1, L2)을 구성하는 금속막은 투명 도전막보다 이온화 경향이 큰 금속으로 형성될 수 있다. 이로써, 투명 도전막과 금속막을 제1 식각 물질로 동시에 패터닝하거나, 제2 식각 물질로 금속막만을 선택적으로 식각할 수 있다. 금속막은 투명 도전막보다 저항이 낮은 물질일 수 있다.
제1 연결 배선(L1)과 제2 연결 배선(L2)은 기판(101)의 동일면 상에 배치될 수 있다.
정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 경우, 사용자의 접촉 위치에 따른 정전용량 변화가 제1 및 제2 센싱 전극(E1, E2)으로부터 제1 및 제2 연결 배선(L1, L2)을 경유하여 구동회로에 전송되어, 사용자의 접촉 위치가 파악될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 단면도들이다. 보다 구체적으로, 도 2 내지 도 5는 제1 연결 배선들(L1)에 교차되는 제1 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 절취한 제1 연결 배선들(L1)의 단면, 제1 센싱 전극(E1)의 연장 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 절취한 터치 스크린 패널 일부의 단면, 및 제2 연결 배선들(L2)에 교차되는 제2 방향(예를 들어, Y 방향)을 따라 절취한 제2 연결 배선들(L2)의 단면을 나타낸다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 센싱 전극(E1), 제2 센싱 전극(E2), 제1 연결 배선(L1) 및 제2 연결 배선(L2)은 기판(101)의 일면 상에 배치될 수 있다. 제1 센싱 전극(E1), 제2 센싱 전극(도 1의 E2), 제1 연결 배선(L1) 및 제2 연결 배선(L2)은 제1 그룹의 패턴들(103L1, 103S1, 103B2, 103L2, 도 1의 103S2)을 구성하는 투명 도전막을 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(L1) 및 제2 연결 배선(L2)은 제2 그룹의 패턴들(105L1, 105L2)을 구성하는 금속막을 더 포함할 수 있다. 제1 센싱 전극(E1)은 제1 브릿지 패턴(B1)을 구성하는 도전막을 더 포함할 수 있다.
제1 그룹의 패턴들(103L1, 103S1, 103B2, 103L2, 도 1의 103S2)은 동일 평면에 형성될 수 있다. 제1 그룹의 패턴들은 제1 연결 배선(L1)의 하부 패턴(103L1), 제1 센싱 전극(E1)의 제1 센싱 셀들(103S1), 제2 센싱 전극(E2)의 제2 브릿지 패턴(103B2), 및 제2 연결 배선(L2)의 하부 패턴(103L2)을 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 5의 활성 영역(AA)의 단면도들에는 도시되지 않았으나, 제1 그룹의 패턴들은 제2 센싱 전극(E2)의 제2 센싱 셀들(도 1의 103S2)을 더 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(L1)의 하부 패턴(103L1)은 제1 센싱 셀들(103S1) 중 비활성 영역(NA)에 인접한 어느 하나의 셀로부터 연장된 것일 수 있다. 제2 브릿지 패턴(103B2)은 도 1에서 상술한 바와 같이 제2 센싱 셀들(도 1의 103S2) 사이를 연결하는 것으로서, 제2 센싱 셀들(도 1의 103S2)로부터 연장된 것일 수 있다. 제2 연결 배선(L2)의 하부 패턴(103L2)은 제2 센싱 셀들(도 1의 103S2) 중 비활성 영역(NA)에 인접한 어느 하나의 셀로부터 연장된 것일 수 있다.
제1 그룹의 패턴들(103L1, 103S1, 103B2, 103L2, 도 1의 103S2)을 구성하는 투명 도전막은 은을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 투명 도전막은 은 나노 와이어 또는 은 나노 페이스트로 형성될 수 있다. 은 나노 와이어로 형성된 제1 그룹의 패턴들(103L1, 103S1, 103B2, 103L2, 도 1의 103S2)을 포함하는 터치 스크린 패널은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.
제2 그룹의 패턴들(105L1, 105L2)은 동일 평면에 형성될 수 있다. 제2 그룹의 패턴들은 제1 연결 배선(L1)의 상부 패턴(105L1) 및 제2 연결 배선(L2)의 상부 패턴(105L2)을 포함할 수 있다. 상부 패턴들(105L1, 105L2)은 하부 패턴들(103L1, 103L2) 상에 형성될 수 있다.
제2 그룹의 패턴들(105L1, 105L2)을 구성하는 금속막은 제1 그룹의 패턴들(103L1, 103S1, 103B2, 103L2, 도 1의 103S2)을 구성하는 투명 도전막에 비해 이온화 경향이 큰 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속막은 알루미늄을 포함할 수 있다. 제1 센싱 전극(E1)의 제1 브릿지 패턴(B1)은 도 1에서 상술한 바와 같이 제2 브릿지 패턴(103B2)에 교차되고, 제1 센싱 셀들(103S1) 사이를 연결할 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)과 제2 브릿지 패턴(103B2) 사이에 절연 패턴(111)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 브릿지 패턴(B1)과 제2 브릿지 패턴(103B2)이 절연 패턴(111)에 의해 서로 절연될 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)은 절연 패턴(111) 상에 배치되며, 제2 브릿지 패턴(103B2)은 절연 패턴(111) 하부에 배치될 수 있다.
절연 패턴(111)은 서로 이웃한 제1 센싱 셀들(103S1) 사이에 형성되며, 제1 센싱 셀들(103S1)를 노출시키도록 형성될 수 있다. 절연 패턴(111)은 제1 브릿지 패턴(B1)의 연장 방향을 따라 바(bar) 타입으로 형성될 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)은 절연 패턴(111) 양단에서 노출된 제1 센싱 셀들(103S1)에 접촉되도록 형성될 수 있다.
제1 브릿지 패턴(B1)은 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 투명 도전막보다 저항이 낮은 금속막의 단일막으로 형성될 수 있다. 투명 도전막보다 저항이 낮은 금속막으로서 알루미늄막이 이용될 수 있다.
제1 브릿지 패턴(B1)은 도 3에 도시된 바와 같이 2중막으로 형성될 수 있다. 2중막은 제1 브릿지 패턴(B1)의 투과도를 개선하기 위한 투명 도전막(121)과, 제1 브릿지 패턴(B1)의 저항을 낮추기 위해 투명 도전막(121) 상에 형성된 금속막(123)을 포함할 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)의 투명 도전막(121)으로서, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등이 이용될 수 있다. 제1 브릿지 패턴(B1)의 금속막(123)으로서 투명 도전막(121)보다 저항이 낮은 알루미늄막이 이용될 수 있다.
제1 브릿지 패턴(B1)은 도 4에 도시된 바와 같이 3중막으로 형성될 수 있다. 3중막은 금속막(123)과, 금속막(123) 상부 및 하부에 각각 적층된 투명 도전막들(121, 125)을 포함할 수 있다. 금속막(123)은 제1 브릿지 패턴(B1)의 저항을 낮추기 위해 형성되는 것으로서 알루미늄막으로 형성될 수 있다. 금속막(123) 상/하부에 배치된 투명 도전막들(121, 125)은 제1 브릿지 패턴(B1)의 투과도를 향상시키고, 금속막(123)의 산화를 방지하기 위해 형성되는 것으로서, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등으로 형성될 수 있다.
이외에도 제1 브릿지 패턴(B1)은 3중 이상의 다중막으로 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 금속막으로 형성된 제1 연결 배선(L1)의 상부 패턴(105L1)과 제2 연결 배선(L2)의 상부 패턴(105L2) 각각의 하부에 접촉 증진막들(104L1, 104L2)이 더 형성될 수 있다. 또한, 금속막으로 형성된 제1 연결 배선(L1)의 상부 패턴(105L1)과 제2 연결 배선(L2)의 상부 패턴(105L2) 각각의 상부에 부식 방지막들(106L1, 106L2)이 더 형성될 수 있다. 접촉 증진막들(104L1, 104L2) 및 부식 방지막들(106L1, 106L2)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 등으로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 상술한 바와는 다르게, 제1 센싱 전극(도 1의 E1)은 기판(101)의 제1 면 상에 형성되고, 제2 센싱 전극(도 1의 E2)은 기판(101)의 제1 면에 마주하는 제2 면 상에 형성될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다. 도 6은 제1 및 제2 연결 배선들(L1, L2)이 중첩되는 영역에서 제1 및 제2 연결 배선들(L1, L2)에 교차되는 방향을 따라 절취한 비활성 영역(NA)의 단면과, 터치 스크린 패널의 대각 방향을 따라 절취한 활성 영역(AA)의 단면을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 전극의 제1 센싱 셀들(103S1) 및 제1 브릿지 패턴(도 1의 B1)은 기판(101)의 제1 면(A)상에서, 동일한 평면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 브릿지 패턴(도 1의 B1)은 제1 센싱 셀들(103S1)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 제2 센싱 전극의 제2 센싱 셀들(203S2) 및 제2 브릿지 패턴(도 1의 103B2)은 기판(101)의 제1 면(A)에 마주하는 제2 면(B) 상에서, 동일 평면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 브릿지 패턴(도 1의 103B2)은 제2 센싱 셀들(203S2)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 센싱 전극은 기판(101)에 의해 서로 절연될 수 있다.제1 센싱 셀들(103S1) 및 제2 센싱 셀들(203S2)의 형태를 포함하는 제1 센싱 전극 및 제2 센싱 전극의 형태는 도 1에 도시된 형태로 제한되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어 제1 센싱 셀들(103S1) 중 일부와 제2 센싱 셀들(203S2) 중 일부는 서로 중첩될 수 있다.
제1 연결 배선(L1)은 기판(101)의 제1 면(A) 상에 형성되고, 제2 연결 배선(L2)은 기판(101)의 제1 면(A)에 마주하는 제2 면(B) 상에 형성될 수 있다. 제1 연결 배선(L1)은 하부 패턴(103L1) 및 하부 패턴(103L1) 상에 적층된 상부 패턴(105L1)을 포함할 수 있다. 제2 연결 배선(L2)은 하부 패턴(203L2) 및 하부 패턴(203L2) 상에 적층된 상부 패턴(205L2)을 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(L1) 및 제2 연결 배선(L2)은 서로 중첩될 수 있다.
제1 연결 배선(L1)의 하부 패턴(103L1), 제1 센싱 전극의 제1 브릿지 패턴(도 1의 B1) 및 제1 센싱 셀들(103S1)은 제1 그룹의 패턴들을 구성하며 투명 도전막을 포함할 수 있다. 제1 그룹의 패턴들(103S1, 도 1의 B1, 103L1)은 동일 평면에 형성될 수 있다. 제1 연결 배선(L1)의 하부 패턴(103L1)은 제1 센싱 셀들(103S1) 중 비활성 영역(NA)에 인접한 어느 하나의 셀로부터 연장된 것일 수 있다. 제1 브릿지 패턴(도 1의 B1)은 도 1에서 상술한 바와 같이 제1 센싱 셀들(103S1) 사이를 연결하는 것으로서, 제1 센싱 셀들(103S1)로부터 연장된 것일 수 있다.
제2 연결 배선(L2)의 하부 패턴(203L2), 제2 센싱 전극의 제2 브릿지 패턴(도 1의 103B2) 및 제2 센싱 셀들(203S2)은 제2 그룹의 패턴들을 구성하며 투명 도전막을 포함할 수 있다. 제2 그룹의 패턴들(203S2, 도 1의 103B2, 203L2)은 동일 평면에 형성될 수 있다. 제2 연결 배선(L2)의 하부 패턴(203L2)은 제2 센싱 셀들(203S2) 중 비활성 영역(NA)에 인접한 어느 하나의 셀로부터 연장된 것일 수 있다. 제2 브릿지 패턴(도 2의 B2)은 도 1에서 상술한 바와 같이 제2 센싱 셀들(203S2) 사이를 연결하는 것으로서, 제2 센싱 셀들(203S2)로부터 연장된 것일 수 있다.
제1 그룹의 패턴들(103S1, 도 1의 B1, 103L1) 및 제2 그룹의 패턴들(203S2, 도 1의 103B2, 203L2)을 구성하는 투명 도전막들은 은을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 투명 도전막들은 은 나노 와이어 또는 은 나노 페이스트로 형성될 수 있다. 은 나노 와이어로 형성된 제1 그룹의 패턴들(103S1, 도 1의 B1, 103L1) 및 제2 그룹의 패턴들(203S2, 도 1의 103B2, 203L2)을 포함하는 터치 스크린 패널은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.
상부 패턴들(105L1, 205L2)은 하부 패턴들(103L1, 203L2) 상에 형성될 수 있다. 상부 패턴들(105L1, 205L2)은 금속막들로 형성될 수 있다. 금속막들은 제1 그룹의 패턴들(103S1, 도 1의 B1, 103L1) 및 제2 그룹의 패턴들(203S2, 도 1의 103B2, 203L2)을 구성하는 투명 도전막들에 비해 이온화 경향이 큰 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속막들은 알루미늄을 포함할 수 있다. 도면에 도시되진 않았으나, 투명 도전막과 금속막 사이에 접촉 증진막이 더 형성될 수 있다. 금속막의 상부에는 부식 방지막이 더 형성될 수 있다. 접촉 증진막 및 부식 방지막은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 등으로 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 및 도 8a를 참조하면, 도 1에 도시된 활성 영역(AA) 및 비활성 영역(NA)을 포함하는 기판(101)의 제1 면 상에 투명 도전막(103)을 형성한다(ST1). 투명 도전막(103)은 은을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 투명 도전막(103)은 은 나노 와이어 또는 은 나노 페이스트로 형성될 수 있다.
이어서, 투명 도전막(103) 상에 금속막(105)을 형성한다(ST3). 금속막(105)은 금속 페이스트를 스크린 인쇄등으로 프린팅하여 형성될 수 있다. 이 경우, 금속막(105)을 원하는 패턴으로 프린팅 할 수 있으므로 금속막(105)을 선택적으로 식각하지 않더라도, 활성 영역(도 1의 AA)을 노출하며 금속 페이스트로 형성된 연결 배선들을 형성할 수 있다. 그러나, 금속 페이스트로 연결 배선들을 형성하는 경우, 연결 배선들의 낮은 저항을 확보하기 위해 연결 배선들의 두께 및 폭을 크게 형성해야 한다. 이에 따라, 비활성 영역(도 1의 NA)이 차지하는 면적이 넓어질 수 있다. 증착방식으로 형성된 금속막(105)은 금속 페이스트로 형성된 금속막에 비해 낮은 저항을 갖는다. 본 발명의 실시 예는 낮은 저항의 연결 배선들을 얇고 좁게 형성하기 위해 증착 방식으로 금속막(105)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 증착 방식으로 형성된 금속막(105)은 투명 도전막(103)과 동시에 식각될 수 있어야 하며, 투명 도전막(103)의 손상없이 선택적으로 식각될 수 있어야 한다. 이를 위해, 금속막(105)은 투명 도전막(103)에 비해 이온화 경향이 큰 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속막(105)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 이하에서는 투명 도전막(103)이 은을 포함하고, 금속막(105)이 알루미늄을 포함하는 경우를 예로 들어 후속 식각 공정들을 설명한다.
이어서, 금속막(105) 상에 포토레지스트 패턴(801A1, 801B)을 형성할 수 있다. 포토레지스트 패턴(801A1, 801B)은 예비 센싱 셀들, 예비 브릿지 패턴들 및 연결 배선들이 형성될 영역을 차단하고 나머지 영역을 개구하는 패턴으로 형성될 수 있다. 포토레지스트 패턴(801A1, 801B)은 제1 두께(D1)로 형성되는 제1 영역(801A1)과 제1 두께(D1)보다 얇은 제2 두께(D2)로 형성되는 제2 영역(801B)을 포함할 수 있다. 포토레지스트 패턴(801A1, 801B)의 제1 영역(801A1)은 연결 배선들이 형성될 영역을 차단하며, 제2 영역(801B)은 예비 센싱 셀들 및 예비 브릿지 패턴들이 형성될 영역을 차단할 수 있다. 제1 및 제2 두께(D1, D2)를 갖는 포토레지스트 패턴은 하프톤 마스크를 이용한 노광 공정 및, 현상 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8b를 참조하면, 제1 식각 물질로 투명 도전막 및 금속막을 식각하여 활성 영역(도 1의 AA)에 예비 센싱 셀들(preliminary sening cell:PS) 및 예비 브릿지 패턴들(preliminary sening cell:PB)을 형성하고, 비활성 영역(도 1의 NA)에 연결 배선들(L1, L2)을 형성한다(ST5). ST5 단계에서 포토레지스트 패턴(801A1, 801B)이 식각 베리어로 이용될 수 있다.
예비 센싱 셀들(PS)과 예비 브릿지 패턴들(PB)은 포토레지스트 패턴의 제2 영역(801B) 하부에 형성될 수 있다. 예비 센싱 셀들(PS)은 투명 도전막 패턴(103S1) 및 금속막 패턴(105D1)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 예비 브릿지 패턴들(PB)은 투명 도전막 패턴(103B1) 및 금속막 패턴(105D2)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 연결 배선들(L1, L2)은 포토레지스트 패턴의 제1 영역(801A1) 하부에 형성될 수 있다. 연결 배선들(L1, L2)은 투명 도전막 패턴들(103L1, 103L2) 및 금속막 패턴들(105L1, 105L2)의 적층 구조로 형성될 수 있다.
제1 식각 물질은 투명 도전막(103)과 금속막(105)을 모두 식각할 수 있는 산성 에천트(etchant)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 식각 물질은 질산(HNO3)을 포함할 수 있다. 질산에 의해 알루미늄으로 형성된 금속막이 식각될 수 있다. 또한, 질산과 은이 하기의 [반응식 1]에 표기된 바와 같이 반응하여 은으로 형성된 투명 도전막이 식각될 수 있다.
[반응식 1]
2Ag(solid)+2HNO3(aq)->2AgNO3(aq)+H2(gas)
예비 센싱 셀들(PS)은 제1 및 제2 센싱 셀들(도 1의 103S1 및 103S2)과 동일한 패턴으로 형성되고, 예비 브릿지 패턴들(PB)은 제2 브릿지 패턴들(도 1의 103B2)과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 그리고, 연결 배선들은 도 1에 도시된 제1 연결 배선(도 1의 L1) 및 제2 연결 배선(도 1의 L2)과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8c를 참조하면, ST5 단계 이후, 포토레지스트 패턴의 제2 영역(801B)을 제거하여 예비 센싱 셀들(PS) 및 예비 브릿지 패턴들(PB)을 노출한다. 포토레지스트 패턴의 제2 영역(801B) 제거 시, 포토레지스트 패턴의 제1 영역(801A2)이 제1 두께(도 8a의 D1)보다 얇은 제3 두께(D3)로 잔류될 수 있다. 잔류된 포토레지스트 패턴의 제1 영역(801A2)은 연결 배선들(L1, L2)을 차단할 수 있다.
도 7 및 도 8d를 참조하면, 제2 식각 물질로 예비 센싱 셀들(PS) 및 예비 브릿지 패턴들(PB)의 투명 도전막 패턴들(103S1, 103B2)이 노출되도록 예비 센싱 셀들(PS) 및 예비 브릿지 패턴들(PB)의 금속막 패턴들(105D1, 105D2)을 선택적으로 식각한다. 이로써, 예비 센싱 셀들(PS) 및 예비 브릿지 패턴들(PB)의 투명 도전막 패턴들(103S1, 103B2)이 센싱 셀들 및 브릿지 패턴들로서 잔류될 수 있다(ST7).
잔류된 포토레지스트 패턴의 제1 영역(801A2)은 ST7 단계에서 식각 베리어로 이용될 수 있다. 제2 식각 물질은 금속막을 선택적으로 식각할 수 있는 염기성 에천트(etchant)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 식각 물질은 수산화 나트륨(NaOH)을 포함할 수 있다. 수산화 나트륨에 의해 알루미늄으로 형성된 금속막이 식각될 수 있다. 또한, 수산화 나트륨과 알루미늄은 하기의 [반응식 2]에 표기된 바와 같이 반응하여 알루미늄으로 형성된 금속막이 선택적으로 식각될 수 있다.
[반응식 2]
2Al(solid)+2NaOH(aq)+6H2O(aq)->2NaAl(OH)4(aq)+3H2(gas)
ST7 단계 이후, 잔류된 포토레지스트 패턴의 제1 영역(801A2)을 제거할 수 있다. 이를 통해 제1 및 제2 센싱 셀들(도 1의 103S1 및 103S2)과 제2 브릿지 패턴들(도 1의 103B2)이 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10a를 참조하면, 상술한 ST7 단계 이후, 절연막을 형성하고 절연막을 패터닝하여 절연 패턴(111)을 형성할 수 있다(ST9).
도 9 및 도 10b를 참조하면, 절연 패턴(111) 상에 제2 브릿지 패턴(B2)을 형성하기 위한 도전막을 형성하고, 도전막을 패터닝하여 제2 브릿지 패턴(B2)을 형성할 수 있다(ST11).
도 11을 참조하면, 도 6에 도시된 구조의 터치 스크린 패널을 형성하기 위해, 기판(101)의 제1 면 상에서 도 7 내지 도 8d에서 상술한 ST1 내지 ST7공정을 순차로 실시할 수 있다(ST101). 이로써 기판(101)의 제1 면 상에 제1 센싱 셀들(도 6의 103S1), 및 제1 연결 배선(도 1의 L1)이 형성될 수 있다.
이 후, 기판(101)의 제1 면에 마주하는 제2 면 상에서 도 7 내지 도 8d에서 상술한 ST1 내지 ST7공정을 순차로 실시할 수 있다(ST103). 이로써 기판(101)의 제2 면 상에 제2 센싱 셀들(도 6의 103S2) 및 제2 연결 배선(도 6의 L2)이 형성될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
101: 기판 AA: 활성 영역
NA: 비활성 영역 E1: 제1 센싱 전극
E2: 제2 센싱 전극 103S1: 제1 센싱 셀
103S2, 203S2: 제2 센싱 셀 B1: 제1 브릿지 패턴
103B2: 제2 브릿지 패턴 L1: 제1 연결 배선
L2: 제2 연결 배선 103L1, 103L2, 203L2: 하부 패턴
105L1, 105L2, 205L2: 상부 패턴

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  12. 활성 영역 및 활성 영역을 감싸는 비활성 영역을 포함하는 기판 상에 투명 도전막을 형성하는 단계;
    상기 투명 도전막 상에 상기 투명 도전막보다 이온화 경향이 큰 금속막을 형성하는 단계;
    상기 비활성 영역의 상기 금속막 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 활성 영역의 상기 금속막 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 금속막 및 상기 투명 도전막을 제1 식각 물질로 식각하여 상기 활성 영역에 예비 센싱 셀들(preliminary sensing cell)을 형성하고, 상기 비활성 영역에 연결 배선들을 형성하는 단계; 및
    상기 예비 센싱 셀들의 상기 투명 도전막이 노출되도록 상기 예비 센싱 셀들의 상기 금속막을 제2 식각 물질로 선택적으로 식각하여 센싱 셀들을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 포토레지스트 패턴의 제1 두께는 상기 제2 포토레지스트 패턴의 제2 두께보다 두꺼운 터치 스크린 패널의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명 도전막은 은을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속막은 알루미늄을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명 도전막은 은 나노 와이어를 포함하고,
    상기 금속막은 알루미늄막을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 식각 물질은 산성 에천트를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 식각 물질은 질산(HNO3)을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 식각 물질은 염기성 에천트를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 식각 물질은 수산화 나트륨(NaOH)을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 수산화 나트륨은 상기 제2 식각 물질 내에서 0.001 내지 50wt%로 포함되는 터치 스크린 패널의 제조방법.
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