KR102322228B1 - 터치스크린 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터치스크린 패널은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판의 표시 영역에 배치되며, 접착층, 상기 접착층 위에 배치되며, 금속층 및 상기 금속층 위에 배치된 보호층을 포함하는 투명 전극을 포함하고, 상기 금속층의 두께는 150Å 내지 250Å이고, 상기 접착층 또는 상기 보호층의 두께는 50Å 내지 140Å이다.

Description

터치스크린 패널 및 이의 제조 방법{TOUCH SCREEN PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 터치스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 전극을 포함하는 터치스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
터치스크린은 새로운 형태의 입력 수단이다. 터치스크린이 장착된 장치의 사용자는 터치스크린을 통해, 화면을 보면서 상기 장치에 명령 또는 정보를 입력할 수 있으므로, 입력 장치로서 터치스크린의 사용은 현재 널리 사용되고 있는 마우스 또는 키보드를 이용하는 입력보다 쉽다. 또한, 터치스크린은 특히 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI) 환경에 적합하다. 따라서, 마우스 또는 키보드를 대체하며, 터치스크린은 휴대폰, PDA, 공항, 정부 기관 등에 설치된 자동 안내 장치 등에 적용되고 있다.
상기 터치스크린이 포함하는 투명 전극은 기존 한 개의 금속 레이어로부터 형성된다. 기존 투명 전극은 금속의 불투명도로 인해 빛의 투과도가 저하된다. 또한, 기존 투명 전극을 패터닝 하여 상기 투명 전극의 패턴이 형성할 경우, 패턴 사이의 폭이 좁아 저항이 증가되어 구동 특성이 낮아지는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 투과율 및 구동 특성을 향상시키는 터치스크린 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치스크린 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치스크린은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판의 표시 영역에 배치되며, 접착층, 상기 접착층 위에 배치되며, 금속층 및 상기 금속층 위에 배치된 보호층을 포함하는 투명 전극을 포함하고, 상기 금속층의 두께는 150Å 내지 250Å이고, 상기 접착층 또는 상기 보호층의 두께는 50Å 내지 140Å이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층 및 상기 보호층은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층 및 상기 금속층은 동일한 길이 및 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호층은 상기 금속층의 상면 및 측면을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층 및 상기 보호층은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 상기 투명 기판 상에 배열되는 복수의 감지 패턴 및 인접하는 상기 감지 패턴들을 연결하는 복수의 연결 패턴들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지 패턴은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 정사각형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 전극에 연결되며 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역 상에 형성되는 외곽 배선들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 알루미노 규산염 또는 소다 석회를 포함하는 글라스 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 투명 플라스틱 기판 또는 투명 세라믹 기판을 포함하는 플렉서블 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치스크린 패널은 상기 투명 전극 위에 배치된 패시베이션층을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조 방법은, 베이스 기판 상에 제1 투명 도전막 및 금속막을 순차적으로 형성한다. 상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 패터닝하여, 접착층 및 상기 접착층 상에 배치된 금속층을 형성한다. 상기 접착층 및 상기 금속층 위에 제2 투명 도전막을 형성한다. 상기 제2 투명 도전막을 패터닝하여, 상기 금속층의 상면 및 측면을 커버하는 보호층을 형성한다. 상기 금속층의 두께는 150Å 내지 250Å이고, 상기 접착층 또는 상기 보호층의 두께는 50Å 내지 140Å이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 패터닝하는 단계는, 상기 베이스 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 순차적으로 식각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 투명 도전막을 패터닝 하는 단계는, 상기 제2 투명 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 투명 도전막을 식각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층 및 상기 금속층은 동일한 길이 및 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 투명 도전막 및 상기 제2 투명 도전막은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다.
상기 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 투명 플라스틱 기판 또는 투명 세라믹 기판을 포함하는 플렉서블 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 전극은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 정사각형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 산화물을 포함하는 접착층 및 보호층 사이의 금속층의 두께에 의해 저항이 낮아져 구동 특성을 향상시킨다.
또한, 금속 산화물을 포함하는 접착층 및 보호층 사이에 금속 물질을 포함하는 금속층이 배치되어 금속의 부식이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 터치스크린 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 패널의 평면도이다.
도 4는 도 3의 터치스크린 패널의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 터치스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6e는 도 3의 터치스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 평면도이다. 도 2는 도 1의 터치스크린 패널의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 터치스크린 패널(100)은 베이스 기판(110), 상기 베이스 기판(110) 상에 배치되는 복수의 투명 전극들(120), 상기 투명 전극들(120)을 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연결하기 위한 연결 패턴(115) 및 상기 투명 전극들(120)을 패드부(127)를 통해 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽 배선들(125)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 직교한다.
상기 베이스 기판(110)은 사용자의 터치를 위한 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 외곽부의 베젤에 해당되는 주변 영역(PA)을 포함한다.
예를 들어, 상기 베이스 기판(110)은 알루미노 규산염(alumino silicate) 또는 소다 석회(soda lime)를 포함하는 글라스 기판일 수 있다.
상기 복수의 투명 전극(120)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 배치되며, 상기 표시 영역(DA)에서는 투명 전극층의 역할을 한다. 상기 주변 영역(PA)에서는 상기 투명 전극(120)에서 발생한 전기적 신호를 외부의 칩으로 전달하는 배선층의 역할을 한다.
상기 투명 전극(120)은 터치스크린 패널(100)에 대한 터치 동작에 따른 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 상기 투명 전극(120)은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 모서리가 처리된 정사각형의 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 상기 터치스크린 패널(100)의 형상에 따라 상기 투명 전극(120)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 투명 전극(120)은 터치 입력에 따른 위치를 검출하기 위하여, 상기 제1 방향으로 연결된 제1 감지 패턴(120a) 및 상기 제2 방향으로 연결된 제2 감지 패턴(120b)을 포함한다.
상기 연결 패턴(115)은 상기 제1 방향을 따라 연결되는 제1 연결 패턴(115a) 및 상기 제2 방향을 따라 연결되는 제2 연결 패턴(115b)을 포함한다.
상기 제1 감지 패턴(120a)은 상기 제1 연결 패턴(115a)에 의해 상기 제1 방향을 따라 연결되도록 형성되어 상기 외곽 배선들(125)에 열 방향으로 연결된다.
상기 제2 감지 패턴(120b)은 상기 제1 감지 패턴(120a)과 절연되도록 상기 제1 감지 패턴(120a)들의 사이에 배치되며 상기 제2 연결 패턴(115b)에 의해 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연결되도록 형성되어 상기 외곽 배선들(125)에 행 방향으로 연결된다.
상기 제1 감지 패턴(120a) 및 상기 제2 감지 패턴(120b)은 동일한 레이어에 위치할 수 있으며, 패시베이션층(130)이 상기 제1 감지 패턴(120a) 및 상기 제2 감지 패턴(120b)의 사이에 배치되어 서로 절연될 수 있다.
상기 외곽 배선들(125)은 상기 베이스 기판(110)의 주변 영역(PA)에 형성되며, 상기 패드부(127)를 통해 상기 투명 전극(120)을 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로와 연결한다.
상기 터치스크린 패널은 정전용량 방식으로 터치스크린 패널의 일 예로서, 사람의 손 또는 펜 등과 같은 접촉 물체가 접촉되면 상기 투명 전극(120)으로부터 상기 외곽 배선들(125) 및 상기 패드부(127)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉 위치에 다른 정전 용량의 변화가 전달된다. 상기 정전 용량의 변화는 전기적 신호로 변화되어 접촉 위치가 파악된다.
상기 투명 전극(120)은 접착층(122), 금속층(124) 및 보호층(126)을 포함할 수 있다.
상기 접착층(122)은 상기 베이스 기판(110) 위에 배치된다. 예를 들어, 상기 접착층(122)은 인듐주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 접착층(122)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
예를 들어, 상기 접착층(122)의 두께가 50Å 미만일 경우 에치 특성(etch skew)이 변경되어 공정성에 어려움이 있다. 상기 접착층(122)의 두께가 140Å 초과할 경우 균일성(uniformity)이 변경되어 광학 특성이 낮아진다.
상기 접착층(122)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 접착층(122)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 접착층(122)은 상기 베이스 기판(110) 및 상기 금속층(124) 사이의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.
상기 금속층(124)은 상기 접착층(122) 위에 배치된다. 상기 금속층(124)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속층(124)은 은(Ag)을 포함한다.
상기 금속층(124)의 두께는 약 150Å 내지 250Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 금속층(124)의 두께는 200Å일 수 있다. 상기 금속층(124)은 투광성을 가질 수 있다.
상기 보호층(126)은 상기 금속층(124) 위에 배치된다. 상기 보호층(126)은 상기 접착층(122)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(126)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 보호층(126)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
예를 들어, 상기 보호층(126)의 두께가 50Å 미만일 경우 에치 특성(etch skew)이 변경되어 공정성에 어려움이 있다. 상기 보호층(126)의 두께가 140Å 초과할 경우 균일성(uniformity)이 변경되어 광학 특성이 낮아진다.
상기 보호층(126)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 보호층(126)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 보호층(126)은 상기 금속층(124)을 보호하는 역할을 한다.
상기 접착층(122), 상기 금속층(124) 및 상기 보호층(126)은 동일한 길이 및 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(122), 상기 금속층(124) 및 상기 보호층(126)의 길이 및 폭은 약 0.1㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 접착층(122), 상기 금속층(124) 및 상기 보호층(126)은 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 배치될 수 있다.
상기 투명 전극(120)은 투광성을 가지는 상기 접착층(122), 상기 금속층(124) 및 상기 보호층(126)이 순서대로 적층된 구조를 가진다. 예를 들어, 70Å의 접착층(122), 200Å의 금속층(124) 및 70Å의 보호층(126)의 구조는 3.78ohm/square의 낮은 면저항을 가질 수 있다.
따라서, 투명 전극(120)은 낮은 면저항과 투과성을 갖게 되어 상기 터치스크린 패널(100)의 표시 영역(DA)의 투명 전극층과 주변 영역(PA)의 배선층의 역할을 할 수 있다.
상기 투명 전극(120) 상에 패시베이션층(130)이 더 배치될 수 있다. 상기 패시베이션층(130)은 상기 투명 전극(120)의 상기 금속층(124)의 부식을 방지하는 역할을 한다. 상기 패시베이션층(130)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 패널의 평면도이다. 도 4는 도 3의 터치스크린 패널의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 터치스크린 패널(200)은 베이스 기판(210) 및 상기 베이스 기판(210) 상에 배치되는 복수의 투명 전극들(220), 상기 투명 전극들(220)을 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연결하기 위한 연결 패턴(215) 및 상기 투명 전극들(220)을 패드부(227)를 통해 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽 배선들(225)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 직교한다.
예를 들어, 상기 베이스 기판(210)은 투명 플라스틱 기판 또는 상기 투명 세라믹 기판과 같은 플렉서블 기판일 수 있다.
상기 투명 플라스틱 기판 및 상기 투명 세라믹 기판은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 술폰산계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(210)은 사용자의 터치를 위한 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 외곽부의 베젤에 해당되는 주변 영역(PA)을 포함한다.
상기 복수의 투명 전극(220)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 배치되며, 상기 표시 영역(DA)에서는 투명 전극층의 역할을 한다. 상기 주변 영역(PA)에서는 상기 투명 전극(220)에서 발생한 전기적 신호를 외부의 칩으로 전달하는 배선층의 역할을 한다.
상기 투명 전극(220)은 터치스크린 패널(200)에 대한 터치 동작에 따른 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 상기 투명 전극(220)은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 모서리가 처리된 정사각형의 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 상기 터치스크린 패널(200)의 형상에 따라 상기 투명 전극(220)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 투명 전극(220)은 터치 입력에 따른 위치를 검출하기 위하여, 상기 제1 방향으로 연결된 제1 감지 패턴(220a) 및 상기 제2 방향으로 연결된 제2 감지 패턴(220b)을 포함한다.
상기 연결 패턴(215)은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 감지 패턴(220a)과 연결되는 제1 연결 패턴(215a) 및 상기 제2 방향을 따라 상기 제2 감지 패턴(220b)과 연결되는 제2 연결 패턴(215b)을 포함한다.
상기 제1 감지 패턴(220a)은 제1 연결 패턴(215a)에 의해 상기 제1 방향을 따라 연결되도록 형성되어 상기 외곽 배선들(225)에 열 방향으로 연결된다.
상기 제2 감지 패턴(220b)은 상기 제1 감지 패턴(220a)과 절연되도록 상기 제1 감지 패턴(220a)들의 사이에 배치되며 제2 연결 패턴(215b)에 의해 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연결되도록 형성되어 상기 외곽 배선들(225)에 행 방향으로 연결된다.
상기 제1 감지 패턴(220a) 및 상기 제2 감지 패턴(220b)은 동일한 레이어에 위치할 수 있으며, 보호층(226)이 상기 제1 감지 패턴(220a) 및 상기 제2 감지 패턴(220b)의 사이에 배치된다. 따라서, 상기 보호층(226)은 상기 투명 전극(220)의 금속층(224)을 보호한다.
상기 외곽 배선들(225)은 상기 베이스 기판(210)의 주변 영역(PA)에 형성되며, 상기 패드부(227)를 통해 상기 투명 전극(220)을 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로와 연결한다.
상기 터치스크린 패널은 정전용량 방식으로 터치스크린 패널의 일 예로서, 사람의 손 또는 펜 등과 같은 접촉 물체가 접촉되면 상기 투명 전극(220)으로부터 상기 외곽 배선들(225) 및 상기 패드부(227)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉 위치에 다른 정전 용량의 변화가 전달된다. 상기 정전 용량의 변화는 전기적 신호로 변화되어 접촉 위치가 파악된다.
상기 투명 전극(220)은 접착층(222), 금속층(224) 및 보호층(226)을 포함할 수 있다.
상기 접착층(222)은 상기 베이스 기판(210) 위에 배치된다. 예를 들어, 상기 접착층(222)은 인듐주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 접착층(222)은 인듐 주석산화물(ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
예를 들어, 상기 접착층(222)의 두께가 50Å 미만일 경우 에치 특성(etch skew)이 변경되어 공정성에 어려움이 있다. 상기 접착층(222)의 두께가 140Å 초과할 경우 균일성(uniformity)이 변경되어 광학 특성이 낮아진다.
상기 접착층(222)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 접착층(222)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 접착층(222)은 상기 베이스 기판(210) 및 상기 금속층(224) 사이의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.
상기 금속층(224)은 상기 접착층(222) 위에 배치된다. 상기 금속층(224)의 측면은 노출되어 있다. 상기 금속층(224)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속층(224)은 은(Ag)을 포함한다.
상기 금속층(224)의 두께는 약 150Å 내지 250Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 금속층(224)의 두께는 200Å일 수 있다. 상기 금속층(224)은 투광성을 가질 수 있다.
상기 보호층(226)은 상기 금속층(224) 위에 배치된다. 상기 보호층(226)은 상기 표시 영역(DA) 및 상기 주변 영역(PA)에 배치된 상기 금속층(224)의 상면, 측면 및 상기 접착층(222)의 측면을 커버한다. 또한, 상기 보호층(226)이 상기 제1 감지 패턴(220a) 및 상기 제2 감지 패턴(220b)의 사이에 배치된다. 따라서, 상기 보호층(226)은 상기 투명 전극(220)의 상기 금속층(224)이 포함하는 금속 물질의 부식을 방지하는 역할을 한다.
상기 보호층(226)은 상기 접착층(222)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(226)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 보호층(226)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
예를 들어, 상기 보호층(226)의 두께가 50Å 미만일 경우 에치 특성(etch skew)이 변경되어 공정성에 어려움이 있다. 상기 보호층(226)의 두께가 140Å 초과할 경우 균일성(uniformity)이 변화되어 광학 특성이 낮아진다.
상기 보호층(226)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 보호층(226)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)은 동일한 길이 및 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)의 길이 및 폭은 약0.1㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)은 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 배치될 수 있다.
상기 투명 전극(220)은 투광성을 가지는 상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)이 순서대로 적층된 구조를 가진다. 예를 들어, 70Å의 접착층(222), 200Å의 금속층(224) 및 70Å의 보호층(226)의 구조는 3.78ohm/square의 낮은 면저항을 가질 수 있다.
따라서, 투명 전극(220)은 낮은 면저항과 투과성을 갖게 되어 상기 터치스크린 패널(200)의 표시 영역(DA)의 투명 전극층과 주변 영역(PA)의 배선층의 역할을 할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 터치스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 베이스 기판(110)을 준비한다. 상기 베이스 기판(110)은 투광성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(110)은 알루미노 규산염(alumino silicate) 또는 소다 석회(soda lime)를 포함하는 글라스 기판일 수 있다.
상기 베이스 기판(110)은 사용자의 터치를 위한 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 외곽부의 베젤에 해당되는 주변 영역(PA)을 포함한다.
상기 도 5b를 참조하면, 상기 베이스 기판(110) 상에 제1 투명 도전막(121), 금속막(123) 및 제2 투명 도전막(125)을 순차적으로 형성한다. 상기 제1 투명 도전막(121), 상기 금속막(123) 및 상기 제2 투명 도전막(125)은 스퍼터링(sputtering)법에 의한 박막 증착법으로 형성될 수 있다.
상기 스퍼터링법은 저온 공정에서 진행될 수 있어 상기 베이스 기판(110)의 열적 변형을 방지한다.
상기 제1 투명 도전막(121), 상기 금속막(123) 및 상기 제2 투명 도전막(125)은 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 투명 도전막(121)은 상기 제2 투명 도전막(125)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 투명 도전막(121) 및 상기 제2 투명 도전막(125)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 투명 도전막(121) 및 상기 제2 투명 도전막(125)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
상기 제1 투명 도전막(121) 및 상기 제2 투명 도전막(125)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 투명 도전막(121) 및 상기 제2 투명 도전막(125)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 금속막(123)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속막(123)은 은(Ag)을 포함한다.
상기 금속막(123)의 두께는 약 150Å 내지 250Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 금속막(123)의 두께는 200Å일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 상기 제1 투명 도전막(121), 금속막(123) 및 제2 투명 도전막(125)을 패터닝하여 접착층(122), 금속층(124) 및 보호층(126)을 베이스 기판(110) 상에 형성한다.
일 실시예에 있어서, 포토 리소그래피법에 의해 투명 전극(120)을 형성한다. 상기 베이스 기판(110) 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제1 투명 도전막(121), 상기 금속막(123) 및 상기 제2 투명 도전막(125)을 순차적으로 식각한다. 따라서, 표시 영역(DA)에서 투명 전극층의 역할을 하고, 주변 영역(PA)에서 배선층의 역할을 하는 접착층(122), 금속층(124) 및 보호층(126)을 포함하는 투명 전극(120)을 형성한다.
상기 투명 전극(120)은 터치스크린 패널(100)에 대한 터치 동작에 따른 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 상기 투명 전극(120)은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 모서리가 처리된 정사각형의 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 상기 터치스크린 패널(100)의 형상에 따라 상기 투명 전극(220)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 투명 전극(120) 상에 패시베이션층(130)을 형성한다. 상기 패시베이션층(130)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 도 3의 터치스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 베이스 기판(210)을 준비한다. 상기 베이스 기판(210)은 투광성 및 연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(210)은 투명 플라스틱 기판 또는 상기 투명 세라믹 기판과 같은 플렉서블 기판일 수 있다.
상기 투명 플라스틱 기판 및 상기 투명 세라믹 기판은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 술폰산계 수지 등을 포함할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 베이스 기판(210) 상에 제1 투명 도전막(221) 및 금속막(223)을 순차적으로 형성한다.
상기 제1 투명 도전막(221) 및 상기 금속막(223)은 스퍼터링(sputtering)법에 의한 박막 증착법으로 형성될 수 있다.
상기 스퍼터링법은 저온 공정에서 진행될 수 있어 상기 베이스 기판(210)의 열적 변형을 방지한다.
상기 제1 투명 도전막(221) 및 상기 금속막(223)은 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 투명 도전막(221)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 투명 도전막(221)은 인듐주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 투명 도전막(221)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
상기 제1 투명 도전막(221)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 투명 도전막(221)의 두께는 70Å일 수 있다.
상기 금속막(223)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 금속막(223)은 은(Ag)을 포함한다.
상기 금속막(223)의 두께는 약 150Å 내지 250Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 금속막(223)의 두께는 200Å일 수 있다.
도 6c를 참조하면, 상기 제1 투명 도전막(221) 및 상기 금속막(223)을 패터닝하여 접착층(222) 및 금속층(224)을 상기 베이스 기판(210) 상에 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판(210) 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제1 투명 도전막(221) 및 상기 금속막(223)을 순차적으로 식각한다. 따라서, 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 배치되는 접착층(222) 및 금속층(224)을 형성한다.
도 6d를 참조하면, 상기 접착층(222) 및 상기 금속층(224) 상에 제2 투명 도전막(225)을 형성한다.
상기 제2 투명 도전막(225)은 상기 제1 투명 도전막(221)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 투명 도전막(223)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 투명 도전막(223)은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide)을 포함한다.
상기 제2 투명 도전막(223)의 두께는 약 50Å 내지 140Å일 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 투명 도전막(223)의 두께는 70Å일 수 있다.
도 6e를 참조하면, 상기 접착층(222) 및 상기 금속층(224) 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 제2 투명 도전막(225)을 식각한다. 따라서, 상기 금속층(224)의 상면 및 측면을 커버하여 상기 금속층(224)의 부식을 방지하는 보호층(226)을 형성한다.
상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)은 동일한 길이 및 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)의 길이 및 폭은 약0.1㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)은 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 배치될 수 있다.
상기 투명 전극(220)은 투광성을 가지는 상기 접착층(222), 상기 금속층(224) 및 상기 보호층(226)이 순서대로 적층된 구조를 가진다. 예를 들어, 70Å의 접착층(222), 200Å의 금속층(224) 및 70Å의 보호층(226)의 구조는 3.78ohm/square의 낮은 면저항을 가질 수 있다.
상기 투명 전극(220)은 낮은 면저항과 투과성을 갖게 된다. 따라서, 터치스크린 패널(200)의 표시 영역(DA)에서 투명 전극층의 역할을 하고, 주변 영역(PA)에서 배선층의 역할을 하는 접착층(222), 금속층(224) 및 보호층(226)을 포함하는 투명 전극(220)을 형성한다.
상기 투명 전극(220)은 터치스크린 패널(200)에 대한 터치 동작에 따른 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 상기 투명 전극(220)은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 모서리가 처리된 정사각형의 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 상기 터치스크린 패널(200)의 형상에 따라 상기 투명 전극(220)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 산화물을 포함하는 접착층 및 보호층 사이의 금속층의 두께에 의해 저항이 낮아져 구동 특성을 향상시킨다.
또한, 금속 산화물을 포함하는 접착층 및 보호층 사이에 금속 물질을 포함하는 금속층이 배치되어 금속의 부식이 방지된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110, 210: 베이스 기판 DA: 표시 영역
PA: 주변 영역 115, 215: 연결 패턴
120, 220: 투명 전극 121, 221: 제1 투명 도전막
122, 222: 접착층 123, 223: 금속막
124, 224: 금속층 125, 225: 제2 투명 도전막
126, 226: 보호층 130: 패시베이션층

Claims (20)

  1. 베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판의 표시 영역에 배치되며, 접착층, 상기 접착층 위에 배치되는 금속층 및 상기 금속층 위에 배치되는 투명한 보호층을 포함하는 투명 전극을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 금속층의 상면 및 측면을 커버하고,
    상기 금속층의 측면과 상기 접착층의 측면은 동일한 식각면을 공유하고,
    상기 금속층의 두께는 150Å 내지 250Å이고, 상기 접착층 또는 상기 보호층의 두께는 50Å 내지 70Å인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착층 및 상기 보호층은 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착층 및 상기 금속층은 동일한 길이 및 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 접착층 및 상기 보호층은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 투명 전극은 상기 베이스 기판 상에 배열되는 복수의 감지 패턴 및 인접하는 상기 감지 패턴들을 연결하는 복수의 연결 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 감지 패턴은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 정사각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  9. 제1항에 있어서, 상기 투명 전극에 연결되며 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역 상에 형성되는 외곽 배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  10. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판은 알루미노 규산염 또는 소다 석회를 포함하는 글라스 기판인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  11. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판은 투명 플라스틱 기판 또는 투명 세라믹 기판을 포함하는 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  12. 제1항에 있어서, 상기 터치스크린 패널은 상기 투명 전극 위에 배치된 패시베이션층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  13. 베이스 기판 상에 제1 투명 도전막 및 금속막을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 패터닝하여, 접착층 및 상기 접착층 상에 배치된 금속층을 형성하는 단계;
    상기 접착층 및 상기 금속층 위에 제2 투명 도전막을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 투명 도전막을 패터닝하여, 상기 금속층의 상면 및 측면을 커버하는 투명한 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 금속층의 측면과 상기 접착층의 측면은 동일한 식각면을 공유하고,
    상기 금속층의 두께는 150Å 내지 250Å이고, 상기 접착층 또는 상기 보호층의 두께는 50Å 내지 70Å인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 패터닝하는 단계는,
    상기 베이스 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제1 투명 도전막 및 상기 금속막을 순차적으로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 투명 도전막을 패터닝 하는 단계는,
    상기 제2 투명 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 제2 투명 도전막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 접착층 및 상기 금속층은 동일한 길이 및 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 투명 도전막 및 상기 제2 투명 도전막은 인듐 주석 산화물 (ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물 (ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 베이스 기판은 투명 플라스틱 기판 또는 투명 세라믹 기판을 포함하는 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 접착층, 상기 금속층 및 상기 보호층을 포함하는 투명 전극은 사각 형상, 마름모의 형상 또는 정사각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 제조 방법.
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