KR102415044B1 - 터치 스크린 패널, 이의 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 스크린 패널은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고 제1 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 포함한다.

Description

터치 스크린 패널, 이의 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 표시 장치 {TOUCH SCREEN PANEL, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND TOUCH DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널의 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불량을 감소시켜 표시 품질을 향상시킬 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널의 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 표시 장치에 관한 것이다.
근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시 장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 전계 방출 장치(Field Emission Display Device FED), 전기 영동 표시 장치(Electrophoretic Display Device: EPD), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence emitting device: OLED) 등 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근, 이러한 표시 장치에 터치 스크린 패널 기능을 적용하는 연구가 진행중에 있다. 터치 스크린 패널은 손가락 또는 펜과 같은 물체로 표시 장치의 화면을 터치하는 방법에 의하여 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다. 이러한 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같은 표시 장치에 장착되어 동작하는 별도의 입력 장치를 대체할 수 있기 때문에 사용자의 편의성을 향상시키고자 그 이용 범위가 점차 확장되고 있다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다. 이중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 사람의 손 또는 펜과 같은 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.
일반적으로 터치 스크린 패널은 터치를 인식하는 터치 전극을 ITO (Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)로 형성한다. 그러나, ITO의 경우 원료인 인듐(Indium)이 고가여서 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
이에 따라, 불투명한 메탈 메쉬 패턴을 이용한 터치 전극이 개발되고 있다. 불투명한 메탈 메쉬 패턴으로 형성되는 전극은 ITO나 전도성 고분자에 비해 전기 전도도가 훨씬 우수하며, 제조 비용이 감소되는 장점이 있다.
그러나, 불투명한 메탈 메쉬 패턴을 터치 스크린용 터치 전극에 사용하는 경우 메탈 메쉬 패턴이 손상되는 문제 및 메탈의 반사율 차이에 의한 얼룩이 발생되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 불량을 감소시키고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고 제1 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 베이스 기판상에 배치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선들의 투과율은 50% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선들은 서로 이격되는 복수의 패턴부들을 포함하며, 상기 패턴부들의 폭의 합은 상기 패턴부들 사이의 공간의 폭의 합보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널은 상기 베이스 기판과 상기 제1 터치 전극 사이에 배치되는 제1 보호층 및 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 배치되는 제2 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 1.7 이상 1.8 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 보호층의 굴절율은 1.6 이상 1.75 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 상기 제2 보호층의 굴절률과 다른 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 유기물을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널은 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 절연시키는 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 동일한 층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널은 상기 분리된 제2 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결하는 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 영상을 표시 하는 표시 패널 및 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 포함하고, 상기 표시 패널 상부에 배치되는 터치 스크린 패널을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 박막 트랜지스터가 배치되는 하부 기판, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자를 커버하는 제2 전극 및 상기 하부 기판과 대향하며, 상기 제2 전극상에 배치되는 밀봉 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 박막 트랜지스터가 배치되는 하부 기판, 상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판 및 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 제조 방법은 베이스 기판 상에 제1 보호층을 형성하는 단계, 상기 제1 보호층 상에 제1 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 형성하는 단계 및 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선들의 투과율은 50% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선들은 서로 이격되는 복수의 패턴부들을 포함하며, 상기 패턴부들의 폭의 합은 상기 패턴부들 사이의 공간의 폭의 합보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 1.7 이상 1.8 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 보호층의 굴절율은 1.6 이상 1.75 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 상기 제2 보호층의 굴절률과 다른 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 유기물을 포함하는 제1층 및 상기 제1층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계는 상기 제1 보호층 상에 상기 제1 터치 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 터치 전극 상에 제1 절연층을 형성하는 단계, 상기 제1 절연층 상에 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계 및 상기 제2 터치 전극 상에 제2 절연층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계는 상기 제1 보호층 상에 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계 및상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 제조 방법은 상기 분리된 제2 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결하는 연결 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 터치 스크린 패널의 터치 전극들은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 메쉬 패턴들을 포함한다. 상기 금속 배선들은 50%이상의 투과율을 가지며, 상기 금속 배선들은 메쉬 패턴을 형성하므로 터치 스크린 패널의 투과율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 미세 패턴을 형성하여 터치 스크린 패널의 얼룩을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 베이스 기판과 제1 터치 전극 사이에 배치되는 제1 보호층 및 제2 터치 전극 상에 배치되는 제2 보호층을 보함한다. 따라서, 상기 제1 보호층은 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 서로 다른 굴절율을 갖는다. 이에 따라, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 금속 배선을 확대한 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다.
도 8은 도 1의 II-II'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 도 8의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 15는 도 14의 E부분을 확대한 평면도이다.
도 16은 도 14의 III-III'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 17 내지 도 20은 도 16의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 22는 도 21의 G부분을 확대한 평면도이다.
도 23은 도 21의 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 24 내지 도 27은 도 23의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 평면도이다. 도 8은 도 1의 II-II'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(300)은 베이스 기판(310), 제1 보호층(320), 제1 절연층(340), 제2 절연층(350), 제2 보호층(360), 제1 터치 전극(331), 제2 터치 전극(333) 및 연결 배선(335)을 포함한다.
상기 베이스 기판(310)은 투명 기판일 수 있다. 상기 베이스 기판(310)은 플렉시블(flexible)한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리메틸메타크릴레이트 메틸에스테르(PMMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 제조된 것과 같은 플렉시블(flexible)한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(310)은 폴리카보네이트(PC)를 포함하고, λ/4 위상차를 가지는 원편광 필름일 수 있다.
상기 베이스 기판(310)은 터치 표시 장치의 표시 패널을 구성하는 상부 기판일 수 있다. 또는 상기 베이스 기판(310)은 표시 패널 상에 부착되는 별도의 기판일 수 있다.
상기 베이스 기판(310) 상에는 제1 보호층(320)이 배치된다. 상기 제1 보호층(320)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(320)은 유기물을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함하는 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 보호층(320)은 1.7 이상 1.8 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(320)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(320)은 제2 보호층(360)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제1 보호층(320)은 상기 베이스 기판(310) 상에 배치되어, 터치 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판(310)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(320)은 제2 보호층과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 보호층(320) 상에는 제1 터치 전극(331)이 배치된다. 상기 제1 터치 전극(331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 배선(ML)들에 대하여는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 실시예에서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 다이아몬드 형상을 가질 수 있다. 상기 메쉬 패턴들은 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 메쉬 패턴들의 상기 금속 배선(ML)은 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 터치 전극(331) 상에는 제1 절연층(340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 절연층(340) 상에는 제2 터치 전극(333)이 배치된다. 상기 제2 터치 전극(333)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 금속 배선(ML)들에 대하여는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 메쉬 패턴들은 다이아몬드 형상을 가질 수 있다. 상기 메쉬 패턴들은 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성될 수 있다.
상기 제2 메쉬 패턴들의 상기 금속 배선(ML)은 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 터치 전극(333) 상에는 제2 절연층(350)이 배치된다. 제2 절연층(350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 절연층(350) 상에는 제2 보호층(360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 보호층(360)은 1.6 이상 1.75 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(360)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(360)은 제1 보호층(320)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제2 보호층(360)은 제1 보호층(320)과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 및 제2 터치 전극들(331, 333)은 서로 교호적으로 배치되며 X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성된 제 1 터치 전극(331)들 및 제 2 터치 전극(333)들을 포함한다. 이 때, 상기 제1 터치 전극(331)들 및 상기 2 터치 전극(333)들은 활성 영역에서 교호적으로 분산되어 배치되는 정전 용량 방식의 형태로 구현된다.
상기 제1 터치 전극(331) 및 상기 제2 터치 전극(333) 각각은 연결 배선(335)과 연결된다. 본 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 상기 제1 및 제2 터치 전극들(331, 333)로부터 상기 연결 배선(122)을 경유하여 외부 구동회로(미도시) 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달된다. 그러면, X 및 Y 입력 처리 회로(미도시) 등에 의해 정전 용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉 위치가 파악된다.
도 3은 도 2의 금속 배선을 확대한 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 전극(331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있으며, 제2 터치 전극(333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 1 및 제2 메쉬 패턴들은 각각 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)의 교차에 의해 형성된다.
상기 금속 배선(ML)은 복수의 미세 패턴들을 포함한다. 상기 금속 배선(ML)은 금속물질로 형성되는 패턴부(MP) 및 상기 패턴부(MP)들 사이의 공간부(MS)를 포함한다. 상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다. 또한 상기 패턴부(MP)의 폭은 75nm 이하일 수 있다. 상기 미세 패턴들의 피치가 150nm 이상 400nm 이하로 형성되는 경우, 빛의 파장별 특성 차이로 인해 표시 패널이 녹색을 띠거나 노란색을 띠는 현상이 나타날 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 미세 패턴들의 피치를 150nm 이하로 형성하여, 표시 패널의 불량을 감소시킬 수 있다.
상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상일 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 패턴부(MP)들의 폭의 합은 상기 공간부(MS)들의 폭의 합보다 작을 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상이므로, 상기 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들 및 제2 메쉬 패턴들의 투과율은 75% 이상이 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시에 따른 도 1의 B부분을 확대한 평면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 메쉬 패턴들 및 제2 메쉬 패턴들의 다양한 형태가 도시된다.
도 5의 메쉬 패턴은 금속 배선(ML)들이 불규칙적으로 배치되는 메쉬 패턴이고 상기 불규칙적인 메쉬 패턴을 갖는 전도성 배선의 제조는 단순하고, 관련 공정은 절감될 수 있다.
도 6의 메쉬 패턴은 금속 배선(ML)들이 서로 교차하여 직사각형 형상의 메쉬 패턴을 형성한다. 도 7의 메쉬 패턴은 금속 배선(ML)들이 서로 교차하여 육각형 형상의 메쉬 패턴을 형성한다. 따라서, 규칙적인 패턴에서 균일하게 배열되어 있다.
이는 터치 스크린 패널의 투과율을 균일하게 하고, 다른 한편으로 메쉬 패턴을 포함하는 터치 전극의 표면 저항을 균일하게 분포시킨다. 저항 편차가 작기 때문에, 저항 바이어스(bias)를 교정하기 위한 작업이 필요하지 않아서 상(image)을 균일하게 만든다.
상기 메쉬 패턴은 실질적으로 직교하는 직선 격자 패턴이 될 수 있고, 구부러진 곡선 격자 패턴이 될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 메쉬 패턴의 형상은 삼각형, 다이아몬드 또는 규칙적인 다각형 등과 같은 규칙적인 형상 또는 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
도9 내지 도 13은 도 8의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 베이스 기판(310) 상에 제1 보호층(320)이 형성된다.
상기 베이스 기판(310)은 투명 기판일 수 있다. 상기 베이스 기판(310)은 플렉시블(flexible)한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리메틸메타크릴레이트 메틸에스테르(PMMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 제조된 것과 같은 플렉시블(flexible)한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(310)은 폴리카보네이트(PC)를 포함하고, λ/4 위상차를 가지는 원편광 필름일 수 있다.
상기 베이스 기판(310)은 터치 표시 장치의 표시 패널을 구성하는 상부 기판일 수 있다. 또는 상기 베이스 기판(310)은 표시 패널 상에 부착되는 별도의 기판일 수 있다.
상기 베이스 기판(310) 상에는 제1 보호층(320)이 배치된다. 상기 제1 보호층(320)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(320)은 유기물을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함하는 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 보호층(320)은 1.7 이상 1.8 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(320)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(320)은 제2 보호층(360)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제1 보호층(320)은 상기 베이스 기판(310) 상에 배치되어, 터치 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판(310)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(320)은 제2 보호층과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 보호층(320) 상에 제1 터치 전극(331) 및 제1 절연층(340)이 형성된다.
상기 제1 터치 전극(331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 제1 터치 전극(331) 상에는 제1 절연층(340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 11은 도 10의 C부분을 확대한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 터치 전극(331)은 복수의 제1 금속 배선(ML1)들을 포함한다, 상기 제1 금속 배선(ML1)은 복수의 미세 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제1 터치 전극(331)은 나노 임프린트 공정을 통해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 공정에 의해 상기 제1 터치 전극(331)을 형성할 수 있다.
상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다. 또한 상기 패턴부(MP)의 폭은 75nm 이하일 수 있다. 상기 제1 금속 배선(ML1)의 투과율은 50% 이상일 수 있다. 상기 제1 금속 배선(ML1)의 투과율은 50% 이상이므로, 상기 제1 금속 배선(ML1)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들의 투과율은 75% 이상이 될 수 있다.
도 12을 참조하면, 상기 제1 절연층(340) 상에 제2 터치 전극(333) 및 제2 절연층(350)이 형성된다.
상기 제2 터치 전극(333)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 제2 터치 전극(333) 상에는 제2 절연층(350)이 배치된다. 제2 절연층(350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 13은 도 12의 D부분을 확대한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 제2 터치 전극(333)은 복수의 제2 금속 배선(ML2)들을 포함한다, 상기 제2 금속 배선(ML2)은 복수의 미세 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 터치 전극(333)은 나노 임프린트 공정을 통해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 공정에 의해 상기 제2 터치 전극(333)을 형성할 수 있다.
상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다. 또한 상기 패턴들의 폭은 75nm 이하일 수 있다. 상기 제2 금속 배선(ML2)의 투과율은 50% 이상일 수 있다. 상기 제2 금속 배선(ML2)의 투과율은 50% 이상이므로, 상기 제2 금속 배선(ML2)들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들의 투과율은 75% 이상이 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 절연층(350) 상에 제2 보호층(360)이 형성된다.
상기 제2 절연층(350) 상에는 제2 보호층(360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 보호층(360)은 1.6 이상 1.75 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(360)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(360)은 제1 보호층(320)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제2 보호층(360)은 제1 보호층(320)과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 15는 도 14의 E부분을 확대한 평면도이다. 도 16은 도 14의 III-III'라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 제1 터치 전극(1331), 제2 터치 전극(1333) 및 연결 전극(1337)을 제외하고는 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(1300)은 베이스 기판(1310), 제1 보호층(1320), 제1 절연층(1340), 제2 절연층(1350), 제2 보호층(1360), 제1 터치 전극(1331), 제2 터치 전극(1333), 연결 배선(1335) 및 연결 전극(1337)을 포함한다.
상기 제1 보호층(1320) 상에는 제1 터치 전극(1331) 및 제2 터치 전극(1333)이 배치된다. 상기 제1 터치 전극(1331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(1331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 터치 전극(1333)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(1333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있다.
상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333) 상에는 제1 절연층(1340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(1340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(1340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(1340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 1 절연층(1340) 상에는 연결 전극(1337)이 배치된다. 상기 연결 전극(1337)은 상기 분리된 제1 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 연결 전극(1337)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연결 전극(1337)은 상기 제1 메쉬 패턴들과 동일한 형상을 갖는 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 전극(1337) 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(1337) 상에는 제2 절연층(1350)이 배치된다. 제2 절연층(1350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(1350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(1350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 절연층(1350) 상에는 제2 보호층(1360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(1360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(1360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 17 내지 도 20은 도 16의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 17을 참조하면, 베이스 기판(1310) 상에 제1 보호층(1320)이 형성된다.
상기 베이스 기판(1310)은 투명 기판일 수 있다. 상기 베이스 기판(1310)은 플렉시블(flexible)한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리메틸메타크릴레이트 메틸에스테르(PMMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 제조된 것과 같은 플렉시블(flexible)한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(1310)은 폴리카보네이트(PC)를 포함하고, λ/4 위상차를 가지는 원편광 필름일 수 있다.
상기 베이스 기판(1310)은 터치 표시 장치의 표시 패널을 구성하는 상부 기판일 수 있다. 또는 상기 베이스 기판(1310)은 표시 패널 상에 부착되는 별도의 기판일 수 있다.
상기 베이스 기판(1310) 상에는 제1 보호층(1320)이 배치된다. 상기 제1 보호층(1320)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(1320)은 유기물을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함하는 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 보호층(1320)은 1.7 이상 1.8 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(1320)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(1320)은 제2 보호층(1360)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제1 보호층(1320)은 상기 베이스 기판(1310) 상에 배치되어, 터치 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판(1310)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(1320)은 제2 보호층과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 제1 보호층(1320) 상에 제1 터치 전극(1331), 제2 터치 전극(1333) 및 제1 절연층(340)이 형성된다. 즉, 상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333)은 동일한 층에 배치된다.
상기 제1 터치 전극(1331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(1331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 터치 전극(1333)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(1333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333) 상에는 제1 절연층(1340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(1340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(1340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(1340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 19는 도 18의 F 부분을 확대한 단면도이다.
도 19를 참조하면, 상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333)은 복수의 금속 배선(ML)들을 포함한다, 상기 금속 배선(ML)은 복수의 미세 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333)은 나노 임프린트 공정을 통해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 공정에 의해 상기 제1 터치 전극(1331) 및 상기 제2 터치 전극(1333)을 형성할 수 있다.
상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다. 또한 상기 패턴들의 폭은 75nm 이하일 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상일 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상이므로, 상기 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들 및 제2 메쉬 패턴들의 투과율은 75% 이상이 될 수 있다.
도 20을 참조하면, 상기 제1 절연층(1340) 상에 연결 전극(1337) 및 제2 절연층(1350)이 형성된다.
상기 1 절연층(1340) 상에는 연결 전극(1337)이 배치된다. 상기 연결 전극(1337)은 상기 분리된 제1 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 연결 전극(1337)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연결 전극(1337)은 상기 제1 메쉬 패턴들과 동일한 형상을 갖는 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 전극(1337) 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(1337) 상에는 제2 절연층(1350)이 배치된다. 제2 절연층(1350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(1350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(1350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 16을 참조하면, 상기 제2 절연층(1350) 상에는 제2 보호층(1360)이 형성된다.
상기 제2 절연층(1350) 상에는 제2 보호층(1360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(1360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(1360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 보호층(1360)은 1.6 이상 1.75 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(1360)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제2 보호층(1360)은 제1 보호층(1320)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제2 보호층(1360)은 제1 보호층(1320)과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 22는 도 21의 G부분을 확대한 평면도이다. 도 23은 도 21의 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 제1 터치 전극(2331), 제2 터치 전극(2333) 및 연결 전극(2337)을 제외하고는 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(2300)은 베이스 기판(2310), 제1 보호층(2320), 제1 절연층(2340), 제2 절연층(2350), 제2 보호층(2360), 제1 터치 전극(2331), 제2 터치 전극(2333), 연결 배선(2335) 및 연결 전극(2337)을 포함한다.
상기 제1 보호층(2320) 상에는 연결 전극(2337)이 형성된다. 상기 연결 전극(2337)은 분리된 제1 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 연결 전극(2337)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연결 전극(2337)은 상기 제1 메쉬 패턴들과 동일한 형상을 갖는 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 전극(2337) 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(2337) 상에는 제1 절연층(2340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(2340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(2340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(2340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 절연층(2340) 상에는 제1 터치 전극(2331) 및 제2 터치 전극(2333)이 배치된다. 상기 제1 터치 전극(2331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(2331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 터치 전극(2233)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(2333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있다.
상기 제1 터치 전극(2331) 및 상기 제2 터치 전극(2333) 상에는 제2 절연층(2350)이 배치된다. 상기 제2 절연층(2350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(2350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(2350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 절연층(2350) 상에는 제2 보호층(2360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(2360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(2360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 24 내지 도 27은 도 23의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 타나내는 단면도들이다.
도 24를 참조하면, 베이스 기판(2310) 상에 제1 보호층(2320)이 형성된다.
상기 베이스 기판(2310)은 투명 기판일 수 있다. 상기 베이스 기판(2310)은 플렉시블(flexible)한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리메틸메타크릴레이트 메틸에스테르(PMMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 제조된 것과 같은 플렉시블(flexible)한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(310)은 폴리카보네이트(PC)를 포함하고, λ/4 위상차를 가지는 원편광 필름일 수 있다.
상기 베이스 기판(2310)은 터치 표시 장치의 표시 패널을 구성하는 상부 기판일 수 있다. 또는 상기 베이스 기판(2310)은 표시 패널 상에 부착되는 별도의 기판일 수 있다.
상기 베이스 기판(2310) 상에는 제1 보호층(2320)이 배치된다. 상기 제1 보호층(2320)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(2320)은 유기물을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함하는 이중층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 보호층(2320)은 1.7 이상 1.8 이하인 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(2320)은 50nm 이상 150nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 보호층(2320)은 제2 보호층(360)과 다른 굴절율을 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제1 보호층(2320)은 상기 베이스 기판(2310) 상에 배치되어, 터치 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판(2310)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 보호층(2320)은 제2 보호층과 함께 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상하는 역할을 할 수 있다.
도 25를 참조하면, 상기 제1 보호층(2320) 상에 연결 전극(2337) 및 제1 절연층(2340)이 형성된다.
상기 제1 보호층(2320) 상에는 연결 전극(2337)이 형성된다. 상기 연결 전극(2337)은 분리된 제1 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 연결 전극(2337)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연결 전극(2337)은 상기 제1 메쉬 패턴들과 동일한 형상을 갖는 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 전극(2337) 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 인듐(In) 및 갈륨(GA)등의 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(2337) 상에는 제1 절연층(2340)이 배치된다. 상기 제1 절연층(2340)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(2340)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(2340)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 26을 참조하면, 상기 제1 절연층(2340) 상에 제1 터치 전극(2331), 제2 터치 전극(2333) 및 제2 절연층(2350)이 형성된다.
상기 제1 절연층(2340) 상에는 제1 터치 전극(2331) 및 제2 터치 전극(2333)이 배치된다. 상기 제1 터치 전극(2331)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제1 터치 전극(2331)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 터치 전극(2233)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 터치 전극(2333)은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 제2 메쉬 패턴들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있다.
상기 제1 터치 전극(2331) 및 상기 제2 터치 전극(2333) 상에는 제2 절연층(2350)이 배치된다. 상기 제2 절연층(2350)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(2350)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(2350)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 27은 도 26의 H 부분을 확대한 단면도이다.
도 27을 참조하면, 상기 제1 터치 전극(2331) 및 상기 제2 터치 전극(2333)은 복수의 금속 배선(ML)들을 포함한다, 상기 금속 배선(ML)은 복수의 미세 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제1 터치 전극(2331) 및 상기 제2 터치 전극(2333)은 나노 임프린트 공정을 통해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 공정에 의해 상기 제1 터치 전극(2331) 및 상기 제2 터치 전극(2333)을 형성할 수 있다.
상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하일 수 있다. 또한 상기 패턴들의 폭은 75nm 이하일 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상일 수 있다. 상기 금속 배선(ML)의 투과율은 50% 이상이므로, 상기 금속 배선(ML)들의 교차에 의해 형성되는 제1 메쉬 패턴들 및 제2 메쉬 패턴들의 투과율은 75% 이상이 될 수 있다.
도 23을 참조하면, 상기 제2 절연층(2350) 상에 제2 보호층(2360)이 형성된다.
상기 제2 절연층(2350) 상에는 제2 보호층(2360)이 배치된다. 상기 제2 보호층(2360)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(2360)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 28을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 유기발광 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 하부 기판(100), 버퍼층(102), 게이트 절연막(104), 층간절연막(106), 평탄절연막(108), 화소정의막(112), 박막트랜지스터(130), 제1 전극(146), 제2 전극(148), 유기 발광 소자(200) 및 밀봉 기판(150)을 포함한다.
하부 기판(100)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지, 술폰산계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(102)은 하부 기판(100) 상에 배치되고, 절연물질을 포함한다. 버퍼층(102)에 사용될 수 있는 절연물질의 예로는, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 산탄화물(SiOxCy), 실리콘 탄질화물(SiCxNy) 등의 무기절연물질을 포함한다. 상기 무기 절연물질들은 단독으로, 서로 조합된 화합물, 혼합물, 또는 적층구조물로 사용될 수 있다. 상기 버퍼층(102)이 적층구조물을 포함하는 경우, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 실리콘 산탄화막 및/또는 실리콘 탄질화막을 포함하는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(102)은 하부 기판(100)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 확산되는 현상을 방지하며, 후속하여 액티브 패턴(132, 134, 136)을 형성하기 위한 결정화 공정 동안 열의 전달 속도를 조절하여 액티브 패턴의 전기적 특성을 향상시킨다. 또한, 상기 버퍼층(102)은 하부 기판(100)의 표면을 평탄화시킨다.
상기 액티브 패턴(135)은 상기 버퍼층(102) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 상기 액티브 패턴(135)은 폴리실리콘을 포함한다. 상기 액티브 패턴(135)은 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(142)과 콘택되는 드레인 콘택부(132), 박막트랜지스터(130)의 소스 전극(144)과 콘택되는 소스 콘택부(136) 및 드레인 콘택부(132)와 소스 콘택부(136)의 사이에 배치되는 채널부(134)를 포함한다.
게이트 절연막(104)은 상기 액티브 패턴(135)이 형성된 버퍼층(102) 상에 배치되어 액티브 패턴(135)을 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)과 전기적으로 절연시킨다. 게이트 절연막(104)은 실리콘 산화물, 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(115)을 구성하는 금속 산화물은 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 티타늄 산화물(TiOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되거나 적층되어 사용될 수 있다. 게이트 절연막(104)은 액티브 패턴(135)은 소스 콘택부(136) 및 드레인 콘택부(132)를 노출하는 콘택홀들을 포함한다.
게이트 전극(138)은 게이트 절연막(104) 상에 배치된다. 게이트 전극(138)은 액티브 패턴(135)의 채널부(134) 상에 배치된다. 게이트 전극(138)과 소스 전극(144) 사이에 전압차가 형성되는 경우, 박막 트랜지스터(130)가 턴-온되어 채널부(134)를 통하여 드레인 전극(142)으로 전류가 흐른다.
게이트 전극(138)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(138)은 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlNx), 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx), 구리(Cu), 구리를 함유하는 합금, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 크롬 질화물(CrNx), 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiNx), 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 질화물(TaNx), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc), 스트론튬 루테늄 산화물(SRO), 아연 산화물(ZnOx), 인듐 주석 산화물(ITO), 주석 산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx), 갈륨 산화물(GaOx), 인듐 아연 산화물(IZO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 게이트 전극(138)은 금속막, 합금막, 금속 질화물막, 도전성 금속 산화물막 및/또는 투명 도전성 물질막을 포함하는 단층 구조 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
층간절연막(106)은 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)이 형성된 게이트 절연막(104) 상에 형성된다. 층간절연막(106)은 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)을 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)과 절연시킨다.
층간 절연막(106)은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 층간 절연막(125)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄질화물, 실리콘 산탄화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 층간 절연막(106)은 액티브 패턴(135)의 소스부(136) 및 드레인부(132)를 노출하는 콘택홀들을 포함한다.
소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)은 층간 절연막(106) 상에 형성된다. 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)은 상기 콘택홀들을 관통하여 액티브 패턴(132)의 소스부(136) 및 드레인부(132)에 각각 콘택된다.
상기 소스 및 드레인 전극(144, 142)은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 소스 및 드레인 전극(144, 142)은 각기 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 아연 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
평탄 절연막(108)은 소스 및 드레인 전극(144, 142) 및 데이터 라인(도시되지 않음)이 형성된 층간절연막(106) 상에 형성되어 소스전극(144)을 제1 전극(146)과 절연시킨다.
상기 평탄 절연막(108)은 유기절연물질 또는 무기절연물질을 포함한다. 예를 들면, 평탄 절연막(108)은 포토레지스트, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지, 감광성 아크릴 카르복실기를 포함하는 수지, 노볼락 수지, 알칼리 가용성 수지, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 산탄화물, 실리콘 탄질화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
상기 평탄 절연막(108)은 드레인 전극(142)을 노출시키는 콘택홀을 포함한다.
제1 전극(146)은 화소 영역에 대응되는 평탄절연막(108) 상에 배치되고 평탄절연막(108)의 콘택홀을 통하여 드레인 전극(142)에 전기적으로 연결된다.
상기 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제1 전극(146)은 반사성을 갖는 금속, 반사성을 갖는 합금 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(146)은 알루미늄, 은, 백금, 금(Au), 크롬, 텅스텐, 몰리브데늄, 티타늄, 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 이들 금속의 합금 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 전극(146)은 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 산화물, 인듐 갈륨 산화물, 갈륨 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
화소정의막(112)은 제1 전극(146)이 형성된 평탄 절연막(108) 상에 배치되어 제1 전극(146)의 일부를 노출시킨다. 화소 정의막(112)은 유기물질이나 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 화소 정의막(112)은 포토레지스트, 폴리아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 화소 정의막(112)에 의해 제1 전극(146)이 노출된 부분에 의해 상기 유기 발광 표시 장치의 표시 영역과 비표시 영역이 정의될 수 있다. 예를 들면, 화소 정의막(112)에 의해 제1 전극(146)이 노출된 부분이 위치하는 부분이 상기 표시 영역에 해당될 수 있다.
유기 발광 소자(200)는 화소 정의막(112)에 의해 노출된 제1 전극(146) 상에 배치되고, 제2 전극은 유기 발광 소자(200) 및 화소 정의막(112)을 커버한다.
상기 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제2 전극(148)은 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 산화물, 인듐 갈륨 산화물, 갈륨 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 유기발광 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 도 28의 표시 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 28의 표시 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 14 내지 도 20의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 14 내지 도 20의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 유기발광 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 도 28의 표시 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 28의 표시 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 21 내지 도 27의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 21 내지 도 27의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 31을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 하부 기판(110), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 액티브 패턴(AP), 화소 전극(PE), 제1 절연층(120), 제2 절연층(130), 유기막(140), 액정층(LC), 상부 기판(210), 블랙 매트릭스(220), 컬러 필터(230), 오버 코팅층(240) 및 공통 전극(250)을 포함한다.
상기 하부 기판(110)은 유리 기판, 쿼츠 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 베이스 기판(110) 상에 배치된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GE)과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트전극(GE)은 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 알루미늄 또는 이들의 합금을 포함하는 단일층 구조 또는 서로 다른 물질을 포함하는 복수의 금속층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 티타늄(Ti)을 포함하는 하부층 및 상기 하부층의 상부에 형성되며, 구리(Cu)를 포함하는 상부층을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE) 상에는 상기 제1 절연층(120)이 형성된다. 상기 제1 절연층(120)은 상기 베이스 기판(110) 및 상기 게이트 전극(GE)을 포함하는 제1 도전 패턴을 커버한다. 상기 제1 절연층(120)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(120)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 절연층(120)은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하고, 500Å의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 절연층(120)은 서로 다른 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 절연층(120) 상에는 액티브 패턴(AP)이 형성된다. 상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)이 형성된 영역의 상기 제1 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 액티브 패턴은 상기 게이트 전극(GE)과 중첩되고, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 각각과 부분적으로 중첩된다. 상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)과 상기 소스 전극(SE) 사이에 개재되고, 상기 게이트 전극(GE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이에 개재될 수 있다.
상기 액티브 패턴(AP) 상에는 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)이 형성된다. 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 액티브 패턴(AP) 위에 서로 이격되어 배치된다. 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 층으로 형성될 수 있다.
상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 알루미늄 또는 이들의 합금을 포함하는 단일층 구조 또는 서로 다른 물질을 포함하는 복수의 금속층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 구리(Cu)층 및 상기 구리(Cu)층의 상부 및/또는 하부에 형성된 티타늄(Ti)층을 포함할 수 있다.
상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 데이터 라인(DL) 상에는 제2 절연층(130)이 형성된다. 상기 제2 절연층(130)은 실리콘 산화물(SiOx) 및 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층(130)상에는 유기막(140)이 형성된다. 상기 유기막(140)은 상기 표시 기판(100)의 상면을 실질적으로 평탄화함으로써, 단차로 인해 발생하는 문제, 예를 들어, 신호 배선의 단선 등을 방지할 수 있다. 상기 유기막(140)은 유기 물질을 포함하는 절연층일 수 있다. 상기 유기막(140)은 컬러 필터일 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 유기막(140) 상에 배치되며, 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(PE)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 포함할 수 있다.
상기 상부 기판(210)은 유리 기판, 쿼츠 기판, 실리콘 기판, 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(220)는 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된 영역의 상기 상부 기판(210) 상에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(220)는 영상이 표시 되는 표시 영역에 인접하고 상기 영상이 표시되지 않는 주변영역에 대응하여 배치되며, 광을 차단한다.
상기 컬러 필터(230)는 상기 블랙 매트릭스(220)가 형성된 상기 상부기판(210) 상에 배치된다. 상기 컬러 필터(230)는 상기 액정층(LC)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(230)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(230)는 상기 단위 화소에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 단위 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(230)는 서로 인접한 단위 화소들의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(230)에 의해 서로 중첩되거나, 또는 서로 이격될 수 있다.
상기 오버 코팅층(240)은 상기 컬러 필터(230) 및 상기 블랙 매트릭스(220) 상에 형성된다. 상기 오버 코팅층(240)은 상기 컬러 필터(230)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(230)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 공통 전극(250)은 상기 오버 코팅층(240) 상에 배치된다.
상기 액정층(LC)은 상기 하부 기판(110) 및 상기 상부 기판(210) 사이에 배치된다. 상기 액정층(LC)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
또한, 상기 터치 표시 장치는 상기 표시 패널 하부 또는 측면에 배치되는 광원부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 13의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 32를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 도 31의 표시 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 31의 표시 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 14 내지 도 20의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 14 내지 도 20의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 33을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP) 및 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다.
상기 표시 패널(DP)은 도 31의 표시 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 31의 표시 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 터치 스크린 패널(TSP)은 도 21 내지 도 27의 터치 스크린 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 21 내지 도 27의 터치 스크린 패널과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 터치 스크린 패널의 터치 전극들은 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 메쉬 패턴들을 포함한다. 상기 금속 배선들은 50%이상의 투과율을 가지며, 상기 금속 배선들은 메쉬 패턴을 형성하므로 터치 스크린 패널의 투과율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 미세 패턴을 형성하여 터치 스크린 패널의 얼룩을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 베이스 기판과 제1 터치 전극 사이에 배치되는 제1 보호층 및 제2 터치 전극 상에 배치되는 제2 보호층을 보함한다. 따라서, 상기 제1 보호층은 스크린 패널의 제조 공정에서 발생될 수 있는 상기 베이스 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 서로 다른 굴절율을 갖는다. 이에 따라, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 터치 전극과 절연층 사이의 굴절율 차이로 인한 투과율 감소를 보상할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 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.
300: 터치 스크린 패널 310: 베이스 기판
320: 제1 보호층 340: 제1 절연층
350: 제2 절연층 360: 제2 보호층
331: 제1 터치 전극 333: 제2 터치 전극
335: 연결 배선 ML: 금속 배선

Claims (33)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극; 및
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 포함하고,
    상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 배선들의 투과율은 50% 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 금속 배선들은 서로 이격되는 복수의 패턴부들을 포함하며, 상기 패턴부들의 폭의 합은 상기 패턴부들 사이의 공간의 폭의 합보다 작은 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판과 상기 제1 터치 전극 사이에 배치되는 제1 보호층; 및
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 배치되는 제2 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 1.7 이상 1.8 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 보호층의 굴절율은 1.6 이상 1.75 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 상기 제2 보호층의 굴절률과 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 보호층은
    유기물을 포함하는 제1 층; 및
    상기 제1 층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  11. 제5항에 있어서, 상기 제2 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 서로 다른 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 절연시키는 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 동일한 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분리된 제2 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결하는 연결 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  17. 영상을 표시 하는 표시 패널; 및
    베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 포함하고, 상기 표시 패널 상부에 배치되는 터치 스크린 패널을 포함하고,
    상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하인 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 표시 패널은
    박막 트랜지스터가 배치되는 하부 기판;
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광 소자;
    상기 유기 발광 소자를 커버하는 제2 전극; 및
    상기 하부 기판과 대향하며, 상기 제2 전극 상에 배치되는 밀봉 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 표시 패널은
    박막 트랜지스터가 배치되는 하부 기판;
    상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  20. 베이스 기판 상에 제1 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제1 보호층 상에 제1 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제1 메쉬 패턴들을 포함하는 제1 터치 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며, 복수의 미세 패턴들을 포함하는 금속 배선들의 교차에 의해 형성되는 복수의 제2 메쉬 패턴들을 포함하는 제2 터치 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 미세 패턴들의 피치는 150nm 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서, 상기 금속 배선들의 투과율은 50% 이상인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 금속 배선들은 서로 이격되는 복수의 패턴부들을 포함하며, 상기 패턴부들의 폭의 합은 상기 패턴부들 사이의 공간의 폭의 합보다 작은 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 1.7 이상 1.8 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제2 보호층의 굴절율은 1.6 이상 1.75 이하인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 보호층의 굴절율은 상기 제2 보호층의 굴절률과 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  27. 제20항에 있어서, 상기 제1 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 보호층은
    유기물을 포함하는 제1층; 및
    상기 제1층과 중첩하고 산화 규소(SiOx)를 포함하는 제2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  29. 제20항에 있어서, 상기 제2 보호층은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 및 유기물로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  30. 제20항에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제1 보호층 상에 상기 제1 터치 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 터치 전극 상에 제1 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연층 상에 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 터치 전극 상에 제2 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  31. 제20항에 있어서, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제1 보호층 상에 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1 메쉬 패턴들은 서로 연결되어 있으며, 상기 제2 메쉬 패턴들은 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 분리된 제2 메쉬 패턴들을 전기적으로 연결하는 연결 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
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