KR20070065077A - 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20070065077A
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이지은
김진엽
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Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 화소 영역이 정의되고, 블랙 매트릭스가 형성된 제 1 기판을 마련되는 단계와, 상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬러 필터보다 낮은 높이의 높이 조절 패턴을 형성하는 단계와, 상기 컬러 필터 상에 제 1 스페이서를 형성하고, 상기 높이 조절 패턴 상에 제 2 스페이서를 형성하는 단계와, 전체 구조 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법과 상기 방법으로 제작된 터치 스크린 패널을 제공한다.
셀 갭용 컬럼 스페이서, 센싱용 컬럼 스페이서, 터치 스크린, 높이 조절 패턴

Description

터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법{TOUCH SCREEN PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 개념 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 종래의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 하부 기판의 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상부 기판의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 단면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 스페이서 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 9a 내지 도 9c는 컬러 필터와 높이 조절 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12, 120 : 블랙 매트릭스 13, 140 : 센싱용 컬럼 스페이서
14, 130 : 컬러 필터 16, 150 : 셀 갭용 컬럼 스페이서
본 발명은 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 디지털 터치 스크린 패널의 지지용 컬럼 스페이서와 센싱용 컬럼 스페이서의 제작 공정을 단순화 할 수 있는 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널이란, 키보드를 사용하지 않고 화상 표시 장치에 의해 화면에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체를 접촉시켜, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있는 장치를 말한다.
터치 패널, 특히 압력식 저항막 터치 패널은, 투명한 2개의 기판상에 저항 성분을 갖는 투명 전극을 일정한 간격 이격되어 마주보도록 각각 형성한다. 투명 전극에 전류를 흘려주면 저항성분에 의해 각각의 투명 전극에 전압이 걸리게되고, 손으로 접촉하게 되면 두 투명 전극이 접촉하게 된다. 따라서, 두 투명 전극의 저항 성분 때문에 저항의 병렬접속과 같은 형태가 되고, 저항값의 변화가 일어나게 되며, 이때 양 투명 전극에 흐르는 전류에 의하여 전압의 변화가 일어나게 되는 데 이때 이러한 전압의 변화정도로써 접촉된 위치를 알 수 있는 방식이다.
도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 개념 단면도이고, 도 2a 내지 도 2d는 종래의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 디지털 터치 스크린 패널(Digital Touch Screen Panel; DTSP)은 상판인 컬러 필터 기판(11)에 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)와 위치 센싱용 컬럼 스페이서(13)를 이원화하여 형성하고, 하판인 박막 트랜지스터 기판(21)에는 X, Y 축으로 신호 배선(22)과 연결되는 도체 플레이트(23)를 형성하여 물리적인 힘으로 상판을 누를 때 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)가 눌려 상판의 센싱용 컬럼 스페이서(13)와 하판의 도체 플레이트(23) 간의 전기적인 콘택이 가능하도록 하여 전기적인 신호를 센싱하여 X, Y 좌표 인식이 가능하도록 하는 구조로 되어 있다.
여기서, 컬러 필터 기판(11)은 블랙 매트릭스(12)와 컬러 필터(14)를 더 포함하고, 박막 트랜지스터 기판(21)은 미도시된 박막 트랜지스터, 화소 전극, 게이트 라인 및 드레인 라인을 더 포함한다. 그리고, 상술한 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)에 의해 마련된 상판과 하판 사이 영역에는 액정(미도시)이 마련된다.
종래에는 상술한 바와 같이 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)와 좌표 인식을 위한 센싱용 컬럼 스페이서(13)를 이원화하여 제작하였다. 하기에서는 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2a에 도시된 바와 같이 투광성의 컬러 필터 기판(11) 상에 블랙 매트릭스(12)를 패터닝한다. 블랙 매트릭스(12)는 불투광성 유기막을 도포한 다음 사진 현상 공정을 이용하여 화소 영역의 불투광성 유기막을 제거하여 형성한다.
다음으로, 패터닝된 블랙 매트릭스(12) 상에 센싱용 컬럼 스페이서(13)를 형성한다. 센싱용 컬럼 스페이서(13)는 투광성의 유기막을 도포한 다음 사진 현상 공정을 통해 블랙 매트릭스(12) 상부의 일부 영역에 유기막을 잔류시켜 형성한다.
도 2b에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(12)와 센싱용 컬럼 스페이서(13)가 형성된 기판(11) 상에 컬러 필터(14)를 형성한다. 즉, R, G, B의 컬러 필터(14)를 화소 영역 상에 형성한다.
도 2c에 도시된 바와 같이 전체 구조 상에 그 단차를 따라 투명 전극(15)을 형성한다. 이후, 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 투명 전극(15) 상측이 일부 영역에 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)를 형성한다. 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)는 전체 구조상에 투광성 유기막을 도포한 다음 사진 현상 공정을 통해 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 종래에는 센싱용 컬럼 스페이서(13)와, 셀 갭용 컬럼 스페이서(16)가 이원화되어 제작되기 때문에 동일한 컬럼 스페이서 형성공정을 두번 실시하여야 하기 때문에 제조 공정이 복잡해지고 이로인한 생산 원가의 상승과 같은 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 셀 갭용 컬럼 스페이서와 센싱용 컬럼 스페이서를 동시에 형성하여 제조 공정 수를 절감 시킬 수 있는 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한 다.
본 발명에 따른 화소 영역이 정의되고, 블랙 매트릭스가 형성된 제 1 기판을 마련되는 단계와, 상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬러 필터보다 낮은 높이의 높이 조절 패턴을 형성하는 단계와, 상기 컬러 필터 상에 제 1 스페이서를 형성하고, 상기 높이 조절 패턴 상에 제 2 스페이서를 형성하는 단계와, 전체 구조 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공한다.
상술한 상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬러 필터보다 낮은 높이의 상기 높이 조절 패턴을 형성하는 단계는, 상기 제 1 기판 상에 컬러 필터용 유기막을 도포 하는 단계와, 마스크를 이용한 노광 공정을 통해 상기 컬러 필터가 형성될 영역과, 상기 높이 조절 패턴이 형성되는 영역과, 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 상기 유기막의 화학적 특성이 각기 다르게 변화 되도록 하는 단계와, 현상 공정을 통해 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 유기막을 제거하고, 상기 높이 조절 패턴이 형성되는 영역의 유기막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 마스크는 슬릿 또는 하프톤 처리된 반투과 영역을 갖는 반투과 마스크를 사용하되, 상기 컬러 필터 형성 영역의 광을 차폐하는 차광영역과, 상기 높이 조절 패턴 형성 영역의 광을 반투과하는 반투과 영역과, 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 광을 투과하는 투과 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 컬러 필터는 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터를 사용하고, 상기 높이 조절 패턴은 상기 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터 중 적어도 어느 하나와 동시에 형성되는 것이 효과적이다.
그리고, 화소 영역 외측에 서로 교차하도록 마련된 게이트 라인과 드레인 라인과, 상기 화소 영역 내측 일부에 형성된 박막 트랜지스터가 형성된 제 2 기판을 마련하는 단계와, 상기 제 2 기판의 상기 화소 영역에 화소 전극을 형성하고, 상기 게이트 라인 및 상기 드레인 라인과 각기 동일한 연장 방향을 갖는 제 1 및 제 2 신호 배선을 형성하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 스페이서와 공통 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 화소 전극과 제 1 및 제 2 신호 배선이 형성된 제 2 기판을 합착 밀봉하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 블랙 매트릭스는 상기 제 2 기판의 상기 화소 전극이 형성되지 않는 영역과 대응하는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 스페이서는 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩되는 영역에 형성되는 것이 효과적이다. 물론 상기 제 2 스페이서는 상기 제 1 및 제 2 신호 배선과 대응하는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 상에 형성된 유기 절연막과, 상기 유기 절연막 상에 패터닝된 화소전극 및 제 1 및 제 2 신 호 배선을 포함하는 하부 기판과, 블랙 매트릭스와, 컬러 필터와, 상기 블랙 매트릭스 상에 형성된 높이 조절 패턴과, 상기 컬러 필터 상에 형성되어 상기 유기 절연막과 접하는 제 1 스페이서와, 상기 높이 조절 패턴 상에 형성되어 상기 제 1 또는 제 2 신호 배선과 일정 간격 이격된 제 2 스페이서를 포함하는 상부 기판과, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 마련된 액정을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터 상측 영역에 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩되고, 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩된 영역에 상기 제 1 스페이서가 마련되는 것이 바람직하다. 상술한 상기 상부 기판의 표면에 마련된 공통 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상부에 또는 위에 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 바로 상부 또는 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 하부 기판의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상부 기판의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 컬러 필터(130), 셀 갭용 컬럼 스페이서(150) 및 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 포함하는 상부 기판(1000)과, 박막 트랜지스터(221, 231, 232), 게이트 라인(220), 소스 라인(230), 화소 전극(250)과 센싱을 위한 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)을 포함하는 하부 기판(2000)과, 상기 상부 기판(1000)과 하부 기판(2000) 사이에 마련된 액정(미도시)을 포함한다.
상기의 하부 기판(2000)은 도 3에 도시된 바와 같이 투광성 절연 기판(210) 상에 게이트 신호를 전달하며 제 1 방향으로 연장되고 제 2 방향으로 소정 간격을 갖도록 배열된 복수의 게이트 라인(220)과, 게이트 라인(220)에 교차하여 형성된 복수의 소스 라인(230)과, 게이트 라인(220)과 소스 라인(230)에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(250)과, 게이트 라인(220)과 소스 라인(230)의 교차점에 매트릭스 형태로 마련된 복수의 박막 트랜지스터(221, 231, 232)를 포함하고, 상기 화소 전극(250)과 동일 면상에 형성되고 위치 센싱을 위한 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)을 포함한다. 이때, 제 1 신호 배선(260)은 게이트 라인(220) 상부에 마련되고, 제 2 신호 배선(270)은 소스 라인(270)의 인접영역에 이와 동일한 방향으 로 연장되도록 마련된다. 즉, 수직 방향으로 소스 라인(230)과 제 2 신호 배선(270)이 마련되고, 수평 방향으로는 게이트 라인(220)과 제 1 신호 배선(260)이 마련된다. 상기 도 3에서는 한 픽셀 즉, R, G, B 각각의 서브 픽셀 3개가 하나의 픽셀을 이루는 구조의 외측 가장자리에 마련된 소스 라인(230)의 인접 영역에 제 2 신호 배선(270)이 마련되도록 도시하였다. 하지만 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 각 서브 팩셀의 소스 라인(230) 인접 영역에 제 2 신호 배선(270)이 마련될 수도 있다. 또한, 도면에는 도시 되지는 않았지만 상기 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)의 일측에는 이와 접속된 소정의 도전성 패드가 마련된다. 이러한 도전성 패드를 통해 상부 기판(1000) 상에 마련된 센싱용 컬럼 스페이서(140)와 신호 배선(260, 270)간의 접촉면적을 넓혀 센싱 능력을 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서 화소 전극(250)과 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)은 투명한 전도성 재질의 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO)를 사용한다. 또한, 게이트 라인(220) 및 소스 라인(230)은 Al, Nd, Ag, Cr, Ti, Ta 및 Mo 중 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 게이트 라인(220) 및 소스 라인(230)은 단일층 뿐 아니라 복수 금속층의 다중층으로 형성될 수 있다. 즉, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 형성할 수도 있다. 물론 게이트 라인 또한 상술한 금속으로 형성할 수도 있다.
한편, 상부 기판(1000)은 도 4에 도시된 바와 같이 화상을 표시 하는 화소 영역 이외의 영역의 빛샘을 방지하는 블랙 매트릭스(120)와, 화소 영역에 형성된 컬러 필터(130)와, 상기 블랙 매트릭스(120)의 일측에 마련된 센싱용 컬럼 스페이서(140)와, 상기 블랙 매트리스(120)와 컬러 필터(130)가 중첩되는 영역에 마련된 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와, 공통 전원이 인가되는 공통 전극(160)을 포함한다. 이때, 상기 센싱용 컬럼 스페이서(140)의 하부에는 센싱용 컬럼 스페이서(140)의 높이를 조절하는 높이 조절 패턴(135)이 형성된다.
여기서, 상기 블랙 매트릭스(120)는 도 3의 화소 전극(250)이 마련된 영역 이외의 모든 영역에 대응하는 상부 기판(1000) 상에 형성되고, 컬러 필터(130)는 게이트 라인(220)과 소스 라인(230)으로 이루어진 영역과 대응하도록 형성된다. 이를 통해 박막 트랜지스터(221, 231, 232)가 형성되는 영역에 블랙 매트릭스(120)와 컬러 필터(130)가 중첩되는 영역이 마련된다. 따라서, 본 실시예에서는 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 이 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 이는 본 실시예에서는 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 동시에 형성한 후, 그 상부에 공통 전극(160)을 형성하기 때문이다. 이경우, 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)는 하부 기판과(2000) 접하게 되므로 인해 하부 기판(2000) 상에 형성된 화소 전극(250) 또는 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)과 중첩되지 않도록 하는 것이 바람직하고, 또한, 상부 기판(1000)과 하부 기판(2000) 사이의 셀갭을 충분히 유지하기 위해서는 컬러 필터(130) 상부에 마련되는 것이 바람직하기 때문이다.
그리고, 센싱용 컬럼 스페이서(140)는 제 1 또는 제 2 신호 배선(260, 270)과 대응되는 영역에 마련되는 것이 효과적이다. 그리고, 센싱용 컬럼 스페이서 (140)의 하측에는 이의 높이를 조절하기 위한 조절 패턴(135)을 형성한다.
셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 단일 공정으로 제작하게 되면 이둘의 높이는 동일하게 된다. 하지만, 두 스페이서의 하측에 위치하는 박막의 높이차로 인하여 투명 절연 기판(110) 상에서 부터의 높이는 서로 달라지게 된다. 즉, 앞서 설명하였듯이 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)는 그 하부에 블랙 매트릭스(120)와 컬러 필터(130)가 마련되어 있기 때문에 블랙 매트릭스(120)와 조절 패턴(135)이 그 하부에 마련된 센싱용 컬럼 스페이서(140) 보다는 그 높이가 높게 된다. 이를 통해 상부 기판(1000)과 하부 기판(2000)을 합착 밀봉하게 되면 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)는 하부 기판(2000)에 접속하게 되지만 센싱용 컬럼 스페이서(140)는 소정 간격 이격될 수 있게 된다. 그리고, 본 실시예에서는 상기 하부 기판(2000)의 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270)의 일측에 도전성 패드가 형성될 경우 상기 센싱용 컬럼 스페이서(140)는 상기 도전성 패드에 대응되는 블랙 매트릭스(135) 상에 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 상부 기판(1000) 상에 센싱용 컬럼 스페이서(140)와 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 동시에 형성한다. 하기에서는 이러한 센싱용 컬럼 스페이서(140)와 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 동시에 제작하는 터치 스크린 패널의 스페이서 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 스페이서 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 9a 내지 도 9c는 컬러 필터와 높이 조절 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 블랙 매트릭스 패턴(120)을 투광성 절연 기판(110) 상에 형성한다.
상기 블랙 매트릭스(120)는 블랙 매트릭스용 차광성막을 도포한 다음 패터닝을 위한 마스크를 이용한 사진 현상 공정을 실시하여 블랙 매트릭스용 차광성막을 패터닝하여 형성한다. 이때, 블랙 매트릭스용 차광성막으로는 크롬/산화크롬 이중층 또는 카본블랙, 산화티탄 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 상기 블랙 매트릭스(120) 상에 컬러 필터용 유기막(131)을 도포한 다음 이를 패터닝 하여 상기 블랙 매트릭스(120)와 그 일부가 중첩되는 컬러 필터(130)와, 상기 블랙 매트릭스(120) 상에 높이 조절 패턴(135)을 형성한다.
이때, 높이 조절 패턴(135)은 컬러 필터용 유기막(131)을 사용하여 제작하되, 컬러 필터보다 그 높이가 낮게 제작 되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 높이차로 인하여 높이 조절 패턴(135) 상에 형성되는 센싱용 컬럼 스페이서 영역의 전체 높이가 셀 갭용 컬럼 스페이서 영역의 전체 높이보다 낮게 제작될 수 있다. 따라서, 상기 높이 조절 패턴(135)의 높이에 의해 그 상부에 형성되는 센싱용 컬럼 스페이서(140)와 하부 기판(2000)의 제 1 및 제 2 신호 배선(260, 270) 사이의 거리를 조절할 수 있게 된다. 이를 통해 터치 스크린 패널의 제품 특성중 중요한 요소를 차지하는 터치 센싱 압력을 용이하게 조절할 수 있게 된다. 이러한 높이 조절 패턴(135)과 컬러 필터(130)의 형성 방법을 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(120)가 형성된 기판(110) 상 에 컬러 필터용 유기막(131)을 도포한다. 도 9b에 도시된 바와 같이 슬릿 마스크(170)를 이용하여 노광을 실시한다. 이때, 상기 슬릿 마스크(171)는 컬러 필터가 형성되는 영역을 차광하는 차광영역(171)과, 컬러 필터가 형성되지 않는 영역을 노광하는 투광영역(172)과, 높이 조절 패턴이 형성되는 영역의 광량을 조절하는 슬릿 영역(173)을 포함한다. 이때, 슬릿 영역(173)은 도시된 바와 같이 투광부가 슬릿 형태로 마련되어 형성될 수도 있고, 별도의 반투과 물질로 이루어진 영역일 수도 있다. 본 실시예에서는 상술한 바와 같은 슬릿 마스크(170)를 이용한 노광을 실시하게 되면 차광 영역(171) 하부의 유기막(131)은 그 화학적 특성이 변화하지 않게 되는 반면에 투광 영역(172) 하부의 유기막(131)은 광에 의해 그 화학적 특성이 변화하게 된다. 그리고, 슬릿 영역(173) 하부에 유기막(131)은 광에 의해 조사되는 양이 투광 영역(172)에 비하여 적기 때문에 유기막(131)의 상측 영역만이 광에 의해 그 화학적 특성이 변화하게 된다. 이후, 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 슬릿 마스크(170)를 제거하고 현상공정을 실시하게 되면 그 화학적 특성이 변화된 유기막(131)은 제거된다. 따라서, 차광 영역(171)에 해당하는 영역의 기판(110) 상에는 컬러 필터(130)가 형성되고, 투광 영역(172)에 해당하는 영역의 기판(110) 상에는 박막이 형성되지 않고, 슬릿 영역(173)에 해당하는 기판(110) 상에는 그 높이가 낮은 높이 조절 패턴(135)이 형성되게 된다. 현상후, 소정의 베이킹 공정을 실시할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 컬러 필터(130)로 레드 컬러(R), 그린 컬러(G) 및 블루 컬러(B)를 사용한다. 따라서, 상기 높이 조절 패턴(135)을 상기 컬러 중 적어 도 어느 하나와 동시에 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 만일 그린 컬러(G) 및 블루 컬러(B)를 동일한 마스크를 사용하여 제작하고, 레드 컬러(R)를 별도의 마스크를 사용하여 제작할 경우, 레드 컬러(R)와 높이 조절 패턴(135)을 동시에 형성하는 것이 효과적이다. 이를 좀더 상세히 설명하면, 블랙 매트릭스(120)가 형성된 기판(110) 상에 아조계 적색안료를 포함하는 감광막을 도포하고, 슬릿 마스크(170)를 이용하여 감광막을 소정의 패턴이 되도록 노광한다. 이후, 노광된 패턴에 따라 감광막을 현상하고 현상된 감광막을 경화시켜 적색 컬러 필터와 높이 조절 패턴(135)을 동시에 형성하는 것이 바람직하다. 이어서, 적색 컬러 필터가 형성된 기판 상에 프로타로시안닌계 녹색안료를 포함하는 감광막을 도포하고, 마스크를 이용하여 감광막을 소정의 패턴이 되도록 노광한다. 이후, 노광된 패턴에 따라 감광막을 현상하고, 현상된 감광막을 경화시켜 녹색 컬러 필터를 형성하는 것이 바람직하다. 이어서, 기판(110) 상에 프타로시아닌계 청색안료를 포함하는 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 노광과 현상을 실시한 다음 감광막을 경화시켜 청색 컬러 필터를 형성하는 것이 바람직하다. 각 컬러 필터을 형성하는 순서는 여러가지로 변경될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 컬러 필터(130) 상에 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 형성하고, 상기 높이 조절 패턴(135) 상에 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 형성한 다음 전체 구조 상에 공통 전극(160)을 형성한다.
상기와 같이 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 동시에 형성하기 위해 컬러 필터(130)와 높이 조절 패턴(135)이 형성된 기판(110) 상 에 스페이서용 투광성 유기막을 도포한다. 이후, 마스크를 이용한 노광과 형상 공정을 통해 컬러 필터 기판(130)의 일부에 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 형성하고 동시에 높이 조절 패턴(135) 상에 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 형성한다. 이를 통해 높이차를 갖는 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)는 동시에 형성할 수 있게 되어 제조 공정을 단순화 시킬 수 있게 된다. 앞서 설명하였듯이 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)의 이러한 높이차는 그 하부에 형성되는 패턴(컬러 필터(130), 높이 조절 패턴(135))의 높이차에 기인하는 것으로 전체 판넬 내에서 이 높이차가 균일해질 수 있어 터치 스크린 패널의 불량률을 감소시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 높이차를 갖는 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)와 센싱용 컬럼 스페이서(140)를 동시에 형성된 기판(110) 상에 그 단차를 따라 공통 전극(160)을 형성한다. 이때 공통 전극(160)으로 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 공통 전극(160)은 센싱용 컬럼 스페이서(140)의 표면에 마련되어 외부에서 터치 센싱 압력이 인가될 경우 하부 기판(2000)에 마련된 제 1 또는 제 2 신호 전극(260, 270) 중 적어도 일부와 접속되어 접속된 영역의 X, Y좌표를 인식할 수 있도록 할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 센싱용 컬럼 스페이서(140)와 동시에 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)도 형성되기 때문에 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)의 외측면에도 공통 전극(160)이 형성된다. 이때, 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)는 하부 기판(2000)과 접하여 두 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 하기 때문에 만일 하부 기판(2000)에 마련된 화소 전 극(250) 또는 제 1 및 제 2 신호 전극(260, 270) 상에 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)가 형성될 경우에는 쇼트가 발생하여 패널을 사용할 수 없게 된다. 따라서 본 실시예에서는 상기 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)를 화소 전극(250) 또는 제 1 및 제 2 신호 전극(260, 270)이 형성되지 않는 컬러 필터(130) 상측의 일부에 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제작된 상부 기판(1000)과 앞선 설명에서 설명한 구조의 하부 기판(2000)을 서로 마주보도록 정렬한 다음 가압하여 밀봉한다. 이때, 상부 기판(1000)과 하부 기판(2000)은 셀 갭용 컬럼 스페이서(150)에 의해 두 기판이 가압 밀봉 되더라고 기판 사이의 셀 갭을 유지할 수 있게 된다. 또한, 셀 갭용 컬럼 스페이서(150) 보다 낮은 높이고 센싱용 컬럼 스페이서(140)가 형성되어 있기 때문에 하부 기판(2000)과 센싱용 컬럼 스페이서(140)는 일정한 거리가 이격되도록 할 수 있다. 이후, 상기 두 기판 사이에 액정을 주입하여 터치 스크린 패널을 제작한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 셀 갭용 컬럼 스페이서와 센싱용 컬럼 스페이서를 동시에 형성하여 공정 수를 절감시킬 수 있고, 공정 수 절감을 통해 액정 표시 패널의 생상 원가를 줄일 수 있다.
또한, 컬러 필터와 이보다 낮은 높이의 높이 조절 패턴을 동시에 형성하고, 컬러 필터 상부에 셀 갭용 컬럼 스페이서를 형성하고, 높이 조절 패턴 상에 센싱용 컬럼 스페이서를 형성하여 센싱용 컬럼 스페이서와 하부기판 사이의 간격을 일정하 게 유지할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (11)

  1. 화소 영역이 정의되고, 블랙 매트릭스가 형성된 제 1 기판을 마련되는 단계;
    상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬러 필터보다 낮은 높이의 높이 조절 패턴을 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터 상에 제 1 스페이서를 형성하고, 상기 높이 조절 패턴 상에 제 2 스페이서를 형성하는 단계;
    전체 구조 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화소 영역에 컬러 필터를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 컬러 필터보다 낮은 높이의 상기 높이 조절 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 기판 상에 컬러 필터용 유기막을 도포 하는 단계;
    마스크를 이용한 노광 공정을 통해 상기 컬러 필터가 형성될 영역과, 상기 높이 조절 패턴이 형성되는 영역과, 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 상기 유기막의 화학적 특성이 각기 다르게 변화 되도록 하는 단계;
    현상 공정을 통해 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 유기막을 제거하고, 상기 높이 조절 패턴이 형성되는 영역의 유기막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패턴의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마스크는 슬릿 또는 하프톤 처리된 반투과 영역을 갖는 반투과 마스크를 사용하되, 상기 컬러 필터 형성 영역의 광을 차폐하는 차광영역과, 상기 높이 조절 패턴 형성 영역의 광을 반투과하는 반투과 영역과, 상기 컬러 필터 및 상기 높이 조절 패턴이 형성되지 않는 영역의 광을 투과하는 투과 영역을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬러 필터는 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터를 사용하고, 상기 높이 조절 패턴은 상기 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터 중 적어도 어느 하나와 동시에 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    화소 영역 외측에 서로 교차하도록 마련된 게이트 라인과 드레인 라인과, 상 기 화소 영역 내측 일부에 형성된 박막 트랜지스터가 형성된 제 2 기판을 마련하는 단계;
    상기 제 2 기판의 상기 화소 영역에 화소 전극을 형성하고, 상기 게이트 라인 및 상기 드레인 라인과 각기 동일한 연장 방향을 갖는 제 1 및 제 2 신호 배선을 형성하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 스페이서와 공통 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 화소 전극과 제 1 및 제 2 신호 배선이 형성된 제 2 기판을 합착 밀봉하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 제 2 기판의 상기 화소 전극이 형성되지 않는 영역과 대응하는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 스페이서는 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩되는 영역에 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 스페이서는 상기 제 1 및 제 2 신호 배선과 대응하는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  9. 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터 상에 형성된 유기 절연막과, 상기 유기 절연막 상에 패터닝된 화소전극 및 제 1 및 제 2 신호 배선을 포함하는 하부 기판;
    블랙 매트릭스와, 컬러 필터와, 상기 블랙 매트릭스 상에 형성된 높이 조절 패턴과, 상기 컬러 필터 상에 형성되어 상기 유기 절연막과 접하는 제 1 스페이서와, 상기 높이 조절 패턴 상에 형성되어 상기 제 1 또는 제 2 신호 배선과 일정 간격 이격된 제 2 스페이서를 포함하는 상부 기판;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 마련된 액정을 포함하는 터치 스크린 패널.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 상측 영역에 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩되고, 상기 블랙 매트릭스와 상기 컬러 필터가 중첩된 영역에 상기 제 1 스페 이서가 마련된 터치 스크린 패널.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 상부 기판의 표면에 마련된 공통 전극을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
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