KR20120045959A - 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

외부 광에 의한 하부 전극의 반사를 최소화하고, 터치패널의 제조비용을 절감할 수 있는 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은, 절연 기판, 상기 기판 상에 형성된 다수의 하부 전극, 상기 하부 전극 상에 형성된 불투명 절연막 및 상기 불투명 절연막 상에 형성되며, 상기 다수의 하부 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 상부전극을 포함한다.

Description

터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법{Touch panel, a flat panel display device comprising the same and method for manufacturing of touch panel}
본 발명은 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 광에 의한 하부 전극의 반사를 최소화하고, 터치패널의 제조비용을 절감할 수 있는 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이장치는 시각정보 전달매체로서, 브라운관 면에 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 것을 말한다.
일반적으로 평판디스플레이(Flat Panel Display : FPD)장치는 TV 또는 컴퓨터 모니터 브라운관을 이용하여 보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치로서, 그 종류에는 액정을 이용한 LCD(Liquid Crystal Display), 가스 방전을 이용한 PDP(Plasma Display Panel : PDP) 및 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용하여 만든 유기물질인 OLED(Organic Light Emitting) 등이 있다.
한편, 평판디스플레이장치의 상부에 배치되며, 사용자가 표시화면에 손가락 또는 펜과 같은 기구물로 눌러 해당 명령을 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 개발되었다.
터치패널은 예를 들면, 은행의 자동인출기부터 PDA(Portable Digital Apparatus), 노트북 컴퓨터, 타블렛피씨(Tablet PC) 등의 휴대용 정보기기까지 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 터치패널에 부착되는 평판디스플레이장치는 일반적으로 LCD가 가장 많이 사용되고 있다.
이와 같은 터치패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식(resistive type), 정전 용량형(capacitive type) 및 전기자기장형(electro-magnetic type) 등으로 구분할 수 있다.
상기와 같은 터치패널 중 정전용량 방식은 손가락 또는 펜과 같은 도전체가 상부 유리기판 근처에 위치하거나 또는 터치하였을 경우 전압 강하가 발생하여 터치 위치를 검출하는 방식이다.
정전용량 방식의 터치패널은 저항막 방식의 터치패널처럼 중간에 공기층이 없고 계면에서 발생하는 반사율을 크게 억제할 수 있으며, 간섭 불균일(뉴톤링)이나 반짝거림이 발생하기 어려운 구조로 되어 있어 광학특성이 뛰어나다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 정전용량 방식을 사용하는 터치패널의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 절연 기판(10)은 배선 형성 영역(a)과 전극 형성 영역(b) 및 패드 형성 영역(c)을 포함한다.
먼저, 기판(10)의 전면에는 제1 금속막(미도시)을 형성하고, 제1 금속막 상에 포토 레지스트를 도포한 후, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
그 다음, 패터닝 된 포토 레지스트를 식각 마스크로 사용하여 제1 금속막을 식각함으로써 기판(10)의 전극 형성 영역(b)을 제외하고 배선 형성 영역(a)과 패드 형성 영역(c)에 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12)를 각각 형성한다.
도 1b를 참조하면, 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12)를 포함한 기판(10) 전면에 제2 금속막(미도시)을 형성하고, 제2 금속막 상에 포토 레지스트를 도포한 다음, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
이어서, 패터닝 된 포토 레지스트를 식각 마스크로 사용하여 제2 금속막을 식각함으로써 기판(10)의 전극 형성 영역(b)에 하부 전극(13)을 형성한다.
이때, 기판(10)의 배선 형성 영역(a)과 패드 형성 영역(c)에 형성된 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12) 상에는 제2 금속막(14, 15)이 남아있게 된다.
도 1c를 참조하면, 하부 전극(13)을 포함한 기판(10) 전면에 투명 절연막(16)을 형성하고, 절연막(16) 상에 포토 레지스트를 도포한 다음, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
그 다음, 패터닝 된 포토 레지스트를 사용하여 기판(10)의 전극 형성 영역(b)에 형성된 하부 전극(13)의 양측 가장자리 부분과 배선 형성 영역(a)과 패드 형성 영역(c)에 형성된 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12)의 일부분이 노출되도록 절연막(16)을 식각한다.
도 1d를 참조하면, 패터닝 된 절연막(16)을 포함한 기판(10) 전면에 제3 금속막(미도시)을 형성하고, 제3 금속막 상에 포토 레지스트를 도포한 다음, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
이어서, 패터닝 된 포토 레지스트를 식각 마스크로 사용하여 제3 금속막을 식각함으로써 기판(10)의 전극 형성 영역(b)에 상부 전극(17)을 형성한다.
이때, 기판(10)의 배선 형성 영역(a)과 패드 형성 영역(c)에 형성된 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12)의 절연막(16) 상에는 제3 금속층(18, 19)이 남아있게 된다.
그 다음, 기판(10) 전면에는 외부로부터 상부 전극(17)을 보호하기 위한 보호막(20)이 형성되어 있다.
상기와 같이, 종래 정전용량 방식을 사용하는 터치패널 제조시 기판(10)의 전극 형성 영역(b)에 하부 전극(13) 형성을 형성하는 경우, 일반적으로 금속(metal)을 사용하게 되면, 외부 광에 의해 터치패널의 화면에 하부 전극(13)이 시인되는 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 개선하기 위해 도 1a에서와 같이, 기판(10)의 배선 형성 영역(a)과 패드 형성 영역(c) 형성되는 터치신호 배선(11) 및 터치신호 패드(12)는 Mo, Al, AlNd 및 Cu 등과 같은 금속막으로 형성한 다음, 도 1b에서와 같이, 기판(10)의 전극 형성 영역(b)에는 ITO와 같은 투명 전극 물질로 하부 전극(13)을 형성하였다.
그러나, 터치패널의 하부 전극을 형성하기 위해 두 번의 공정이 필요하게 되므로, 이로 인해 터치패널의 제조 비용이 증가하게 되고, 공정 장비에 대한 투자가 증가하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부 광에 의한 하부 전극의 반사를 최소화하고, 터치패널의 제조비용을 절감할 수 있는 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은, 절연 기판, 상기 기판 상에 형성된 다수의 하부 전극, 상기 하부 전극 상에 형성된 불투명 절연막 및 상기 불투명 절연막 상에 형성되며, 상기 다수의 하부 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 상부전극을 포함한다.
상기 불투명 절연막은 유기 절연막이며, 상기 불투명 절연막의 유전율은 3.5~4 범위를 갖고, 상기 불투명 절연막은 가용성(soluble) 물질로 형성된다.
상기 하부 전극 및 상부 전극은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성된다.
상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분과 상기 상부 전극이 전기적으로 연결되며, 상기 하부전극은 서로 소정 간격을 두고 이격되어 있다.
상기 상부 전극은 소정 간격을 두고 이격되어 있는 다수의 마름모 패턴을 포함하는 제1 상부 전극 및 상기 제1 상부 전극 사이에 형성되며, 다수의 마름모 패턴으로 형성되고, 상기 마름모 패턴 간을 연결하는 연결부를 포함하는 제2 상부 전극을 포함한다.
상기 상부 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 보호막을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판디스플레이장치는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 상기 터치패널을 포함한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 제조방법은, 절연 기판 상에 제1 금속막을 형성하는 단계, 상기 제1 금속막을 식각하여 하부 전극을 형성하는 단계, 상기 하부 전극을 포함한 기판 전면에 불투명 절연막을 형성하는 단계, 상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분이 노출되도록 상기 불투명 절연막을 식각하는 단계, 상기 불투명 절연막을 포함한 기판 전면에 제2 금속막을 형성하는 단계 및 상기 제2 금속막을 식각하여 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 불투명 절연막은 유기 절연막이며, 상기 불투명 절연막의 유전율은 3.5~4 범위를 갖고, 상기 불투명 절연막은 가용성(soluble) 물질로 형성된다.
상기 하부 전극 및 상부 전극은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성된다.
상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분과 상기 상부 전극이 전기적으로 연결된다.
상기 상부 전극을 형성하는 단계 후, 상기 상부 전극을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법은 외부 광에 의한 하부 전극의 반사를 최소화하고, 터치패널의 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 정전용량 방식을 사용하는 터치패널의 제조방법을 나타낸 공정 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 나타내는 평면도.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 자른 단면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 공정 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치패널, 이를 포함하는 평판디스플레이장치 및 터치패널의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식을 사용하는 터치패널(100)은 절연 기판(110)의 전극 형성 영역(미도시) 상에는 다수의 하부 전극(113)이 형성되어 있다. 이때, 하부 전극(113)은 가로방향으로 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성되어 있고, 예를 들면, 사각형 형태로 형성되어 있다.
하부 전극(113) 상에는 절연막(116)이 형성되어 있다. 이때, 절연막(116)은 하부 전극(113)과 상부 전극(117) 사이에 위치하며, 하부 전극(113)과 상부 전극(117)을 절연시키는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에서 절연막(116)은 불투명 유기 절연막으로 형성될 수 있으며, 또한 가용성(soluble) 물질로 형성될 수 있다. 이때, 절연막(116)의 유전율은 3.5~4 범위를 갖을 수 있다.
절연막(116) 상에는 상부 전극(117)이 형성되어 있으며, 상부 전극(117)은 제1 상부전극(117a)과 제2 상부전극(117c)을 포함한다.
제1 상부전극(117a)은 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성되어 있다. 또한, 제2 상부전극(117c)도 제1 상부전극(117a)과 동일하게 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 각각의 마름모 패턴은 패턴 간의 연결부인 상부 연결부(117b)로 연결되어 있다. 이때, 제1 상부 전극(117a)은 하부 전극(113)의 양측 가장자리 부분이 전기적으로 연결되어 있다.
하부 전극(113)과 상부 전극(117)은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
상부 전극(117) 상에는 외부로부터 상부 전극(117)을 보호하기 위한 보호막(120)이 형성되어 있다.
여기서, 도면에 도시되지 않았으나, 기판(110)의 배선 형성 영역과 패드 형성 영역에는 터치신호 배선과 터치신호 패드가 각각 형성되어 있다. 이때, 터치신호 배선과 터치신호 패드는 하부 전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 절연 기판(110)은 배선 형성 영역(a')과 전극 형성 영역(b') 및 패드 형성 영역(c')을 포함한다.
먼저, 기판(110)의 전면에는 제1 금속막(미도시)을 형성하고, 제1 금속막 상에 포토 레지스트를 도포한 다음, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
이어서, 패터닝 된 포토 레지스트를 식각 마스크로 사용하여 제1 금속막을 식각함으로써 기판(110)의 전극 형성 영역(b')에는 하부 전극(113)을 형성하고, 배선 형성 영역(a')과 패드 형성 영역(c')에 터치신호 배선(111) 및 터치신호 패드(112)를 각각 형성한다.
도 4b를 참조하면, 하부 전극(113)과 터치신호 배선(111) 및 터치신호 패드(112)를 포함한 기판(110) 전면에 절연막(116)을 형성하고, 절연막(116) 상에 포토 레지스트를 도포한다.
이어서, 절연막(116) 상에 형성된 포토 레지스트를 패터닝하고, 패터닝 된 포토 레지스트를 사용하여 기판(110)의 전극 형성 영역(b')에 형성된 하부 전극(113)의 양측 가장자리 부분과 배선 형성 영역(a')과 패드 형성 영역(c')에 형성된 터치신호 배선(111) 및 터치신호 패드(112)의 일부분이 노출되도록 절연막(116)을 식각한다.
여기서, 절연막(116)은 외부 광에 의해 터치패널의 화면에 하부 전극(113)이 시인되는 현상을 방지하기 위해 불투명 유기 절연막으로 형성할 수 있으며, 또한 가용성(soluble) 물질로 형성될 수 있다. 이때, 절연막(116)의 유전율은 3.5~4 범위를 갖을 수 있다.
도 4c를 참조하면, 패터닝 된 절연막(116)을 포함한 기판(110) 전면에 제2 금속막(미도시)을 형성하고, 제2 금속막 상에 포토 레지스트를 도포한 다음, 포토 레지스트를 패터닝 한다.
그 다음, 패터닝 된 포토 레지스트를 식각 마스크로 사용하여 제2 금속막을 식각함으로써 기판(110)의 전극 형성 영역(b')에 상부 전극(117)을 형성한다. 이때, 기판(110)의 배선 형성 영역(a')과 패드 형성 영역(c')에 형성된 터치신호 배선(111) 및 터치신호 패드(112)의 절연막(116) 상에는 제2 금속막(118, 119)이 남아있게 된다.
여기서, 하부 전극(113) 및 상부 전극(117)은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성할 수 있다.
이어서, 기판(110) 전면에는 외부로부터 상부 전극(117)을 보호하기 위한 보호막(120)이 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 하부 전극(113) 상에 형성되는 절연막(116)을 불투명 유기 절연막으로 형성함으로써 하부 전극(113)을 금속으로 형성시 외부 광에 의해 터치패널의 화면에 하부 전극(113)이 시인되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1a 및 도 1b에서와 같이, 터치패널의 하부 전극 형성시 두 번의 공정을 사용하지 않고, 한 번의 공정으로 하부 전극과 터치신호 배선 및 터치신호 패드를 동시에 형성할 수 있으므로, 터치패널의 제조 및 공정 장비에 대한 비용을 절감할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 터치 패널 110: 절연 기판
111: 터치신호 배선 112: 터치신호 패드
113: 하부 전극 116: 절연막
117: 상부 전극 117a: 제1 상부 전극
117b: 상부 연결부 117c: 제2 상부 전극
118, 119: 제2 금속막 120: 보호막

Claims (17)

  1. 절연 기판;
    상기 기판 상에 형성된 다수의 하부 전극;
    상기 하부 전극 상에 형성된 불투명 절연막; 및
    상기 불투명 절연막 상에 형성되며, 상기 다수의 하부 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 상부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불투명 절연막은 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 터치패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불투명 절연막의 유전율은 3.5~4 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불투명 절연막은 가용성(soluble) 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극 및 상부 전극은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분과 상기 상부 전극이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극은 서로 소정 간격을 두고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 소정 간격을 두고 이격되어 있는 다수의 마름모 패턴을 포함하는 제1 상부 전극; 및
    상기 제1 상부 전극 사이에 형성되며, 다수의 마름모 패턴으로 형성되고, 상기 마름모 패턴 간을 연결하는 연결부를 포함하는 제2 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 상기 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치.
  11. 절연 기판 상에 제1 금속막을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속막을 식각하여 하부 전극을 형성하는 단계;
    상기 하부 전극을 포함한 기판 전면에 불투명 절연막을 형성하는 단계;
    상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분이 노출되도록 상기 불투명 절연막을 식각하는 단계;
    상기 불투명 절연막을 포함한 기판 전면에 제2 금속막을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 금속막을 식각하여 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 불투명 절연막은 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 불투명 절연막의 유전율은 3.5~4 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 불투명 절연막은 가용성(soluble) 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 하부 전극 및 상부 전극은 Mo, Al, AlNd 및 Cu로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 하부 전극의 양측 가장자리 부분과 상기 상부 전극이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 상부 전극을 형성하는 단계 후, 상기 상부 전극을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 제조방법.
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