KR20130020313A

KR20130020313A - 터치센서 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130020313A
Application number: KR1020110082873A
Authority: KR
Inventors: 김영재; 송하윤; 박호준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27
Also published as: US20130044384A1; JP2013045100A

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판은 투명기판, 상기 투명기판상에 형성된 금속메쉬전극 및 상기 금속메쉬전극상에 상기 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되되, 적어도 하나 이상의 개구영역이 형성된 블랙메트릭스층;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 금속메쉬전극과 블랙매트릭스가 정합되도록 중첩 형성함으로써, 모아레 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치센서 및 그 제조방법{TOUCH SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 터치센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다. 하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라 누구라도 쉽게 정보 입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다. 또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch Panel)이 개발되었다. 이러한 터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.

도 1은 종래기술에 따른 터치패널(100)의 단면도이다. 상기 터치패널(100)은 유리기판(111,112)에 형성된 투명전극(121,122) 및 전극배선(131,132)을 포함하여 구성되고, 상기 투명전극(121,122)으로는 지금까지 ITO(Indium Thin Oxide)가 주로 사용되어 왔다. 투명전극(121,122)으로서 ITO의 뛰어난 특성과 관련된 응용 제품의 수요 확대의 경향으로 볼 때, 향후 이들 재료의 소비량은 갈수록 늘어날 것으로 예상된다. 그러나 ITO를 구성하는 인듐(Indium)은 대표적인 희소, 고갈 자원의 하나로서, 그 공급량이 크게 떨어지고 있다. 전문가들에 따르면 인듐의 경우 짧게는 10년, 길더라도 25년 정도면 모두 고갈될 것이라고 한다. 이는 인듐이 아연광의 부산물로 정제되기 때문에 희소성이 높기 때문이다. 고갈 이전이라고 하더라도 인듐 가격의 급격한 상승은 관련 응용 제품의 제조 비용 상승을 부추기고 있어, 인듐을 포함하지 않는 새로운 투명전도막 개발이 매우 시급한 형편이다.

한편, 도 2는 종래기술에 따른 화상표시장치(300)의 단면도이다. 도 2의 화상표시장치(300)는 도 1에 따른 터치패널(100)이 컬러필터기판(200)과 합지되어 구성된다. 상기 컬러필터기판(200)은 지지기판(210)에 블랙매트릭스층(220)이 형성되고 블랙매트릭스층(220)의 개구영역에 레드, 그린, 블루 컬러필터(230)가 도포되어 구성되며, 상기 터치패널(100)과 상기 컬러필터기판(200)은 접착층(250)에 의해 합지된다. 그러나, 이러한 구조의 화상표시장치(300)는 터치패널(100)의 제조공정, 컬러필터기판(200)의 제조공정을 별도로 진행하고, 이들을 합착하는 공정 순으로 진행되어 형성되므로, 제조공정이 다소 복잡하고, 제조 시간이 길다는 문제점이 있었다. 또한, 전체적인 화상표시장치(300)의 두께가 두꺼워졌으며, 특히, 양 구성을 별도로 제작하였기 때문에 지지기판(210) 또는 접착층(250) 등 불필요한 구성요소가 비효율적으로 사용되어 제조비용이 낭비되는 문제점이 존재하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컬러필터기판에 터치센서를 내장함으로써 화상표시장치의 박형화를 구현하고, 컬러필터기판과 터치센서를 일체로 형성함으로써 제조공정을 간소화, 제조비용을 절감할 뿐만 아니라, 금속메쉬전극를 블랙매트릭스에 정합되도록 중첩 형성함으로써 모아레 현상을 개선할 수 있는 터치센서 내장형 컬러필터기판을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판은 투명기판, 상기 투명기판상에 형성된 금속메쉬전극 및 상기 금속메쉬전극상에 상기 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되되, 적어도 하나 이상의 개구영역이 형성된 블랙메트릭스층;을 포함한다.

여기서, 상기 블랙메트릭스층의 개구영역에 대응하되 상기 블랙메트릭스층과 부분적으로 중첩되도록 컬러필터가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속메쉬전극은 상기 투명기판상에 형성된 제1 금속메쉬전극, 상기 제1 금속메쉬전극상에 형성된 절연층 및 상기 절연층상에 형성된 제2 금속메쉬전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 금속메쉬전극의 형상은 상기 제1 금속메쉬전극의 형상과 동일하고, 제1 금속메쉬전극과 제2 금속메쉬전극이 정합하도록 중첩된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연층은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블랙매트릭스 형상은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극과 정합하도록 중첩된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 금속메쉬전극과 상기 블랙매트릭스층은 접착층에 의해 접착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법은 투명기판을 구비하고, 상기 투명기판상에 금속메쉬전극을 형성하는 단계, 상기 금속메쉬전극상에 적어도 하나 이상의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계, 상기 블랙매트릭스층의 개구영역에 대응하되 상기 블랙매트릭스층과 부분적으로 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 금속메쉬전극와 상기 블랙매트릭스층은 상호 대응되는 형상으로 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법은 투명기판을 구비하고, 상기 투명기판의 표면에 제1 금속메쉬전극을 형성하는 단계, 상기 제1 금속메쉬전극에 대응하도록 상기 제1 금속메쉬전극상에 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층에 대응하도록 상기 절연층상에 제2 금속메쉬전극을 형성하는 단계; 및 상기 제2 금속메쉬전극에 소정의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제2 금속메쉬전극과 상기 제1 금속메쉬전극의 형상은 상호 대응되도록 형성되고, 상기 제2 금속메쉬전극을 상기 제1 금속메쉬전극과 정합되도록 중첩시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블랙매트릭스층은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되고, 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극과 정합되도록 중첩시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 금속메쉬전극에 소정의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계는 상기 제2 금속메쉬전극에 접착층을 형성하는 단계 및 상기 접착층상에 상기 블랙매트릭스층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해 질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 컬러필터기판에 터치센서를 내장함으로써, 화상표시장치의 박형화를 구현하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 컬러필터기판과 터치센서를 일체로 형성함으로써, 제조공정이 간소화될 뿐만 아니라, 불필요한 구성요소의 소모를 최소화하여 제조비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 금속메쉬전극과 블랙매트릭스가 정합되도록 중첩 형성함으로써, 모아레 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 터치패널의 단면도;
도 2는 종래기술에 따른 화상표시장치의 단면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 단면도;
도 4는 본 발명의 다른실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 단면도;
도 5는 도 4에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 평면도;
도 6은 도 4에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 저면도;
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면; 및
도 11 내지 도 16은 본 발명의 다른실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 단면도이며, 도 5는 도 4에 따른 내장형 컬리필터기판의 평면도이고, 도 6은 도 4에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판의 저면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬리필터기판은 투명기판(10), 상기 투명기판(10)상에 형성된 금속메쉬전극(11) 및 상기 금속메쉬전극(11)상에 상기 금속메쉬전극(11)의 형상과 대응되도록 형성되되, 적어도 하나 이상의 개구영역이 형성된 블랙메트릭스층;을 포함한다.

투명기판(10)은 기본적으로 금속메쉬전극(11) 및 전극배선(12)이 형성될 영역을 제공하며, 본 발명의 투명기판(10)은 특히, 블랙매트릭스층(14) 및 컬러필터(15)가 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 여기서, 투명기판(10)은 액티브영역과 베젤영역으로 구획되는데, 액티브영역은 입력수단의 터치를 인식할 수 있도록 금속메쉬전극(11)이 형성되는 부분으로 투명기판(10)의 중심에 구비되고, 베젤영역은 금속메쉬전극(11)과 통전하는 전극배선(12)이 형성되는 부분으로 액티브영역의 테두리에 구비된다. 이때, 투명기판(10)은 금속메쉬전극(11)과 전극배선(12)을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(10)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

금속메쉬전극(11)은 입력수단이 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판(10)의 액티브영역에 형성된다. 금속메쉬전극(11)의 패턴형상은 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 평행하게 배열되어 서로 수직교차하여 그물형상을 이룬다. 이러한 금속메쉬전극(11)의 형상특징은 ITO 등으로 형성된 투명전극 대신 금속성재질의 불투명전극을 사용함에 따라 금속성의 불투명 전극에 의해 전체적인 사용자에 의한 시인성의 문제를 해결하기 위함이다.

금속메쉬전극(11)의 테두리에는 금속메쉬전극(11)으로부터 전기적 신호를 전달받는 전극배선(12)이 인쇄된다. 이때, 전극배선(12)은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 인쇄할 수 있다. 또한, 전극배선(12)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함), ITO와 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다.

블랙매트릭스층(14)은 상기 금속메쉬전극(11)에 형성되고, 블랙매트릭스층(14)에 형성된 개구영역에 의해 노출된 투명기판(10)에는 컬러필터(15)가 도포된다. 일반적으로 컬러필터(15)기판에는 규칙적으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층(14)과 블랙매트릭스층(14)의 개구영역에 형성되는 컬러필터(15)가 구비된다. 블랙매트릭스층(14)은 투명기판(10)을 컬러필터(15)가 형성되는 복수의 개구영역으로 나누어, 인접한 개구영역 간의 광 간섭을 막고 외부 광을 차단하는 역할을 한다. 또한, 필요에 따라 컬러필터(15)의 표면이 평탄하게 되도록 오버코트층(미도시)이 더 도포될 수 있다. 금속메쉬전극(11)과 블랙매트릭스층(14)은 접착층(13)에 의해 접착될 수 있으며, 그 접착방법에 특별한 제한을 두는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터(26)기판의 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터(26)기판은 상기에서 살펴본 일실시예에 따른 금속메쉬전극을 제1 금속메쉬전극(21)과 제2 금속메쉬전극(23)으로 형성하는 경우이다.

이하에서는 상기의 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터(26)기판의 설명과 중복되는 구성에 따른 자세한 설명은 생략하기로 한다.

금속메쉬전극(21, 23)은 입력수단이 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판(20)의 액티브영역에 형성된다. 즉, 투명기판(20) 표면에 제1 금속메쉬전극(21)이 형성되고, 제1 금속메쉬전극상에 제2 금속메쉬전극(23)이 중첩 형성되며, 제1 금속메쉬전극(21) 및 제2 금속메쉬전극(23)의 사이에는 절연층(22)이 개재되어 두 금속메쉬전극을 전기적으로 절연시킨다. 제1 금속메쉬전극(21)의 패턴형상은 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 평행하게 배열되어 서로 수직교차하여 그물 형상을 이룬다. 제2 금속메쉬전극(23)의 패턴형상 역시 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 평행하게 배열되어 서로 수직교차하여 그물 형상을 이룬다. 이때, 제2 금속메쉬전극(23)의 패턴형상은 제1 금속메쉬전극(21)의 패턴형상과 동일하게 형성되고, 더 나아가 제1 금속메쉬전극(21)과 정합을 이루도록 중첩되어 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, ITO 등으로 형성된 투명전극 대신 금속성 재질의 불투명전극을 적용하는 경우, 상기의 금속성의 불투명 전극에 의해 사용자의 시야로 투영되는 이미지가 방해 또는 왜곡될 수 있으며, 특히 반복적으로 배열되는 인접 단위전극선과의 선 겹침에 의해 간섭무늬(모아레; moire)가 발생할 가능성이 존재하기 때문이다. 따라서, 제1 금속메쉬전극(21)와 제2 금속메쉬전극(23)의 형상을 일치시키고, 상기 두 층의 금속메쉬전극이 서로 정합을 이루어 중첩되도록 설계하여 이미지의 왜곡 및 모아레 현상을 최소화한다.

전극배선(21a, 23a)은 제1 금속메쉬전극(21)으로부터 연장되어 투명기판(20)의 표면에 형성되는 제1 전극배선(21a), 제2 금속메쉬전극(23)으로부터 연장되어 투명기판(20)의 표면에 형성되는 제2 전극배선(23a)을 포함한다. 이때, 제2 금속메쉬전극(23)은 투명기판(20)의 표면에 직접 형성되는 것이 아니라, 제1 금속메쉬전극(21)에 적층된 절연층(22) 상에 형성되기 때문에, 제1 금속메쉬전극(21)과 절연될 필요가 있다. 따라서, 제1 금속메쉬전극(21)의 측부에 절연물질(23b; 도 6 참조)을 형성한 후, 상기 절연물질(23b) 상에 제2 전극배선(23a)을 형성하여 투명기판(20)의 표면으로 연장 형성한다.

블랙매트릭스층(25)은 상기 제2 금속메쉬전극(23)에 형성되고, 블랙매트릭스층(25)에 형성된 개구영역에 의해 노출된 투명기판(20)에는 컬러필터(26)가 도포된다. 일반적으로 컬러필터(26)기판에는 규칙적으로 형성된 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층(25)과 블랙매트릭스층(25)의 개구영역에 형성되는 컬러필터(26)가 구비된다. 블랙매트릭스층(25)은 투명기판(20)을 컬러필터(26)가 형성되는 복수의 개구영역으로 나누어, 인접한 개구영역 간의 광 간섭을 막고 외부 광을 차단하는 역할을 한다. 또한, 필요에 따라 컬러필터(26)의 표면이 평탄하게 되도록 오버코트층(미도시)이 더 도포될 수 있다.

앞서 설명한 모아레 현상은 금속메쉬전극 사이에서 발생할 뿐만 아니라, 금속메쉬전극과 상기 블랙매트릭스층(25) 사이에서도 문제가 된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 블랙매트릭스층(25)에는 일정한 간격으로 개구영역이 형성되어 있고, 개구영역 내에 도포되는 R, G, B의 컬러필터(26)를 구분한다. 블랙매트릭스층(25)의 패턴 역시 컬러필터(26)를 종방향으로 구분하는 블랙라인과 횡방향으로 구분하는 블랙라인이 수직으로 교차하는 매트릭스 형상을 갖는다. 금속메쉬전극의 그물 형상의 패턴과 블랙매트릭스층(25)의 매트릭스 형상의 패턴을 중첩시킬 때, 블랙매트릭스층(25)의 형상을 제1 금속메쉬전극(21) 및 제2 금속메쉬전극(23)의 형상과 일치하도록 형성하고, 블랙매트릭스층(25)이 상기 두 층의 금속메쉬전극(21, 23)과 정합을 이루어 중첩되도록 설계함으로써 이미지의 왜곡 및 모아레 현상을 최소화할 수 있다. 상기 블랙매트릭스층(25)과 상기 제2 금속메쉬전극(23) 사이에는 접착층(24)을 개재하여 양 구성을 합지시킨다.

다만, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 금속메쉬전극(21, 23)의 패턴 형상(선폭 및 인접 단위전극선과의 너비를 포함)과 블랙매트릭스층(25)의 패턴 형상을 완전히 동일하게 형성하여 중첩시키는 것도 가능하나, 블랙매트릭스층(25)을 구성하는 종방향의 블랙라인 및 횡방향의 블랙라인이 금속메쉬전극의 종방향의 단위전극선 및 횡방향의 단위전극선과 전부 일치해야만 하는 것은 아니다. 즉, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 금속메쉬전극이 블랙매트릭스층(25)의 일부와 중첩하도록 형성하는 것도 가능하다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터(15)기판의 제조방법은 투명기판(10)을 구비하고, 상기 투명기판(10)상에 금속메쉬전극(11)을 형성하는 단계, 상기 금속메쉬전극(11)상에 적어도 하나 이상의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층(14)을 형성하는 단계, 상기 블랙매트릭스층(14)의 개구영역에 대응하되 상기 블랙매트릭스층(14)과 부분적으로 중첩되도록 컬러필터(15)를 형성하는 단계;를 포함한다.

도 7은 투명기판(10)상에 금속메쉬전극(11)을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다. 금속메쉬전극(11)은 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 각각 평행하게 배열되어 투명기판(10)상에서 수직으로 교차하는 그물형상을 갖는다. 금속메쉬전극(11)은 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등의 건식 공정, 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 롤 코팅(Roll coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등의 습식 공정에 의해 형성된 금속박막을 선택적으로 에칭하여 형성하거나, 또는 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing), 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등의 다이렉트(direct) 패터닝 공정을 이용하여 형성할 수 있다.

도 8은 금속메쉬전극(11)에 전극배선(12)을 형성하는 것을 도시한 도면이다. 금속메쉬전극(11)의 일측으로부터 연장되도록 전극배선(12)을 형성한다. 전극배선(12)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함)과 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다. 한편, 금속메쉬전극(11)과 동일한 금속으로 전극배선(12)을 형성하는 경우에는, 금속메쉬전극(11)과 전극배선(12)을 투명기판(10)에 동시에 형성하는 것이 가능하다.

도 9는 금속메쉬전극(11)에 접착층(13)을 형성하고, 블랙매트릭스층(14)을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다. 접착층(13)은 금속메쉬전극(11)과 블랙매트릭스층(14) 간의 접착 특성을 향상시키기 위한 구성으로, 접착층(13)의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive; OCA) 또는 양면접착테이프(Double Adhesive Tape; DAT)을 이용하는 것이 바람직하다. 접착층(13)에 형성되는 블랙매트릭스층(14)은 종방향의 블랙라인과 횡방향의 블랙라인이 수직으로 교차하는 매트릭스 형상으로 구성되며, 상기 종방향의 블랙라인 및 횡방향의 블랙라인의 교차에 의해 형성되는 영역(개구영역)에는 후술하게 될 컬러필터(15)가 도포된다. 전술한 바와 같이, 금속메쉬전극(11)의 패턴 형상(선폭 및 인접 단위전극선과의 너비를 포함)과 블랙매트릭스층(14)의 패턴 형상을 완전히 동일하게 형성하여 중첩시키는 것도 가능하나(도 6의 (a) 참조), 블랙매트릭스층(14)을 구성하는 종방향의 블랙라인 및 횡방향의 블랙라인이 금속메쉬전극(11)의 종방향의 단위전극선 및 횡방향의 단위전극선과 전부 일치해야만 하는 것은 아니다. 즉, 금속메쉬전극(11)이 블랙매트릭스층(14)의 일부와 중첩하도록 형성하는 것도 가능하다(도 6의 (b) 참조). 상기 블랙매트릭스층(14)은 Cr, Cr/CrOx 이층막, 수지 및 흑연(Graphite)으로 형성하는 것이 가능하다. 한편, 블랙매트릭스층(14)을 접착층(13)에 형성하는 방법으로 스크린 인쇄법이 사용될 수 있다. 즉, 상기 투명기판(10)에 소정의 개구부가 형성된 인쇄용마스크(미도시)를 배치하고, 스퀴즈 등의 가압도구(미도시)를 이용하여 흑색의 분산 수지를 인쇄한 후, 인쇄용마스크를 분리하여 블랙매트릭스층(14)을 형성할 수 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스층(14)의 개구영역에 컬러필터(15)를 형성한다. 컬러필터(15)는 Red, Green, Blue 의 세가지 셀을 가지므로 각 셀별로 별도의 패턴 공정을 진행하여야 한다. 즉, 블랙매트릭스층(14)에 형성된 개구영역을 포함하여 상기 투명기판(10)에 Red 컬러를 갖는 감광성 레지스트를 도포, 선택적 노광 및 현상 공정으로 Red 컬러필터(15)를 형성하고, 다음, 개구영역을 포함하여 상기 투명기판(10)에 Green 컬러를 갖는 감광성 레지스트를 도포, 선택적 노광 및 현상 공정으로 Green 컬러필터(15)를 형성하며, 다음, 개구영역을 포함하여 상기 투명기판(10)에 Blue 컬러를 갖는 감광성 레지스트를 도포, 선택적 노광 및 현상 공정으로 Blue 컬러필터(15)를 형성한다.

한편, 필요에 따라 컬러필터(15)의 표면이 평탄하게 되도록 오버코트층이 더 도포될 수 있다.

도 11 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 다른 터치센서 내장형 컬러필터(26)기판의 제조방법은 금속메쉬전극(21, 23)을 제1 금속메쉬전극(21)과 제2 금속메쉬전극(23)의 두층(two layer)으로 형성하여 제작될 수 있다.

이하에서는 금속메쉬전극(21, 23)을 제1 금속메쉬전극(21)과 제2 금속메쉬전극(23)으로 형성하여 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법을 설명하며, 상기의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법과 중복되는 부분의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, 투명기판(20)을 구비하고, 상기 투명기판(20)의 표면에 제1 금속메쉬전극(21)을 형성한다. 제1 금속메쉬전극(21)은 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 각각 평행하게 배열되어 투명기판(20)상에서 수직으로 교차하는 그물형상을 갖는다. 제1 금속메쉬전극(21)의 형성방법 등은 앞서 설명한 바와 중복되므로 여기서는 생략하기로 한다.

다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 제1 금속메쉬전극(21)에 대응하도록 상기 제1 금속메쉬전극(21)에 절연층(22)을 형성한다. 절연층(22)은 제1 금속메쉬전극(21)과 후술할 제2 금속메쉬전극(23)을 전기적으로 절연하는 역할을 하며, 상기 절연층(22)은 제1 금속메쉬전극(21)의 형상과 동일하게 형성되어 제1 금속메쉬전극(21)에 중첩된다. 절연층(22)을 형성하는 방법으로, PECVD(Plasma Enhanceed Chemical Vapor Deposition) 방식을 적용할 수 있다. 이때, 제1 금속메쉬전극(21)의 일측으로부터 연장되도록 제1 전극배선(21a)을 형성한다. 제1 전극배선(21a)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함)과 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다. 한편, 제1 금속메쉬전극(21)과 동일한 금속으로 제1 전극배선(21a)을 형성하는 경우에는, 제1 금속메쉬전극(21)과 제1 전극배선(21a)을 투명기판(20)에 동시에 형성하는 것이 가능하다.

다음, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 절연층(22)에 대응하도록 상기 절연층(22)에 제2 금속메쉬전극(23)을 형성한다. (참고로, 도 13은 제2 금속메쉬전극(23) 및 제2 전극배선(23a)의 형상을 보다 명확하게 설명하기 위하여 도 6 (a)의 B-B'의 단면도로 표현하였다.) 제2 금속메쉬전극(23)은 미세한 폭을 갖는 복수개의 단위전극선이 횡방향 및 종방향으로 각각 평행하게 배열되어 수직으로 교차하는 그물형상을 갖으며. 제1 금속메쉬전극(21)의 형상과 동일하게 형성한다. 뿐만 아니라, 전술한 모아레 현상을 최소화하기 위해 제2 금속메쉬전극(23)이 제1 금속메쉬전극(21)과 정합을 이루어 중첩되도록 한다. 제2 금속메쉬전극(23)의 형성방법은 제1 금속메쉬전극(21)의 형성방법과 동일하므로 반복 설명은 생략한다. 한편, 제2 금속메쉬전극(23)의 일측으로부터 연장되도록 제2 전극배선(23a)을 형성한다. 이때, 제2 금속메쉬전극(23)은 구조적으로 볼 때, 투명기판(20)의 표면에 직접 형성되는 것이 아니라, 제1 금속메쉬전극(21)에 형성된 절연층(22)상에 형성되기 때문에, 제1 금속메쉬전극(21)과 전기적으로 절연되도록 절연물질(23b)을 먼저 형성하여야 한다. 이후, 제2 전극배선(23a)을 상기 절연물질(23b) 표면을 지나도록 하여 투명기판(20)으로 연장되도록 형성한다.

제2 전극배선(23a)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함)과 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다. 또한, 제2 금속메쉬전극(23)과 동일한 금속으로 제2 전극배선(23a)을 형성하는 경우에는, 제2 금속메쉬전극(23)과 제2 전극배선(23a)을 동시에 형성하는 것이 가능하다.

다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 제2 금속메쉬전극(23)에 접착층(24)을 형성하고, 도 15에 도시한 바와 같이, 접착층(24)에 블랙매트릭스층(25)을 형성한다. 상기 접착층(24)은 제2 금속메쉬전극(23)과 블랙매트릭스층(25) 간의 접착 특성을 향상시키기 위한 구성으로, 접착층(24)의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive; OCA) 또는 양면접착테이프(Double Adhesive Tape; DAT)을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 접착층(24)에 형성되는 블랙매트릭스층(25)은 종방향의 블랙라인과 횡방향의 블랙라인이 수직으로 교차하는 매트릭스 형상으로 구성되며, 상기 종방향의 블랙라인 및 횡방향의 블랙라인의 교차에 의해 형성되는 영역(개구영역)에는 후술하게 될 컬러필터(26)가 도포된다. 전술한 바와 같이, 금속메쉬전극의 패턴 형상(선폭 및 인접 단위전극선과의 너비를 포함)과 블랙매트릭스층(25)의 패턴 형상을 완전히 동일하게 형성하여 중첩시키는 것도 가능하나(도 6의 (a) 참조), 블랙매트릭스층(25)을 구성하는 종방향의 블랙라인 및 횡방향의 블랙라인이 금속메쉬전극(21, 23)의 종방향의 단위전극선 및 횡방향의 단위전극선과 전부 일치해야만 하는 것은 아니다. 즉, 금속메쉬전극(21, 23)이 블랙매트릭스층(25)의 일부와 중첩하도록 형성하는 것도 가능하다(도 6의 (b) 참조). 상기 블랙매트릭스층(25)은 Cr, Cr/CrOx 이층막, 수지 및 흑연(Graphite)으로 형성하는 것이 가능하다. 한편, 블랙매트릭스층(25)을 접착층(24)에 형성하는 방법으로 스크린 인쇄법이 사용될 수 있다. 즉, 상기 투명기판(20)에 소정의 개구부가 형성된 인쇄용마스크(미도시)를 배치하고, 스퀴즈 등의 가압도구(미도시)를 이용하여 흑색의 분산 수지를 인쇄한 후, 인쇄용마스크를 분리하여 블랙매트릭스층(25)을 형성할 수 있다.

다음, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스층(25)의 개구영역에 컬러필터(26)를 형성한다. 여기에 대한 자세한 설명은 상기 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법과 중복되므로 생략하기로 한다.

본 발명의 기술적 특징은 컬러필터기판을 구성하는 투명기판(20)과 블랙매트릭스층(25) 사이에 터치센서를 개재함으로써, 터치센서와 컬러필터기판을 일체화하는 데 있다. 화상표시장치를 구성하는 컬러필터기판과 터치센서를 일체로 구현함에 따라서, 화상표시장치의 전체적인 두께를 박형화 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 제조공정이 간소화되었으며, 불필요한 구성요소의 소모를 최소화하여 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치센서 내장형 컬러필터기판은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해 질 것이다.

1, 2: 터치센서 내장형 컬러필터기판
10: 투명기판 11: 금속메쉬전극
12: 전극배선 13: 접착층
14: 블랙매트릭스층 15: 컬러필터
20: 투명기판 21: 제1 금속메쉬전극
21a: 제1 전극배선 22: 절연층
23: 제2 금속메쉬전극 23a: 제2 전극배선
23b: 절연물질 24: 접착층
25: 블랙메트릭스층 26: 컬러필터

Claims

투명기판;
상기 투명기판상에 형성된 금속메쉬전극; 및
상기 금속메쉬전극상에 상기 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되되, 적어도 하나 이상의 개구영역이 형성된 블랙메트릭스층;을 포함하는 터치센서 내장형 컬러필터기판.
청구항 1에 있어서,
상기 블랙메트릭스층의 개구영역에 대응하되 상기 블랙메트릭스층과 부분적으로 중첩되도록 컬러필터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬리필터기판.
청구항 1에 있어서,
상기 금속메쉬전극은
상기 투명기판상에 형성된 제1 금속메쉬전극;
상기 제1 금속메쉬전극상에 형성된 절연층; 및
상기 절연층상에 형성된 제2 금속메쉬전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬리필터기판.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 금속메쉬전극의 형상은 상기 제1 금속메쉬전극의 형상과 대응되고 상기 제1 금속메쉬전극과 상기 제2 금속메쉬전극이 정합하도록 중첩된 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판.
청구항 3에 있어서,
상기 절연층은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 적층되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판.
청구항 3에 있어서,
상기 블랙매트릭스 형상은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극과 정합하도록 중첩된 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 금속메쉬전극과 상기 블랙매트릭스층은 접착층에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판.
투명기판을 구비하고, 상기 투명기판상에 금속메쉬전극을 형성하는 단계;
상기 금속메쉬전극상에 적어도 하나 이상의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계;
상기 블랙매트릭스층의 개구영역에 대응하되 상기 블랙매트릭스층과 부분적으로 중첩되도록 컬러필터를 형성하는 단계;를 포함하는 터치센서 내장형 컬리필터기판의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 금속메쉬전극와 상기 블랙매트릭스층은 상호 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬리필터기판의 제조방법.
투명기판을 구비하고, 상기 투명기판의 표면에 제1 금속메쉬전극을 형성하는 단계;
상기 제1 금속메쉬전극에 대응하도록 상기 제1 금속메쉬전극상에 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층에 대응하도록 상기 절연층상에 제2 금속메쉬전극을 형성하는 단계; 및
상기 제2 금속메쉬전극에 소정의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 금속메쉬전극과 상기 제1 금속메쉬전극의 형상은 상호 대응되도록 형성되고, 상기 제2 금속메쉬전극을 상기 제1 금속메쉬전극과 정합되도록 중첩시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 블랙매트릭스층은 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극의 형상과 대응되도록 형성되고, 상기 제1 금속메쉬전극 및 상기 제2 금속메쉬전극과 정합되도록 중첩시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬리필터기판의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 금속메쉬전극에 소정의 개구영역을 갖는 블랙매트릭스층을 형성하는 단계는
상기 제2 금속메쉬전극에 접착층을 형성하는 단계; 및
상기 접착층상에 상기 블랙매트릭스층을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 컬러필터기판의 제조방법.