KR20140000479A - 터치 패널 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20140000479A KR1020120067508A KR20120067508A KR20140000479A KR 20140000479 A KR20140000479 A KR 20140000479A KR 1020120067508 A KR1020120067508 A KR 1020120067508A KR 20120067508 A KR20120067508 A KR 20120067508A KR 20140000479 A KR20140000479 A KR 20140000479A
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Abstract

본 발명은 검출 감도를 향상시킬 수 있는 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치 패널은 절연성 기판, 제1 전극부들, 상기 제1 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 제2 전극부들, 상기 제2 전극부들을 서로 전기적으로 연결하며 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부, 및 절연 패턴부를 포함한다. 상기 제1 전극부들은 상기 기판의 일면 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된다. 상기 제2 전극부들은 상기 기판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된다. 상기 절연 패턴부는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성되어 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 절연시킨다. 이와 같이, 절연성 기판 상에 형성되는 전극부, 연결부 및 배선부를 메쉬 구조의 금속으로 형성함으로써, 전극부들간 또는 전극부와 배선부간의 저항을 감소시키고, 터치 패널의 전도성 및 검출 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

터치 패널 및 이의 제조방법{TOUCH PANEL AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치에 대한 검출 감도를 향상시키고, 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 터치 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
터치 패널(touch panel)은 디스플레이 표면에 장착되어 사용자의 손가락 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 제품을 작동시키는 입력장치로서, 각종 디스플레이 장치에 폭넓게 응용될 수 있으며, 근래에 와서는 그 수요가 비약적으로 성장하고 있다.
이러한 터치 패널은 동작원리에 따라 저항막 방식(Resistive), 정전용량 방식(Capacitive), 초음파 방식(SAW), 적외선 방식(IR) 등으로 구분될 수 있으며, 종전까지는 저항막 방식이 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 두께를 최소화할 수 있는 정전용량 방식이 점점 널리 사용되고 있다.
정전용량 방식 터치 패널은 기본적으로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명성 도전 물질로 이루어져 x축 방향으로 연장되는 제1 전극과 y축 방향으로 연장되는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 외부의 물리적 접촉에 대응해 전기적 신호를 발생시킨다. 그리고, 상기 제1 전극 및 제2 전극에서 발생된 전기적 신호는 상기 제1 전극 및 제2 전극과 연결된 금속 배선들을 통해 제품의 제어부로 전달되어 터치 위치를 검출하게 된다.
그러나, 종래에 제1 전극 및 제2 전극을 구성하는 투명성 도전 물질의 표면저항이 금속 박막에 비하여 크므로, 대면적 및 우수한 성능을 가지는 터치 패널의 제조 시, 전극간 저항이 커져 신호 감도 및 검출 감도가 다소 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고, 전극들이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역 사이의 투과율 등의 차이로, 전극들이 존재하는 영역에서는 패터닝 자국이 보이는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 전극들간 또는 전극과 금속 배선간의 저항을 감소시켜 검출 감도를 향상시킴과 동시에, 전극과 금속 배선을 동시에 형성하여 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 터치 패널 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 터치 패널은 절연성 기판, 제1 전극부들, 상기 제1 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 제2 전극부들, 상기 제2 전극부들을 서로 전기적으로 연결하며 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부, 및 절연 패턴부를 포함한다. 상기 제1 전극부들은 상기 기판의 일면 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된다. 상기 제2 전극부들은 상기 기판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된다. 상기 절연 패턴부는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성되어 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 절연시킨다.
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 구성하는 금속 라인은 1 내지 10㎛의 선폭으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 구성하는 금속 라인들은 200㎛ 이상의 간격으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 터치 패널의 제조 방법은, 절연성 기판의 일면 상에, 제1 방향을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제1 전극부들, 및 상기 제1 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 제1 금속 패턴층을 형성하는 단계, 상기 제1 연결부의 적어도 일부를 커버하는 절연 패턴부를 형성하는 단계, 및 상기 절연성 기판의 일면 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제2 전극부들, 및 상기 제2 전극부들을 서로 전기적으로 연결하며, 상기 제1 연결부와 교차하는 영역에서 상기 절연 패턴부에 의해 상기 제1 연결부와 절연되는 제2 연결부를 포함하는 제2 금속 패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.
이와 같은 터치 패널 및 이의 제조방법에 따르면, 절연성 기판 상에 형성되는 전극부, 연결부 및 배선부를 메쉬 구조의 금속으로 형성함으로써, 전극부들간 또는 전극부와 배선부간의 저항을 감소시키고, 터치 패널의 전도성 및 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, 세선(細線)의 금속 라인들이 메쉬(mesh) 형상으로 형성되는 제1 전극부 및 제2 전극부의 선폭 및 간격을 조절함으로써, 종래에 센서 전극들이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이는 현상을 감소시키며, 터치 패널의 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전극부, 연결부 및 배선부를 동일한 금속으로 동시에 형성함으로써, 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 과정을 나타낸 도면들이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 절연성 기판(110), 제1 전극부(120), 제1 연결부(122), 제2 전극부(130), 제2 연결부(132) 및 절연 패턴부(140)를 포함한다.
절연성 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 기판으로 형성될 수 있다. 절연성 기판(100)이 유연성을 갖는 플라스틱 기판으로 형성된 경우 플렉서블 디스플레이의 구현이 가능해 진다. 예를 들어, 절연성 기판(110)은 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybuthyleneterephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드 이미드(polyamide imide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제1 전극부(120)는 절연성 기판(110)의 일면 상에 형성된다. 복수의 제1 전극부(120)는 제1 방향(예를 들어, 도 1에서 종방향)을 따라 배열되며, 각각의 제1 전극부(120)는 금속의 라인이 메쉬(mesh) 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
제1 연결부(122)는 상기 제1 방향으로 배열된 제1 전극부들(120)을 서로 전기적으로 연결한다. 제1 연결부(122)는 제1 전극부(120)와 동일한 금속으로 형성되며, 제1 전극부(120)와 마찬가지로 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 방향으로 배열된 제1 전극부들(120) 및 이들를 서로 연결하는 제1 연결부(122)는 하나의 제1 전극 유닛을 구성하며, 상기 제1 전극 유닛은 절연성 기판(110) 상에 복수가 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성된다.
제2 전극부(130)는 제1 전극부(120)가 형성된 절연성 기판(110)의 일면 상에 형성된다. 복수의 제2 전극부(130)는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, 도 1에서 횡방향)을 따라 배열되며, 각각의 제2 전극부(130)는 제1 전극부(120)와 마찬가지로 금속의 라인이 메쉬(mesh) 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
제2 연결부(132)는 상기 제2 방향으로 배열된 제2 전극부들(130)을 서로 전기적으로 연결한다. 제2 연결부(132)는 제2 전극부(130)와 동일한 금속으로 형성되며, 제2 전극부(130)와 마찬가지로 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2 방향으로 배열된 제2 전극부들(130) 및 이들를 서로 연결하는 제2 연결부(132)는 하나의 제2 전극 유닛을 구성하며, 상기 제2 전극 유닛은 절연성 기판(110) 상에 복수가 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성된다.
이에 따라, 제1 전극부들(120) 및 제2 전극부들(130)은 절연성 기판(110)의 일면 상에 서로 절연되어 격자 모양으로 형성되며, 제1 연결부(122) 및 제2 연결부(132)는 제1 전극부들(120) 및 제2 전극부들(130) 사이에서 서로 교차하는 구조로 형성된다. 한편, 제1 전극부들(120) 및 제2 전극부들(130)은 서로 전기적으로 겹치는 영역이 없다는 전제 하에, 마름모, 정사각형, 직사각형, 원 또는 정형화되지 않은 모양(예를 들면, 덴드라이트(dendrite) 구조와 같이 나뭇가지들이 얽혀 있는 모양) 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
절연 패턴부(140)는 제1 연결부(122)와 제2 연결부(132) 사이의 교차하는 영역에 일부만 패터닝되게 형성되어 제1 연결부(122)와 제2 연결부(132)를 절연시킨다. 절연 패턴부(140)는 투명성 절연 물질로 형성된다.
한편, 터치 패널(100)은 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)가 형성된 절연성 기판(110)의 일면 상에 형성되는 제1 배선부(124) 및 제2 배선부(134)를 더 포함할 수 있다. 제1 배선부(124)는 제1 전극부(120)와 외부의 제어부(150)를 전기적으로 연결하며, 제2 배선부(134)는 제2 전극부(130)와 제어부(150)를 전기적으로 연결한다. 제1 배선부(124) 및 제2 배선부(134)는 외부에서 물리적 접촉을 하거나 근접했을 때, 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)에서 발생한 전기적 신호를 제어부(150) 또는 연성회로기판(미도시)에 전달하는 역할을 수행한다. 제어부(150) 또는 연성회로기판은 제1 배선부(124) 및 제2 배선부(134)와 별도의 접속부(미도시)를 통해 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 패널(100)에서, 제1 전극부(120), 제1 연결부(122) 및 제1 배선부(124)는 동일한 금속 물질로 형성되며, 제2 전극부(130), 제2 연결부(132) 및 제2 배선부(134)는 동일한 금속 물질로 형성된다. 예를 들어, 제1 전극부(120), 제1 연결부(122) 및 제1 배선부(124)와, 제2 전극부(130), 제2 연결부(132) 및 제2 배선부(134)는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 제조될 수 있다.
이와 같이, 절연성 기판(110) 상에 형성되는 전극부(120, 130), 연결부(122, 132) 및 배선부(124, 134)를 금속으로 형성함으로써, 전극부들(120, 130)간 또는 전극부(120, 130)와 배선부(124, 134)간의 저항을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해, 터치 패널(100)의 전도성 및 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전극부(120, 130)와 배선부(124, 134)을 동일한 금속 물질로 형성함으로써, 터치 패널(100)의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 터치 패널(100)에서, 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)는 세선(細線)의 금속 라인들이 메쉬(mesh) 형상으로 형성되며, 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)를 구성하는 금속 라인은 약 1 내지 10㎛의 선폭으로 형성된다. 상기 금속 라인의 선폭이 1㎛보다 좁을 때에는 터치 패널(100)의 불량률이 증가할 수 있고, 선폭이 10㎛보다 넓을 때에는 본 발명의 목적 중 하나인 터치 패널(100)의 투과성 향상을 기대하기 힘들기 때문이다. 특히, 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)를 구성하는 금속 라인의 선폭은 약 1 내지 5㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)를 구성하는 금속 라인들은 약 200㎛ 이상의 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 금속 라인들 사이의 간격이 200㎛보다 좁을 경우에는 터치 패널(100)의 투과율이 감소될 수 있기 때문이다.
이와 같이, 세선(細線)의 금속 라인들이 메쉬(mesh) 형상으로 형성되는 제1 전극부(120) 및 제2 전극부(130)의 선폭 및 간격을 조절함으로써, 종래에 센서 전극들이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이는 현상을 감소시키며, 터치 패널(100)의 투과율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 제조 과정을 나타낸 도면들이다.
도 3을 참조하면, 터치 패널의 제조를 위하여 우선, 절연성 기판(110)의 일면 상에, 제1 방향(예를 들어, 종방향)을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조려 형성된 복수의 제1 전극부들(120), 상기 제1 전극부들(120)을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부(122) 및 상기 제1 전극부(120)의 끝단에 연결되는 제1 배선부(124)를 포함하는 제1 금속 패턴층을 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 금속 패턴층은 절연성 기판(110)의 일면 상에 sputter system, E-Beam system 또는 Thermal system 등을 이용하여 금속 박막을 코팅한 후, 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용한 패터닝을 통해 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 금속 패턴층이 형성된 절연성 기판(110)의 일면 상에, 제1 연결부(122)의 적어도 일부를 커버하는 절연 패턴부(140)를 형성한다. 예를 들어, 상기 절연 패턴부(140)는 절연성 기판(110) 상에 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 절연 박막을 코팅한 후, 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용한 패터닝을 통해 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 금속 패턴층 및 절연 패턴부(140)가 형성된 절연성 기판(110)의 일면 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, 횡방향)을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제2 전극부들(130), 상기 제2 전극부들(130)을 서로 전기적으로 연결하며, 제1 연결부(122)와 교차하는 영역에서 절연 패턴부(140)에 의해 상기 제1 연결부(122)와 절연되는 제2 연결부(132), 및 상기 제2 전극부(130)의 끝단에 연결되는 제2 배선부(134)를 포함하는 제2 금속 패턴층을 형성한다. 예를 들어, 상기 제2 금속 패턴층은 제1 금속 패턴층 및 절연 패턴부(140)가 형성된 절연성 기판(110)의 일면 상에 sputter system, E-Beam system 또는 Thermal system 등을 이용하여 금속 박막을 코팅한 후, 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용한 패터닝을 통해 형성할 수 있다.
이와 같이, 제1 전극부(120), 제1 연결부(122) 및 제1 배선부(124)를 동일한 금속으로 동시에 형성하고, 제2 전극부(130), 제2 연결부(132) 및 제2 배선부(134)를 동일한 금속으로 동시에 형성함으로써, 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 터치 패널 110 : 절연성 기판
120 : 제1 전극부 122 : 제1 연결부
124 : 제1 배선부 130 : 제2 전극부
132 : 제2 연결부 134 : 제2 배선부
140 : 절연 패턴부

Claims (5)

  1. 절연성 기판;
    상기 기판의 일면 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제1 전극부들;
    상기 제1 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부;
    상기 기판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제2 전극부들;
    상기 제2 전극부들을 서로 전기적으로 연결하며, 상기 제1 연결부와 교차하는 제2 연결부; 및
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성되어 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 절연시키는 절연 패턴부를 포함하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 구성하는 금속 라인은 1 내지 10㎛의 선폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 구성하는 금속 라인들은 200㎛ 이상의 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  5. 절연성 기판의 일면 상에, 제1 방향을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제1 전극부들, 및 상기 제1 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 제1 금속 패턴층을 형성하는 단계;
    상기 제1 연결부의 적어도 일부를 커버하는 절연 패턴부를 형성하는 단계; 및
    상기 절연성 기판의 일면 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며 금속의 라인이 메쉬 구조로 형성된 복수의 제2 전극부들, 및 상기 제2 전극부들을 서로 전기적으로 연결하며, 상기 제1 연결부와 교차하는 영역에서 상기 절연 패턴부에 의해 상기 제1 연결부와 절연되는 제2 연결부를 포함하는 제2 금속 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9519392B2 (en) 2014-08-06 2016-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen panel fabrication method and touch screen panel
US9552120B2 (en) 2014-08-06 2017-01-24 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen panel and method for fabricating the same

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