KR20140048365A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR20140048365A
KR20140048365A KR1020120111572A KR20120111572A KR20140048365A KR 20140048365 A KR20140048365 A KR 20140048365A KR 1020120111572 A KR1020120111572 A KR 1020120111572A KR 20120111572 A KR20120111572 A KR 20120111572A KR 20140048365 A KR20140048365 A KR 20140048365A
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Abstract

터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치가 제공된다. 터치 스크린 패널은 기판, 기판에 교호적으로 배치된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들, 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들, 제1 연결 전극들에 의해 연결된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들을 커버하며, 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층, 절연층 상에 형성되어, 개구부들을 통해 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들 및 절연층 상에 형성되는 쉴드 레이어를 포함한다.

Description

터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치{TOUCH SCREEN PANEL, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노이즈에 따른 오동작 및 안정성 저하를 최소화하고, 공정 및 재료 비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 사용자의 화면 터치나 제스쳐(gesture)를 입력 정보로 인식하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 개인용 휴대 전자 장치들에 장착되어 널리 사용되고 있다. 터치 스크린 패널은 주로 표시 패널과 같이 화상을 디스플레이하는 장치에 인접하게 배치되어 사용되고, 사용자는 표시 패널에 디스플레이되는 화상에 대해 터치 입력을 하게 되는 경우가 일반적이다.
일체형 터치 스크린 패널로서, 커버 글라스 기판에 다수의 X축 감지 전극들이 배치되고, X축 감지 전극들과 교차하는 다수의 Y축 감지 전극들이 배치되고, 그 상면에 절연층 및 연결 전극을 형성하는 구조가 사용되며, 이와 같은 구조를 갖는 터치 스크린 패널은 표시 패널 상에 배치되게 된다.
이 경우, 터치 스크린 패널이 표시 패널에 인접하게 배치됨에 따라 발생하는 노이즈에 따른 오동작 및 안정성 저하 등이 발생할 가능성이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 터치 스크린 패널과 표시 패널의 간격을 넓히거나, 패시베이션 공정을 진행하거나, 별도의 투명 전극 필름을 사용하고 있다. 그러나, 상술한 방안들을 사용하는 경우 전체 두께가 증가하고, 공정 및 재료 비용이 증가하는 추가적인 문제점이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 노이즈에 따른 오동작 및 안정성 저하를 최소화할 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공정 및 재료 비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 기판, 기판에 교호적으로 배치된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들, 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들, 제1 연결 전극들에 의해 연결된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들을 커버하며, 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층, 절연층 상에 형성되어, 개구부들을 통해 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들, 및 절연층 상에 형성되는 쉴드 레이어를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법은 기판을 준비하는 단계, 기판에 교호적으로 배치되는 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극, 및 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들을 형성하는 단계, 제1 연결 전극들에 의해 연결된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들을 커버하며, 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층을 형성하는 단계, 절연층 상에 개구부들을 통해 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들, 및 쉴드 레이어를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 이미지를 표시하기 위한 표시 패널, 및 표시 패널 상에 배치되는 기판, 기판에 교호적으로 배치된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들, 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들, 제1 연결 전극들에 의해 연결된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들을 커버하며, 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층, 절연층 상에 형성되어, 개구부들을 통해 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들 및 절연층 상에 형성되는 쉴드 레이어를 포함하는 터치 스크린 패널을 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 노이즈에 따른 오동작 및 안정성 저하를 최소화할 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 공정 및 재료 비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널, 터치 스크린 패널 제조 방법 및 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 2의 A 영역에 대한 확대도들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 8의 B 영역에 대한 확대도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 2의 A 영역에 대한 확대도들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(900) 및 터치 스크린 패널(100)을 포함한다.
표시 패널(900)은 이미지를 표시하기 위한 패널로서, LCD 패널(Liquid Crystal Display Panel), 전기영동 표시 패널(Electrophoretic Display Panel), OLED 패널(Organic Light Emitting Diode Panel), LED 패널, 무기 EL 패널(Electro Luminescent Display Panel), FED 패널(Field Emission Display Panel), SED 패널(Surface-conduction Electron-emitter Display Panel), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 표시 패널 등일 수 있다.
터치 스크린 패널(100)은 사용자의 화면 터치나 제스쳐를 입력 받기 위한 패널로서, 표시 패널(900) 상에 적층된다. 터치 스크린 패널(100)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 2를 함께 참조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상면도이다. 도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널(100)은 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들, 절연층(50), 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(shield layer; 70)를 포함한다.
기판(10)은 터치 스크린 패널(100)의 다양한 엘리먼트들을 지지하는 지지체로서의 기능을 할 수 있고, 투명 절연 물질로 이루어지는 기판(10)이다. 기판(10)은 강화 글라스, 아크릴 수지 등의 고강도 재료, 또는 플렉서블 디스플레이 등에 적용가능한 경질의 PET(Polyethylene Terephthalate), PC(Polycarbonate), PES(Polyethersulfone), PI(Polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 등의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 기판(10)은 터치 스크린 패널(100)에 적용되는 커버 글라스일 수 있는데, 이 경우, 기판(10)은 강화 글라스 또는 고경질의 플라스틱 물질 등으로 이루어진다.
기판(10)은 제1 영역(10A) 및 제2 영역(10B)을 포함할 수 있다. 제1 영역(10A)은 기판(10)의 중앙에 위치할 수 있고, 제2 영역(10B)은 제1 영역(10A)의 외곽에 위치하는 제1 영역(10A)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 제2 영역(10B)이 제1 영역(10A)을 둘러싸는 외곽 영역인 것으로 도시하였으나, 제2 영역(10B)은 제1 영역(10A)의 양측에 위치 가능하고, 제1 영역(10A)과 제2 영역(10B)은 서로 교대 배열되는 형태로 배치될 수 있다.
기판(10)의 제1 영역(10A)은 터치 감지 영역으로서, 사용자의 화면 터치나 제스쳐에 의해 발생한 입력 정보를 감지하는 영역일 수 있고, 기판(10)의 제1 영역(10A)에는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들, 절연층(50), 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)가 형성될 수 있다. 기판(10)의 제1 영역(10A)에 형성되는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들, 절연층(50), 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다. 몇몇 실시예에서, 제1 영역(10A)은 화상 또는 영상이 표시되는 표시 영역일 수 있다.
기판(10)의 제2 영역(10B)은 외곽 영역으로서, 터치 감지 영역에서 발생한 감지 신호를 전달하는 다양한 배선 패턴 등이 존재하는 영역일 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 제2 영역(10B)에 형성될 수 있는 배선 패턴 등을 생략하였으나, 제2 영역(10B)에 배선 패턴들이 형성되어 감지 신호를 구동 IC 등으로 전달할 수 있음은 자명하다. 몇몇 실시예에서, 제2 영역(10B)은 화상 또는 영상이 표시되지 않는 비표시 영역일 수 있다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 영역(10A)과 제2 영역(10B)을 구분하였으나, 제1 영역(10A)과 제2 영역(10B)은 일체화될 수도 있고, 제2 영역(10B)에도 제1 감지 전극(20)들 및/또는 제2 감지 전극(40)들이 형성되어 사용자의 터치 입력 정보를 감지할 수도 있다.
기판(10)에는 교호적으로 배치되는 제1 감지 전극(20)들, 제2 감지 전극(40)들, 및 제1 감지 전극(20)들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극(30)들이 형성된다. 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 3을 함께 참조한다.
도 3은 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 터치 스크린 패널(100)의 엘리먼트들 중 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들만을 도시하였다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 감지 전극(20)들 및 제2 감지 전극(40)들은 기판(10)에 교호적으로 배치되도록 형성된다.
먼저, 제1 감지 전극(20)들은 기판(10)에서 서로 분리되어 제1 방향으로 배열된다. 예를 들어, 제1 감지 전극(20)들은 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 서로 분리되어 제1 방향으로 배열될 수 있다. 제1 감지 전극(20)들은 X축 감지 전극들로서, 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 서로 분리되어 열방향으로 배열될 수 있다. 제1 감지 전극(20)들은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 설명의 편의를 위해 제1 감지 전극(20)들이 마름모 형상인 것으로 도시하였으나, 제1 감지 전극(20)들은 컬럼 형상, 패치 형상, 원 형상, 다각형 형상 등 다양한 형상으로도 형성될 수 있다.
제2 감지 전극(40)들은 기판(10)에서 서로 분리되어 제2 방향으로 배열된다. 예를 들어, 제2 감지 전극(40)들은 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 서로 분리되어 제2 방향으로 배열될 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 상이한 방향을 의미하는 것으로서, 제1 방향과 서로 수직한 방향을 의미한다. 제2 감지 전극(40)들은 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 제1 감지 전극(20)들과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 제2 감지 전극(40)들은 Y축 감지 전극들로서, 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 서로 분리되어 행방향으로 배열될 수 있다. 제2 감지 전극(40)들은 다양한 형상으로 형성 가능하고, 제1 감지 전극(20)들과 동일한 형상으로도 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 설명의 편의를 위해 제2 감지 전극(40)들이 마름모 형상인 것으로 도시하였으나, 제2 감지 전극(40)들은 컬럼 형상, 패치 형상, 원 형상, 다각형 형상 등 다양한 형상으로도 형성될 수 있다.
제1 연결 전극(30)들은 기판(10)에 형성되어 제1 감지 전극(20)들을 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 제1 연결 전극(30)들은 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 제1 감지 전극(20)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 연결 전극(30)들은 기판(10)의 제1 영역(10A)에서 제1 감지 전극(20)들 및 제1 연결 전극(30)들과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 제1 연결 전극(30)들은 제1 감지 전극(20)들 중 서로 이웃하는 제1 감지 전극(20)들 사이에 형성되어 서로 이웃하는 제1 감지 전극(20)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 제1 연결 전극(30)들은 서로 이웃하는 제1 감지 전극(20)들을 전기적으로 연결함과 동시에, 서로 이웃하는 제1 감지 전극(20)들과 공통으로 이웃하는 제2 감지 전극(40)들 사이에 형성될 수 있다.
제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들은 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 형성될 수 있다. 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등의 산화물, 탄소나노튜브, 금속 나노 와이어, 전도성 폴리머 등으로 형성될 수 있다.
제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들은, 기판(10)의 제1 영역(10A)에 투명 도전성 물질을 일괄 스퍼터링(sputtering)한 후, 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들의 형상에 따라 에칭(etching)함으로써, 동시에 동일 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, ITO를 투명 도전성 물질로 사용하는 경우, 약 130℃ 내지 350℃에서 기판(10)의 제1 영역(10A)에 일괄 스퍼터링한 후, 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들의 형상에 따라 에칭하는 방식으로 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들을 형성할 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 설명의 편의를 위해 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들이 기판(10)의 제1 영역(10A)에만 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들이 기판(10)의 제2 영역(10B)에도 형성될 수 있으며, 사용자의 화면 터치나 제스쳐에 의해 발생한 입력 정보를 기판(10)의 제2 영역(10B)에서도 감지할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 기판(10)의 제1 영역(10A)을 모두 커버하도록 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들 상에 절연층(50)이 형성된다. 절연층(50)은 투명한 절연 물질로 형성될 수 있다. 절연층(50)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 4 및 도 5를 함께 참조한다.
도 4 및 도 5는 도 2의 A 영역에 대한 확대도들이다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 터치 스크린 패널(100)의 엘리먼트들 중 절연층(50)만을 도시하였다. 도 5는 도 3에 도시된 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들 상에 도 4에 도시된 절연층(50)이 배치된 것으로서, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 터치 스크린 패널(100)의 엘리먼트들 중 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들 및 절연층(50)만을 도시하였다. 또한, 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들 상에 절연층(50)이 형성되므로, 도 5에서는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들을 점선으로 도시하였다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(10)의 제1 영역(10A)을 모두 커버하도록 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들 상에 절연층(50)이 형성되고, 절연층(50)은 제2 감지 전극(40)들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부(51)들을 포함한다.
개구부(51)들 각각은 제2 감지 전극(40)들 각각의 일부 영역을 오픈시킬 수 있다. 개구부(51)들 각각은 제2 감지 전극(40)들 각각과 대응할 수 있고, 개구부(51)들 각각은 이웃하는 개구부(51)들과 인접하도록 대향하게 형성될 수 있다.
개구부(51)들은 서로 이웃하는 제2 감지 전극(40)들을 전기적으로 연결시키기 위해 형성되므로, 개구부(51)들의 위치, 형상 및 크기는 다양하게 설정될 수 있다. 다만, 개구부(51)들 사이의 이격 거리가 길어지면, 개구부(51)들을 통해 서로 이웃하는 제2 감지 전극(40)들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결 전극(60)들의 길이 또한 길어지므로 제2 연결 전극(60)들의 저항이 증가하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는 개구부(51)들 각각은 대응되는 제2 감지 전극(40)들 각각의 경계 영역과 대응되게 형성될 수 있다.
절연층(50)의 개구부(51)는 약 100㎛ X 100㎛ 내지 약 500㎛ X 500㎛ 의 면적으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 스크린 마스크를 이용한 스크린 프린팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅 등의 방식으로 형성될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 절연층(50)의 개구부(51)를 통해 제2 감지 전극(40)들을 연결하는 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)가 절연층(50) 상에 형성된다. 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 6 및 도 7을 함께 참조한다.
도 6 및 도 7은 도 2의 A 영역에 대한 확대도들이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 터치 스크린 패널(100)의 엘리먼트들 중 제2 연결 전극(60) 및 쉴드 레이어(70)만을 도시하였다. 도 7은 도 5에 도시된 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들 및 절연층(50) 상에 도 6에 도시된 제2 연결 전극(60) 및 쉴드 레이어(70)가 형성된 것으로서, 도 7에서는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들을 점선으로 도시하였다.
도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 연결 전극(60)들은 절연층(50) 상에서 절연층(50)의 개구부(51)를 통해 제2 감지 전극(40)들을 전기적으로 연결한다. 제2 연결 전극(60)들은 제2 감지 전극(40)들 중 서로 이웃하는 제2 감지 전극(40)들을 전기적으로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들을 모두 커버하도록 절연층(50)을 형성하고, 제2 감지 전극(40)들의 일부 영역을 오픈시키는 개구부(51)들을 통해 제2 연결 전극(60)들이 서로 이웃하는 제2 감지 전극(40)들을 전기적으로 연결하는 구성을 채택한다. 따라서, 감지 전극, 절연층 및 연결 전극 사이의 얼라인 불량에 따른 단락 등의 문제를 해결할 수 있다.
다시 도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 절연층(50) 상에는 쉴드 레이어(70)가 형성된다. 쉴드 레이어(70)는 절연층(50) 상에 형성된 제2 연결 전극(60)과 중첩되지 않으며, 절연층(50)의 전(whole)면에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 쉴드 레이어(70)는 제2 연결 전극(60)이 형성되는 공간을 오픈시키는 영역을 포함하여 형성되고, 제2 연결 전극(60)과 쉴드 레이어(70)는 동일 층인 절연층(50) 상에 형성될 수 있다.
도 1을 함께 참조하면, 표시 패널(900)과 대향하는 터치 스크린 패널(100)의 엘리먼트들은 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)이고, 터치 스크린 패널(100)의 기판(10)은 표시 패널(900) 반대측에 위치한다.
제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)는 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 형성될 수 있다. 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)는 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등의 산화물, 탄소나노튜브, 금속 나노 와이어, 전도성 폴리머 등으로 형성될 수 있다.
제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)는 절연층(50)에 투명 도전성 물질을 일괄 스퍼터링한 후, 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)의 형상에 따라 에칭함으로써, 동시에 동일 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, ITO를 투명 도전성 물질로 사용하는 경우, 약 130℃ 내지 350℃에서 절연층(50)에 일괄 스퍼터링한 후, 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)의 형상에 따라 에칭하는 방식으로 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(70)를 형성할 수 있다.
터치 스크린 패널(100)과 표시 패널(900)에 인접하게 배치됨에 따라 발생하는 노이즈에 다른 오동작 및 안정성 저하를 해결하기 위해, 터치 스크린 패널(100)과 표시 패널(900)의 간격을 넓히거나, 패시베이션 공정을 진행하거나, 별도의 투명 전극 필름을 사용하고 있다. 그러나, 상술한 방안을 사용하는 경우 전체 두께가 증가하고, 공정 및 재료 비용이 증가하는 추가적인 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는 절연층(50) 상에 절연층(50) 하부의 감지 전극들을 연결하기 위한 제2 연결 전극(60)들만을 형성하는 것이 아니라, 절연층(50) 전면에 걸쳐 쉴드 레이어(70)를 함께 형성한다. 또한, 쉴드 레이어(70)는 제2 연결 전극(60)들과 별도의 공정으로 형성되는 것이 아니라, 제2 연결 전극(60)들과 동시에 동일한 물질로 동일한 공정 내에서 형성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는 터치 스크린 패널(100)과 표시 패널(900)에 인접하게 배치됨에 따라 발생하는 노이즈에 다른 오동작 및 안정성 저하를 최소화함과 동시에, 표시 장치(1000)의 전체 두께 증가 및 공정, 재료 비용이 증가하는 것을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다. 도 8은 도 5에 도시된 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들 및 절연층(50) 상에 제2 연결 전극(60) 및 쉴드 레이어(170)가 형성된 것으로서, 도 8에서는 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들 및 제2 감지 전극(40)들을 점선으로 도시하였다. 설명의 편의 상, 도 7에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 이에 대한 중복 설명을 생략한다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 절연층(50) 상에는 쉴드 레이어(170)가 형성되고, 쉴드 레이어(170)는 더미 패턴(171)들 및 더미 패턴(171)들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결 패턴(172)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 연결 전극(60)들 및 쉴드 레이어(170)는 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 형성될 수 있으므로, 제2 연결 전극(60)들과 더미 패턴(171)들 및 연결 패턴(172) 또한 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 실질적으로 동시에 형성될 수 있다. 또한, 더미 패턴(171)들은 연결 패턴(172)에 의해 전기적으로 연결되어, 하나의 쉴드 레이어(70)를 형성한다. 몇몇 실시예에서, 더미 패턴(171)들의 최소 사이즈는 1㎟이고, 절연층(50)의 최소 두께는 1㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는 절연층(50) 상에 절연층(50) 하부의 감지 전극들을 연결하기 위한 제2 연결 전극(60)들만을 형성하는 것이 아니라, 절연층(50)의 전면에 걸쳐 더미 패턴(171)들을 함께 형성한다. 따라서, 터치 스크린 패널(100)과 표시 패널(900)에 인접하게 배치됨에 따라 발생하는 노이즈에 다른 오동작 및 안정성 저하를 최소화함과 동시에, 표시 장치(1000)의 전체 두께 증가 및 공정, 재료 비용이 증가하는 것을 최소화할 수 있으며, 절연층(50) 상에 형성된 제2 연결 전극(60)들과 더미 패턴(171)들의 형성 패턴에 따라 시인성을 개선할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 8의 B 영역에 대한 확대도들이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 더미 패턴(171, 271)들과 연결 패턴(172, 272)의 다양한 형상에 대해 도시한다.
도 9를 참조하면, 더미 패턴(171)들은 사각형 형상이고, 연결 패턴(172)은 더미 패턴(171)들의 각각의 모서리부에 배치될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(171)들은 십자가 형상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 더미 패턴(171)과 연결 패턴(172)의 형상은 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시되지는 않았지만, 연결 패턴(172)은 사각형 형상이고, 더미 패턴(171)들은 연결 패턴(172)의 각각의 모서리부에 배치될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(171)들은 기본적으로 사각형 형상이나, 각각의 모서리부가 연결 패턴(172)에 컨포멀(conformal)하게 형성될 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 더미 패턴(271)들은 사각형 형상이고, 연결 패턴(272)은 서로 이웃하는 더미 패턴(271)들의 변들을 연결하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 연결 패턴(272)은 서로 이웃하는 더미 패턴(271)들의 대향하는 변들을 연결하도록 배치될 수 있고, 연결 패턴(272)은 사각형 형상일 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 더미 패턴(171, 271)들의 형상 및 연결 패턴(172, 272)의 형상을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 형상으로 다양한 위치에 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다. 도 11을 참조하면, 제2 연결 전극(360)들 및 더미 패턴(371)들의 크기가 도 8에 도시된 제2 연결 전극(60)들 및 더미 패턴(171)들의 크기 보다 크다. 제2 연결 전극(360)들 및 더미 패턴(371)들의 크기를 증가시키는 경우, 감지 전극, 절연층 및 연결 전극 사이의 얼라인 불량에 따른 단락 등의 문제를 해결하는 것이 보다 용이할 수 있다.
도 11을 참조하면, 연결 패턴(372)은 서로 이웃하는 더미 패턴(371)들을 다양한 방향으로 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결 패턴(372)은 제1 방향으로 이웃하는 더미 패턴(371)들을 전기적으로 연결할 수 있고, 제2 방향으로 이웃하는 더미 패턴(371)들을 전기적으로 연결할 수도 있다. 즉, 연결 패턴(372)은 더미 패턴(371)들을 하나로 연결시키기만 하면 되므로, 다양한 방향으로 서로 이웃하는 더미 패턴(171)들을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 12를 참조하면, 더미 패턴(471)들은 제1 감지 전극(20) 및 제2 감지 전극(40) 중 어느 일측에 대응하는 크기 이하의 크기를 가질 수 있다. 즉, 더미 패턴(471)들 각각은 제1 감지 전극(20)들 중 하나의 제1 감지 전극(20)과 중첩되거나 제2 감지 전극(40)들 중 하나의 제2 감지 전극(40)과 중첩될 수 있다. 더미 패턴(471)들의 형상은 더미 패턴(471)들 각각이 중첩되는 하나의 제1 감지 전극(20) 또는 하나의 제2 감지 전극(40)의 형상과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 감지 전극(20)과 제2 감지 전극(40)이 마름모 형상으로 형성되는 경우, 더미 패턴(471)들 또한 마름모와 실질적으로 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 더미 패턴(471)들은 더미 패턴(471)들 각각이 중첩되는 하나의 제1 감지 전극(20) 또는 하나의 제2 감지 전극(40)의 외곽선을 따라 컨포멀하게 형성될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(471) 형성에 따른 시인성 개선 효과와 함께, 더미 패턴(471)에 의한 간섭 발생을 방지하여 터치 위치 측정의 정확도 또한 향상시킬 수 있다.
연결 패턴(472)은 서로 이웃하는 더미 패턴(471)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 패턴(472)은 각각의 모서리에서 이웃하는 더미 패턴(471)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 패턴(472)은 연결 패턴(472)의 형상을 제외하고는 도 8의 연결 패턴(172)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 상면도이다. 도 13을 참조하면, 터치 스크린 패널(1100)은 기판(10), 제1 감지 전극(20)들, 제1 연결 전극(30)들, 제2 감지 전극(40)들, 절연층(50), 제2 연결 전극(60)들, 쉴드 레이어(70) 및 연성 회로 기판(80)을 포함한다. 터치 스크린 패널(1100)이 연성 회로 기판(80)을 더 포함한다는 것을 제외하면, 터치 스크린 패널(1100)은 도 2의 터치 스크린 패널(100)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
연성 회로 기판(FPCB; 80)은 가요성 회로 기판(10)으로서, 기판(10)의 일단에 배치된다. 연성 회로 기판(80)은 기판(10)의 일단에 다양한 본딩(bonding) 공정을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 본딩 공정으로 ACF(Anisotropic Conductive Film), ACP(Anisotropic Conductive Paste), 및 ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않고 다양한 본딩 공정이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 연성 회로 기판(80)은 기판(10)의 제2 영역(10B)에 부착될 수 있다.
연성 회로 기판(80)은 기판(10)의 일단에 배치되어 기판(10)에 배치된 엘리먼트들과 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 연성 회로 기판(80)은 기판(10) 상에 형성된 쉴드 레이어(70)와 전기적으로 연결되는 그라운드(GND) 단자(81)를 포함하고, 기판(10) 상에 형성된 제1 감지 전극(20) 및 제2 감지 전극(40)과 전기적으로 연결되는 감지 전극 연결 단자(82)를 포함한다. 기판(10) 상에 형성된 쉴드 레이어(70)는 기판(10)의 제2 영역(10B)에 형성되는 배선 패턴(미도시)을 통해 연성 회로 기판(80)의 그라운드 단자(81)와 전기적으로 연결되어 접지 상태를 유지할 수 있다. 기판(10) 상에 형성된 제1 감지 전극(20) 및 제2 감지 전극(40)은 기판(10)의 제2 영역(10B)에 형성되는 배선 패턴(미도시)을 통해 연성 회로 기판(80)의 감지 전극 연결 단자(82)와 전기적으로 연결되어 터치 스크린 패널(100)에 인가되는 사용자의 화면 터치나 제스쳐를 입력 정보를 연성 회로 기판(80)의 터치 센서 칩(83)에 전달할 수 있다. 터치 센서 칩(83)은 제1 감지 전극(20) 및 제2 감지 전극(40)으로부터 감지 신호를 수신하여 접촉 발생 여부 또는 접촉 개수 등을 검출할 수 있다. 도 13에서는 설명의 편의를 위해 터치 센서 칩(83)이 연성 회로 기판(80)에 장착되는 것으로 설명하였으나, 터치 센서 칩(83)은 표시 장치(1000)의 메인 보드에 장착될 수도 있고, 다양한 설계 방식에 따라 다양한 위치에 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널(1100)에서는 쉴드 레이어(70)가 연성 회로 기판(80)의 그라운드 단자(81)와 전기적으로 연결되어 접지 상태를 유지한다. 따라서, 터치 스크린 패널(1100)의 구동과 표시 패널(900)의 구동 간에 발생할 수 있는 노이즈를 최소화시킬 수 있고, 발생 가능한 오동작 및 안정성 저하 등의 문제점을 개선할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 제조 방법의 순서도이다.
먼저, 기판을 준비한다(S100). 기판은 도 1 내지 도 13의 기판과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
이어서, 기판에 교호적으로 배치되는 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들 및 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들을 형성한다(S110). 제1 감지 전극들, 제1 연결 전극들 및 제2 감지 전극들을 형성하는 것은 도 1 내지 도 13의 제1 감지 전극들, 제1 연결 전극들 및 제2 감지 전극들을 형성하는 것과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
이어서, 제1 연결 전극들에 의해 연결된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들을 커버하며, 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층을 형성한다(S120). 절연층을 형성하는 것은 도 1 내지 도 13의 절연층을 형성하는 것과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
이어서, 개구부들을 통해 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들 및 쉴드 레이어를 절연층 상에 형성한다(S130). 제2 연결 전극들 및 쉴드 레이어를 형성하는 것은 도 1 내지 도 13의 제2 연결 전극들 및 쉴드 레이어를 형성하는 것과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판
10A: 기판의 제1 영역
10B: 기판의 제2 영역
20: 제1 감지 전극
30: 제1 연결 전극
40: 제2 감지 전극
50: 절연층
51: 개구부
60, 360, 460: 제2 연결 전극
70, 170, 270, 370, 470: 쉴드 레이어
80: 연성 회로 기판
81: 그라운드 단자
82: 감지 전극 연결 단자
83: 터치 센서 칩
100, 1100: 터치 스크린 패널
171, 271, 371, 471: 더미 패턴
172, 272, 372, 472: 연결 패턴
900: 표시 패널
1000: 표시 장치

Claims (5)

  1. 기판;
    상기 기판에 교호적으로 배치된 제1 감지 전극들과 제2 감지 전극들;
    상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극들;
    상기 제1 연결 전극들에 의해 연결된 상기 제1 감지 전극들과 상기 제2 감지 전극들을 커버하며, 상기 제1 감지 전극들 각각의 일부 영역을 오픈시키는 개구부들을 포함하는 절연층;
    상기 절연층 상에 형성되어, 상기 개구부들을 통해 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극들; 및
    상기 절연층 상에 형성되는 쉴드 레이어를 포함하는 터치 스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드 레이어는 적어도 하나의 더미 패턴 및 상기 더미 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극들, 상기 더미 패턴 및 상기 연결 패턴은 동일한 물질로 형성되는 터치 스크린 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 더미 패턴의 최소 사이즈는 1㎟이고,
    상기 절연층의 최소 두께는 1㎛인 터치 스크린 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 연결되고, 그라운드(GND) 단자를 포함하는 연성 회로 기판을 더 포함하되,
    상기 쉴드 레이어는 상기 그라운드 단자와 전기적으로 연결되는 터치 스크린 패널.



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