KR20140100089A - 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20140100089A
KR20140100089A KR1020130012891A KR20130012891A KR20140100089A KR 20140100089 A KR20140100089 A KR 20140100089A KR 1020130012891 A KR1020130012891 A KR 1020130012891A KR 20130012891 A KR20130012891 A KR 20130012891A KR 20140100089 A KR20140100089 A KR 20140100089A
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layer
insulating layer
conductive
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강성구
전병규
박희웅
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명에 의한 터치 스크린 패널의 제조 방법은, 기판 상에 형성된 제1 도전막을 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들을 형성하는 단계; 상기 제1 감지전극들이 형성된 상기 기판 상에 절연막과 제2 도전막을 순차적으로 형성하는 단계; 및 서로 전체적으로 중첩되도록 상기 절연막과 상기 제2 도전막을 동반 패터닝하여, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

터치 스크린 패널 및 그 제조 방법{Touch Screen Panel and Fabricating Method Thereof}
본 발명의 실시예는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 제조 단계를 감소시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다.
이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지전극이 주변의 다른 감지전극 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이를 위해, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제1 감지전극들과, 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제2 감지전극들, 및 제1 감지전극들과 제2 감지전극들 사이에 개재하는 절연막을 구비함으로써, 접촉위치의 좌표를 파악하게 된다.
그런데, 상기 제1 및 제2 감지전극들과 절연막은 서로 다른 공정에서 형성된다.
예컨대, 제1 도전막을 패터닝하여 제1 감지전극들을 형성하고, 제1 감지전극들 상의 절연층을 패터닝한 후, 상기 절연층 상의 제2 도전막 또는 브리지 패턴을 패터닝하여 제2 감지전극들을 형성하는 공정을 수행해야 한다.
하지만, 이를 위해서는 각각의 패터닝 단계에서 노광 및 현상 공정을 수행하여야 하므로, 공정이 복잡해지고 이에 따라 제조효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 단계를 감소시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 제조 방법은, 기판 상에 형성된 제1 도전막을 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들을 형성하는 단계; 상기 제1 감지전극들이 형성된 상기 기판 상에 절연막과 제2 도전막을 순차적으로 형성하는 단계; 및 서로 전체적으로 중첩되도록 상기 절연막과 상기 제2 도전막을 동반 패터닝하여, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 절연막은 감광막인 것이 바람직하다.
일부 실시예에서, 상기 제2 감지전극들을 형성하는 단계는, 상기 감광막을 포토리소그래피 방식으로 노광 및 현상하여 상기 감광막과 상기 제2 도전막을 동반 패터닝할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 감지전극들을 형성하는 단계는, 상기 감광막이 제거됨에 따라 상기 감광막 상의 제2 도전막이 함께 제거될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 도전막은 투명전극물질로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 도전막은 금속성 나노와이어들로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 감지전극들 및 상기 제2 감지전극들을 각각 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따른 라인 단위로 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽 배선들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 기판은 활성 영역과 상기 활성 영역 외곽의 비활성 영역으로 구분되며, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 상기 활성 영역에 형성되고, 상기 외곽 배선들은 상기 비활성 영역에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지전극들; 및 상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 형성되고, 상기 제2 감지전극들과 전체적으로 중첩되는 절연막을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 절연막은 감광막인 것이 바람직하다.
일부 실시예에서, 상기 감광막은 상기 제2 감지전극들과 동일한 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 서로 전체적으로 중첩되도록 절연막과 절연막 상의 도전막을 동반 패터닝함으로써, 패터닝 공정을 감소시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
특히, 일반적인 유기 절연막을 감광막으로 대체하고 감광막이 제거됨에 따라 도전막이 함께 제거됨으로써, 패터닝 과정에서의 노광, 현상 및 식각 공정이 획기적으로 감소될 수 있다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 기판(10), 제1 감지전극들(11), 절연막(12), 제2 감지전극들(13) 및 외곽 배선들(15)을 포함한다.
기판(10)은 영상 표시영역과 중첩되고 감지전극들(11, 13)이 형성되어 터치 입력이 가능한 활성 영역(AA)과, 상기 활성 영역(AA)의 외곽부에 위치하고 외곽 배선들(15)이 형성되는 비활성 영역(NA)으로 구분될 수 있다.
비활성 영역(NA)은 영상 비표시영역과 중첩되는 차광 영역으로서, 영상이 표시되는 활성 영역(AA)을 둘러싸는 형태를 가지게 된다.
기판(10)은 플렉서블 특성을 가지며 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 구현될 수 있는데, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판일 수 있다.
제1 감지전극들(11)은 활성 영역(AA)에 일정한 간격으로 분산 배치되며 제1 방향(D1)을 따라 전기적으로 연결되도록 형성된다.
절연막(12)은 제1 감지전극들(11)과 제2 감지전극들(13) 사이에 형성되어 양 전극을 전기적으로 절연시킨다.
제2 감지전극들(13)은 상기 제1 감지전극들(11)과 다른 레이어에서 일정한 간격으로 분산 배치되되, 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 전기적으로 연결되도록 형성된다.
본 실시예에서 감지전극들(11, 13)은 직선형의 스트라이프 패턴임을 예시하고 있으나, 감지전극들(11, 13)의 형상은 다양한 변형예를 가질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 감지전극들(11, 13)은 빛이 투과될 수 있도록 ITO와 같은 투명전극물질로 형성될 수 있으며, 상기 도전 물질을 기판(10) 상에 증착한 다음, 포토 레지스트 방식으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
그런데, 상기 제1 및 제2 감지전극들(11, 13)과 절연막(12)은 서로 다른 공정에서 형성되고, 각각의 패터닝 단계에서 노광 및 현상 공정을 수행하여야 하므로, 공정이 복잡해지고 이에 따라 제조효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명은 절연막(12)과 제2 감지전극(13)을 형성하는 제2 도전막이 서로 전체적으로 중첩되도록 동반 패터닝됨을 특징으로 한다.
이에 의하여, 절연막(12)과 감지전극들(11, 13) 각각에 대한 패터닝 공정을 감소시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
구체적으로, 절연막(12)은 상부에 형성된 제2 감지전극(13)과 동일한 형상을 갖는다.
여기서, 절연막(12)은 DFR(Dry Film Resist) 등의 감광막으로 형성되고, 제2 감지전극들(13)은 ITO와 같은 투명전극물질 또는 은나노와이어(AgNW) 등의 금속성 나노와이어들로 구성되는 것이 바람직하다.
제2 감지전극들(13)을 형성하는 ITO 또는 금속성 나노와이어는 광을 투과하는 재질이므로, 절연막(12)을 형성하는 감광막에 대한 포토리소그래피 공정이 가능하다.
즉, 감광막을 포토리소그래피 방식으로 노광 및 현상하여 패터닝하는 과정에서, 감광막 상의 금속성 나노와이어 도전막이 동반 패터닝된다.
상기 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관하여는 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하기로 한다.
한편, 외곽 배선들(15)은 제1 감지전극들(11) 및 제2 감지전극들(13)을 각각 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따른 라인 단위로 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 것으로, 예컨대, 각각 행 라인 단위 및 열 라인 단위의 제1 및 제2 감지전극들(11, 13)과 전기적으로 연결되어, 이들을 패드부(PAD)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로와 연결한다.
이러한 외곽 배선들(15)은 영상이 표시되는 활성 영역(AA)을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 비활성 영역(NA)에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 감지전극들의 형성에 이용되는 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 금속물질로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지전극들(11, 13)로부터 외곽 배선들(15) 및 패드부(PAD)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 다음으로, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 기판(10) 상에 제1 도전막(11a)을 형성한다.
여기서, 기판(10)은 표시 패널의 상부 기판이나, 별도의 터치패널용 기판, 혹은 윈도우 기판 등이 될 수 있다.
제1 도전막(11a)은 제1 감지전극들(11)을 형성하기 위한 것으로, ITO 등과 같은 투명전극물질을 기판(10)에 전면 증착함에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 도 2b를 참조하면, 제1 도전막(11a)을 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들(11)을 형성한다.
예컨대, 제1 도전막(11a)에는 제1 감지전극들(11)에 대응하는 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정이 수행될 수 있다.
다음으로, 도 2c를 참조하면, 상기 제1 감지전극들(11)이 형성된 기판(10) 상에 절연막(12)과 제2 도전막(13)을 순차적으로 형성한다.
절연막(12)은 액상의 감광성 유제(photo resist)를 코팅하여 형성하거나, DFR과 같은 감광 필름을 라미네이팅하여 형성될 수 있으며, 노광된 부분이 현상에 의해 제거될 수 있는 포지티브형(positive type)을 사용하는 것이 바람직하다.
부가적으로, 감광막과 상하부 도전막의 결합력을 강화하기 위한 베이킹 공정이 더 수행될 수 있다.
제2 도전막(13a)은 제2 감지전극들(13)을 형성하기 위한 것으로, ITO 등과 같은 투명전극물질을 절연막(12) 상에 전면 증착하거나 은나노와이어(AgNW) 등의 금속성 나노와이어 재질로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 2d를 참조하면, 서로 전체적으로 중첩되도록 상기 절연막(12)과 제2 도전막(13a)을 동반 패터닝하여, 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들(13)을 형성한다.
구체적으로, 제2 도전막(13a) 상에 제2 감지전극들(13)에 대응하는 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 배치하고, 자외선(UV) 등의 광원에 노출시키면, 제2 도전막(13a)을 투과한 광에 의해 감광막에 대한 노광 공정이 수행된다.
그리고, 상기 노광된 영역이 제거되도록 감광막을 현상함으로써, 상기 절연막(12)과 제2 도전막(13a)의 동반 패터닝이 이루어진다.
현상액에 의해 노광된 영역의 감광막이 제거됨에 따라 상기 감광막 상의 제2 도전막(13a)이 함께 제거되기 때문이다.
특히, 제2 도전막(13a)이 금속성 나노와이어 재질인 경우, 극히 미세한 두께를 가지므로 제거가 더욱 용이하다.
이와 같이, 유기 절연막을 감광막으로 대체하고 감광막이 제거됨에 따라 도전막이 함께 제거됨으로써, 패터닝 과정에서의 노광, 현상 및 식각 공정이 획기적으로 감소될 수 있다.
부가적으로, 절연막(12)과 제2 감지전극들(13)의 결합력을 강화하기 위한 베이킹 공정이 더 수행될 수 있다.
한편, 제2 감지전극들(13)을 형성한 이후에는 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 삼중막 또는 크롬막 등과 같이 투명 전극물질보다 면저항이 낮은 저저항 재료를 이용하여 도 1에 도시된 외곽 배선(15)이 더 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 사시도이다.
전술한 구성 요소와 동일한 참조 번호를 갖는 구성 요소에 관하여는 모순되지 않는 한 전술한 개시 사항을 참조할 수 있으며, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 감지전극들(21, 23)은 다이아몬드 패턴으로 서로 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 감지전극들(21)은 활성 영역(AA)에 분산되어 배치되며 제1 방향(D1)을 따라 전기적으로 연결되도록 형성되고, 제2 감지전극들(23)은 상기 제1 감지전극들(21)과 중첩되지 않도록 제1 감지전극들(21)의 사이에 분산되어 배치되며 제2 방향(D2)을 따라 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
즉, 제1 감지전극들(21)과 제2 감지전극들(23)은 서로 교번적으로 배치되어 서로 다른 방향을 따라 연결된다.
단, 제1 감지전극들(21)과 제2 감지전극들(23)은 절연막(22)을 사이에 두고 서로 다른 레이어에 형성되며, 도시되지는 않았으나, 각 감지전극들(21, 23)을 연결하는 연결패턴들은 일부 중첩될 수 있다.
제2 감지전극들(23)과 절연막(22)이 서로 전체적으로 중첩되도록 동반 패터닝된 점은 전술한 실시예와 동일하다.
또 다른 실시예에서, 감지전극들은 투명 도전물질이 아닌 미세 금속 라인들로 구현되는 금속 메쉬(metal mesh) 형상으로 형성될 수 있다.
기판과, 상기 기판에 형성된 감지전극들 및 외곽 배선들의 형상 및 재질은 다양한 변형 실시예를 가질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 11a: 제1 도전막
11: 제1 감지전극들 12: 절연막
13a: 제2 도전막 13: 제2 감지전극들
15: 외곽 배선들

Claims (12)

  1. 기판 상에 형성된 제1 도전막을 패터닝하여, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들을 형성하는 단계;
    상기 제1 감지전극들이 형성된 상기 기판 상에 절연막과 제2 도전막을 순차적으로 형성하는 단계; 및
    서로 전체적으로 중첩되도록 상기 절연막과 상기 제2 도전막을 동반 패터닝하여, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 절연막은 감광막인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제2 감지전극들을 형성하는 단계는,
    상기 감광막을 포토리소그래피 방식으로 노광 및 현상하여 상기 감광막과 상기 제2 도전막을 동반 패터닝하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제2 감지전극들을 형성하는 단계는,
    상기 감광막이 제거됨에 따라 상기 감광막 상의 제2 도전막이 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전막은 투명전극물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 도전막은 금속성 나노와이어들로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지전극들 및 상기 제2 감지전극들을 각각 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따른 라인 단위로 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽 배선들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 기판은 활성 영역과 상기 활성 영역 외곽의 비활성 영역으로 구분되며,
    상기 제1 및 제2 감지전극들은 상기 활성 영역에 형성되고, 상기 외곽 배선들은 상기 비활성 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 기판은
    폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  10. 기판;
    상기 기판 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지전극들; 및
    상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 형성되고, 상기 제2 감지전극들과 전체적으로 중첩되는 절연막을 포함하는 터치 스크린 패널.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 절연막은 감광막인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 감광막은 상기 제2 감지전극들과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.

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