KR20150033784A - 터치패널 제조방법 및 이를 이용한 표시장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치패널 제조방법 및 이를 이용한 표시장치 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 마스크 수를 감소시킬 수 있는, 터치패널 제조방법 및 이를 이용한 표시장치 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 터치패널 제조방법은, 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계; 제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계; 제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계; 제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극들 및 수신전극들을 형성하는 단계; 및 제5마스크를 이용하여, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 상단에 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

터치패널 제조방법 및 이를 이용한 표시장치 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A TOUCH PANEL AND METHOD OF MANUFACTRUING A DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 터치패널 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 표시장치를 구성하는 패널의 평면에 부착되는 터치패널을 제조하는 방법 및 이를 이용하여 표시장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.

평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.

표시장치들 중에서, 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)는, 1ms 이하의 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮기 때문에, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.

최근 들어, 상기한 바와 같은 표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치패널이 이용되고 있다.

표시장치에서 영상을 표시하는 패널에, 상기 터치패널을 구성하는 방법으로는, 애드 온(Add-on) 타입 및 인 셀 타입(In-Cell Type) 등이 있다.

이 중 애드 온 타입 터치패널은, 상기 패널과 독립적으로 제조된 후, 상기 패널의 평면에 부착되는 터치패널을 말한다. 또한, 상기 인 셀 타입 터치패널에서는, 상기 터치패널을 구성하는 요소들이 상기 패널 내부에 형성된다.

도 1은 종래의 애드 온 타입 터치패널의 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

종래의 애드 온 타입 터치패널은, 상기한 바와 같이, 표시장치에서 영상을 표시하는 패널의 위에 부착된다.

이 경우, 상기 터치패널에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명 전극(ITO, Indium Tin Oxide)을 이용하여 X축 전극 센서 패턴(이하, 간단히 '구동전극'이라 함)(16)과, Y축 전극 센서 패턴(이하, 간단히 '수신전극'이라 함)(17)이 형성되어 있다.

상기 터치패널을 형성하는 상기 투명 전극들은, 유리기판(Glass), 필름 또는 시트(이하, 간단히 '기판(11)'이라 함) 등에 형성될 수 있다.

상기 터치패널에서는, 상기 구동전극(16)과 상기 수신전극(17)이 서로 전기적으로 연결되지 않도록, 절연체(15)를 이용하여 상기 구동전극(16)과 상기 수신전극(17)이 이격되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 상기 터치패널의 중심부분에서, 상기 구동전극(16)과 상기 수신전극(17)이 교차되는 영역에는 절연체(15)가 형성되어 있다.

이 경우, 상기 절연체(15)의 상단면 또는 하단면을 지나가는 전극은, 브릿지(Bridge)(14)라 한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 터치패널에서는, 상기 두 개의 구동전극(16)이 상기 브릿지(Bridge)(14)에 의해 연결되어 있다. 즉, 상기 브릿지(14)를 통해 연결되어 있는 두 개의 구동전극(16)에는, 동일한 구동펄스가 동시에 공급된다.

한편, 도 1에 도시된 터치패널의 일측에는 패드부(20)가 형성되어 있으며, 타측에는, 상기 터치패널의 양측에는, 상기 패드부(20) 등을 가리기 위한 블랙메트릭스(12)가 형성되어 있다.

또한, 상기 블랙메트릭스(12) 상단에는, 상기 기판(11)을 통해 외부로 출력되는 광의 특성을 향상시키기 위한 광학설계층(13)이 형성될 수 있다.

또한, 구동전극(16) 및 상기 수신전극(17)의 상단에는, 상기 구동전극 및 상기 수신전극을 보호하기 위한 보호층(18)이 형성된다.

상기한 바와 같이 구성되어 있는, 상기 터치패널을 구비한 표시장치는, 상기 구동전극(16) 및 상기 수신전극(17)에 형성된 정전용량의 변화량을 이용하여, 상기 터치패널에서의 터치여부를 인식한다.

여기서, 상기 구동전극 및 상기 수신전극의 형상은 다양하게 형성될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 터치패널을 제조하는 공정을 나타낸 예시도이다.

상기 터치패널은, 각종 층(Layer)을 기판(11) 상에 형성시키고, 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여, 상기 구동전극(16), 수신전극(17), 블랙메트릭스(12), 브릿지(14) 등의 패널을 형성하는, 포토마스크 공정을 이용하여 제조된다.

이 경우, 상기 터치패널을 형성하는 상기 구성요소들의 구조 및 상기 터치패널의 구동 방법에 따라, 상기 포토마스크 공정에서 상기 포토마스크가 이용되는 횟수는 다양하게 변경될 수 있다.

그러나, 일반적으로 상기 터치패널의 제조 공정 중에는 여섯 번의 포토마스크가 이용되고 있다. 6개의 포토마스크를 이용하여 터치패널을 제조하는 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 상기 기판(11) 상에 블랙메트릭스 물질이 도포된다.

둘째, 제1마스크를 이용하여, (a)에 도시된 바와 같이, 상기 블랙메트릭스(12)가 형성된다.

셋째, (b)에 도시된 바와 같이, 상기 블랙메트릭스(12)를 포함한 상기 기판(11)의 전면에, 상기 광학설계층(13)이 형성된다.

넷째, 제1전극물질이 상기 광학설계층(13)에 도포된 후, 제2마스크를 이용하여, (c)에 도시된 바와 같이, 제1전극(20a)이 형성된다.

다섯째, 제2전극물질이 상기 제1전극(20a)을 포함한 상기 광학설계층(13)에 도포된 후, 제3마스크를 이용하여, (d)에 도시된 바와 같이, 제2전극(20b)이 형성된다. 상기 터치패널의 양측 가장자리에 형성되는 상기 제1전극(20a) 및 상기 제2전극(20b)은 상기 패드부(20)를 형성한다.

또한, 상기 터치패널의 내부에 형성되는 상기 제2전극(20b)은, 상기 브릿지(14)를 형성한다.

이 경우, 상기 제1전극(20a)은 불투명한 금속물질로 형성되며, 상기 제2전극(20b)은 투명한 금속물질로 형성된다.

여섯째, 상기 제2전극(20b)을 포함한 상기 광학설계층(13)에 절연물질이 도포된 후, 제4마스크를 이용하여, (e)에 도시된 바와 같이, 상기 절연체(15)가 형성된다.

일곱째, 상기 절연체(15)를 포함한 상기 광학설계층(13)에 투명전극이 도포된 후, 제5마스크를 이용하여, (f)에 도시된 바와 같이, 상기 구동전극(16) 및 상기 수신전극(17)이 형성된다.

여덟째, 상기 구동전극(16), 상기 수신전극(17) 및 상기 절연체(15) 상에 보호물질이 도포된 후, 제6마스크를 이용하여, 상기 보호층(18)이 형성된다.

상기한 바와 같은 터치패널은, 종래의 애드-온 타입(add-on type)의 터치패널과 비교할 때, 경량으로 제조될 수 있으며, 작은 두께를 통한 박형화가 가능하기 때문에, 관심이 고조되고 있다.

그러나, 상기한 바와 같이, 상기 터치패널을 제조하기 위해서는, 6개의 포토마스크가 요구된다. 따라서, 상기 마스크 비용 등에 의해 종래의 터치패널의 제조 단가는 상승될 수밖에 없다.

또한, 마스크의 수가 증가되기 때문에, 상기 터치패널 제조를 위한 각 스텝들 간에 불량률 발생이 증가될 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 마스크 수를 감소시킬 수 있는, 터치패널 제조방법 및 이를 이용한 표시장치 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널 제조방법은, 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계; 제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계; 제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계; 제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극들 및 수신전극들을 형성하는 단계; 및 제5마스크를 이용하여, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 상단에 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 터치패널 제조방법은, 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계; 제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계; 제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계; 제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극 및 수신전극을 형성하는 단계; 및 터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 제조방법은, 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계; 제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계; 제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계; 제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극들 및 수신전극들을 형성하는 단계; 제5마스크를 이용하여, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 상단에 보호층을 형성하는 단계; 터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계; 및 상기 보호층 상단에 접착테이프를 부착시킨 후, 상기 접착테이프를 이용하여, 상기 보호층과 패널의 상단면을 합착시키는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 표시장치 제조방법은, 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계; 제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계; 제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계; 제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극 및 수신전극을 형성하는 단계; 터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계; 상기 구동전극, 상기 수신전극과 상기 플렉서블 인쇄회로기판 상단에 접착제를 도포하는 단계; 및 상기 접착제에 패널의 상단면을 합착시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 터치패널의 제조 공정이 단축될 수 있으며, 이에 따라, 장비 유지 보수 및 공정 비용 등이 절감될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 터치패널의 생산 기간이 단축될 수 있으며, 이에 따라, 터치패널의 생산성이 증가될 수 있다.

도 1은 종래의 애드 온 타입 터치패널의 단면을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 터치패널을 제조하는 공정을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치 제조방법에 따라 제조된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치 제조방법에 따라 제조된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법을 설명하기 위한 예시도이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법이 상세히 설명된다.

첫째, 기판(110) 상에 블랙메트릭스 물질이 도포된다.

상기 기판(110)은, 투명한 유리기판(Glass) 또는 투명한 합성수지가 될 수 있다.

둘째, 제1마스크를 이용하여, (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 가장자리에 블랙메트릭스(120)가 형성된다.

상기 블랙메트릭스(12)는, 대략 1.2㎛ 정도로 형성될 수 있다.

상기 블랙메트릭스(120)를 형성하기 위한 물질로는, 현재 표시장치에 적용되는 블랙메트릭스의 제조를 위해 이용되는 일반적인 물질이 적용될 수 있다.

셋째, (b)에 도시된 바와 같이, 상기 블랙메트릭스(120)를 포함한 상기 기판(110)의 전면에, 상기 광학설계층(130)이 형성된다.

상기 광학설계층(130)은, 상기 기판(110)을 통해 외부로 출력되는 광의 특성을 향상시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 광학설계층(130)에 의해 상기 기판(110)을 통과하는 광의 굴절율이 향상될 수 있다.

상기 광학설계층(130)은, Nb₂O_x와 같은 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 광학설계층(130)은, 대략 100Å 정도로 형성될 수 있다.

상기 광학설계층(130)은, S_iO_x와 같은 물질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 광학설계층(130)은, 대략 600Å 정도로 형성될 수 있다.

넷째, 제1전극물질과, 제2전극물질이 상기 광학설계층(130)에 도포된다.

다섯째, 제2마스크를 이용하여, (c)에 도시된 바와 같이, 제1전극(141), 제2전극(142) 및 브릿지(143)이 형성된다.

상기 제2마스크로는 (c)에 도시된 바와 같이, 하프톤 마스크(HTM: Half Tone Mask)(900)가 이용된다.

즉, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 기판(110)의 가장자리에 형성되어 있는 상기 제1전극물질과 제2전극물질들 모두가 식각되어, 패드부(140)를 구성하는 상기 제1전극(141) 및 상기 제2전극(142)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 기판(110)의 내부에 형성되어 있는 상기 제1전극물질 및 상기 제2전극물질들 중, 상기 제2전극물질 모두와 상기 제1전극물의 일부가 식각되어, 상기 브릿지(143)가 형성된다.

상기 브릿지(143)는, 본 발명에 따라 제조되는 터치패널에 형성되는 구동전극(160)과 수신전극(170)이 교차하는 영역에서, 상기 구동전극(160)을 전기적으로 연결시켜 주는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 브릿지(141)를 통해 연결되어 있는 두 개의 구동전극(160)에는, 동일한 구동펄스가 동시에 공급된다.

즉, 도 3의 (c)에서, 상기 기판(110)의 가운데 부분에 형성되어 있는 상기 제1전극(141)은, 상기 브릿지(143)로 이용된다.

상기 제1전극(141) 또는 상기 브릿지(143)를 형성하는 상기 제1전극물질은 투명한 금속물질로 형성되며, 상기 제2전극(142)을 형성하는 상기 제2전극물질은 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1전극(141) 중 상기 브릿지(143)는, 상기 터치패널 중, 상기 패널에 의해 광이 투과되는 영역에 형성되기 때문에, 상기 제1전극(141)은, ITO와 같은 투명전극물질로 형성된다.

그러나, 상기 제2전극(142)은, 상기 터치패널의 외곽에 형성되어, 상기 패드부(140)를 형성하고 있기 때문에, 투명할 필요가 없으며, 전도성이 우수한 물질로 형성되어야 한다. 따라서, 상기 제2전극(142)은, 전도성이 우수한 다양한 종류의 불투명한 금속들이 적용될 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예에서는, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 패드부(140)를 구성하는 두 개의 전극들(141, 142)과, 상기 브릿지(143)가, 상기 하프톤 마스크(900)를 이용하여 한 번의 공정을 통해 제조된다.

여기서, 투명한 상기 제1전극(141) 및 상기 브릿지(143)는, 1400Å 정도로 형성될 수 있다.

또한, 불투명한 상기 제2전극(142)은, 2500~3500Å 정도로 형성될 수 있다.

여섯째, 상기 제2전극(142) 및 상기 브릿지(143)를 포함한 상기 광학설계층(13)에 절연물질이 도포된 후, 제3마스크를 이용하여, (d)에 도시된 바와 같이, 상기 절연체(150)가 형성된다.

상기 절연체(150)는, PAC와 같은 물질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 PAC는 유기물질이기 때문에, (d)에 도시된 바와 같이, 두껍게 형성되어, 상기 제1전극(141), 상기 제2전극(142) 및 상기 브릿지(143)를 보호할 수 있다.

이 경우, 상기 절연체(150)는, 2.0㎛ 정도로 형성될 수 있다.

일곱째, 상기 절연체(15)를 포함한 상기 광학설계층(130)에 투명전극이 도포된 후, 제4마스크를 이용하여, (e)에 도시된 바와 같이, 상기 구동전극(160) 및 상기 수신전극(170)이 형성된다.

즉, 상기 투명전극이 도포된 후, 상기 제4마스크를 이용하여, 상기 구동전극(160) 및 상기 수신전극(170)이 패턴화될 수 있다.

여덟째, 상기 구동전극(160), 상기 수신전극(170) 및 상기 절연체(150) 상에 보호물질이 도포된 후, 제5마스크를 이용하여, 상기 보호층(180)이 형성된다.

상기 보호층(150)은, 상기 PAC와 같은 물질로 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 보호층(150)은, 1400Å 정도로 형성될 수 있다.

상기 보호층(150)은 (f)에 도시된 바와 같이 상기 패드부(140)를 커버하지 않도록 패턴화된다.

상기 과정들에 의해, (f)에 도시된 바와 같은 터치패널(100)이 제조된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법에서는, 다섯 개의 마스크가 이용됨으로써, 종래에 비해 하나의 마스크가 줄어들 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치 제조방법에 따라 제조된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치 제조방법은, 상기에서 설명된 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법에 의해 제조된 상기 터치패널(100)이 적용된다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법에 따라 제조된 상기 터치패널(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 접착테이프(210)를 이용하여 상기 패널(100)과 합착된다.

이 경우, 상기 접착테이프(210)는 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 보호층(150)과 상기 패널(300)의 상단면 사이에 부착된다.

상기 접착테이프(210)로는, OCA(Optically Clear Adhesive)가 적용될 수 있다.

상기 접착테이프(210)에 의해 상기 터치패널(100)이 상기 패널(300)에 합착되기 전에, 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 패드부(140)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 플렉서블기판(190)이 부착된다.

즉, 상기 터치패널(100)에 상기 플렉서블기판(190)이 부착된 후, 상기 터치패널의 상기 보호층(150)에 상기 접착테이프(210)가 부착되어, 상기 터치패널(100)과 상기 패널(300)이 합착된다.

상기 과정에 의해 제조된 표시장치의 구성 및 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치 제조방법에 의해 제조된, 도 4에 도시된 바와 같은 표시장치는, 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차하는 영역마다 픽셀들이 형성되어 있는 상기 패널(300), 상기 패널(300)의 전면에 상기 접착테이프(210)를 통해 합착되어 터치여부를 감지하는 터치패널(100), 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들을 구동하기 위한 드라이버(미도시) 및 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 구동전극(160)과 상기 수신전극(170)을 이용하여 터치여부를 감지하기 위한 터치감지부를 포함한다.

첫째, 상기 패널(300)은, 제1기판과 제2기판이 합착공정을 거쳐 합착된다. 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에는 중간층이 형성되어 있다. 상기 패널(300)은, 액정패널이 될 수도 있고, 유기발광패널이 될 수도 있으며, 영동표시패널 또는 플라즈마 디스플레이 패널이 될 수도 있다.

상기 제1기판을 구성하는 제1베이스기판과, 상기 제2기판을 구성하는 제2베이스기판은 글래스(Glass), 플라스틱(Plastic), 메탈(Metal) 등으로 제조될 수 있다. 이하에서는, 액정패널을 일예로 하여, 상기 패널(300)의 구성 및 기능이 설명된다.

즉, 상기 패널(300)은, 두 장의 투명한 베이스기판들 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 패널(300)의 상기 제1기판(TFT기판)에는 다수의 데이터 라인들, 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차영역마다 형성되는 픽셀들에 형성되는 다수의 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)들, 상기 픽셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극 등이 형성된다. 즉, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다.

상기 패널(300)의 상기 제2기판(컬퍼필터기판)에는 블랙매트릭스(BM) 및 컬러필터 등이 형성된다.

상기 패널(300)에는 영상이 출력되는 표시영역과, 영상이 출력되지 않는 비표시영역이 형성되어 있으며, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차에 의해 형성되는 상기 픽셀들은 상기 표시영역에 형성되어 있다.

상기 패널(300)은, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인을 통해 전송되는 신호에 의해 상기 액정의 광투과율을 변화시키는 것에 의해, 영상을 표시할 수 있다.

둘째, 상기 터치패널(100)은 복수의 구동전극(160)들 및 복수의 수신전극(170)들로 구성된다. 상기 구동전극(160)들 및 상기 수신전극(170)들은, 블럭 형태로 서로 이격되어 있다.

상기 구동전극(160)들 중 상기 브릿지(143)를 통해 연결되어 있는 구동전극(160)들에는, 터치여부를 감지하기 위한 구동펄스가 동시에 공급된다.

상기 구동전극(160)으로 공급된 상기 구동펄스 및 사용자의 터치여부에 의해, 상기 구동전극(160)과 상기 수신전극(170) 사이의 정전용량이 변화될 수 있다. 상기 구동펄스 및 사용자의 터치여부에 따라 상기 수신전극(170)에서 발생된 전기신호(감지신호라고 함)는 상기 터치감지부로 전달된다. 상기 터치감지부는, 상기 감지신호를 이용하여, 상기 터치패널(100)에서의 터치여부 또는 터치여부를 판단할 수 있다.

셋째, 상기 드라이버(미도시)는, 상기 패널(300)에 형성되어 있는 데이터 라인들로 데이터 전압을 출력하며, 상기 게이트 라인들로 출력되는 스켄펄스를 제어하기 위한 것으로서, 집적회로(IC)로 형성되어, 상기 패널(300)의 비표시영역에 장착될 수 있다. 상기 드라이버는, 데이터 드라이버, 게이트 드라이버 및 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 데이터 드라이버는, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 디지털 영상데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다.

즉, 상기 데이터 드라이버는, 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 상기 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터 라인으로 출력시킨다. 이를 위해, 상기 데이터 드라이버는, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부(DAC) 및 출력버퍼를 포함하고 있다.

상기 타이밍 컨트롤러는, 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 이용하여, 상기 게이트 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성하며, 상기 데이터 드라이버로 전송될 영상데이터를 생성한다.

이를 위해, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 외부 시스템으로부터 입력영상데이터(Input Data) 및 타이밍 신호들을 수신하기 위한 수신부, 각종 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호 생성부, 상기 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터(Data)를 출력하기 위한 데이터 정렬부 및 상기 제어신호들과 상기 영상데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다.

상기 게이트 드라이버는, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 입력되는 상기 게이트 제어신호에 응답하여, 상기 패널(300)의 상기 게이트 라인들에 스캔펄스를 순차적으로 공급한다. 이에 따라, 상기 스캔펄스가 입력되는 해당 수평라인의 각각의 픽셀에 형성되어 있는 박막트랜지스터(TFT)들이 턴온되어, 각 픽셀로 영상이 출력될 수 있다.

상기 게이트 드라이버는, 상기한 바와 같이, 집적회로(IC) 형태로 형성되어 상기 패널(300)에 장착될 수도 있으며, 또는, 상기 패널(300) 내에 실장되어 있는 게이트 인 패널(Gate In Panel : GIP) 방식으로 구성될 수도 있다.

넷째, 상기 터치감지부는, 상기 구동펄스를 생성하여, 상기 구동전극(160)들로 공급하기 위한 터치구동부 및 상기 수신전극(170)들로부터 수신된 상기 감지신호를 이용하여 상기 터치패널(100)의 터치여부 또는 터치여부를 판단하는 터치수신부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 터치감지부는, 상기 패드부(140)에 부착되는 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)을 통해 상기 터치패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.

즉, 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)은 상기 터치패널(100)과 상기 터치감지부를 전기적으로 연결시키는 기능을 수행한다. 그러나, 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)은 상기 드라이버 중 상기 타이밍 컨트롤러와 연결될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법을 설명하기 위한 예시도이다. 이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법이 상세히 설명된다.

첫째, 기판(110) 상에 블랙메트릭스 물질이 도포된다.

상기 기판(110)은, 투명한 유리기판(Glass) 또는 투명한 합성수지가 될 수 있다.

둘째, 제1마스크를 이용하여, (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 가장자리에 블랙메트릭스(120)가 형성된다.

상기 블랙메트릭스(12)는, 대략 1.2㎛ 정도로 형성될 수 있다.

상기 블랙메트릭스(120)를 형성하기 위한 물질로는, 현재 표시장치에 적용되는 블랙메트릭스의 제조를 위해 이용되는 일반적인 물질이 적용될 수 있다.

셋째, (b)에 도시된 바와 같이, 상기 블랙메트릭스(120)를 포함한 상기 기판(110)의 전면에, 상기 광학설계층(130)이 형성된다.

상기 광학설계층(130)은, 상기 기판(110)을 통해 외부로 출력되는 광의 특성을 향상시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 광학설계층(130)에 의해 상기 기판(110)을 통과하는 광의 굴절율이 향상될 수 있다.

상기 광학설계층(130)은, Nb₂O_x와 같은 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 광학설계층(130)은, 대략 100Å 정도로 형성될 수 있다.

상기 광학설계층(130)은, S_iO_x와 같은 물질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 광학설계층(130)은, 대략 600Å 정도로 형성될 수 있다.

넷째, 제1전극물질과, 제2전극물질이 상기 광학설계층(130)에 도포된다.

다섯째, 제2마스크를 이용하여, (c)에 도시된 바와 같이, 제1전극(141), 제2전극(142) 및 브릿지(143)이 형성된다.

상기 제2마스크로는 (c)에 도시된 바와 같이, 하프톤 마스크(HTM: Half Tone Mask)(900)가 이용된다.

즉, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 기판(110)의 가장자리에 형성되어 있는 상기 제1전극물질과 제2전극물질들 모두가 식각되어, 패드부(140)를 구성하는 상기 제1전극(141) 및 상기 제2전극(142)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 기판(110)의 내부에 형성되어 있는 상기 제1전극물질 및 상기 제2전극물질들 중, 상기 제2전극물질 모두와 상기 제1전극물의 일부가 식각되어, 상기 브릿지(143)가 형성된다.

상기 브릿지(143)는, 본 발명에 따라 제조되는 터치패널에 형성되는 구동전극(160)과 수신전극(170)이 교차하는 영역에서, 상기 구동전극(160)을 전기적으로 연결시켜 주는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 브릿지(141)를 통해 연결되어 있는 두 개의 구동전극(160)에는, 동일한 구동펄스가 동시에 공급된다.

즉, 도 3의 (c)에서, 상기 기판(110)의 가운데 부분에 형성되어 있는 상기 제1전극(141)은, 상기 브릿지(143)로 이용된다.

상기 제1전극(141) 또는 상기 브릿지(143)를 형성하는 상기 제1전극물질은 투명한 금속물질로 형성되며, 상기 제2전극(142)을 형성하는 상기 제2전극물질은 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1전극(141) 중 상기 브릿지(143)는, 상기 터치패널 중, 상기 패널에 의해 광이 투과되는 영역에 형성되기 때문에, 상기 제1전극(141)은, ITO와 같은 투명전극물질로 형성된다.

그러나, 상기 제2전극(142)은, 상기 터치패널의 외곽에 형성되어, 상기 패드부(140)를 형성하고 있기 때문에, 투명할 필요가 없으며, 전도성이 우수한 물질로 형성되어야 한다. 따라서, 상기 제2전극(142)은, 전도성이 우수한 다양한 종류의 불투명한 금속들이 적용될 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예에서는, 상기 하프톤 마스크(900)에 의해, 상기 패드부(140)를 구성하는 두 개의 전극들(141, 142)과, 상기 브릿지(143)가, 상기 하프톤 마스크(900)를 이용하여 한 번의 공정을 통해 제조된다.

여기서, 투명한 상기 제1전극(141) 및 상기 브릿지(143)는, 1400Å 정도로 형성될 수 있다.

또한, 불투명한 상기 제2전극(142)은, 2500~3500Å 정도로 형성될 수 있다.

여섯째, 상기 제2전극(142) 및 상기 브릿지(143)를 포함한 상기 광학설계층(13)에 절연물질이 도포된 후, 제3마스크를 이용하여, (d)에 도시된 바와 같이, 상기 절연체(150)가 형성된다.

상기 절연체(150)는, PAC와 같은 물질로 형성될 수 있다.

즉, 상기 PAC는 유기물질이기 때문에, (d)에 도시된 바와 같이, 두껍게 형성되어, 상기 제1전극(141), 상기 제2전극(142) 및 상기 브릿지(143)를 보호할 수 있다.

이 경우, 상기 절연체(150)는, 2.0㎛ 정도로 형성될 수 있다.

일곱째, 상기 절연체(15)를 포함한 상기 광학설계층(130)에 투명전극이 도포된 후, 제4마스크를 이용하여, (e)에 도시된 바와 같이, 상기 구동전극(160) 및 상기 수신전극(170)이 형성된다.

즉, 상기 투명전극이 도포된 후, 상기 제4마스크를 이용하여, 상기 구동전극(160) 및 상기 수신전극(170)이 패턴화될 수 있다.

여덟째, 상기 패드부(140)에 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)이 부착된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법에서는, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법과 비교해 볼 때, 상기 보호층(180)이 형성되어 있지 않다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법에서는, 상기 보호층(180)이 형성되지 않은 상태에서, 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)이 상기 패드부(140)에 부착된다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치 제조방법에 따라 제조된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치 제조방법은, 상기에서 설명된 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법에 의해 제조된 상기 터치패널(100)이 적용된다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법에 따라 제조된 상기 터치패널(100)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 접착제(220)를 이용하여 상기 패널(300)과 합착된다.

이 경우, 상기 접착제(220)는 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 구동전극(160), 상기 수신전극(170) 및 상기 플렉서블 인쇄회로기판(190)에 도포된 후, 상기 패널(300)의 상단면과 합착된다.

상기 접착제(220)로는, OCR(Optically Clear Resin)이 적용될 수 있다.

즉, 본 발명의 제2실시예에서는, 상기 접착제(220)에 의해 상기 터치패널(100)이 상기 패널(300)에 합착되기 전에, 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 패드부(140)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 플렉서블기판(190)이 부착된다.

부연하여 설명하면, 상기 터치패널(100)에 상기 플렉서블기판(190)이 부착된 후, 상기 터치패널(100)에 상기 접착제(220)가 도포되어, 상기 터치패널(100)과 상기 패널(300)이 합착된다.

상기 과정에 의해 제조된 표시장치의 구성 및 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치 제조방법에 의해 제조된, 도 6에 도시된 바와 같은 표시장치는, 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차하는 영역마다 픽셀들이 형성되어 있는 상기 패널(300), 상기 패널(300)의 전면에 상기 접착제(220)를 통해 합착되어 터치여부를 감지하는 터치패널(100), 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들을 구동하기 위한 드라이버(미도시) 및 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 구동전극(160)과 상기 수신전극(170)을 이용하여 터치여부를 감지하기 위한 터치감지부를 포함한다.

여기서, 도 6에 도시된 상기 표시장치의 구성 및 기능은, 도 4를 참조하여 설명된 표시장치의 구성 및 기능과 비교해 볼 때, 상기 터치패널(100)의 구성을 제외하고는, 도 4를 참조하여 설명된 표시장치의 구성 및 기능과 동일하다.

따라서, 상기 표시장치에 대한 상세한 설명은 생략된다.

이 경우, 도 4를 참조하여 설명된 표시장치에 적용되는 상기 터치패널(100)은, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치패널 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 상기 터치패널(100)에는 상기 보호층(180)이 형성되어 있다.

그러나, 도 6에 도시된 표시장치에 적용되는 상기 터치패널(100)은, 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 상기 터치패널(100)에는 상기 보호층(180)이 형성되어 있지 않다.

상기한 바와 같은 본 발명을 간단히 정리하면 다음과 같다.

본 발명은 터치패널을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 윈도우 글래스(Window Glass) 일체형 터치패널을 제조하는 공정에 사용되는 포토 마스크 수를 저감시킬 수 있는 터치패널 제조방법에 관한 것이다.

즉, 터치패널 제조를 위해 종래에는 여섯 개의 마스크가 적용되었으나, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 다섯 개의 마스크가 적용될 수 있으며, 본 발명의 제2실시예에 의하면, 네 개의 마스크에 의해 터치패널이 제조될 수 있다.

본 발명에서는, 마스크의 수를 줄이기 위해, 하프톤 마스크(HTM: Half Tone Mask)(900)를 이용하여, 상기 패드부(140)를 구성하는 상기 두 개의 전극들(Metal)(141, 142)과, 상기 브릿지(Bridge)(143)를 구성하는 전극이 동시에 형성될 수 있다.

본 발명에서, 마스크 수의 저감에 따라 발생되는 금속의 산화는, 산화물 금속인 ITO를 이용하여 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 터치패널을 제조하기 위한 공정 수 및 공정 시간이 단축될 수 있고, 이에 따라 불량률이 저감될 수 있으며, 제조 원가가 절감될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에서는, 상기한 바와 같이 다섯 개의 마스크에 의해 터치패널이 제조될 수 있으며, 제1실시예에 따라 제조된 상기 터치패널은, OCA(Optically Clear Adhesive)(이하, 간단히 'OCA'라 함)와 같은 접착테이프(210)를 이용하여, 패널(300)에 합착될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에서는, 터치패널의 상부에 형성되는 보호층(180)의 제거를 통해, 제1실시예보다 하나의 마스크가 더 줄어들 수 있다.

본 발명의 제2실시예에서, 상기 보호층(180)의 제거에 의해 발생되는 문제점은, 상기 접착제(Optically Clear Resin)(이하, 간단히 'OCR'이라 함)(220)에 의해 해결될 수 있다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따라 제조된 터치패널은, 상기 OCR(220)을 통해 패널(300)에 직접 합착되기 때문에, 상기 OCR(220)에 의해 상기 터치패널에 형성되어 있는 금속의 산화가 방지될 수 있다. 이러한, 기술은 제조 원가의 절감에 직접적으로 효과를 나타낼 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제2실시예에서는, 제1실시예에서 형성되는 보호층(180)이 제거됨으로써, 마스크 수가 감소되고, 공정이 간소화될 수 있다. 이 경우, 상기 보호층(180)을 제거함으로써 발생되는 금속(Metal)의 산화는 산화물 금속인 ITO를 이용하여 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 의해 제조된 터치패널은, 상기 OCR을 이용하여 패널에 합착되기 때문에, 상기 OCR(220)에 의해 상기 터치패널에 형성되어 있는 각종 구성들이 보호될 수 있다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 의해 제조된 터치패널은, OCA(210)를 통해 패널(300)과 합착됨으로써, 터치패널의 산화가 방지될 수 있으며, 본 발명의 제2실시예에 의해 제조된 터치패널은 OCR(220)을 통해 패널(300)과 합착됨으로써, 터치패널의 산화가 방지될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 터치패널 210 : OCA
220 : OCR 300 : 패널

Claims (10)

1. 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계;
   제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계;
   제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계;
   제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극들 및 수신전극들을 형성하는 단계; 및
   제5마스크를 이용하여, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 상단에 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2마스크는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 터치패널 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 상기 브릿지를 형성하는 단계는,
   상기 블랙메트릭스를 포함한 상기 기판 상에 광학설계층을 도포하는 단계;
   제1전극물질과, 제2전극물질을 상기 광학설계층에 순차적으로 도포하는 단계;
   상기 제2마스크를 이용해, 상기 제1전극물질과 상기 제2전극물질의 일부를 식각시켜, 상기 패드부를 형성하는 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계; 및
   상기 제2마스크를 이용해, 상기 제2전극물질 모두와 상기 제1전극물질의 일부를 식각시켜 상기 브릿지를 형성하는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1전극물질은 투명한 금속물질로 형성되며,
   상기 제2전극물질은 불투명한 금속물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 브릿지는, 상기 구동전극들을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 터치패널 제조방법.
6. 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계;
   제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계;
   제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계;
   제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극 및 수신전극을 형성하는 단계; 및
   터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 상기 브릿지를 형성하는 단계는,
   상기 블랙메트릭스를 포함한 상기 기판 상에 광학설계층을 도포하는 단계;
   제1전극물질과, 제2전극물질을 상기 광학설계층에 순차적으로 도포하는 단계;
   상기 제2마스크를 이용해, 상기 제1전극물질과 상기 제2전극물질의 일부를 식각시켜, 상기 패드부를 형성하는 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계; 및
   상기 제2마스크를 이용해, 상기 제2전극물질 모두와 상기 제1전극물질의 일부를 식각시켜 상기 브릿지를 형성하는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1전극물질은 투명한 금속물질로 형성되며,
   상기 제2전극물질은 불투명한 금속물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널 제조방법.
9. 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계;
   제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계;
   제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계;
   제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극들 및 수신전극들을 형성하는 단계;
   제5마스크를 이용하여, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 상단에 보호층을 형성하는 단계;
   터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계; 및
   상기 보호층 상단에 접착테이프를 부착시킨 후, 상기 접착테이프를 이용하여, 상기 보호층과 패널의 상단면을 합착시키는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.
10. 제1마스크를 이용하여, 기판에 블랙메트릭스를 형성하는 단계;
    제2마스크를 이용하여, 상기 기판에, 패드부 및 브릿지를 형성하는 단계;
    제3마스크를 이용하여, 상기 패드부 및 브릿지의 상단에 절연체를 형성하는 단계;
    제4마스크를 이용하여, 상기 절연체 상단에 구동전극 및 수신전극을 형성하는 단계;
    터치감지부와 연결되는 플렉서블 인쇄회로기판을, 상기 패드부에 부착시키는 단계;
    상기 구동전극, 상기 수신전극과 상기 플렉서블 인쇄회로기판 상단에 접착제를 도포하는 단계; 및
    상기 접착제에 패널의 상단면을 합착시키는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.

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