KR20150099111A - 모아레 감소를 위한 오버코트층을 구비한 터치 패널, 터치 패널을 구비한 액정표시장치 및 터치 패널 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널, 액정표시장치 및 터치 패널 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치 패널은 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 갖는 전극층 및 상기 전극층 상부에 형성되며 상기 전극 패턴과 일정한 교차각을 이루는 패턴을 갖는 오버코트층을 포함하여 형성된다. 또한 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 터치 패널이 상부에 부착되거나 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

모아레 감소를 위한 오버코트층을 구비한 터치 패널, 터치 패널을 구비한 액정표시장치 및 터치 패널 형성 방법{Touch Panel with Overcoat Layer for reducing Moire, Liquid Crystal Display Device Having the Touch Panel and Method For Forming the Touch Panel}

본 발명은 터치 패널, 터치 패널을 구비한 액정표시장치, 터치 패널 형성 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 모아레 감소를 위한 오버코트층을 구비한 터치 패널, 터치 패널을 구비한 액정표시장치, 터치 패널 형성 방법에 관한 것이다.

스마트폰의 대중화로 화면을 터치하여 신호를 입력하는 터치 기능을 구비한 액정표시장치에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다.

터치 기능은 터치의 압력을 감지하거나 터치에 의한 전류 변화를 감지하여 터치 위치를 인식하는 전극층을 구비한 터치 패널에 의해 구현될 수 있으며, 터치 기능을 구비한 액정표시장치는 상기와 같은 터치 패널을 상부 기판 외부에 부착하거나 액정표시장치를 형성하는 공정 중에 액정표시장치 내부에 터치 패널을 형성함으로써 제조될 수 있다.

터치 패널의 전극층은 터치 위치를 감지하기 위해 전 디스플레이 영역에 배치되며, 이때 전극층의 형상이 눈에 가시되는 시인성 문제를 해결하기 위해 복수개의 라인이나 특정한 면을 가지는 규칙적인 패턴을 갖도록 형성된다.

하지만 최근에는 터치 해상도를 높이기 위해 사용되는 미세하고 일정한 규칙을 갖는 군집 형태의 전극층의 패턴과 액정표시장치의 화소 패턴이 중첩되면서, 두개 이상의 규칙적인 주기성을 갖는 무늬가 겹쳐질 때 발생하는 광학 현상 중 하나인 물결무늬 현상, 즉 모아레가 발생하여 최종적으로 액정표시장치의 화품이 저하되는 문제가 있다.

한국특허 제10-1167007호 "정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법"

본 발명의 목적은 전극층과 일정한 교차각을 갖는 오버코트층을 구비한 터치 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전극층과 일정한 교차각을 갖는 오버코트층에 의해 모아레가 발생하지 않거나 감소된 액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 패턴을 갖는 오버코트층을 형성하기 위한 방법들을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 터치 패널 및 액정표시장치에 의해 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 갖는 전극층; 및 상기 전극층 상부에 형성되며, 상기 전극 패턴과 일정한 교차각을 이루는 패턴을 갖는 오버코트층을 포함한다.

이때 상기 교차각은 10도 내지 20도인 것이 바람직하며, 전극 패턴과 오버코트층의 패턴이 동일한 것이 바람직하다.

상기 전극 패턴과 오버코트층의 패턴은 단위선이 평행하게 반복되는 형태일 수 있다.

상기 오버코트층은 상기 전극층 상부에 형성되며 패턴을 갖지 않는 제1 오버코트층 및 상기 제1 오버코트층 상부에 형성되며 패턴을 갖는 제2 오버코트층을 포함하도록 형성하거나 상기 오버코트층의 일부 영역을 전부 또는 일부 식각하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 하부 기판 및 상기 하부 기판과 액정층을 사이에 두고 접합되는 상부 기판을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 상부 기판의 상부에 부착되거나 상기 상부 기판 내부에 형성된 터치 패널을 포함하고, 상기 터치 패널은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 형성 방법은 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 형성하는 전극층 형성 단계; 및 상기 전극 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 갖는 오버코트층을 상기 전극층 상부에 형성하는 오버코트층 형성 단계를 포함한다.

상기 오버코트층 형성 단계는 상기 전극층을 덮는 제1 오버코트 물질을 도포하는 단계; 상기 제1 오버코트 물질을 덮는 제2 오버코트 물질을 도포하는 단계; 및 상기 제2 오버코트 물질을 식각하여 상기 전극층 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 오버코트층 형성 단계는 상기 전극층을 덮는 오버코트 물질을 도포하는 단계; 및 도포된 상기 오버코트 물질의 일부 영역을 전부 또는 일부 식각하여 상기 전극층 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 교차각은 10도 내지 20도인 것이 바람직하며, 상기 오버코트층 형성 단계에서 오버코트층이 상기 전극 패턴과 동일한 패턴을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 전극층과 상기 오버코트층이 단위선이 평행하게 반복되는 패턴을 갖도록 형성할 수 있다.

본 발명은 전극층과 일정한 교차각을 갖는 오버코트층을 구비한 터치 패널과 이러한 오버코트층을 형성하기 위한 방법들을 제공하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 전극층과 일정한 교차각을 갖는 오버코트층에 의해 모아레가 발생하지 않거나 감소된 액정표시장치를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 전극층 패턴을 변형할 경우 발생되는 문제점을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 전극 패턴과 오버코트층 패턴이 중첩될 경우의 형상을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.

본 발명은 터치 패널 및 터치 패널을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

모아레는 규칙을 갖는 미세한 패턴의 간섭으로 발생한다. 터치 패널을 구비한 액정표시장치는 터치 패널 전극층의 패턴과 액정표시장치 화소 패턴(게이트 라인 및/또는 데이터 라인에 의한 패턴)이 간섭될 경우 모아레가 발생할 수 있다.

이러한 모아레는 터치 패널 전극층의 패턴이 액정표시장치의 화소 패턴과 간섭되지 않도록 변형하여 제거할 수 있다.

하지만 모아레 제거를 위해 액정표시장치의 화소 패턴을 변형할 경우 액정표시장치 구동에 영향을 미칠 수 있으며, 화소 패턴 변형에 따라 여러 가지 다른 구조의 변형이 뒤따라야 하므로 화소 패턴을 변형하는 것은 용이하지 않다.

또한 터치 패널 전극층의 전극은 도 1(a) 도시된 바와 같이 터치 감지를 위해 디스플레이 영역의 한쪽 끝에서 마주보는 다른 쪽 끝까지 연결되어야 하는데 이를 도 1(b)와 같이 변형할 경우 일부 영역(도 1(b)의 점 찍힌 영역) 내에서 터치가 안되는 지역이 발생하고, 터치 센싱을 위해 외부 칩과의 연결이 용이하지 않은 전극라인이 생긴다.

이에 본 발명은 모아레를 감소시킬 수 있는 패턴을 오버코트층에 형성함으로써 터치 패널을 구비한 액정표시장치에서 발생하는 모아레를 감소시키고자 한다.

도 2와 도 3에 본 발명에 따른 터치 패널의 개략적인 사시도와 단면도가 도시되어 있다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 터치 패널은 기판(10) 위에 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 갖는 전극층(20)과 전극 패턴과 일정한 교차각을 이루는 패턴을 갖는 오버코트층(30)을 포함한다.

터치 패널의 기판(10)은 전극층을 형성하기 위한 베이스 플레이트이다. 따라서 터치 패널이 액정표시장치와 일체로 형성되지 않는 경우 전극층이 형성되기 위한 필름 또는 유리 기판이며, 터치 패널이 액정표시장치와 일체로 형성되는 경우에는 전극층(20) 하부에 위치하는 액정표시장치의 어떠한 레이어(layer)일 수 있다. 또한 터치 패널이 커버 윈도우와 일체로 형성되는 경우에는 기판이 생략될 수도 있다.

전극층(20)은 터치 센싱을 위한 전극(21)을 갖는 층이다. 전극층은 터치되는 위치를 감지하기 위한 층으로 ITO 등의 투명 전도성 물질, 투명 전도막 필름, 미세 금속선 등으로 터치 센싱을 위한 전극을 형성할 수 있다. 또한 디자인에 따라 1layer 또는 2layer로 구성할 수 있다.

전극층의 전극(21)은 디스플레이 영역의 터치를 감지하고 그 패턴이 외부로 시인되는 것을 방지하기 위해 예를 들어 단위 전극선이 평행하게 반복 배열되는 일정한 패턴을 갖기도 한다.

오버코트층(30)은 전극층(20) 위에 형성되는 층으로 전극층 전극 패턴의 규칙적인 주기를 상쇄시켜주는 패턴을 갖는다.

오버코트층은 전극층을 보호하기 위한 층으로 전극층과 달리 신호를 감지하고 전달하는 기능을 하지 않기 때문에 어떠한 패턴도 자유롭게 형성할 수 있다. 하지만 모아레를 감소시키기 위해서는 하부 전극층의 전극 패턴과 일정한 교차각(θ)을 이루도록 패터닝 하는 것이 바람직하다.

이때 교차각(θ)은 전극 패턴과 10 내지 20도를 이루는 것이 바람직하다.

또한 오버코트층의 패턴은 하부의 전극 패턴과 동일한 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 오버코트층(30)의 패턴을 전극층의 패턴(20)과 동일하게 형성하면서 그 각도를 기울여 두 패턴이 중첩되었을 때 일정한 교차각(θ)을 이루도록 하는 것이다.

위와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법을 도 5를 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 기판(10) 위에 전극층(20)을 형성하기 위해 투명 도전성 물질을 도포한다(도5(a)).

도포된 투명 도전성 물질을 식각하여 투명 도전성 물질이 일정한 전극 패턴을 형성하도록 한다(도 5(b)).

다음으로, 전극층(20) 위에 오버코트층을 형성하기 위한 물질을 도포한다(도5(c)). 오버코트층을 형성하기 위한 물질은 SiNx, SiOx, SiOx+SiNx 등 종래 오버코트층을 형성하기 위한 모든 물질이 사용될 수 있다.

다음으로, 오버코트층 물질을 식각하여 하부 전극층의 전극 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성한다(도 5(d)). 이때 오버코트층 패턴 형성을 위해 식각되는 영역은 도 5(d)에 도시된 바와 같이 전극층 상부면과 맞닿는 영역까지 전체를 식각하지만, 경우에 따라서는 일부만 식각하여 전극층의 전극이 외부로 노출되지 않도록 형성할 수도 있다.

또한 오버코트층 식각시 잘못된 식각 제어로 인해 전극층의 일부가 함께 식각되거나 전극층의 전극이 외부로 노출되지 않도록 하기 위해 위와 같이 오버코트층의 일부 깊이만 식각하는 대신에 도 6에 도시된 바와 같이 전극층을 보호하기 위한 제1 오버코트층(30(1))과 패턴을 형성하기 위한 제2 오버코트층(30(2))의 2개 층으로 오버코트층을 형성할 수도 있다.

이를 보다 상세히 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 기판(10)에 전도층 형성을 위한 투명 전도성 물질을 도포하고(도 7(a)), 이를 식각하여 전극 패턴을 형성(도 7(b))한 후 전극층 상부에 제1 오버코트층을 형성하기 위한 물질을 도포한다(도 7(c)). 제1 오버코트층은 전극층을 보호하기 위한 층으로서 패턴을 형성하지는 않는다.

다음으로 제1 오버코트층 위에 제2 오버코트층을 형성하기 위한 물질을 도포하고(도 7(d)), 이를 식각하여 전극층의 전극 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성한다(도 7(e)).

제1 오버코트층과 제2 오버코트층은 종래 오버코트층을 형성하기 위해 사용되는 어떠한 물질을 사용하여 형성하여도 된다. 다만 제1 오버코트층은 제2 오버코트층의 식각 과정에서 전극층을 보호하기 위한 기능을 하므로 제1 오버코트층을 형성하는 물질은 제2 오버코트층 보다 식각률이 낮은 물질을 선택하는 것이 바람직하다.

또한 제1 오버코트층의 두께(전극층 상부면과 제2 오버코트층 하부면 사이의 두께)가 제2 오버코트층의 두께보다 얇게 형성하여 제1 오버코트층과 제2 오버코트층으로 이루어진 오버코트층(30)의 패턴이 명확히 나타날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

지금까지 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 구체적인 실시예로 한정되게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 터치 패널에 한정되지 않고 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널이 액정표시장치의 상부에 부착되거나 액정표시장치의 내부에 형성된 경우에도 그 권리범위에 포함한다. 액정표시장치와 터치 패널이 일체로 형성되는 경우에는 터치 패널의 기판이 생략될 수 있다. 액정표시장치 상부에 터치 패널을 부착하거나 내부에 터치 패널을 형성하는 방법은 당업자에게 널리 알려진 사항이므로 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 본 발명은 앞서 설명한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

10: 기판 20: 전극층
30: 오버코트층

Claims (13)

1. 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 갖는 전극층; 및
   상기 전극층 상부에 형성되며, 상기 전극 패턴과 일정한 교차각을 이루는 패턴을 갖는 오버코트층;
   을 포함하는 터치 패널.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 교차각은 10도 내지 20도인 터치 패널.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극 패턴과 상기 오버코트층의 패턴이 동일한 터치 패널.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 전극 패턴과 오버코트층의 패턴은 단위선이 평행하게 반복되는 형태인 터치 패널.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 오버코트층은
   상기 전극층 상부에 형성되며 패턴을 갖지 않는 제1 오버코트층; 및
   상기 제1 오버코트층 상부에 형성되며 패턴을 갖는 제2 오버코트층;
   을 포함하는 터치 패널.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 오버코트층의 패턴은 상기 오버코트층의 일부 영역을 전부 또는 일부 식각하여 형성한 것인 터치 패널.
   
7. 하부 기판 및 상기 하부 기판과 액정층을 사이에 두고 접합되는 상부 기판을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
   상기 상부 기판의 상부에 부착되거나 상기 상부 기판 내부에 형성된 터치 패널을 포함하고,
   상기 터치 패널은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 터치 패널인 액정표시장치.
   
8. 터치 센싱을 위한 전극 패턴을 형성하는 전극층 형성 단계; 및
   상기 전극 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 갖는 오버코트층을 상기 전극층 상부에 형성하는 오버코트층 형성 단계;
   를 포함하는 터치 패널 형성 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 오버코트층 형성 단계는
   상기 전극층을 덮는 제1 오버코트 물질을 도포하는 단계;
   상기 제1 오버코트 물질을 덮는 제2 오버코트 물질을 도포하는 단계; 및
   상기 제2 오버코트 물질을 식각하여 상기 전극층 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성하는 단계;
   를 포함하는 터치 패널 형성 방법.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 오버코트층 형성 단계는
    상기 전극층을 덮는 오버코트 물질을 도포하는 단계; 및
    도포된 상기 오버코트 물질의 일부 영역을 전부 또는 일부 식각하여 상기 전극층 패턴과 일정한 교차각을 갖는 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 터치 패널 형성 방법.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 교차각은 10도 내지 20도인 터치 패널 형성 방법.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 오버코트층 형성 단계에서 오버코트층이 상기 전극 패턴과 동일한 패턴을 갖도록 형성하는 터치 패널 형성 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 전극층과 상기 오버코트층이 단위선이 평행하게 반복되는 패턴을 갖도록 형성하는 터치 패널 형성 방법.
    
    
    
    

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