KR20150111001A - 메쉬 형태의 그라운드 전극을 갖는 터치패널 및 그 제조방법 - Google Patents

메쉬 형태의 그라운드 전극을 갖는 터치패널 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

메쉬 형태의 그라운드 전극을 갖는 터치패널 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구분되는 투명기판; 투명기판 일면에 투명 전도성 물질로 형성되는 것으로, 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극이 서로 이격되어 배치되는 제1 센싱전극부와, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극이 서로 연결되어 배치되는 제2 센싱전극부를 구비하는 센싱패턴부; 센싱패턴부 상부에 절연특성을 갖는 물질로 형성되는 것으로, 액티브 영역은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고 베젤 영역은 띠(strip) 형태로 형성되되, 제1 센싱전극의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 제1 관통공이 형성되고 제2 센싱전극에는 상기 액티브 영역과 베젤 영역의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 제2 관통공이 형성되는 절연막; 및 액티브 영역에서 절연막 상부에 중첩되도록 금속 물질로 형성되고, 제1 센싱전극들을 상기 제1 관통공을 통해 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극과, 브릿지 전극과 접촉하지 않도록 메쉬 모양으로 형성되는 그라운드 전극을 포함하는 금속패턴부를 포함한다.

Description

메쉬 형태의 그라운드 전극을 갖는 터치패널 및 그 제조방법{TOUCH PANEL WITH MESH TYPED GROUND ELECTRODE AND METHOD THE SAME}
본 발명은 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이와의 관계에서 발생하는 노이즈를 최소화 하기 위하여 메쉬 형태의 그라운드 전극을 갖는 터치패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터치패널(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 직관적인 인터페이스를 추구하는 트렌드에 따라 평판 디스플레이 장치, 각종 모바일 기기, 스마트폰, 태블릿 PC 등에서 많이 사용되고 있다.
이러한 터치패널은 동작원리에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분될 수 있으며, 신호 증폭에 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 차이, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자기기에 채용되고 있다.
특히, 정전용량 방식 터치패널은 APPLE社의 iPhone이 출시되면서 급격히 확대된 터치패널 방식으로, 인체에서 발생하는 정전기와 기판의 상호 작용으로 X와 Y의 위치를 감지하며(정전용량층 형성), 이를 위해 기판 위에 복수개의 센싱전극을 필요로 한다. 저항막 방식에 비하여 가격이 높다는 문제가 있으나 멀티터치 구현이 용이하고 높은 내구성 및 우수한 터치감을 가지고 있어 그 관심도가 더욱 높아지고 있는 추세이다.
이러한 정전용량 방식 터치패널은 모바일 디스플레이(스마트폰, 패블릿, 태블릿PC 등)에 합착되어 입력장치로 사용되는 것이 일반적이다. 그런데 최근 모바일 기기가 보다 슬립해지고 가벼워짐에 따라 디스플레이와 터치패널 사이의 거리는 점점 가까워지고 있으며, 디스플레이 구동 회로가 터치패널에 대해 전기적 간섭을 일으키는 현상, 즉 소위 노이즈 현상이 발생하게 되는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명의 실시예들에서는 비교적 간단한 공정으로 터치패널과 근접하게 배치되는 디스플레이로부터 발생하는 노이즈 현상을 최소화 할 수 있는 터치패널 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구분되는 투명기판; 상기 투명기판 일면에 투명 전도성 물질로 형성되는 것으로, 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극이 서로 이격되어 배치되는 제1 센싱전극부와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극이 서로 연결되어 배치되는 제2 센싱전극부를 구비하는 센싱패턴부; 상기 센싱패턴부 상부에 절연특성을 갖는 물질로 형성되는 것으로, 상기 액티브 영역은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고 상기 베젤 영역은 띠(strip) 형태로 형성되되, 상기 제1 센싱전극의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 제1 관통공이 형성되고 상기 제2 센싱전극에는 상기 액티브 영역과 베젤 영역의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 제2 관통공이 형성되는 절연막; 및 메쉬 패턴을 구비하여 상기 액티브 영역에서 상기 절연막 상부에 중첩되도록 금속 물질로 형성되고, 상기 제1 센싱전극들을 상기 제1 관통공을 통해 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극과, 상기 브릿지 전극과 접촉하지 않도록 메쉬 모양으로 형성되는 그라운드 전극을 포함하는 금속패턴부를 포함하는 터치패널이 제공될 수 있다.
또한, 상기 금속패턴부는 상기 베젤 영역에 배치되는 것으로, 상기 액티브 영역과 배젤 영역의 경계부에 위치하는 상기 제1 관통공을 통해 상기 제1 센싱전극들과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 관통공을 통해 상기 제2 센싱전극들과 전기적으로 접속하는 배선 전극을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 브릿지 전극, 그라운드 전극 및 배선 전극은 동일한 금속 물질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 금속패턴부는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 1 이상 선택되는 물질로 1층 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속패턴부 상부에 굴절율이 1.4 이하 또는 1.6 이상인 투명 절연물질로 형성되는 보호막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판 일면에 투명 전도막을 전면 코팅하고 패터닝하여, 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극이 서로 이격되어 배치되는 제1 센싱전극부와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극이 서로 연결되어 배치되는 제2 센싱전극부를 구비하는 센싱패턴부를 형성하는 단계; 상기 센싱패턴부 상부에 절연특성을 갖는 물질을 전면 코팅하고 패터닝하여, 상기 액티브 영역은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고 상기 베젤 영역은 띠 모양으로 형성되되, 상기 제1 센싱전극의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 제1 관통공이 형성되고 상기 제2 센싱전극에는 상기 액티브 영역과 베젤 영역의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 제2 관통공이 형성되는 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 절연막 상부에 금속박막을 전면 코팅하고 매쉬 패턴을 갖도록 패터닝하여, 상기 액티브 영역에는 상기 절연막 상부에 중첩되도록 그라운드 전극, 및 상기 그라운드 전극과 소정 간격 이격되고 상기 제1 관통공을 통해 상기 제1 센싱전극들을 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극을 형성하고, 상기 베젤 영역에는 상기 제1,2 센싱전극부와 전기적으로 접속하는 배선 전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법이 제공될 수 있다.
이 때, 상기 금속박막은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 1 이상 선택되는 물질로 1층 이상일 수 있다.
또한, 패터닝된 상기 금속박막 상부에 굴절율이 1.4 이하 또는 1.6 이상인 투명 절연물질로 형성되는 보호막을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치패널은 메쉬 패턴의 절연막을 사용하고 상기 절연막 일면에 매쉬 패턴의 그라운드 전극을 형성케 함으로써, 터치패널과 근접하게 배치되는 디스플레이로부터 발생하는 노이즈 현상을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치패널 제조방법은 그라운드 전극, 브릿지 전극 및 배선 전극을 단일 금속박막을 패터닝하여 동시에 형성함으로써, 상대적으로 단순한 제조공정을 통해 디스플레이로부터 발생하는 노이즈를 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 센싱패턴부를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 절연막을 도시한 정면도이다.
도 3은 액티브 영역에서 도 1의 센싱패턴부 상부에 도 2의 절연막이 형성된 모습을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 금속패턴부를 추가하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ를 기준으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 도시한 정면도이고, 도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ을 확대하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 6에서 금속패턴부만을 도시한 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(이하, 터치패널)은 투명기판의 일면에 센싱패턴부, 절연막 및 금속패턴부가 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
투명기판은 터치패널의 기재(substrate) 역할을 하는 것으로, 사용자를 기준으로 할 때에 센싱패턴부, 절연막 및 금속패턴부는 투명기판의 저면에 형성되는 것이다. 그러나 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 도시된 도면을 기준으로(사용자가 위치하는 방향과 반대되는 방향을 기준으로 함) 각 구성을 설명하도록 한다. 즉, 본 명세서에서 센싱패턴부, 절연막 및 금속패턴부는 도시된 도면을 기준으로 하여 터치패널의 상부면에 순차적으로 적층되어 형성된다.
이하, 터치패널의 각 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 센싱패턴부(120)를 도시한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 투명기판(110)의 상부면에는 센싱패턴부(120)가 형성된다. 투명기판(110)은 센싱패턴부(120)등의 구성들을 지지할 수 있는 지지력과 투명성을 갖는 기판 재료면 되고, 특정 재료로 한정되지 않는다. 투명기판(110)은 여기에 더하여 플렉시블(flexible)한 특성을 갖는 소재도 이용 가능하다.
투명기판(110)의 예로는 유리, 강화 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 또는 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS; BOPS) 등이 있다.
투명기판(110)은 액티브 영역(AA)과 베젤 영역(BA)로 구분될 수 있다. 액티브 영역(AA, active area)은 사용자가 터치 동작을 통해 입력이 가능한 영역이다. 베젤 영역(BA, bezel area)은 액티브 영역(AA)을 제외한 영역으로 주로 액티브 영역(AA)에서 감지한 접속 신호를 컨트롤러 IC(집적회로) 등에 전달하는 영역이다. 베젤 영역(BA)은 화상이 표시되지 않는 영역이자, 사용자의 터치 동작이 이루어지는 경우에도 활성화되지 않아 입력이 이루어지지 않는 영역이다.
센싱패턴부(120)는 투명기판(110) 상부에 패터닝되어 형성된다. 센싱패턴부(120)는 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명 전도성 물질의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube), 은 나노와이어 또는 그래핀(graphene) 등이 있으며 이에 한정되지 않는다.
센싱패턴부(120)는 제1 센싱전극부(121)와 제2 센싱전극부(122)를 포함한다. 제1 센싱전극부(121) 및 제2 센싱전극부(122)는 투명기판(110)의 액티브 영역(AA)에 해당하는 부분에만 형성될 수도 있고, 투명기판(110)의 전면에 형성될 수도 있다. 다만 설명의 편의를 위해서 도 1에서는 제1,2 센싱전극부(121,122)가 액티브 영역(AA)에 해당하는 부분에만 형성된 경우를 도시하였다. 이 경우 베젤 영역(AB)에 해당하는 부분에는 별도의 패턴이 없는 박막 형태로 투명 전도성 물질이 형성될 수 있다.
제1 센싱전극부(121)는 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극(121a)이 서로 이격되어 배치된다. 여기에서 제1 방향은 임의의 방향을 의미하는 것이나, 본 명세서에서는 열(row) 방향을 의미하고 있음을 밝혀둔다. 본 명세서에서 제1 센싱전극부(121)는 Tx 전극으로 기능한다.
제2 센싱전극부(122)는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극(122a)이 서로 일체형으로 연결되어 배치된다. 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 교차하는 방향이며, 본 명세서에서는 행(column) 방향을 의미하고 있음을 밝혀둔다. 본 명세서에서 제2 센싱전극부(122)는 Rx 전극으로 기능한다.
제1 센싱전극(121a) 및 제2 센싱전극(122a)은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 교번하는 패턴 형태로 배치될 수 있고, 그 이외에도 다양한 형태의 패턴으로 배치될 수 있다. 도 2에서는 제1,2 센싱전극(121a,122a)을 다이아몬드 형태로 도시하고 있으나, 그 이외에도 삼각형, 사각형 등의 다각형 형태, 원형, 타원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 절연막(130)을 도시한 정면도이다. 설명의 편의를 위해 도 1의 센싱패턴부(120)는 도시하지 않았음을 밝혀둔다.
절연막(130)은 터치패널의 절연층으로 기능하는 것으로 절연특성을 갖는 물질로 형성된다. 이러한 물질은 절연특성을 갖는 유기물질, 무기물질, 유무기 복합물질 등 한정되지 않는다. 예컨대 절연막(130)은 절연특성을 갖는 Cr/CrOx 이중충, 카본 안료를 포함하는 수지, 블랙염료 등과 같은 흑색 물질로 형성될 수 있다.
절연막(130)은 액티브 영역(AA)은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고, 베젤 영역(BA)은 띠(strip) 형태로 형성된다. 상기 메쉬 패턴에 있어서 선폭은 수㎛(예컨대 10㎛), 선 간격은 수백㎛(예컨대 300㎛)일 수 있다. 즉, 절연막(130)은 도 2에 도시된 것과 선폭과 선 간격이 다양한 형태로 형성될 수 있다(예컨대, 도 2에 도시된 형태보다 좁은 선 간격을 가지는 메쉬 형태로 형성될 수 있음).
이와 같은 메쉬 패턴을 통해 그라운드 전극(ground electrode)이 액티브 영역(AA)의 전면에 형성될 수 있으므로, 터치패널과 근접하게 배치되는 디스플레이로부터 발생하는 노이즈 현상을 최소화 할 수 있다. 이와 관련된 내용은 다른 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
한편, 절연막(130)에는 제1 관통공(131) 및 제2 관통공(132)이 형성된다. 제1 관통공(131)은 절연막(130)이 센싱패턴부(120, 도 1 참조) 상부에 배치되었을 때에, 센싱패턴부(120)의 제1 센싱전극(121a, 도 1 참조)의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 형성된다. 제2 관통공(132)은 마찬가지로 절연막(130)이 센싱패턴부(120) 상부에 배치되었을 때에, 액티브 영역(AA)과 베젤 영역(AB)의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 형성된다. 즉, 제2 관통공(132)은 제2 센싱전극부(122)의 양측 단부에 각각 형성된다. 도 1을 참고하여 설명하면 제2 관통공(132)은 제2 센싱전극부(122)를 이루는 제2 센싱전극(122a)들 중에서 가장 좌측에 위치한 제2 센싱전극(122a)의 좌측 단부와, 가장 우측에 위치한 제2 센싱전극(122a)의 우측 단부와 상응하는 부분에 형성된다(제2 관통공(132)은 센싱전극에 형성되는 것이 아니라 절연막(130)에 형성되는 것임). 제1,2 관통공(131,132)의 형태 및 크기는 특정되지 않는다. 예컨대, 제1,2 관통공(131,132)은 본 명세서에 첨부된 도면에 도시된 폐쇄형의 비아홀(via hole) 형태가 아니라 절연막(130)의 해당 부분을 생략함으로써(해당 부분을 절단하는 형태) 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해서 이하에서는 제1,2 관통공(131,132)이 비아홀 형태로 형성된 경우를 중심으로 설명하도록 한다.
관련하여, 도 3은 액티브 영역에서 도 1의 센싱패턴부(120) 상부에 도 2의 절연막(130)이 형성된 모습을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 절연막(130)은 액티브 영역에서 메쉬 패턴을 갖는데, 상기 메쉬 패턴에는 복수개의 제1 관통공(131)이 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
제1 관통공(131)은 제1 센싱전극(121a)의 상하측 단부와 상응하는 위치에 마련된다. 제1 관통공(131)은 이웃하는 제1 센싱전극(121a)을 전기적으로 연결시키기 위하여 형성되는 것이다. 상술하였듯이 제1 센싱전극(121a)은 제2 센싱전극(122a)과는 달리 서로 이격되어 배치되기 때문이다. 제1 관통공(131)을 통한 제1 센싱전극(121a)의 연결에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 도 3에서 금속패턴부(140)를 추가하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 ?-?를 기준으로 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 금속패턴부(140)는 절연막(130)의 상부에 형성되는 것으로 그라운드 전극(141)과 브릿지 전극(142)을 포함한다.
금속패턴부(140)는 금속 물질로 형성되고, 상기 금속 물질은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 물질일 수 있다. 또한, 금속패턴부(140)는 복수개의 상기 금속 물질들이 적층 구조를 이루어 형성될 수 있다.
금속패턴부(140)는 메쉬 패턴을 구비하여 액티브 영역(AA)에서 절연막(130) 상부에 중첩되도록 형성된다. 금속패턴부(140)가 액티브 영역(AA)에서 절연막(130) 상부에 중첩되도록 형성된다 함은 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 사용자의 위치를 기준으로 터치패널을 바라보았을 때에 금속패턴부(140)가 절연막(130)에 의해 사용자에게 보이지 않도록 중첩됨을 의미한다. 이를 위해 금속패턴부(140)의 메쉬 패턴에 있어 선폭은 절연막(130)의 메쉬 패턴에서의 선폭보다 작을 수 있다(이 경우 메쉬 패턴의 선 간격은 금속패턴부(140)가 절연막(130)에서보다 크게 됨).
구체적으로 액티브 영역(AA)에 배치되는 금속패턴부(140)는 절연막(130)과 중첩되는 메쉬 패턴을 가지고 있어 사용자의 위치를 기준으로 할 때에는 절연막(130)에 가려져 보이지 않는다. 베젤 영역(BA)에 배치되는 금속패턴부(140) 역시 마찬가지이다.
액티브 영역(AA)에서 금속패턴부(140)는 전체적으로는 절연막(130) 상부에 중첩되도록 형성되지만, 일부 구간에서는 형성되지 않음으로써 그라운드 전극(141)과 브릿지 전극(142)으로 구분될 수 있다. 즉, 그라운드 전극(141)과 브릿지 전극(142)은 동일한 금속 물질로 동일한 평면 상에 형성되지만, 형성 위치 및 기능에 따라 구분된다. 이는 공정을 보다 간소화 할 수 있는 요인이다.
브릿지 전극(142)은 이웃하는 제1 센싱전극들(121a)를 서로 전기적으로 연결시키는 기능을 한다. 제1 센싱전극부(121)를 이루는 제1 센싱전극들(121a)은 제2 센싱전극들(122a)과는 달리 서로 이격되어 배치되어 있으며(도 1 참조), 이들의 전기적 연결을 위해 브릿지 전극(142)이 필요하다.
따라서 브릿지 전극(142)은 하나의 제1 센싱전극(121a)의 하단부와 제1 방향(도 1 참조)으로 이웃하는 다른 하나의 제1 센싱전극(121a)의 상단부에 걸쳐지도록 형성된다. 구체적으로 브릿지 전극(142)은 하나의 제1 센싱전극(121a)의 하단부에 위치한 제1 관통공(131)과, 이웃하는 다른 하나의 제1 센싱전극(121a)의 상단부에 위치한 제1 관통공(131)을 전기적으로 연결하도록 형성된다. 예컨대 도 5에 도시된 것처럼, 브릿지 전극(142)은 양단부가 제1 관통공(131)을 각각 채우는 형태를 가질 수 있으며, 몸통 부분은 이웃하는 제1 관통공(131) 사이를 잇는 막대 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 하나의 제1 센싱전극(121a)의 하단부와 이웃하는 다른 하나의 제1 센싱전극(121a)의 상단부가 브릿지 전극(142)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 이 경우에 있어서 브릿지 전극(142)이 제1 관통공(131)을 채우는 형태가 아니더라도, 제1 센싱전극(121a)으로부터의 전류는 절연막(130)의 벽면을 따라 흐름으로써 브릿지 전극(142)과 전기적으로 연통될 수 있다. 절연막(130)의 두께가 매우 얇은 바, 제1 센싱전극(121a)과 브릿지 전극(142)의 수직거리가 매우 짧기 때문이다.
그라운드 전극(141)은 활성 영역(AA)에 대하여 금속패턴부(140)에서 브릿지 전극(142)을 제외한 부분으로 전체적으로는 메쉬 모양을 갖는다. 상술한 것과 같이 제1 센싱전극(121a)들 사이에는 브릿지 전극(142)이 각각 위치하며, 그라운드 전극(141)은 브릿지 전극(142)과 접촉하지 않도록 브릿지 전극(142)과는 소정 간격 이격되도록 형성된다. 예컨대 도 4를 참고하면, 브릿지 전극(142)의 상하 및 좌우와 소정 간격 이격된 형태로 그라운드 전극(141)이 마련된다. 또한 절연막(130)이 활성 영역(AA) 전면에 형성되므로, 그라운드 전극(141)과 브릿지 전극(142)이 이격된 형태를 가지고 있어도, 다른 경로를 통해 절연막(130)에 형성되어 있는 모든 그라운드 전극(141)은 통전될 수 있다(도 8 참조).
이와 같은 그라운드 전극(141)은 절연막(130)에 의해 센싱전극(121a,122a)들과 전기적으로 연결되지 않고 접지축과 연결되어 그라운드 전위를 띄움으로써 터치패널과 근접하게 배치되는 디스플레이로부터 발생하는 노이즈 현상을 최소화 시키는 기능을 한다. 그라운드 전극 자체는 터치패널에서 잘 알려진 구성으로, 본 실시예에서는 그라운드 전극의 형태 및 배치가 주된 요지이므로 그 외의 다른 설명은 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 도시한 정면도이고, 도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 금속패턴부(140)는 배선 전극(143)을 더 포함할 수 있다. 즉, 그라운드 전극(141), 브릿지 전극(142) 및 배선 전극(143)은 동일한 금속 물질로 동일한 평면 상에 형성되지만, 형성 위치 및 기능에 따라 구분된다. 이는 공정을 보다 간소화 할 수 있는 요인이다.
배선 전극(143)은 센싱전극(121a, 122a)과 전기적으로 접속되어 센싱전극(121a, 122a)들로부터 발생하는 신호를 터치패널의 FPCB(연성인쇄회로기판, 미도시)에 전달하는 기능을 한다. 이러한 배선 전극(143)은 베젤 영역(BA)에 형성된다.
구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이 제1 센싱전극부(121)는 액티브 영역(AA)과 베젤 영역(BA)의 경계부에 위치하는 제1 관통공(131)으로부터 FPCB까지 배선 전극(143)이 형성될 수 있다. 이 때, 배선 전극(143)은 제1 센싱전극부(121)의 최하단에 위치한 제1 관통공(131)을 채우는 형태를 가짐으로써, 제1 센싱전극부(121)와 FPCB를 전기적으로 연결한다.
그리고 제2 센싱전극부(122)는 액티브 영역(AA)과 베젤 영역(BA)의 경계부에 위치하는 제2 관통공(132)으로부터 FPCB까지 배선 전극(143)이 형성될 수 있다. 이 때, 배선 전극(143)은 제2 관통공(132)을 채우는 형태를 가짐으로써, 제2 센싱전극부(122)와 FPCB를 전기적으로 연결한다(도 7 참조). 또한, 이 경우에 있어서 배선 전극(143)이 제1 관통공(131) 또는 제2 관통공(132)을 채우는 형태가 아니더라도, 센싱전극(121a,122a)으로부터의 전류는 절연막(130)의 벽면을 따라 흐름으로써 배선 전극(143)과 전기적으로 연통될 수 있다.
도 8은 도 6에서 금속패턴부만을 도시한 정면도이다. 도 8은 금속패턴부(140)의 모양을 보다 명확하게 하기 위해 제공된다. 도 8을 참조하면 금속패턴부(140)는 액티브 영역(AA)에 형성되는 그라운드 전극(141) 및 브릿지 전극(142)과, 베젤 영역(BA)에 형성되는 배선 전극(143)을 포함한다.
그라운드 전극(141)은 전체적으로 메쉬 모양을 갖되, 부분적으로 브릿지 전극(142)과 겹치지 않도록 브릿지 전극(142)과 소정 간격 이격된다. 그러나 전체적으로 메쉬 모양을 가지므로 브릿지 전극(142)이 존재하는 부분 이외의 경로를 통해 그라운드 전극(141)이 전체적으로 통전 가능하다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 터치패널은 금속패턴부(140) 상부에 형성되는 보호막(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호막은 금속패턴부(140)의 전면에 형성되어 터치패널을 보호하는 기능과 더불어 터치패널의 저면을 평평하게 만들어주는 기능을 한다(오버코팅층으로 기능함). 상기 보호막은 터치패널의 시인성 향상을 위해 굴절율이 1.4 이하 또는 1.6 이상인 투명 절연물질로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 제조방법에 대하여 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해서 앞서 설명한 구성에 대해서는 앞서 병기한 것과 동일한 도면부호를 병기하였음을 밝혀둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 제조방법은 투명기판(110) 일면에 센싱패턴부(120)를 형성하는 단계와, 센싱패턴부(120) 상부에 절연막(130)을 형성하는 단계와, 절연막(130) 상부에 그라운드 전극(141), 브릿지 전극(142) 및 배선 전극(143)을 동시에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
우선 준비된 투명기판(110) 상부에 투명 전도막(예컨대 ITO 박막)을 전면 코팅한다. 코팅 방법은 한정되지 않으며 스핀 코팅, 슬립코팅, 스퍼터링(sputtering), 증착(열증착 또는 전자빔 증착) 등의 공정을 사용할 수 있다.
다음으로 상기 투명 전도막을 패터닝하여 센싱패턴부(120)를 형성한다. 센싱패턴부(120)는 제1 센싱전극부(121)와 제2 센싱전극부(122)를 포함하며, 패터닝된 형태의 일 예시는 도 1에 도시되어 있다. 패터닝 방법은 한정되지 않으며 통상의 포토 공정(포토레지스트 코팅 및 노광), 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 공정을 이용할 수 있다. 예컨대 센싱패턴부(120)는 패턴된 단일 마스크를 사용하여 패터닝될 수 있다.
다음으로 센싱패턴부(120) 상부에 절연특성을 갖는 물질(예컨대 블랙 염료)을 전면(全面) 코팅한다. 코팅 방법은 상기 나열한 것과 같다.
다음으로 상기 절연 물질을 패터닝하여 절연막(130)을 형성한다. 절연막(130)은 액티브 영역(AA)에는 메쉬 패턴을 갖고, 베젤 영역(AB)에는 띠 형태를 갖는다. 그리고 상기 메쉬 패턴에는 복수개의 관통공(131,132)이 마련된다. 이와 같이 패터닝된 형태의 일 예시는 도 2에 도시되어 있다. 패터닝 방법은 상기 나열한 것과 같으며, 예컨대 절연막(130)은 패턴된 단일 마스크를 사용하여 패터닝될 수 있다.
다음으로 절연막(130) 상부에 금속박막(예컨대 구리박막)을 전면(全面) 코팅한다. 코팅 방법은 상기 나열한 것과 같다. 한편, 금속박막의 전면 코팅 이전에, 브릿지 전극(142) 및 배선 전극(143)이 형성되는 부분에 위치하는 관통홀(131,132)에 금속 물질이 충전 또는 코팅될 수 있다.
다음으로 상기 금속박막을 패터닝하여 그라운드 전극(141), 브릿지 전극(142) 및 배선 전극(143)을 동시에 형성한다. 그라운드 전극(141)과 브릿지 전극(142)은 액티브 영역(AA)에 형성되고, 배선 전극(143)은 베젤 영역(BA)에 형성된다. 이와 같이 패터닝된 형태의 일 예시는 도 6에 도시되어 있다. 패터닝 방법은 상기 나열한 것과 같으며, 패턴된 단일 마스크를 사용할 수 있다. 본 실시예에서 그라운드 전극(141), 브릿지 전극(142) 및 배선 전극(143)은 상술한 것과 같이 단일 금속박막으로부터 동시에 형성되므로, 제조공정을 크게 줄일 수 있다.
다음으로 필요에 따라 패터닝된 상기 금속박막 상부에 보호막을 전면 코팅함으로써 터치패널의 제조가 마무리될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 터치패널은 매쉬 패턴의 절연막을 사용하고 상기 절연막 일면에 매쉬 패턴의 그라운드 전극을 형성케 함으로써, 터치패널과 근접하게 배치되는 디스플레이로부터 발생하는 노이즈 현상을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치패널 제조방법은 그라운드 전극, 브릿지 전극 및 배선 전극을 단일 금속박막을 패터닝하여 동시에 형성함으로써 상대적으로 단순한 제조공정을 통해 디스플레이로부터 발생하는 노이즈를 최소화 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110: 투명기판 120: 센싱패턴부
121: 제1 센싱전극부 122: 제2 센싱전극부
121a: 제1 센싱전극 122a: 제2 센싱전극
130: 절연막 131: 제1 관통공
132: 제2 관통공 140: 금속패턴부
141: 그라운드 전극 142: 브릿지 전극
143: 배선 전극

Claims (8)

  1. 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구분되는 투명기판;
    상기 투명기판 일면에 투명 전도성 물질로 형성되는 것으로, 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극이 서로 이격되어 배치되는 제1 센싱전극부와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극이 서로 연결되어 배치되는 제2 센싱전극부를 구비하는 센싱패턴부;
    상기 센싱패턴부 상부에 절연특성을 갖는 물질로 형성되는 것으로, 상기 액티브 영역은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고 상기 베젤 영역은 띠(strip) 형태로 형성되되, 상기 제1 센싱전극의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 제1 관통공이 형성되고 상기 제2 센싱전극에는 상기 액티브 영역과 베젤 영역의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 제2 관통공이 형성되는 절연막; 및
    상기 액티브 영역에서 상기 절연막 상부에 중첩되도록 금속 물질로 형성되고, 상기 제1 센싱전극들을 상기 제1 관통공을 통해 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극과, 상기 브릿지 전극과 접촉하지 않도록 메쉬 모양으로 형성되는 그라운드 전극을 포함하는 금속패턴부를 포함하는 터치패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속패턴부는 상기 베젤 영역에 배치되는 것으로, 상기 액티브 영역과 배젤 영역의 경계부에 위치하는 상기 제1 관통공을 통해 상기 제1 센싱전극들과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 관통공을 통해 상기 제2 센싱전극들과 전기적으로 접속하는 배선 전극을 더 포함하는 터치패널.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 브릿지 전극, 그라운드 전극 및 배선 전극은 동일한 금속 물질로 형성되는 터치패널.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속패턴부는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 1 이상 선택되는 물질로 1층 이상 형성되는 터치패널.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속패턴부 상부에 굴절율이 1.4 이하 또는 1.6 이상인 투명 절연물질로 형성되는 보호막을 더 포함하는 터치패널.
  6. 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 베젤 영역으로 구획되는 투명기판 일면에 투명 전도막을 전면 코팅하고 패터닝하여, 제1 방향으로 위치한 복수의 제1 센싱전극이 서로 이격되어 배치되는 제1 센싱전극부와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 위치한 복수의 제2 센싱전극이 서로 연결되어 배치되는 제2 센싱전극부를 구비하는 센싱패턴부를 형성하는 단계;
    상기 센싱패턴부 상부에 절연특성을 갖는 물질을 전면 코팅하고 패터닝하여, 상기 액티브 영역은 메쉬(mesh) 패턴으로 형성되고 상기 베젤 영역은 띠 모양으로 형성되되, 상기 제1 센싱전극의 상측 단부 및 하측 단부와 상응하는 부분에 제1 관통공이 형성되고 상기 제2 센싱전극에는 상기 액티브 영역과 베젤 영역의 경계부와 소정 간격 이격되는 부분에 제2 관통공이 형성되는 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 절연막 상부에 금속박막을 전면 코팅하고 매쉬 패턴을 갖도록 패터닝하여, 상기 액티브 영역에는 상기 절연막 상부에 중첩되도록 그라운드 전극, 및 상기 그라운드 전극과 소정 간격 이격되고 상기 제1 관통공을 통해 상기 제1 센싱전극들을 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극을 형성하고, 상기 베젤 영역에는 상기 제1,2 센싱전극부와 전기적으로 접속하는 배선 전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 터치패널 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 금속박막은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 중에서 1 이상 선택되는 물질로 1층 이상인 터치패널 제조방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    패터닝된 상기 금속박막 상부에 굴절율이 1.4 이하 또는 1.6 이상인 투명 절연물질로 형성되는 보호막을 코팅하는 단계를 더 포함하는 터치패널 제조방법.
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