KR20160104189A

KR20160104189A - 터치 패널 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20160104189A
Application number: KR1020150026800A
Authority: KR
Inventors: 배주한; 강성구; 김진환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-09-05
Also published as: US11747947B2; US20160246415A1; KR102277379B1; US20200233510A1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1 터치 전극을 가지는 제1 터치 전극 라인, 제1 터치 전극 라인과 절연되어 교차하며 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2 터치 전극을 가지는 제2 터치 전극 라인, 제1 터치 전극 라인 및 상기 제2 터치 전극 라인과 각각 연결되어 있는 연결 배선을 포함하고, 제1 터치 전극 라인, 상기 제2 터치 전극 라인 및 연결 배선 중 적어도 하나는 금속 나노 와이어를 포함하는 감광성 도전층을 포함한다.

Description

터치 패널 및 그 제조 방법{TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 특히 금속 나노 와이어를 포함하는 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 표시 장치, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 정보 처리 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치 감지 장치를 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 있다.

터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력 받고 영상을 표시할 수 있다.

이러한 터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 공진형(electromagnetic resonance type, EMR), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 터치 감지 방식에 따라 분류될 수 있다.

저항막 방식의 터치 센서의 경우 서로 마주하여 이격되어 있는 두 전극이 외부 물체에 의한 압력에 의해 서로 접촉될 수 있다. 두 전극이 서로 접촉되면 그 위치에서의 저항 변화에 따른 전압 변화를 인지하여 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다.

정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 정전 용량(capacitance)의 변화를 감지하여 접촉 여부와 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량 방식은 사용자가 언제나 터치 스크린을 접촉하여야 터치가 감지될 수 있으며 도전성 물체에 의한 접촉이 필요하다.

이러한 터치 스크린은 최근 개발되고 있는 플렉서블 전자 장치에 포함될 수 있다. 그러나 플렉서블 전자 장치의 플렉서블한 특성으로 인해서 터치 스크린의 전극 또한 불량이 발생되지 않도록 유연성(flexibility)을 가지는 것이 요구되고 있다.

유연성을 가지는 전극의 재료로는 예를 들어, 은 나노 와이어(AgNW)를 이용한 터치 패널이 개발되고 있다.

그러나 은 나노 와이어과 금속막을 이용하여 터치 센서를 제조하는 경우, 은 나노 와이어와 다른 금속과의 식각 선택성이 떨어져 위치에 따라서 은 나노 와이어와 금속막을 선택적으로 형성하는 공정이 복잡해진다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과정은 은 나노 와이어를 사용하면서도 공정을 단순화하고, 필요에 따라서 선택적으로 패터닝이 가능한 터치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 감광성 도전층은 서로 다른 투과율을 가지는 제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층을 포함하고, 연결 배선은 상기 제1 감광성 도전층, 상기 제1 감광성 도전층 위에 형성되어 있는 제2 감광성 도전층을 포함할 수 있다.

상기 제1 터치 전극 라인은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 제1 터치 전극, 상기 제1 터치 전극 사이를 연결하는 제1 연결부를 포함하고, 제2 터치 전극 라인은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 제2 터치 전극, 상기 제2 터치 전극 사이를 연결하는 제2 연결부를 포함할 수 있다.

상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 제1 감광성 도전층으로 이루어질 수있다.

상기 제1 감광성 도전층의 투과율이 상기 제2 감광성 도전층의 투과율 보다 클 수있고, 제1 감광성 도전층의 저항은 상기 제2 감광성 도전층의 저항보다 클 수 있다.

상기 제1 감광성 도전층의 감광성과 상기 제2 감광성 도전층의 감광성은 서로 반대일 수 있다.

상기 연결 배선의 일단과 연결되어 있는 패드를 더 포함하고, 패드는 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 제2 터치 전극과 상기 제2 연결부는 일체형으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 연결부는 상기 제2 연결부와 중첩하는 절연층 위에 위치하며 상기 제2 연결부를 사이에 두고 양쪽에 위치하는 제1 터치 전극을 서로 연결할 수 있다.

상기 연결 배선은 상기 감광성 도전층 아래에 위치하며 금속 나노 와이어를 포함하는 도전층을 더 포함하고, 제1 터치 전극 라인과 상기 제2 터치 전극 라인은 상기 도전층만 포함할 수 있다.

상기 도전층은 오버 코트를 더 포함할 수 있다.

상기 도전층의 투과율은 상기 감광성 도전층의 투과율 보다 클 수 있고, 도전층이 저항은 상기 감광성 도전층의 저항보다 클 수 있다.

상기 감광성 도전층은 감광성 수지층, 상기 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어로 이루어지는 도전층을 포함할 수 있다.

상기 금속 나노 와이어는 은 또는 구리일 수 있다.

상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판 위에 제1 감광성 도전막을 형성하는 단계, 제1 감광성 도전막 위에 상기 제1 감광성 도전막과 반대 감광성인 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계, 제2 감광성 도전막 및 상기 제1 감광성 도전막을 패터닝 하여 예비 도전 패턴을 형성하는 단계, 예비 도전 패턴의 노광 및 현상으로 터치 영역에 위치하는 상기 제2 감광성 도전막을 제거하여, 상기 터치 영역에 위치하는 터치 전극, 상기 터치 영역 밖에 위치하며 상기 터치 전극과 연결되어 있는 연결 배선을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 감광성 도전막 및 상기 제2 감광성 도전막은 각각 감광성 수지층, 상기 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어로 이루어지는 도전층을 포함할 수 있다.

상기 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계에서, 제2 감광성 도전막의 도전층과 상기 제1 감광성 도전막의 도전층이 접촉하도록 형성할 수 있다.

상기 제1 감광성 도전막의 도전층은 상기 제2 감광성 도전막의 도전층보다 금속 나노 와이어를 더 많이 포함할 수 있다.

상기 제1 감광성 도전막을 형성하는 단계는 제1 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 상기 기판에 전사하고, 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계는 제2 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 상기 제1 감광성 도전막에 전사할 수 있다.

상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법은 기판 위에 금속 나노 와이어를 포함하는 도전막을 형성하는 단계, 도전막 위에 감광성 도전막을 형성하는 단계, 1차 노광 및 현상하여 상부 예비 도전 패턴을 형성하는 단계, 상부 예비 도전 패턴을 마스크로 상기 도전막을 식각하여 하부 예비 도전 패턴을 형성하는 단계, 2차 노광 및 현상으로 터치 영역에 위치하는 상부 예비 도전 패턴을 제거하여, 상기 터치 영역에 위치하는 터치 전극, 터치 영역 밖에 위치하며 터치 전극과 연결되어 있는 연결 배선을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 감광성 도전막은 감광성 수지층, 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어층을 포함한다.

상기 감광성 도전막을 형성하는 단계는 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 금속 나노 와이어층이 도전막과 접촉할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 은 나노 와이어와 같이 금속막과 식각 선택비가 떨어지는 금속 나노 와이어를 포함하더라도 용이하게 터치 패널을 제조할 수 있다.

도 1은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 배치도이다.
도 2는 도 1의 일부분을 확대 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선 및 III'-III"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법에 따른 공정의 중간 단계에서의 단면도이다.
도 5는 도 4의 다음 단계에서의 단면도이다.
도 6은 도 5의 다음 단계에서의 배치도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII'선 및 VII'-VII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 다음 단계에서의 단면도이다.
도 9는 도 8의 다음 단계에서의 배치도이다.
도 10은 도 9의 X-X'선 및 X'-X"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 11은 도 9의 다음 단계에서의 배치도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII'선 및 XII'-XII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 배치도이다.
도 14는 도 13의 XIV-XIV'선 및 XIV'-XIV"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법에 따른 공정의 중간 단계에서의 단면도이다.
도 16은 도 15의 다음 단계에서의 단면도이다.
도 17은 도 16의 다음 단계에서의 배치도이다.
도 18은 도 17의 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 19는 도 18의 다음 단계에서의 단면도이다.
도 20은 도 19의 다음 단계에서의 배치도이다.
도 21은 도 20의 XXI-XXI'선 및 XXI'-XXI"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널에 대해서 설명한다.

도 1은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 배치도이고, 도 2는 도 1의 일부분을 확대 도시한 확대도이고, 도 3은 도 2의 III-III'선 및 III'-III"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 터치 기판(100) 위에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함한다.

기판(100)은 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르 술폰 등의 플라스틱 또는 유리 등을 포함할 수 있다. 기판(100)은 접히거나(foldable, bendable) 말릴 수 있거나(rollable) 적어도 한 방향으로 늘어가거나(stretchable) 신축성(elasticity) 등의 유연성을 가지는 투명한 플렉서블 기판일 수 있다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 터치 영역(TA)에서 교호적으로 분산되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(410)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(420)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)이 서로 다른 층에 위치하는 경우 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 기판(100)의 서로 다른 면에 위치할 수도 있고 터치 기판(100)의 동일한 면 위의 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420) 각각은 사각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 터치 센서의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(410)은 터치 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부는 터치 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다.

예를 들어 도 1에서와 같이 동일한 행에 배치된 복수의 제1 터치 전극(410)이 터치 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 터치 전극(420)이 터치 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다. 더 구체적으로 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 동일한 층에 위치하고 제2 터치 전극(420)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제2 터치 전극(420)과 제2 연결부(422)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.

서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 다른 층에 위치할 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결될 수 있다.

제1 연결부(412)와 제2 연결부(422) 사이에는 절연층(430)이 위치하여 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)를 서로 절연시킨다. 절연층(430)은 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 절연층(430)은 제1 연결부(412)가 제1 터치 전극(410)과 연결될 수 있도록 제1 터치 전극(410)의 적어도 일부를 드러낼 수 있다.

본 발명이 다른 실시예에 따르면 절연층(430)은 터치 기판(100) 위에 전면에 형성되고, 열 방향으로 이웃한 제1 터치 전극(410)의 연결을 위해 제1 터치 전극(410)의 일부가 노출되도록 절연층(430)이 제거(도시하지 않음)되어 있을 수도 있다.

도 2 및 도 3에서와 달리, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)가 제2 터치 전극(420)과 동일한 층에 위치하며 제2 터치 전극(420)과 일체화되어 있고, 서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 다른 층에 위치할 수도 있다.

이처럼, 행방향 또는 열방향과 같이 일방향으로 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410) 및 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극 라인을 이루고, 복수의 제2 터치 전극(420) 및 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극 라인을 이룬다.

다시 도 1을 참조하면, 각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 연결 배선(411)을 통해 터치 구동부(도시하지 않음)와 연결되어 있고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 연결 배선(421)을 통해 터치 구동부와 연결될 수 있다. 제1 연결 배선(411)과 제2 연결 배선(421)은 터치 영역(TA)의 바깥쪽 영역인 주변 영역(DA)에 위치할 수도 있고, 이와 달리 터치 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

제1 연결 배선(411)과 제2 연결 배선(421)의 끝부분은 외부 구동 회로와 연결하기 위해서 일부분이 확장된 패드(50)를 포함하고, 패드는 주변 영역(DA)에 위치하며 패드부(450)를 형성할 수 있다.

제1 연결 배선(411)은 감지 입력 신호를 제1 터치 전극(410)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(450)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다. 제2 연결 배선(421)은 감지 입력 신호를 제2 터치 전극(420)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(450)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다.

서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성할 수 있다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 터치 전극(410)을 가지는 제1 터치 전극 라인, 제2 터치 전극(420), 제2 연결부(422)를 가지는 제2 터치 전극 라인 및 연결 배선(411, 421) 중 적어도 하나는 금속 나노 와이어를 포함하는 감광성 도전층을 포함할 수 있다.

감광성 도전층은 서로 다른 투과율을 가지는 제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층을 포함할 수 있다.

제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층은 각각 감광성 수지층, 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어로 이루어지는 도전층을 포함한다. 금속 나노 와이어들은 그물망 형태로 서로 연결되어 도전층을 이룰 수 있다. 금속 나노 와이어는 구리 또는 은으로 이루어질 수 있다.

제1 감광성 도전층 및 제2 감광성 도전층은 대략 5㎛의 두께를 가질 수 있으며, 이중 도전층은 0.1㎛ 이내의 두께일 수 있다.

제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층의 감광성은 서로 반대이며, 예를 들어 제1 감광성 도전층이 양성 감광성이면 제2 감광성 도전층은 음성 감광성이고, 제1 감광성 도전층이 음성 감광성이면 제2 감광성 도전층은 양성 감광성일 수 있다.

제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층이 투과율 및 저항은 서로 다를 수 있으며, 상대적으로 제1 감광성 도전층은 제2 감광성 도전층보다 고투과율, 고저항이고, 상대적으로 제2 감광성 도전층은 제1 감광성 도전층보다 저투과율, 저저항일 수 있다.

도 2 및 도 3에서는 제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422)를 가지는 제2 터치 전극(420) 및 패드(50)는 제1 감광성 도전층만으로 이루어지고, 연결 배선(411, 421)은 제1 감광성 도전층(41, 42) 및 제2 감광성 도전층(43, 44)의 이중층으로 이루어진다.

이는 터치 영역(TA)에 위치하는 터치 전극은 주변 영역(DA)에 위치하는 연결 배선에 비해서 상대적으로 고투과율이어야 하며, 연결 배선은 터치 전극에 비해서 상대적으로 저저항을 만족해야 한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 감광성 도전층의 금속 나노 와이어는 밀도가 높을수록 접촉 면적 및 배선 면적이 증가하여 저항은 감소되나, 늘어나 밀도만큼 투과율 또한 저하된다. 그리고, 반대로 금속 나노 와이어의 밀도가 낮을수록 투과율은 증가하나 금속 나노 와이어의 밀도가 낮아 저항도 증가한다.

따라서, 터치 영역에 위치하는 터치 전극은 상대적으로 저항이 높아도 고투과율인 제1 감광성 도전층으로만 이루어지고, 비터치 영역에 위치하는 연결 배선은 상대적으로 투과율은 떨어지더라도 저항이 낮은 제2 감광성 도전층으로 이루어진다. 물론, 본 발명에서와 같이 연결 배선은 제1 감광성 도전층을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 기 설명한 터치 센서를 제조하는 방법에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법에 따른 공정의 중간 단계에서의 단면도이고, 도 5는 도 4의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 6은 도 5의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII'선 및 VII'-VII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 9는 도 8의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 10은 도 9의 X-X'선 및 X'-X"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 11은 도 9의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 12는 도 11의 XII-XII'선 및 XII'-XII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(100)을 준비하고, 기판(100) 위에 제1 감광성 도전막(10)을 전사한다. 제1 감광성 도전막(10)에는 표면을 보호하기 위해서 이형지(도시하지 않음)가 부착될 수 있으며, 이형지를 제거한 후 기판(100) 위에 전사한다.

제1 감광성 도전막(10)은 감광성을 가지는 감광성 수지층(4)과 은 나노 와이어(9)를 포함하는 제1 도전층(3)을 포함한다. 이때, 제1 감광성 도전막(10)의 감광성 수지층(4)은 노광된 부분이 남겨지는 음성(negative) 감광성일 수 있다.

제1 도전층(3)은 감광성 수지층(4)에 매립된 형태로, 제1 감광성 도전막(10)의 상부에 위치할 수 있다.

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 감광성 도전막(10) 위에 제2 감광성 도전막(30)을 전사한다. 제2 감광성 도전막(30)은 제1 감광성 도전막(10)과 동일한 층간 구성을 가질 수 있다. 즉, 감광성 수지층(6)과 은 나노 와이어(9)를 포함하는 제2 도전층(5)을 포함한다. 이때, 제2 감광성 도전막(30)의 감광성 수지층(6)은 제1 감광성 도전막(10)의 감광성 수지층(4)과 반대로 노광된 부분이 제거되는 양성(positive) 감광성일 수 있다.

제2 감광성 도전막(30)은 제2 도전층(5)이 제1 도전층(3)과 접촉하여 전기적으로 연결되도록 제2 도전층(5)이 제1 도전층(3)과 마주하도록 배치하여 전사한다.

제2 도전층(5)는 제1 도전층(3)보다 전기 저항 및 광 투과율이 낮을 수 있으며, 이는 제1 도전층 및 제2 도전층을 이루는 은 나노 와이어의 밀도로 조절할 수 있다. 즉, 제1 도전층(3)보다 제2 도전층(5)에 은 나노 와이어를 많이 포함시켜 더 많은 네트워크를 형성함으로써 전기 저항을 낮출 수 있다.

제2 도전층(5)의 전기 저항을 낮추기 위해서 은 나노 와이어의 밀도를 증가시키면 제1 도전층(3)에 비해서 전기 저항은 낮아지며, 광투과율 또한 저하된다.

다음, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 레이저(L)를 이용하여 제2 감광성 도전막 및 제1 감광성 도전막을 패터닝하여 하부층(11)과 상부층(31)으로 이루어지는 예비 도전 패턴(55)을 형성한다.

다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 광마스크(M)를 이용하여 예비 도전 패턴의 상부층(31)을 노광한다. 광마스크(M)는 터치 전극이 형성될 영역 및 패드(도 1 참조)와 대응하는 투과부(T)와 배선과 대응하는 영역(도 1 참조)과 대응하는 차광부(S)를 포함한다.

다음, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 광마스크를 제거한 후 예비 도전 패턴을 현상하여 제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422)를 가지는 제2 터치 전극(420), 패드(50) 및 연결 배선(411, 421)을 형성한다. 현상은 TMAH, Na₂CO₃, KOH와 같은 알칼리계 용액으로 진행할 수 있다.

예비 도전 패턴의 상부층 및 하부층은 서로 반대 특성의 감광성을 가지므로, 현상 시에 상부층만 제거된다. 즉, 상부층은 양성 감광성이므로, 도 8에서 광마스크에 의해서 노광된 부분이 현상시 제거되는 반면, 하부층은 음성 감광성으로 노광된 부분이 남겨지므로 현상시에 상부층만 제거할 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)이 형성되는 터치 영역은 표시 장치의 표시 영역과 대응하도록 부착될 수 있다. 따라서 터치 영역의 광투과율은 일정 수준 이상이어야 하므로, 상대적으로 광투과율이 낮은 상부층을 제거하고 하부층만 남김으로써 터치 영역의 광투과율을 증가시킨다.

그리고 패드(50)는 외부 신호가 입력되는 부분이므로, 상부층이 남겨질 경우 상부층의 감광성 수지로 인해서 절연되므로, 패드(50)에 위치하는 상부층도 제거하여 하부층의 도전층이 노출될 수 있도록 한다.

또한, 연결 배선(411, 421)은 주로 터치 영역 밖의 주변 영역(DA)에 위치하고, 저항 증가로 인한 신호 지연 등을 최소화하여야 하므로 저저항인 상부층을 남기는 것이 바람직하다. 즉, 연결 배선(411, 421)은 제1 감광성 도전층(41, 42) 및 제2 감광성 도전층(43, 44)을 포함하는 이중층으로 이루어다.

이처럼, 본 발명의 한 실시예에서와 같이 서로 다른 특성의 감광성을 가지는 감광성 도전막을 이용하면 용이하게 터치 센서 및 이와 연결된 배선을 동시에 형성할 수 있다.

다음, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에 절연막을 형성한 후 패터닝하여 절연층(430)을 형성한다.

절연층(430)은 저유전율의 유기 물질, 산화 규소 또는 질화 규소와 같은 무기 물질로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.

다음, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 절연층(430) 위에 제1 연결부(412)를 형성한다. 제1 연결부(412)는 이웃하는 제1 터치 전극(410)을 연결하는 것으로 저저항 금속, 예를 들어 구리, 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 배치도이고, 도 14는 도 13의 XIV-XIV'선 및 XIV'-XIV"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 13 및 도 14의 터치 패널은 대부분 도 1 내지 도 3의 터치 센서와 동일하므로 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.

도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널은 기판(100), 기판(100)의 터치 영역(TA) 위에 형성되어 있으며 복수의 제1 연결부(412)으로 연결된 복수의 제1 터치 전극(410)을 각각 가지는 복수의 제1 터치 전극 라인, 복수의 제2 연결부(422)로 연결된 복수의 제2 터치 전극(420)을 각각 가지는 제2 터치 전극 라인, 각각의 터치 전극 라인은 주변 영역(DA)에 형성되어 있는 연결 배선(431, 441)과 연결되어 있고, 연결 배선(431, 441)의 일단에는 패드(50)가 연결되어 있다.

제1 연결부(412)는 절연층(430) 위에 위치하며, 절연층(430)을 사이에 두고 제2 연결부(422)와 절연된다. 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 일체형일 수 있다.

터치 영역(TA) 내에 위치하는 제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422), 제2 터치 전극(420)과 주변 영역(DA)에 위치하는 패드(50)는 은 또는 구리 등의 금속 나노 와이어로 이루어질 수 있다. 금속 나노 와이어들은 그물망 형태로 서로 연결되어 도전성 전극을 이룰 수 있다.

제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422), 제2 터치 전극(420)과 주변 영역(DA)에 위치하는 패드(50)는 고분자 수지로 이루어지는 오버코트(65)를 더 포함할 수 있다. 오버 코트(65)는 금속 나노 와이어와 혼합되어 함께 도포되거나, 금속 나노 와이어를 도포한 후 금속 나노 와이어 위에 도포될 수 있다.

오버 코트(65)는 아크릴 폴리에스테르 수지 등의 아클리레이트 계열의 유기물을 포함할 수 있다. 오버 코트(65)는 금속 나노 와이어를 형성한 후 그 위에 코팅되어 형성될 수 있다. 오버 코트(65)는 금속 나노 와이어 사이의 공간을 채우며 금속 나노 와이어와 기판(100) 사이의 접착성을 높일 수 있다.

주변 영역에 위치하는 연결 배선(431, 441)은 금속 나노 와이어를 포함하는 하부 연결 배선과 상부 연결 배선의 이중층일 수 있다.

하부 연결 배선(45, 46)은 제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422), 제2 터치 전극(420)과 주변 영역(DA)에 위치하는 패드(50)와 함께 형성될 수 있으며, 동일한 물질로 이루어질 수 있다.

상부 연결 배선(47, 48)은 감광성 물질로 이루어지는 감광층과 감광층의 하부에 위치하며 금속 나노 와이어를 포함하는 도전층을 포함한다. 도전층의 금속 나노 와이어는 감광층에 매립된 형태로, 도전층은 하부 연결 배선과 전기적으로 연결된다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널을 제조하는 방법에 따른 공정의 중간 단계에서의 단면도이고, 도 16은 도 15의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 17은 도 16의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 18은 도 17의 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 19는 도 18의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 20은 도 19의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 21은 도 20의 XXI-XXI'선 및 XXI'-XXI"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

먼저, 도 15에 도시한 바와 같이 기판(100)을 준비하고, 기판(100) 위에 금속 나노 와이어, 예를 들어 은 나노 와이어(9)를 도포하여 도전층(60)을 형성한다. 이때, 은 나노 와이어는 오버 코트(65)와 함께 도포될 수 있으며, 용액 공정, 예를 들어 스핀 코팅, 잉크젯 방식 또는 스크린 프린팅과 같은 방법으로 도포될 수 있다.

또한, 은 나노 와이어(9)를 도포한 후 오버 코트(65)를 추가로 도포하여 도전층(60)을 형성할 수 있다.

이후, 도전층(60) 위에 감광성 도전막(70)을 전사한다. 감광성 도전막(70)은 도 5에 도시한 제2 감광성 도전막과 동일한 감광성 도전막일 수 있다. 즉, 감광성 수지층(25)과 감광성 수지층(25)에 포함되어 있으며 은 나노 와이어가 매립된 형태의 도전층(23)을 가진다.

다음, 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 광마스크(M1)를 이용하여 감광성 도전막(70)을 1차 노광한다.

제1 광마스크(M1)는 터치 전극이 형성될 영역과 대응하는 차광부(S)와 터치 전극 사이가 될 영역과 대응하는 투과부(T)를 가진다.

이는 감광성 도전막이 양성 감광성일 경우이고, 반대로 음성 감광성일 경우 제1 광마스크는 터치 전극이 형성될 영역과 대응하는 투과부와 터치 전극 사이가 될 영역과 대응하는 차광부를 포함할 수 있다.

다음, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 감광성 도전막을 현상하여 제1 예비 도전 패턴(88)을 형성한다. 그리고 제1 예비 도전 패턴(88)을 마스크로 하부에 노출된 도전막을 식각하여 제2 예비 도전 패턴(86)을 형성한다.

다음, 도 19에 도시한 바와 같이, 제2 광마스크(M2)를 이용하여 제1 예비 도전 패턴(88)을 노광한다.

제2 광마스크(M2)는 터치 전극이 형성될 영역 및 패드(도 1 참조)와 대응하는 투과부(T)와 배선과 대응하는 영역(도 1 참조)과 대응하는 차광부(S)를 포함한다.

다음, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이, 제1 예비 도전 패턴을 형상하여 제1 터치 전극(410), 제2 연결부(422)를 가지는 제2 터치 전극(420), 패드(50), 연결 배선(431, 441)을 형성한다.

비터치 영역에 위치하는 연결 배선(431, 441)은 도전막으로 이루어지는 하부 연결 배선(45, 46)과 감광성 도전층으로 이루어지는 상부 연결 배선(47, 48)의 이중층으로 형성된다.

제1 예비 도전 패턴은 감광성을 가지는데 반해서, 제2 예비 도전 패턴은 감광성을 가지지 않으므로, 노광 및 현상으로 제1 예비 도전 패턴만을 용이하게 제거할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 터치 센서를 제조하면 하부 도전막의 감광 특성과 상관없이 양성 또는 음성 감광성을 선택하여 용이하게 터치 센서를 제조할 수 있다.

다음, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에 절연막을 형성한 후 패터닝하여 절연층(430)을 형성한다.

절연층(430) 위에 제1 연결부(412)를 형성한다. 제1 연결부(412)는 이웃하는 제1 터치 전극(410)을 연결하는 것으로 저저항 금속, 예를 들어 구리, 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

3: 제1 도전층 4, 6, 25: 감광성 수지층
9: 은나노 와이어 10: 제1 감광성 도전막
11: 하부층 23, 60: 도전층
30: 제2 감광성 도전막 31: 상부층
41, 42: 제1 감광성 도전층
43, 44: 제2 감광성 도전층
45, 46: 하부 연결 배선
47, 48: 상부 연결 배선
55, 86, 88: 예비 도전 패턴
70; 감광성 도전막 100: 기판
410: 제1 터치 전극 420: 제2 터치 전극
411, 431: 제1 연결 배선 421, 441: 제2 연결 배선
412: 제1 연결부 422: 제2 연결부
430: 절연층 450: 패드부

Claims

기판,
상기 기판 위에 형성되어 있으며 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1 터치 전극을 가지는 제1 터치 전극 라인,
상기 제1 터치 전극 라인과 절연되어 교차하며 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2 터치 전극을 가지는 제2 터치 전극 라인,
상기 제1 터치 전극 라인 및 상기 제2 터치 전극 라인과 각각 연결되어 있는 연결 배선
을 포함하고,
상기 제1 터치 전극 라인, 상기 제2 터치 전극 라인 및 연결 배선 중 적어도 하나는 금속 나노 와이어를 포함하는 감광성 도전층을 포함하는 터치 패널.
제1항에서,
상기 감광성 도전층은 서로 다른 투과율을 가지는 제1 감광성 도전층과 제2 감광성 도전층
을 포함하고,
상기 연결 배선은 상기 제1 감광성 도전층, 상기 제1 감광성 도전층 위에 형성되어 있는 제2 감광성 도전층
을 포함하는 터치 패널.
제2항에서,
상기 제1 터치 전극 라인은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 제1 터치 전극, 상기 제1 터치 전극 사이를 연결하는 제1 연결부를 포함하고,
상기 제2 터치 전극 라인은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 제2 터치 전극, 상기 제2 터치 전극 사이를 연결하는 제2 연결부를 포함하는 터치 패널.
제3항에서,
상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 제1 감광성 도전층으로 이루어지는 터치 패널.
제4항에서,
상기 제1 감광성 도전층의 투과율이 상기 제2 감광성 도전층의 투과율 보다 큰 터치 패널.
제5항에서,
상기 제1 감광성 도전층의 저항은 상기 제2 감광성 도전층의 저항보다 큰 터치 패널.
제4항에서,
상기 제1 감광성 도전층의 감광성과 상기 제2 감광성 도전층의 감광성은 서로 반대인 터치 패널.
제4항에서,
상기 연결 배선의 일단과 연결되어 있는 패드
를 더 포함하고,
상기 패드는 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극과 동일한 물질로 이루어지는 터치 패널.
제3항에서,
상기 제2 터치 전극과 상기 제2 연결부는 일체형으로 이루어지는 터치 패널.
제9항에서,
상기 제1 연결부는 상기 제2 연결부와 중첩하는 절연층 위에 위치하며 상기 제2 연결부를 사이에 두고 양쪽에 위치하는 제1 터치 전극을 서로 연결하는 터치 패널.
제1항에서,
상기 연결 배선은 상기 감광성 도전층 아래에 위치하며 금속 나노 와이어를 포함하는 도전층
을 더 포함하고,
상기 제1 터치 전극 라인과 상기 제2 터치 전극 라인은 상기 도전층만 포함하는 터치 패널.
제11항에서,
상기 연결 배선의 일단과 연결되어 있는 패드
를 더 포함하고,
상기 패드는 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극과 동일한 물질로 이루어지는 터치 패널.
제11항에서,
상기 도전층은 오버 코트를 더 포함하는 터치 패널.
제13항에서,
상기 도전층의 투과율은 상기 감광성 도전층의 투과율 보다 큰 터치 패널.
제14항에서,
상기 도전층이 저항은 상기 감광성 도전층의 저항보다 큰 터치 패널.
제1항에서,
상기 감광성 도전층은 감광성 수지층, 상기 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어로 이루어지는 도전층을 포함하는 터치 패널.
제16항에서,
상기 금속 나노 와이어는 은 또는 구리인 터치 패널.
기판 위에 제1 감광성 도전막을 형성하는 단계,
상기 제1 감광성 도전막 위에 상기 제1 감광성 도전막과 반대 감광성인 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계,
상기 제2 감광성 도전막 및 상기 제1 감광성 도전막을 패터닝 하여 예비 도전 패턴을 형성하는 단계,
상기 예비 도전 패턴의 노광 및 현상으로 터치 영역에 위치하는 상기 제2 감광성 도전막을 제거하여, 상기 터치 영역에 위치하는 터치 전극, 상기 터치 영역 밖에 위치하며 상기 터치 전극과 연결되어 있는 연결 배선을 형성하는 단계
를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제18항에서,
상기 제1 감광성 도전막 및 상기 제2 감광성 도전막은 각각 감광성 수지층, 상기 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어로 이루어지는 도전층
을 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제19항에서,
상기 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계에서,
상기 제2 감광성 도전막의 도전층과 상기 제1 감광성 도전막의 도전층이 접촉하도록 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
제20항에서,
상기 제1 감광성 도전막의 도전층은 상기 제2 감광성 도전막의 도전층보다 금속 나노 와이어를 더 많이 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제18항에서,
상기 제1 감광성 도전막을 형성하는 단계는
상기 제1 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 상기 기판에 전사하고,
상기 제2 감광성 도전막을 형성하는 단계는
상기 제2 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 상기 제1 감광성 도전막에 전사하는 터치 패널의 제조 방법.
기판 위에 금속 나노 와이어를 포함하는 도전막을 형성하는 단계,
상기 도전막 위에 감광성 도전막을 형성하는 단계,
1차 노광 및 현상하여 상부 예비 도전 패턴을 형성하는 단계,
상기 상부 예비 도전 패턴을 마스크로 상기 도전막을 식각하여 하부 예비 도전 패턴을 형성하는 단계,
2차 노광 및 현상으로 터치 영역에 위치하는 상부 예비 도전 패턴을 제거하여, 상기 터치 영역에 위치하는 터치 전극, 상기 터치 영역 밖에 위치하며 상기 터치 전극과 연결되어 있는 연결 배선을 형성하는 단계
를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제23항에서,
상기 감광성 도전막은 감광성 수지층, 상기 감광성 수지층의 상부에 매립된 금속 나노 와이어층
을 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
제24항에서,
상기 감광성 도전막을 형성하는 단계는
상기 감광성 도전막에 부착된 이형지를 제거한 후 상기 금속 나노 와이어층이 상기 도전막과 접촉하도록 전사하는 터치 패널의 제조 방법.