KR20160130056A - 터치 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 터치 센서는 터치 감지 영역과 상기 터치 감지 영역의 외곽의 비감지 영역으로 구분되는 터치 기판; 상기 터치 감지 영역에 위치하며 터치를 감지할 수 있는 복수의 터치 전극; 및 상기 비감지 영역에서 상기 복수의 터치 전극과 연결되어 있는 터치 배선을 포함하고, 상기 터치 배선은 제1 배선 도전층; 상기 제1 배선 도전층 위에 위치하는 제2 배선 도전층; 및 상기 제1 배선 도전층 위에 위치하면서 상기 제2 배선 도전층의 좌우 측면에 위치하는 투명층을 포함한다.

Description

터치 센서 및 이의 제조 방법{Touch Sensor and Method of manufacturing the same}

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

액정 표시 장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 표시 장치(OLED, Organic Light Emitting Diode), 전기영동 표시 장치(EPD, Electrophoretic 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.

이러한 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 팬 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우, 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써, 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지의 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다.

표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력 받고 영상을 표시할 수 있다.

터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 공전형(electromagnetic resonance type, EMR), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 터치 감지 방식에 따라 분류될 수 있다.

일반적으로 저항막 방식과 정전용량 방식이 주로 사용되고 있는데, 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.

또한, 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 방식을 사용자가 언제가 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 또는 불량이 발생되지 않도록 유연성(flexibility)을 가지는 것이 요구되고 있다.

유연성을 가지는 전극의 재료로는 예를 들어, 은 나노 와이어(AgNW) 등의 금속 나노 와이어, 탄소 나노 튜브(CNT), 그래핀(graphene), 메탈 메쉬(metal mesh), 도전성 폴리머 등으로, 다양하게 연구 개발되고 있다. 이러한 재료들은 전도성이 낮아 터치 스크린의 배선부에 전도성을 보완하기 위해서 구리 등의 저저항 금속을 필요로 한다.

그러나 구리 등의 저저항 금속은 유연성이 약하며, 노출될 경우 쉽게 산화되어 부식이 발생하고, 이는 터치 스크린 전체로 확산되어 터치 스크린의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 부식이 없으면서 유연성(flexibility)이 우수한 터치 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서는 터치 감지 영역과 상기 터치 감지 영역의 외곽의 비감지 영역으로 구분되는 터치 기판; 상기 터치 감지 영역에 위치하며 터치를 감지할 수 있는 복수의 터치 전극; 및 상기 비감지 영역에서 상기 복수의 터치 전극과 연결되어 있는 터치 배선을 포함하고, 상기 터치 배선은 제1 배선 도전층; 상기 제1 배선 도전층 위에 위치하는 제2 배선 도전층; 및 상기 제1 배선 도전층 위에 위치하면서 상기 제2 배선 도전층의 좌우 측면에 위치하는 투명층을 포함한다.

상기 제1 배선 도전층은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.

상기 제1 배선 도전층은 오버코트를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 배선 도전층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

상기 투명층은 옥사이드 계열의 투명 물질을 포함할 수 있다.

상기 옥사이드 계열의 투명 물질은 SiOx 또는 AlOx일 수 있다.

상기 복수의 터치 전극은 서로 절연되어 있는 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 하부 전극 도전층을 포함할 수 있다.

상기 하부 전극 도전층은 상기 제1 배선 도전층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 하부 전극 도전층의 테두리 위에는 상부 전극 도전층을 더 포함할 수 있다.

상기 상부 전극 도전층은 상기 투명층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 센서의 제조 방법은 터치 감지 영역과 상기 터치 감지 영역의 비감지 영역으로 구분되는 터치 기판 위에 제1 도전층, 투명층, 및 감광막을 차례로 증착하는 단계; 상기 비감지 영역에서 상기 제1 도전층의 일부가 노출되도록 상기 투명층 및 상기 감광막을 패터닝하는 단계; 상기 제1 도전층 및 상기 감광막 위에 제2 도전층을 증착하는 단계; 상기 투명층과 상기 제2 도전층의 높이가 동일하도록 건식 식각하는 단계; 상기 감광막 및 상기 감광막 위에 위치하는 상기 투명층을 리프트 오프 방식으로 제거하는 단계; 및 상기 비감지 영역에서 상기 제1 도전층과 상기 투명층을 식각하여 상기 제1 도전층 위에 상기 제2 도전층이 위치하고, 상기 제2 도전층 좌우 측면에 투명층이 위치하는 터치 배선을 형성하고, 상기 터치 감지 영역에서 상기 제1 도전층과 상기 투명층을 식각하여 서로 절연되어 있는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 터치 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 도전층은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.

상기 제1 도전층은 오버코트를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 도전층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

상기 투명층은 옥사이드 계열의 투명 물질을 포함할 수 있다.

상기 옥사이드 계열의 투명 물질은 SiOx 또는 AlOx일 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 도전층 및 제1 도전층의 테두리 위에 위치하는 투명층을 포함할 수 있다.

상기 감광막을 리프트 오프 방식으로 제거하는 단계는 상기 제2 도전층과 상기 투명층을 CMP(chemical mechanical polishing) 공정으로 평탄화하는 단계를 포함할 수 있다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 배선부에 금속 나노 와이어 및 알루미늄을 포함함으로써, 부식이 없으면서 유연성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 배선부를 금속 나노 와이어 위에 투명막 및 알루미늄을 리프트 오프 방식을 사용하여 형성함으로써, 부식이 없으면서 유연성을 향상시킬 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서가 포함하는 터치 전극 및 배선부의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 터치 센서를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 배선의 유연성을 나타내기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 형성하는 제조 공정을 순서대로 나타내는 도면이다.

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.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 영역의 확대도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서가 포함하는 터치 전극 및 배선부의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시한 터치 센서를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는 터치 기판(401) 위에 위치하는 복수의 터치 전극(410, 420) 및 복수의 터치 전극(410, 420)과 연결되어 있는 복수의 터치 배선(440, 450)을 포함할 수 있다.

터치 기판(401)은 유연성 및 투명성을 가지는 플렉서블 기판일 수 있다.

복수의 터치 전극(410, 420)은 터치 감지 영역(TA)에서 서로 절연되어 있는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)을 포함할 수 있다.

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

제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 제1 전극(410)과 제2 전극(420)이 서로 다른 층에 위치하는 경우 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 터치 기판(401)의 서로 다른 면에 위치할 수도 있고 터치 기판(401)의 동일한 면 위의 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.

제1 전극(410)과 제2 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 전극(410)은 터치 감지 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 전극(420)의 적어도 일부는 터치 감지 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 동일한 행에 배치된 복수의 제1 전극(410)이 터치 감지 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 전극(420)이 터치 감지 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다. 더 구체적으로, 각 행에 위치하는 복수의 제1 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.

각 행의 서로 연결된 제1 전극(410)은 제1 터치 배선(440)을 통해 터치 구동부(도시하지 않음)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 전극(420)은 제2 터치 배선(450)을 통해 터치 구동부와 연결될 수 있다. 제1 터치 배선(440)과 제2 터치 배선(450)은 터치 감지 영역(TA)의 바깥쪽 영역인 비감지 영역(DA)에 위치할 수도 있고, 이와 달리 터치 감지 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

제1 터치 배선(440)과 제2 터치 배선(450)의 끝부분은 터치 센서(400)의 비감지 영역(DA)에서 패드부(460)를 형성할 수 있다.

제1 터치 배선(440)은 감지 입력 신호를 제1 전극(410)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(460)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다. 제2 터치 배선(450)은 감지 입력 신호를 제2 전극(420)에 입력하거나 감지 출력 신호를 패드부(460)를 통해 터치 구동부로 출력할 수 있다.

서로 이웃하는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 터치 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성할 수 있다. 상호 감지 축전기는 제1 전극(410) 및 제2 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.

도 1에 도시한 바와 달리, 복수의 제1 전극(410)과 복수의 제2 전극(420)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(도시하지 않음)을 통해 터치 구동부와 연결될 수도 있다. 이 경우 각 터치 전극(410, 420)은 터치 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전극 패턴을 포함하는 터치 센서의 구조는 위에서 설명한 바에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

그러면 앞에서 설명한 도 1과 함께 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서가 포함하는 터치 전극 및 배선부에 대해 좀더 자세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 터치 전극(410, 420)은 터치 기판(401)의 터치 감지 영역(TA)에 위치하고, 복수의 터치 배선(440, 450)은 터치 기판(401)의 비감지 영역(DA)에 위치할 수 있다.

터치 기판(401)은 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르 술폰 등의 플라스틱 또는 유리 등을 포함할 수 있다. 기판(401)은 접히거나(foldable, bendable) 말릴 수 있거나(rollable) 적어도 한 방향으로 늘어가거나(stretchable) 신축성(elasticity) 등의 유연성을 가지는 투명한 플렉서블 기판일 수 있다.

복수의 터치 전극(410, 420)은 제1 전극(410)과 제2 전극(420)을 포함한다. 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 서로 절연되면서 교호적으로 배치될 수 있다.

제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 각각 하부 전극 도전층(411, 421) 및 상부 전극 도전층(415, 425)을 포함할 수 있다.

제1 전극(410)은 제1 하부 전극 도전층(411) 및 제1 하부 전극 도전층(411)의 테두리 위에 위치하는 제1 상부 전극 도전층(415)을 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 다른 실시예로서 제1 상부 전극 도전층(415)은 제1 하부 전극 도전층(411) 위 전체에 형성될 수 있다.

제1 하부 전극 도전층(411)은 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 제1 하부 전극 도전층(411)에 포함된 금속 나노 와이어들은 그물망 형태로 서로 연결되어 도전성 전극을 이룰 수 있다.

금속 나노 와이어를 포함하는 제1 하부 전극 도전층(411)은 높은 투과도를 가지고 일정 기준 이하의 면 저항 특성을 가져 높은 도전성을 가질 수 있다. 또한 ITO, IZO 등의 투명한 도전성 물질에 비해 높은 유연성을 가질 수 있다.

금속 나노 와이어는 용액 공정, 스프레이, 인쇄법 등 다양한 공정에 의해 형성될 수 있다.

제1 하부 전극 도전층(411)은 금속 나노 와이어를 보호하며 금속 나노 와이어를 고정할 수 있는 오버코트(402)를 더 포함할 수 있다.

오버코트(402)는 아크릴 폴리에스테르 수지 등의 아크릴레이트 계열의 유기물을 포함할 수 있다. 오버코트(402)는 금속 나노 와이어를 형성한 후 그 위에 코팅되어 형성될 수 있다. 오버코트(402)는 금속 나노 와이어 사이의 공간을 채우며 금속 나노 와이어와 기판(401) 사이의 접착성을 높일 수 있다.

제2 전극(420)도 제1 전극(410)과 마찬가지로, 제2 하부 전극 도전층(421) 및 제2 하부 전극 도전층(421)의 테두리 위에 위치하는 제2 상부 전극 도전층(425)을 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 다른 실시예로서 제2 상부 전극 도전층(425)은 제2 하부 전극 도전층(421) 위 전체에 형성될 수 있다.

제2 하부 전극 도전층(421)은 제1 하부 전극 도전층(411)과 동일한 물질로 동일한 층에서 형성될 수 있고, 제2 상부 전극 도전층(425)도 제1 상부 전극 도전층(415)과 동일한 물질로 동일한 층에서 형성될 수 있다.

제1 터치 배선(440)은 제1 전극(410)과 연결될 수 있고, 제2 터치 배선은 제2 전극(420)과 연결될 수 있다.

제1 터치 배선(440)은 제1 배선 도전층(441), 및 제1 배선 도전층(441) 위에 위치하는 제2 배선 도전층(443)과 투명층(445)을 포함한다.

제1 배선 도전층(441)은 제1 하부 전극 도전층(411) 및 제2 하부 전극 도전층(421)도 동일한 물질로 동일한 층에서 형성될 수 있다.

즉, 제1 배선 도전층(441)은 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 제1 배선 도전층(441)에 포함된 금속 나노 와이어들은 그물망 형태로 서로 연결되어 도전성 전극을 이룰 수 있다.

제1 배선 도전층(441)은 금속 나노 와이어를 보호하며 금속 나노 와이어를 고정할 수 있는 오버코트(402)를 더 포함할 수 있다.

금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441)은 높은 투과도를 가지고 일정 기준 이하의 면 저항 특성을 가져 높은 도전성을 가질 수 있다. 또한 ITO, IZO 등의 투명한 도전성 물질에 비해 높은 유연성을 가질 수 있다.

제2 배선 도전층(443)은 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441)의 도전성을 보완하기 위한 층으로, 유연성이 우수한 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

본 발명의 비교예에 따른 터치 센서(400)의 제2 배선 도전층(443)은 저저항 금속인 구리(Cu)를 포함하는데, 구리(Cu)는 유연성이 우수하지 않은 문제가 있다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배선 도전층(443)은 유연성이 우수한 알루미늄(Al)을 포함함으로써, 플렉시블 터치 센서의 유연성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 배선의 유연성을 나타내기 위한 도면으로, 가로 축은 터치 배선을 접은(folding) 횟수를 나타내고, 세로 축은 저항 변화를 나타낸다.

도 4를 참조하면, Ti/Cu 물질은 20000번 이상 접으면 저항 변화가 급격히 상승하고, ITO/APC(Ag+Pd+CU)/ITO 물질은 150000번 이상 접으면 저항 변화가 급격히 상승하는 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 알루미늄(Al)과 은 나노 와이어(Ag-NW)는 접은 횟수와 무관하게 저항 변화가 일정함을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 배선은 은 나노 와이어(Ag-NW)를 포함하는 제1 배선 도전층(441) 위에 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 배선 도전층(443)이 배치됨으로써, 플렉시블 터치 센서의 유연성을 향상시킬 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 배선 도전층(443)의 좌우 측면에는 투명층(445)이 위치한다. 투명층(445)은 옥사이드 계열의 투명 물질인 SiOx 또는 AlOx를 포함할 수 있다.

제1 터치 배선(440)이 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441) 및 제1 배선 도전층(441) 위에 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 배선 도전층(443)으로만 형성되어 있는 경우, 금속 나노 와이어와 알루미늄(Al)을 선택적으로 건식 식각하는 것이 어렵다는 문제가 발생한다.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 배선은 제2 배선 도전층(443)의 좌우 측면에 옥사이드 계열의 투명 물질인 투명층(445)을 포함함으로써, 금속 나노 와이어를 선택적으로 건식 식각할 수 있으면서, 유연성을 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 배선 도전층(443)을 건식 식각(dry etching)하여 터치 배선(440)을 형성하는 경우, 염소 기체(Cl2)가 포함되어 있는 식각 가스를 이용하게 되는데, 이 염소(Cl)가 알루미늄(Al)뿐만 아니라 금속 나노 와이어까지 식각하여 제1 배선 도전층(441)에 피해를 입힌다.

이에, 본 발명에 따른 터치 배선(440)은 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441) 위에 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 배선 도전층(443)이 위치하고, 제2 배선 도전층(443) 좌우 측면에 SiOx 또는 AlOx의 투명 물질을 포함하는 투명층(445)이 위치한다.

본 발명에 따른 터치 배선은 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 배선 도전층(441) 및 SiOx 또는 AlOx의 투명 물질을 포함하는 투명층(445)을 건식 식각(dry etching)하여 형성될 수 있다. 이때 식각 가스는 CF4가 주로 사용되는데, 이 가스에 주어진 에너지는 불소(F)가 SiOx 또는 AlOx과 반응하여 식각하게 된다. 즉, 식각 가스에 포함되어 있는 불소(F)는 금속 나노 와이어와 반응하지 않아 제1 배선 도전층(441)의 피해를 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 배선은 제1 배선 도전층(441) 위에 제2 배선 도전층(443) 및 투명층(445)을 포함함으로써, 제2 배선 도전층(443)을 선택적으로 식각할 수 있으며, 유연성을 향상시킬 수 있다.

그러면, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 5 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 형성하는 제조 공정을 순서대로 나타내는 도면들로서, 특히 도 9B는 도 9A에 도시한 중간 제조물을 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10B는 도 10A에 도시한 중간 제조물을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 11B는 도 11A에 도시한 중간 제조물을 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

먼저 도 5를 참조하면, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르 술폰 등의 유연성을 가지는 물질을 포함하는 기판(401)을 준비하고, 그 위에 용액 공정, 스프레이, 인쇄법 등 다양한 형성 방법을 이용해 은, 구리 등의 금속 나노 와이어를 포함하는 금속 나노 와이어층(41a)을 형성한다.

이어서, 금속 나노 와이어층(41a)에 아크릴 폴리에스테르 수지 등의 아크릴레이트 계열의 유기물 등을 도포하여 오버코트(41b)를 형성한다.

금속 나노 와이어층(41a)과 오버코트(41b)는 함께 제1 도전층(41)을 형성한다.

이어서, 제1 도전층(41) 위에 도전성 물질을 스퍼터링 등의 방법으로 적층하여 투명층(45)을 형성한다. 투명층(45)은 옥사이드 계열의 투명하면서 전도성 물질인 SiOx 또는 AlOx를 포함할 수 있다.

이어서, 투명층(45) 위에 감광막(60)을 도포한다.

다음 도 6을 참조하면, 기판(401)의 비감지 영역(DA)에서 감광막(60)과 투명층(45)을 노광 및 현상하여 제1 도전층(41)의 일부가 노출되도록 패터닝한다.

다음 도 7을 참조하면, 노출된 제1 도전층(41) 및 감광막(60) 위에 제2 도전층(43)을 스퍼터링 등의 방법으로 증착한다.

제2 도전층(43)은 유연성이 우수한 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

다음, 노출된 제1 도전층(41) 위에 증착된 제2 도전층(43)의 높이를 낮추도록 제2 도전층(43)을 건식 식각한다. 이로써 제2 도전층(43)의 윗면의 높이는 투명층(45)의 윗면의 높이와 실질적으로 동일해질 수 있다. 추가적으로 이방성이 강한 건식 식각으로 감광막(60) 위에 위치하는 제2 도전층(43)과 노출된 제1 도전층(41) 위에 위치하는 제2 도전층(43)을 다른 식각률로 식각할 수도 있다 이때, EPD(End Point Detect) 방법에 의해서 투명층(45)과 제2 도전층(43)의 높이가 동일하도록 형성할 수 있다. EPD(End Point Detect) 방법은 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

다음 도 8을 참조하면, 감광막(60) 및 감광막(60) 위에 위치하는 제2 도전층(43)을 리프트 오프(lift off) 방식으로 제거한다.

이때, 감광막(60) 및 감광막(60) 위에 위치하는 제2 도전층(43)을 제거한 후 CMP(chemical mechanical polishing) 공정으로 투명층(45)과 남아 있는 제2 도전층(43)을 평탄화할 수 있다.

터치 기판(401)의 비감지 영역(DA)에는 제2 도전층(43)과 투명층(45)이 동일한 높이로 형성되어 있고, 터치 감지 영역(TA)에는 투명층(45)이 형성되어 있다.

다음 도 9A 밀 도 9B를 참조하면, 터치 감지 영역(TA)에서 제1 도전층(41)과 투명층(45)을 식각 등의 방법으로 제거하여 투명한 복수의 제1 전극(410), 복수의 제2 전극(420), 그리고 복수의 제2 연결부(422)를 형성한다. 이와 달리 동일한 열에 배열된 제1 전극(410)이 동일한 층에 위치하는 제1 연결부(412)로 연결된 경우 본 단계에서 제2 연결부(422) 대신 제1 연결부(412)를 형성할 수도 있다.

제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 각각 하부 전극 도전층(411, 421) 및 상부 전극 도전층(415, 425)을 포함한다.

또한, 비감지 영역(DA)에서 제1 도전층(41)과 투명층(45)을 건식 식각 등의 방법으로 제거하여 터치 배선(440)을 형성할 수 있다.

이때, 식각 가스로 이때 식각 가스는 CF4가 주로 사용되는데, 이 가스에 주어진 에너지는 불소(F)가 SiOx 또는 AlOx과 반응하여 식각하게 된다. 즉, 식각 가스에 포함되어 있는 불소(F)는 금속 나노 와이어를 포함하는 제1 도전층(41)과는 반응하지 않아 제1 도전층(41)의 피해를 감소시킬 수 있다.

제1 터치 배선(440)은 제1 배선 도전층(441), 및 제1 배선 도전층(441) 위에 위치하는 제2 배선 도전층(443)과 투명층(445)을 포함한다.

다음 도 10A 및 도 10B를 참조하면, 제1 전극(410), 제2 전극(420), 제2 연결부(422) 및 터치 배선(440) 위에 절연 물질을 적층하고 패터닝하여 제2 연결부(422) 위에 위치하며 제2 연결부(422)를 덮는 절연막(430), 그리고 터치 배선 위에 위치하며 터치 배선을 덮는 절연막(432)을 형성한다.

다음 도 11A 및 도 11B를 참조하면, 절연막(430) 위에 도전성 물질을 적층하고 패터닝하여 제2 연결부(422)와 절연되어 교차하며 한 행에서 서로 이웃하는 제1 전극(410)을 연결하는 제1 연결부(412)를 형성한다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

400: 터치 센서 401: 터치 기판
410: 제1 전극 411: 제1 하부 전극 도전층
412: 제1 연결부 415: 제1 상부 전극 도전층
420: 제2 전극 421: 제2 하부 전극 도전층
422: 제2 연결부 425: 제2 상부 전극 도전층
440: 제1 터치 배선 441: 제1 배선 도전층
443: 제2 배선 도전층 445: 투명층
450: 제2 터치 배선 460: 패드부
TA: 터치 감지 영역 DA: 비감지 영역

Claims (19)

1. 터치 감지 영역과 상기 터치 감지 영역의 외곽의 비감지 영역으로 구분되는 터치 기판;
   상기 터치 감지 영역에 위치하며 터치를 감지할 수 있는 복수의 터치 전극; 및
   상기 비감지 영역에서 상기 복수의 터치 전극과 연결되어 있는 터치 배선을 포함하고,
   상기 터치 배선은 제1 배선 도전층;
   상기 제1 배선 도전층 위에 위치하는 제2 배선 도전층; 및
   상기 제1 배선 도전층 위에 위치하면서 상기 제2 배선 도전층의 좌우 측면에 위치하는 투명층을 포함하는 터치 센서.
2. 제1항에서,
   상기 제1 배선 도전층은 금속 나노 와이어를 포함하는 터치 센서.
3. 제2항에서,
   상기 제1 배선 도전층은 오버코트를 더 포함하는 터치 센서.
4. 제1항에서,
   상기 제2 배선 도전층은 알루미늄(Al)을 포함하는 터치 센서.
5. 제1항에서,
   상기 투명층은 옥사이드 계열의 투명 물질을 포함하는 터치 센서.
6. 제5항에서,
   상기 옥사이드 계열의 투명 물질은 SiOx 또는 AlOx인 터치 센서.
7. 제1항에서,
   상기 복수의 터치 전극은 서로 절연되어 있는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 터치 센서.
8. 제7항에서,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 하부 전극 도전층을 포함하는 터치 센서.
9. 제8항에서,
   상기 하부 전극 도전층은 상기 제1 배선 도전층과 동일한 물질로 형성되는 터치 센서.
10. 제8항에서,
    상기 하부 전극 도전층의 테두리 위에는 상부 전극 도전층을 더 포함하는 터치 센서.
11. 제10항에서,
    상기 상부 전극 도전층은 상기 투명층과 동일한 물질로 형성되는 터치 센서.
12. 터치 감지 영역과 상기 터치 감지 영역의 비감지 영역으로 구분되는 터치 기판 위에 제1 도전층, 투명층, 및 감광막을 차례로 증착하는 단계;
    상기 비감지 영역에서 상기 제1 도전층의 일부가 노출되도록 상기 투명층 및 상기 감광막을 패터닝하는 단계;
    상기 제1 도전층 및 상기 감광막 위에 제2 도전층을 증착하는 단계;
    상기 투명층과 상기 제2 도전층의 높이가 동일하도록 건식 식각하는 단계;
    상기 감광막 및 상기 감광막 위에 위치하는 상기 투명층을 리프트 오프 방식으로 제거하는 단계; 및
    상기 비감지 영역에서 상기 제1 도전층과 상기 투명층을 식각하여 상기 제1 도전층 위에 상기 제2 도전층이 위치하고, 상기 제2 도전층 좌우 측면에 투명층이 위치하는 터치 배선을 형성하고, 상기 터치 감지 영역에서 상기 제1 도전층과 상기 투명층을 식각하여 서로 절연되어 있는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 터치 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
13. 제12항에서,
    상기 제1 도전층은 금속 나노 와이어를 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
14. 제13항에서,
    상기 제1 도전층은 오버코트를 더 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
15. 제12항에서,
    상기 제2 도전층은 알루미늄(Al)을 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
16. 제12항에서,
    상기 투명층은 옥사이드 계열의 투명 물질을 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
17. 제16항에서,
    상기 옥사이드 계열의 투명 물질은 SiOx 또는 AlOx인 터치 센서의 제조 방법.
18. 제12항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 도전층 및 제1 도전층의 테두리 위에 위치하는 투명층을 포함하는 터치 센서의 제조 방법.
19. 제12항에서,
    상기 감광막을 리프트 오프 방식으로 제거하는 단계는 상기 제2 도전층과 상기 투명층을 CMP(chemical mechanical polishing) 공정으로 평탄화하는 단계를 포함하는 터치 센서의 제조 방법.

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