KR20180077142A - 고경도 절연막을 이용한 터치 센서 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

고경도 절연막을 이용한 터치 센서 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고경도 절연막을 이용하여 후속 공정으로 인한 블랙 매트릭스의 손상을 방지할 수 있는 터치 센서 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 터치 센서 장치는 기판의 제1면 상의 외곽 영역에 위치하는 블랙 매트릭스와; 기판의 제1면 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 전면 코팅된 고경도 절연막과; 고경도 절연막 상의 센싱 영역에 위치하는 터치 센서 어레이와, 고경도 절연막 상에서 센싱 영역을 둘러싸는 외곽 영역에 위치하여 블랙 매트릭스와 오버랩하고 터치 센서 어레이와 접속된 복수의 라우팅 라인과, 고경도 절연막 상에서 외곽 영역에 위치하여 블랙 매트릭스와 오버랩하고 복수의 라우팅 라인과 각각 접속된 복수의 패드를 구비한다.

Description

고경도 절연막을 이용한 터치 센서 장치 및 그 제조 방법{TOUCH SENSOR DEVICE USING COATING FILM HAVING HIGH HARDNESS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 터치 센서에 관한 것으로, 특히 고경도 절연막을 이용하여 후속 공정으로 인한 블랙 매트릭스의 손상을 방지할 수 있는 터치 센서 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
오늘날 각종 표시 장치의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서(터치 스크린, 터치 패널)가 컴퓨터 시스템의 정보 입력 장치로 널리 적용되고 있다. 터치 센서는 사용자가 손가락 또는 스타일러스를 통해 화면을 단순히 터치하여 표시 정보를 이동시키거나 선택하므로, 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있다.
터치 센서는 표시 장치 화면상에서 발생된 터치 및 터치 위치를 감지하여 터치 정보를 출력하고, 컴퓨터 시스템은 터치 정보를 분석하여 명령을 수행한다. 표시 장치로는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다.
터치 센서 기술로는 센싱 원리에 따라 저항막 방식, 커패시티브(Capacitive) 방식, 광학 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 전자기 방식 등이 존재한다. 최근 제조 방법의 용이성 및 센싱력을 고려하여, 커패시티브 가변에 따라 터치를 인식하는 커패시티브 터치 센서가 주로 이용된다. 터치 센서는 패널 형태로 제작되어서 표시 장치의 상부에 부착되는 애드-온(Add-on) 터치 센서로 구성되거나, 커버 기판의 배면에 터치 센서가 형성되어 표시 장치의 상부에 부착되는 변형 애드-온(Modified add-on) 터치 센서로 구성된다.
터치 센서는 센싱 영역(표시 영역)을 둘러싸는 비센싱 영역(비표시 영역)에 해당하는 베젤부에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스를 형성하고 있다. 예를 들면, 변형 애드-온(Modified add-on) 타입의 터치 센서는 커버 기판의 배면에 터치 센서 어레이를 형성하기 이전에 외곽의 베젤부에 블랙 매트릭스를 먼저 형성한다.
그러나, 블랙 매트릭스를 형성한 이후에 후속의 터치 센서 어레이를 형성하는 공정에서 블랙 매트릭스가 에천트 및 스트립퍼 등으로 인한 화학적인 손상을 입게 됨으로써 블랙 매트릭스가 탈색되거나 라인 무라와 같은 문제점이 발생하고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고경도 절연막을 이용하여 후속 공정으로 인한 블랙 매트릭스의 손상을 방지할 수 있는 터치 센서 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서 장치는 기판의 제1면 상의 외곽 영역에 위치하는 블랙 매트릭스와; 기판의 제1면 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 전면 코팅된 고경도 절연막과; 고경도 절연막 상의 센싱 영역에 위치하는 터치 센서 어레이와, 고경도 절연막 상에서 센싱 영역을 둘러싸는 외곽 영역에 위치하여 블랙 매트릭스와 오버랩하고 터치 센서 어레이와 접속된 복수의 라우팅 라인과, 고경도 절연막 상에서 외곽 영역에 위치하여 블랙 매트릭스와 오버랩하고 복수의 라우팅 라인과 각각 접속된 복수의 패드를 구비한다.
일 실시예에 따른 터치 센서 어레이는 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 연결 전극을 통해 연결되고, 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제1 센싱 전극 패턴들과, 고경도 절연막 상에 위치하고 제1 연결 전극과 유기 절연막을 사이에 두고 교차하는 제2 연결 전극을 통해 연결되고, 고경도 절연막 상에 위치하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제2 센싱 전극 패턴을 포함한다. 제1 연결 전극은 고경도 절연막에 접촉하여 위치하고, 유기 절연막은 제1 연결 전극을 덮도록 고경도 절연막 상에 위치한다. 제1 센싱 전극들은 유기 절연막 상에 위치하고, 유기 절연막을 관통하는 복수의 컨택홀을 통해 제1 연결 전극과 접속된다. 제2 연결 전극 및 제2 센싱 전극들은 유기 절연막 상에 제2 센싱 전극들과 이격되어 위치한다.
복수의 라우팅 라인 각각은 고경도 절연막 상에 위치하는 하부 라우팅 라인을 포함하거나, 하부 라우팅 라인과, 하부 라우팅 라인을 덮으면서 고경도 절연막 상에 위치하는 상부 라우팅 라인을 포함한다.
복수의 패드 각각은 고경도 절연막 상에서 하부 라우팅 라인과 제1 동일층에 위치하여 접속된 하부 패드와, 고경도 절연막 상에서 하부 패드를 덮으면서 위치하고 상부 라우팅 라인과 제2 동일층에 위치하여 접속된 중간 패드와, 하부 패드 및 중간 패드를 덮는 유기 절연막 상에 위치하고 유기 절연막을 관통하는 컨택홀을 통해 중간 패드와 접속된 상부 패드를 포함한다.
일 실시예에 따른 터치 센서 장치는 터치 센서 어레이와 복수의 라우팅 라인과 복수의 패드를 덮도록 유기 절연막 상에 위치하는 페시베이션막을 추가로 포함하고, 페시베이션막을 관통하는 컨택홀을 통해 복수의 패드 각각의 상부 패드가 노출된다.
일 실시예에 따른 터치 센서 장치는 기판의 제2면을 전면적으로 덮는 고경도 절연막을 추가로 포함한다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널과, 표시 패널 상에 부착되는 전술한 터치 센서 장치를 포함한다.
일 실시예에 따른 고경도 절연막은 롤투롤(Roll-to-Roll) 코팅 방법을 통해 블랙 매트릭스가 형성된 기판의 양면에 동시에 형성된다.
본 발명에 따른 터치 센서 장치 및 그 제조 방법은 외곽부의 비표시 영역에 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 고경도 절연막을 코팅하거나, 블랙 매트릭스가 형성된 기판의 양면에 고경도 절연막을 코팅한 다음, 후속의 터치 센서 어레이 공정을 진행함으로써 후속 공정의 에천트 및 스트립퍼 등으로 인한 블랙 매트릭스의 화학적 손상을 방지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판을 각각 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판의 일부분을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 터치 센서 어레이 기판을 절단선 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ'를 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 도 3에 나타낸 터치 센서 어레이 기판의 제조 방법을 단계적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치 센서 일체형 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 종래와 본원 발명에 따른 터치 센서 어레이 기판의 화학적 손상 여부를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판을 각각 나타낸 단면도이다.
도 1a에 나타낸 제1 실시예를 참조하면, 기판(110) 상의 외곽부에 위치하는 비센싱 영역(비표시 영역)에 해당하는 베젤부에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(112)가 형성된 다음, 블랙 매트릭스(112)를 보호하기 위한 고경도 절연막(114)이 블랙 매트릭스(112)를 덮도록 코팅된다. 이와 달리, 도 1b에 나타내 제2 실시예와 같이 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110)의 상면 뿐만 아니라 배면에도 고경도 절연막(114, 116)이 코팅되기도 한다. 이어서, 블랙 매트릭스(112)를 덮는 고경도 절연막(114) 상에 터치 센서 어레이가 형성된다.
기판(110)으로는 강화 유리가 이용되거나, PET(PolyEethylene Terephthalate)나 PC(PolyCarbonate)와 같은 플라스틱 재료가 이용된다. 특히, 기판(110)으로 플라스틱 기판이 이용되는 경우, 도 1b와 같이 기판(110)의 상면 및 배면에 고경도 절연막(114, 116)을 코팅하기 이전에, 기판(110)의 상면에 블랙 매트릭스(112)를 형성함으로써 블랙 매트릭스(112)가 그 위에 형성된 고경도 절연막(114)에 의해 후속 공정에서 보호된다.
고경도 절연막(114, 116)은 10wt%~30wt%의 고경도 바인더와 70wt%~90wt%의 저온소성 용매를 포함한다. 고경도 바인더로는 투과도를 확보하면서 9H 이상의 고경도 특성을 유지하기 위하여 실리콘(Silicone)계 바인더를 사용하고, 예를 들면 TEOS(TetraEthly OrthoSilicate) 또는 SSQ(SilSesQuioxane) 바인더를 사용한다. 용매로는 150℃이하의 저온에서도 소성이 가능한 저온 소성 용매를 이용하며, 예를 들면 IPA(IsoPropyl Alcohol), 자일렌(Xylene), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK) 중 어느 하나를 이용한다.
고경도 절연막(114, 116)은 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110) 상에 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅 또는 실크스크린 코팅 방법을 이용하여 형성된다. 특히 도 1b와 같이 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110)의 양면에 고경도 절연막(114, 116)을 코팅하는 경우에는 롤투롤(Roll-to-Roll) 코팅 방법을 이용하여 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110)의 양면에 고경도 절연막(114, 116)을 동시에 코팅하기도 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 터치 센서 어레이를 형성하는 후속 공정 이전에 블랙 매트릭스(112) 상에 고경도 절연막(114)을 형성함으로써, 후속 공정에서 블랙 매트릭스(112)가 고경도 절연막(104)에 의해 보호됨으로써 에천트 및 스트립퍼 등으로 인한 화학적인 손상을 방지할 수 있다. 또한, 고경도 절연막(114, 116)은 터치 센서 어레이 완성 이후에 원하는 크기별로 절단하는 컷팅(Cutting) 또는 스크라이빙(Scribing) 공정에서 쿠션(Cushion) 역할을 하여 기판(110)의 크랙을 방지하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판의 일부분을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 터치 센서 어레이 기판을 절단선 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ'를 따라 절단한 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
터치 센서 어레이 기판은 터치 센서가 형성되는 센싱 영역(SA)과, 센싱 영역(SA)을 둘러싸는 외곽부의 비센싱 영역(NSA)으로 구분된다. 센싱 영역(SA)에는 인체나 스타일러스와 같은 도전체가 기판을 터치할 때 소량의 전하가 터치점으로 이동하여 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치를 인식하는 커패시티브 타입의 터치 센서가 형성된다. 비센싱 영역(NSA)에 해당하는 베젤부에는 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(112)가 기판(110) 상에 형성된다. 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110) 상에는, 즉 기판(110)의 센싱 영역(SA) 및 비센싱 영역(NSA)을 포함하는 전면에 고경도 절연막(114)이 코팅된다. 고경도 절연막(114)은 전술한 바와 같이 투과도를 확보하면서 9H 이상의 고경도 특성을 유지하는 고경도 바인더를 포함한다.
블랙 매트릭스(112)을 덮는 고경도 절연막(114) 상에 커패시티브 타입의 터치 센서 어레이가 형성된다.
커패시티브 타입의 터치 센서 어레이는 센싱 영역(SA)에 로우 방향으로 형성된 다수의 제1 센싱 전극 패턴(150)과, 컬럼 방향으로 형성된 다수의 제2 센싱 전극 패턴(160)과, 비센싱 영역(NSA)에 제1 및 제2 센싱 전극 패턴(150, 160)과 각각 접속하는 라우팅 라인(170) 및 패드(180)를 구비한다.
각 로우 방향으로 배치된 제1 센싱 전극 패턴(150)은 주로 마름모형으로 형성된 다수의 제1 센싱 전극(152)과, 로우 방향으로 인접한 제1 센싱 전극들(152)을 서로 전기적으로 연결하는 브릿지 전극(154)을 구비한다. 투명 전극 재질로 브릿지 전극(154)이 고경도 절연막(112) 상에 형성되고, 브릿지 전극(152) 상에 유기 절연막(120)이 형성된다. 유기 절연막(120)에는 브릿지 전극(154)의 양단부를 각각 노출시키는 한 쌍의 컨택홀(156)이 형성된다. 유기 절연막(120) 상에 투명 전극 재질로 제1 센싱 전극들(152)이 형성되며, 제1 센싱 전극들(152)은 컨택홀(156)을 경유하여 브릿지 전극(154)과 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 로우 방향으로 인접한 제1 센싱 전극들(152)은 유기 절연막(120)을 관통하는 컨택홀(156) 및 브릿지 전극(154)을 통해 전기적으로 접속된다.
각 칼럼 방향으로 배치된 제2 센싱 전극 패턴(160)은 주로 마름모형으로 형성된 다수의 제2 센싱 전극(162)과, 칼럼 방향으로 인접한 제2 센싱 전극들(162)을 서로 전기적으로 연결하는 연결 전극(164)을 구비한다. 도 3을 참조하면, 제2 센싱 전극(162) 및 연결 전극(164)은 전술한 제1 센싱 전극(152)과 함께 유기 절연막(120) 상에 투명 전극 재질로 형성되며, 제1 센싱 전극(152)과는 절연되도록 소정의 이격 거리를 두고 형성된다.
제1 및 제2 센싱 전극 패턴(150, 160)은 터치 컨트롤러(미도시)에 의해 구동되며, 커버 기판(110)을 터치하는 전도성 터치 물체와 커패시터를 형성하여 커패시턴스를 변화시킴으로써 터치 여부를 나타내는 신호를 출력한다.
제1 및 제2 센싱 전극 패턴(150, 160)은 비센싱 영역(NSA)에 형성되는 라우팅 라인(170) 및 패드(180)를 통해 터치 컨트롤러가 실장된 플렉서블 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC) 기판과 전기적으로 접속된다.
라우팅 라인(170)은 고경도 절연막(114) 상에 형성된 하부 라우팅 라인(172) 및 상부 라우팅 라인(174)으로 구성되며, 상부 라우팅 라인(174)은 생략 가능하다. 하부 라우팅 라인(172)은 고경도 절연막(114) 상에 저저항 금속 재질로 형성되고, 상부 라우팅 라인(174)은 전술한 브릿지 전극(154)과 함께 투명 금속 재질로 하부 라우팅 라인(172)을 둘러싸도록 형성되며, 이러한 상부 라우팅 라인(174)은 생략 가능하다.
패드(180)는 고경도 절연막(114) 상에 형성된 하부 패드(182) 및 중간 패드(184)와, 유기 절연막(120)을 관통하는 컨택홀(186)을 통해 중간 패드(184)와 전기적으로 접속된 상부 패드(188)로 구성되며, 중간 패드(184)는 생략 가능하다. 하부 패드(182)는 전술한 하부 라우팅 라인(172)과 함께 저저항 금속 재질로 고경도 절연막(114) 상에 형성되고, 중간 패드(184)는 전술한 브릿지 전극(154) 및 상부 라우팅 라인(174)과 함께 투명 금속재질로 형성되며, 상부 패드(188)는 전술한 제1 및 제2 센싱 전극들(152, 162)과 함께 투명 금속 재질로 유기 절연막(120) 상에 컨택홀(186)을 경유하도록 형성되어 중간 패드(184)와 전기적으로 접속된다.
제1 및 제2 센싱 전극들(150, 160) 및 라우팅 라인(170) 상에는 페시베이션막(130)이 더 형성된다. 페시베이션막(130)에는 패드(180)의 상부 패드(188)를 노출시키는 컨택홀(132)이 더 형성된다.
도 4a 내지 도 4g는 도 3에 나타낸 터치 센서 어레이 기판의 제조 방법을 단계적으로 나타낸 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(110) 상의 비센싱 영역(NSA)에 블랙 매트릭스(112)가 형성된다.
도 4b를 참조하면, 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110) 상에 블랙 매트릭스(112)를 덮는 고경도 절연막(114)이 코팅된다. 고경도 절연막(114)은 10wt%~30wt%의 고경도 바인더와 70wt%~90wt%의 저온소성 용매를 포함한다. 고경도 바인더로는 투과도를 확보하면서 9H 이상의 고경도 특성을 유지하기 위하여 실리콘(Silicone)계 바인더를 사용하고, 예를 들면 TEOS(TetraEthly OrthoSilicate) 또는 SSQ(SilSesQuioxane) 바인더를 사용한다. 용매로는 150℃이하의 저온에서도 소성이 가능한 저온 소성 용매를 이용하며, 예를 들면 IPA(IsoPropyl Alcohol), 자일렌(Xylene), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK) 중 어느 하나를 이용한다. 고경도 절연막(114)은 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110) 상에 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤투롤 코팅, 또는 실크스크린 코팅 방법을 이용하여 형성된다.
도 4c를 참조하면, 고경도 절연막(114) 상의 비센싱 영역(NSA)에 하부 라우팅 라인(172) 및 하부 패드(182)가 몰리브덴(Mo) 등과 같은 금속 재질로 형성된다. 하부 라우팅 라인(172) 및 하부 패드(182)는 금속 물질을 고경도 절연막(114) 상에 증착한 다음 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정으로 패터닝함으로써 형성된다.
도 4d를 참조하면, 고경도 절연막(114)의 센싱 영역(SA)에 브릿지 전극(154)이 형성되고, 비센싱 영역(NSA)의 하부 라우팅 라인(172) 상에 상부 라우팅 라인(174)이 형성되며, 하부 패드(182) 상에 중간 패드(184)가 형성된다. 브릿지 전극(154) 및 상부 라우팅 라인(174)과 중간 패드(184)는 투명 금속 재질을 증착한 다음 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 투명 금속 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등이 이용된다.
도 4e를 참조하면, 브릿지 전극(154) 및 상부 라우팅 라인(174)과 중간 패드(184)가 형성된 고경도 절연막(114) 상에 평탄한 표면을 갖는 유기 절연막(120)이 형성되고, 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 고정을 통해 유기 절연막(120)이 패터닝됨으로써 브릿지 전극(154)을 노출시키는 컨택홀(156)과, 중간 패드(184)를 노출시키는 컨택홀(186)이 형성된다.
도 4f를 참조하면, 유기 절연막(120) 상의 센싱 영역(SA)에 제1 및 제2 센싱 전극들(152, 162) 및 연결 전극(164)이 형성됨과 아울러 비센싱 영역(NSA)에 상부 패드(188)가 형성된다. 제1 및 제2 센싱 전극들(152, 162) 및 상부 패드(188)는 유기 절연막(120) 상에 전술한 투명 금속 재질을 증착한 다음 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 제1 센싱 전극들(152)은 유기 절연막(120)을 관통하는 컨택홀(156)을 통해 브릿지 전극(154)과 전기적으로 접속된다. 상부 패드(188)은 유기 절연막(120)을 관통하는 컨택홀(186)을 통해 중간 패드(184)과 전기적으로 접속된다.
도 4g를 참조하면, 제1 및 제2 센싱 전극들(152, 162) 및 연결 전극(164)과 상부 패드(188)이 형성된 유기 절연막(120) 상에 페시베이션막(130)이 형성되고, 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 고정을 통해 페시베이션막(130)이 패터닝됨으로써 상부 패드(188)를 노출시키는 컨택홀(132)이 형성된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센서 어레이 기판을 나타낸 단면도이다. 도 5에 나타낸 터치 센서 어레이 기판은, 도 3에 나타낸 터치 센서 어레이 기판과 대비하여 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110)의 상면에 코팅된 고경도 절연막(114)과 함께 기판(110)의 배면에도 고경도 절연막(116)이 더 코팅된 것을 제외하고는 동일한 구성요소들을 구비하므로 중복된 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 나타낸 고경도 절연막(114, 116)은 롤투롤(Roll-to-Roll) 코팅 방법을 이용하여 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110)의 상면 뿐만 아니라 배면에 동시에 코팅된다. 이어서, 블랙 매트릭스(112)를 덮는 고경도 절연막(114) 상에 전술한 바와 같이 터치 센서 어레이가 형성된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치 센서 일체형 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 터치 센서 일체형 표시 장치는 표시 패널(10)과, 표시 패널(10) 상에 제1 점착층(20)에 의해 부착된 터치 센서 장치(100)를 구비한다.
표시 패널(10)로는 액정 패널, 유기 발광 다이오드 표시 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 등과 같은 평판 표시 패널이 이용된다. 예를 들어, 표시 패널(10)로 액정 패널을 이용하는 경우, 표시 패널(10)은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판과, 블랙 매트릭스 및 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이가 형성된 상부 기판과, 상하부 기판 사이에 형성된 액정층과, 상하부 기판의 외측면에 각각 부착된 상하부 편광판과, 하부 편광판 아래에 위치하는 백라이트 유닛을 구비한다. 공통 전극은 하부 기판 또는 상부 기판에 형성된다. 액정층은 TN(Twisted Nematic) 모드 또는 VA(Vertical Alignment) 모드와 같이 수직 전계에 의해 구동되거나, IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같이 수평 전계에 의해 구동된다.
터치 센서 장치(100)는 커패시티브 터치 센서를 이용할 수 있다. 터치 센서 장치(100)는 도 6a에 나타낸 바와 같이 커버 기판(110)의 배면의 비센싱 영역(NSA)에 형성된 블랙 매트릭스(112)와, 블랙 매트릭스(112)를 덮는 고경도 절연막(114)과, 고경도 절연막(114)에 형성된 터치 센서 어레이(TSA)를 구비하거나, 도 6b에 나타낸 바와 같이 커버 기판(110)의 전면에 고경도 절연막(116)이 더 코팅될 수 있다. 커버 기판(110)으로는 강화 유리나 투명 고분자 플라스틱이 이용된다.
터치 센서 장치(100)는 표시 패널(10)의 전면에 도포된 접착층(20)에 의해 표시 패널(10) 상에 부착된다. 접착층(20)으로는 광학 탄성 수지, 예를 들면 아크릴계 자외선 경화형 수지인 SVR(Super Viewing Resin)이 이용된다. SVR은 시인성을 향상시키고 내충격성을 갖는다.
도 7a 및 도 7b는 종래와 본원 발명의 화학적 손상 여부를 비교하여 나타낸 사진이다.
도 7a는 기판(110) 상의 베젤부에 블랙 매트릭스(112)가 형성된 종래의 기판(110)을 상온 하에서 스트립퍼에 10분간 딥핑한 후 나타낸 도면으로, 블랙 매트릭스(112)가 스트립퍼에 의해 손상되어 라인 무라가 발생하였음을 알 수 있다.
도 7b는 블랙 매트릭스(112)가 형성된 기판(110) 상에 고경도 절연막을 코팅한 본원 발명의 기판(110)을 상온하에서 스트립퍼에 10분간 딥핑한 후를 나타낸 도면으로, 블랙 매트릭스(112)가 스트립퍼에 의해 손싱되지 않았음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 터치 센서 어레이를 형성하는 후속 공정 이전에 블랙 매트릭스(112) 상에 고경도 절연막(114)을 형성함으로써, 후속 공정에서 블랙 매트릭스(112)가 고경도 절연막(104)에 의해 보호됨으로써 에천트 및 스트립퍼 등으로 인한 화학적인 손상을 방지할 수 있다. 또한, 고경도 절연막(114, 116)은 터치 센서 어레이 완성 이후에 원하는 크기별로 절단하는 컷팅(Cutting) 또는 스크라이빙(Scribing) 공정에서 쿠션(Cushion) 역할을 하여 기판(110)의 크랙을 방지하는 역할을 한다.
10: 표시 패널 20: 접착층
100: 터치 센서 장치 112: 블랙 매트릭스
114, 116: 고경도 절연막 120: 유기 절연막
130: 페시베이션막 132: 컨택홀
150: 제1 센싱 전극 패턴 152: 제1 센싱 전극
154: 브릿지 전극 156: 컨택홀
160: 제2 센싱 전극 패턴 162: 제2 센싱 전극
164: 연결 전극 170: 라우팅 라인
172: 하부 라우팅 라인 174: 상부 라우팅 라인
180: 패드 182: 하부 패드
184: 중간 패드 186: 컨택홀
188: 상부 패드

Claims (19)

  1. 기판의 제1면 상의 외곽 영역에 위치하는 블랙 매트릭스와;
    상기 기판의 제1면 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 전면 코팅된 고경도 절연막과;
    상기 고경도 절연막 상의 센싱 영역에 위치하는 터치 센서 어레이와,
    상기 고경도 절연막 상에서 상기 센싱 영역을 둘러싸는 상기 외곽 영역에 위치하여 상기 블랙 매트릭스와 오버랩하고 상기 터치 센서 어레이와 접속된 복수의 라우팅 라인과,
    상기 고경도 절연막 상에서 상기 외곽 영역에 위치하여 상기 블랙 매트릭스와 오버랩하고 상기 복수의 라우팅 라인과 각각 접속된 복수의 패드를 구비하고,
    상기 터치 센서 어레이는
    상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 연결 전극을 통해 연결되고, 상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제1 센싱 전극 패턴들과,
    상기 고경도 절연막 상에 위치하고 상기 제1 연결 전극과 유기 절연막을 사이에 두고 교차하는 제2 연결 전극을 통해 연결되고, 상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제2 센싱 전극 패턴을 포함하는 터치 센서 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 연결 전극은 상기 고경도 절연막에 접촉하여 위치하고,
    상기 유기 절연막은 상기 제1 연결 전극을 덮도록 상기 고경도 절연막 상에 위치하고,
    상기 제1 센싱 전극들은 상기 유기 절연막 상에 위치하고, 상기 유기 절연막을 관통하는 복수의 컨택홀을 통해 상기 제1 연결 전극과 접속되고,
    상기 제2 연결 전극 및 상기 제2 센싱 전극들은 상기 유기 절연막 상에 상기 제2 센싱 전극들과 이격되어 위치하는 터치 센서 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 라우팅 라인 각각은
    상기 고경도 절연막 상에 위치하는 하부 라우팅 라인을 포함하거나,
    상기 하부 라우팅 라인과, 상기 하부 라우팅 라인을 덮으면서 상기 고경도 절연막 상에 위치하는 상부 라우팅 라인을 포함하는 터치 센서 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 패드 각각은
    상기 고경도 절연막 상에서 상기 하부 라우팅 라인과 제1 동일층에 위치하여 접속된 하부 패드와,
    상기 고경도 절연막 상에서 상기 하부 패드를 덮으면서 위치하고 상기 상부 라우팅 라인과 제2 동일층에 위치하여 접속된 중간 패드와,
    상기 하부 패드 및 중간 패드를 덮는 상기 유기 절연막 상에 위치하고 상기 유기 절연막을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 중간 패드와 접속된 상부 패드를 포함하는 터치 센서 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부 라우팅 라인 및 하부 패드는 동일한 금속 재료로 구성되고,
    상기 상부 라우팅 라인 및 중간 패드는 동일한 투명 도전 재료로 구성되고,
    상기 유기 절연막 상에 위치하는 상기 제1 및 제2 센싱 전극들과 상기 제2 연결 전극과 상기 상부 패드는 상기 투명 도전 재료로 구성되는 터치 센서 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 터치 센서 어레이와 상기 복수의 라우팅 라인과 상기 복수의 패드를 덮도록 상기 유기 절연막 상에 위치하는 페시베이션막을 추가로 포함하고,
    상기 페시베이션막을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 복수의 패드 각각의 상부 패드가 노출되는 터치 센서 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 제2면을 전면적으로 덮는 고경도 절연막을 추가로 포함하는 터치 센서 장치.
  8. 표시 패널과;
    상기 표시 패널 상에 부착되는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 기재된 터치 센서 장치를 포함하는 표시 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고경도 절연막은 9H 이상의 경도를 갖는 표시 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,상기 고경도 절연막은 10wt%~30wt%의 실리콘계 고경도 바인더와,
    150℃이하의 저온에서 소성이 가능한 70wt%~90wt%의 저온소성 용매를 포함하는 표시 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 고경도 바인더는 TEOS(TetraEthly OrthoSilicate) 또는 SSQ(SilSesQuioxane)를 이용하고,
    상기 저온 소성 용매는 IPA(IsoPropyl Alcohol), 자일렌(Xylene), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK) 중 어느 하나를 이용하는 표시 장치.
  12. 기판의 제1면 상의 외곽 영역에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와;
    상기 기판의 제1면 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 고경도 절연막을 전면 형성하는 단계와;
    상기 고경도 절연막 상의 센싱 영역에 위치하는 터치 센서 어레이와, 상기 고경도 절연막 상에서 상기 센싱 영역을 둘러싸는 상기 외곽 영역에 위치하여 상기 블랙 매트릭스와 오버랩하고 상기 터치 센서 어레이와 접속된 복수의 라우팅 라인과, 상기 고경도 절연막 상에서 상기 외곽 영역에 위치하여 상기 블랙 매트릭스와 오버랩하고 상기 복수의 라우팅 라인과 각각 접속된 복수의 패드를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 터치 센서 어레이는
    상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 연결 전극을 통해 연결되고, 상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제1 센싱 전극 패턴들과,
    상기 고경도 절연막 상에 위치하고 상기 제1 연결 전극과 유기 절연막을 사이에 두고 교차하는 제2 연결 전극을 통해 연결되고, 상기 고경도 절연막 상에 위치하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 복수의 제2 센싱 전극 패턴을 포함하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 터치 센서 어레이와 상기 복수의 라우팅 라인과 상기 복수의 패드를 형성하는 단계는
    상기 고경도 절연막 상에 상기 복수의 라우팅 라인 각각의 하부 라우팅 라인과, 상기 복수의 패드 각각의 하부 패드를 형성하는 단계와,
    상기 제1 연결 전극을 형성하는 단계와,
    상기 복수의 라우팅 라인 각각의 상기 하부 라우팅 라인을 덮는 상부 라우팅 라인과, 상기 복수의 패드 각각의 상기 하부 패드를 덮는 중간 패드를 형성하는 단계와,
    상기 복수의 라우팅 라인과 상기 하부 패드 및 중간 패드를 포함하는 상기 복수의 패드와 상기 제1 연결 전극을 덮는 유기 절연막과 그 유기 절연막을 관통하는 복수의 컨택홀을 형성하는 단계와,
    상기 유기 절연막 상에 상기 제1 센싱 전극들과, 상기 제2 연결 전극과, 상기 제2 센싱 전극들과, 상기 복수의 패드 각각의 상부 패드를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 센싱 전극들은 상기 유기 절연막의 복수의 제1 컨택홀들을 통해 상기 제1 연결 전극과 접속하고,
    상기 상부 패드는 상기 유기 절연막의 제2 컨택홀을 통해 상기 중간 패드와 접속하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 하부 라우팅 라인 및 하부 패드는 동일한 금속 재료로 구성되고,
    상기 상부 라우팅 라인 및 중간 패드는 동일한 투명 도전 재료로 구성되고,
    상기 유기 절연막 상에 위치하는 상기 제1 및 제2 센싱 전극들과 상기 제2 연결 전극과 상기 상부 패드는 상기 투명 도전 재료로 구성되는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 터치 센서 어레이와 상기 복수의 라우팅 라인과 상기 복수의 패드를 덮도록 상기 유기 절연막 상에 페시베이션막을 전면 형성하고, 상기 복수의 패드 각각의 상부 패드를 노출하는 컨택홀을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  16. 청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 기판의 제2면을 전면적으로 덮는 고경도 절연막을 단계를 더 포함하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스가 형성된 상기 기판의 제1면과, 상기 제2면에 각각 위치하는 고경도 절연막은 롤투롤(Roll-to-Roll) 코팅 방법을 통해 동시에 형성되는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 고경도 절연막은 9H 이상의 경도를 갖고,
    10wt%~30wt%의 실리콘계 고경도 바인더와,
    150℃이하의 저온에서 소성이 가능한 70wt%~90wt%의 저온소성 용매를 포함하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 고경도 바인더는 TEOS(TetraEthly OrthoSilicate) 또는 SSQ(SilSesQuioxane)를 이용하고,
    상기 저온 소성 용매는 IPA(IsoPropyl Alcohol), 자일렌(Xylene), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK) 중 어느 하나를 이용하는 터치 센서 장치의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120067031A (ko) * 2010-12-15 2012-06-25 삼성모바일디스플레이주식회사 터치스크린 일체형 평판표시장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120067031A (ko) * 2010-12-15 2012-06-25 삼성모바일디스플레이주식회사 터치스크린 일체형 평판표시장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200012531A (ko) * 2018-07-27 2020-02-05 동우 화인켐 주식회사 고성능 필름형 터치센서 및 그 제조방법
CN109343746A (zh) * 2018-12-18 2019-02-15 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控显示组件及其制造方法
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