WO2022211309A1 - 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2022211309A1
WO2022211309A1 PCT/KR2022/003496 KR2022003496W WO2022211309A1 WO 2022211309 A1 WO2022211309 A1 WO 2022211309A1 KR 2022003496 W KR2022003496 W KR 2022003496W WO 2022211309 A1 WO2022211309 A1 WO 2022211309A1
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electrode
pattern
black matrix
touch screen
screen panel
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PCT/KR2022/003496
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박상진
손동진
배진호
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동우 화인켐 주식회사
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    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Definitions

  • the present invention relates to a touch screen panel with improved visibility and a method for manufacturing the touch screen panel.
  • a touch screen panel is a device for recognizing a user's screen touch or gesture as input information, and is widely used by being installed in personal portable electronic devices such as smart phones and tablet PCs.
  • a touch screen panel is mainly used by being disposed adjacent to a device that displays an image, such as a display panel, and it is common for a user to input a touch on an image displayed on the display panel.
  • a touch screen panel generally includes a touch sensing electrode for sensing a user's touch input, and as the touch sensing electrode of the touch screen panel, such as indium tin oxide (ITO) for the user to view an image displayed on the display panel.
  • ITO indium tin oxide
  • a transparent electrode formed of a transparent conductive material is used.
  • ITO used as a touch sensing electrode of a touch screen panel has low flexibility compared to a metal material. Therefore, when a touch screen panel using ITO as a material for a touch sensing electrode is applied to a flexible display device, cracks may occur in the ITO, which may cause a problem in the touch screen panel.
  • ITO has a large sheet resistance value compared to metallic materials
  • a touch screen panel using ITO as a material for a touch sensing electrode is applied to a large-area display device, due to the large sheet resistance value of ITO, the touch screen panel operation may be problematic.
  • a transparent conductive oxide such as ITO has a low transmittance.
  • a method of using a metal electrode to improve these problems is being studied, but there is a problem in that the electrode pattern is visible on the display due to the reflectance of the metal, thereby reducing visibility.
  • Korean Patent Registration No. 10-1022087 discloses a structure in which a connection electrode is first formed on a substrate, an insulating film and a contact hole are formed, and a first sensing pattern and a second sensing pattern are formed, but a metal pattern is used. Therefore, there is a problem that visibility is reduced.
  • patterning is generally performed through a photolithography process during pattern formation, there is a problem in that the process steps are somewhat complicated, such as separately removing the photosensitive resist.
  • the present invention is to improve the problems of the prior art, and simplifies the process by simultaneously etching the electrode layer and the black matrix layer to form an electrode pattern and a black matrix pattern, and through this, a pattern corresponding to the electrode pattern on the electrode
  • An object of the present invention is to provide a touch screen panel capable of disposing a black matrix in the form of a black matrix, and the electrode pattern and the pattern of the black matrix having the same shape and size to improve reflective visibility of a metal electrode, and a method for manufacturing the same .
  • the present invention provides a substrate; a first electrode formed in the form of a first pattern on the substrate; an insulating layer formed on the substrate on which the first electrode is formed; and a second electrode formed in a second pattern shape on the insulating layer, wherein a black matrix having a pattern shape corresponding to the electrode is disposed on one or more electrodes selected from the first electrode and the second electrode It provides a touch screen panel comprising a.
  • the present invention provides a method for manufacturing a touch screen panel, comprising: forming a first electrode in the form of a first pattern on a substrate; forming an insulating layer on the substrate on which the first electrode is formed; and forming a second electrode in the form of a second pattern on the insulating layer, wherein the one or more electrodes selected from the first electrode and the second electrode include: forming an electrode layer; forming a black matrix layer on the electrode layer; and patterning the black matrix layer to form a black matrix pattern; and etching the electrode layer using the black matrix pattern to form an electrode pattern having a pattern shape corresponding to the black matrix pattern; provide a way
  • the touch screen panel of the present invention is to improve visibility by forming a black matrix on the electrodes to lower the reflectance of the electrodes in order to improve the problem that the electrode pattern is visible due to the reflectance of the electrodes located in the display area.
  • the process for removing the photoresist is omitted by using the black matrix as the photoresist in the photolithography process for electrode patterning, the process can be simplified, and through this, the pattern shape corresponding to the electrode pattern on the electrode
  • the electrode pattern and the black matrix pattern have the same shape and size, so that it is possible to provide a touch screen panel with improved visibility of reflection of the electrode and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of manufacturing an electrode pattern and a black matrix pattern in the method of manufacturing a touch screen panel of the present invention.
  • 3A to 3C are cross-sectional views of a touch screen panel according to embodiments of the present invention.
  • 4A to 4E are plan views and enlarged views for each manufacturing process of a screen panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along section I-II of region A in FIG. 4E.
  • 6A to 6C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a touch screen panel having a structure in which a second black matrix is formed on a second electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a touch screen panel having a structure in which a first black matrix is formed on a first electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a touch screen panel having a structure in which a first black matrix and a second black matrix are formed on the first electrode and the second electrode, respectively, according to an embodiment of the present invention.
  • first electrode 220 second electrode
  • first black matrix 420 second black matrix
  • step to or “step for” does not mean “step for”.
  • the substrate 100 a first electrode 210 formed in a first pattern shape on the substrate 100; an insulating layer 300 formed on the substrate 100 on which the first electrode 210 is formed; and a second electrode 220 formed on the insulating layer 300 in a second pattern shape, wherein the electrode is disposed on one or more electrodes selected from the first electrode 210 and the second electrode 220 .
  • It provides a touch screen panel including a black matrix (410, 420) in the form of a pattern corresponding to the arrangement.
  • the touch screen panel of the present invention is to improve visibility by lowering the reflectance of the electrode by forming a black matrix on the electrode in order to improve the problem that the electrode pattern is visible due to the reflectance of the electrode, and corresponds to the electrode pattern on the electrode Visibility can be further improved by forming a black matrix in the form of a pattern to have the same shape and size of the electrode pattern and the black matrix pattern.
  • the substrate 100 is preferably made of a transparent insulating material such as glass or plastic.
  • a film having excellent transparency, mechanical strength, and thermal stability may be used, for example, a polyester-based resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate; Cellulose resins, such as a diacetyl cellulose and a triacetyl cellulose; polycarbonate-based resin; acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; styrenic resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin having a cyclo-based or norbornene structure, and an ethylene-propylene copolymer; vinyl chloride-based resin; amide-based resins such as nylon and aromatic polyamide; imide-based resin; polyether sulfone-based resin; sulfone-based resin;
  • the thickness of the base material 100 can be appropriately determined, in general, it may be 0.1 to 500 ⁇ m, and more preferably 0.1 to 100 ⁇ m, in terms of workability such as strength and handleability, and thin layer properties.
  • any metal or metal oxide may be used without any particular limitation.
  • metal materials including, for example, molybdenum, silver, aluminum, copper, palladium, gold, platinum, zinc, tin, titanium, or alloys thereof;
  • a transparent metal oxide selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc tin oxide (IZTO) and cadmium tin oxide (CTO) may be used.
  • the first electrode 210 is formed on the substrate 100 in the form of a first pattern, and as shown in FIG. 4A , the first pattern may be a lattice pattern, and specifically, shown in the enlarged view of FIG. 4A . As described above, it may be formed of a plurality of first electrode patterns arranged in the first direction and connected to each other in one pattern. Also, referring to FIG. 4E , the first electrode 210 patterns may be formed along the first direction while being electrically connected to each other, or may be formed as independent grid patterns.
  • the second electrode 220 is formed in the form of a second pattern on the insulating layer 300 , and the second pattern may be a lattice pattern, or may have a bar form that electrically connects adjacent first electrode patterns. It may be a connection pattern.
  • a plurality of second electrodes arranged in a second direction intersecting the first direction and not connected to each other may be formed. For example, if the first direction is a horizontal direction, the second direction may be a vertical direction.
  • the insulating layer 300 may be formed between the first electrode patterns and between the first electrode and the second electrode to insulate the plurality of electrodes.
  • the insulating layer 300 may include a contact hole for electrically connecting the first electrode and the second electrode.
  • an insulating material known in the art may be used without limitation, for example, a photosensitive resin composition or thermosetting resin composition including a metal oxide such as silicon oxide or an acrylic resin may be used.
  • the insulating layer 300 may be formed using an inorganic material such as silicon oxide (SiO x ), and in this case, may be formed by a method such as deposition or sputtering.
  • the black matrices 410 and 420 may be formed on the first electrode and/or the second electrode in a black matrix pattern corresponding to the pattern shape and size of the electrode in order to reduce the reflectance of the electrode.
  • the electrode is larger than the black matrix, the edge of the electrode is reflected and visibility is deteriorated.
  • the black matrix is larger than the electrode, the visibility may be deteriorated due to the size of the black matrix. Therefore, the visibility of the touch screen panel can be further improved by forming the electrode and the black matrix to have the same pattern shape and size (width). Specifically, as shown in FIG. 3B , a first black matrix 410 having the same pattern shape and width is formed on the first electrode pattern 210 , or as shown in FIG.
  • a second electrode pattern A second black matrix 420 having the same pattern shape and width may be formed on the 220 , and a second black matrix 420 having the same pattern shape and width may be formed on the first electrode pattern 210 as shown in FIG. 3C . Both the second black matrix 420 having the same pattern shape and width may be formed on the first black matrix 410 and the second electrode pattern 220 .
  • the black matrix may be formed using a black photosensitive resin composition including a colorant, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, a surfactant, a solvent, and other additives commonly used in the art.
  • a black photosensitive resin composition including a colorant, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, a surfactant, a solvent, and other additives commonly used in the art.
  • the touch screen panel of the present invention may further include a protective layer 600 .
  • the protective layer 600 may be formed on the panel on which the second electrode 220 pattern and/or the second black matrix 420 pattern are formed, and the first region and the first region formed in one direction are thicker than the first region. It may be formed of a second area that is an area other than the first area.
  • the protective layer 600 is formed of an insulating material and covers the first electrode 210 , the second electrode 220 , the insulating layer 300 , the first black matrix 410 , and the second black matrix 420 . It is formed to insulate and protect from the outside.
  • the protective layer 600 may be formed of a single layer or a plurality of layers of two or more layers.
  • the one or more electrodes selected from the first electrode and the second electrode may include: (S100) forming an electrode layer; (S200) forming a black matrix layer on the electrode layer; and (S300) patterning the black matrix layer to form a black matrix pattern; and (S400) etching the electrode layer using the black matrix pattern to form an electrode pattern having a pattern shape corresponding to the black matrix pattern;
  • a method for manufacturing a panel is provided.
  • the method may further include forming a protective layer 600 after forming the second electrode.
  • a photosensitive resist for a black matrix as a photosensitive resist in a photolithography process for electrode patterning
  • electrode patterning and black matrix patterning can be simultaneously performed, and the photosensitive resist Since the removing process can be omitted, the overall manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a touch screen panel of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode pattern and a black matrix pattern in the method of manufacturing a touch screen panel of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of section I-II of region A in the enlarged view of FIG. 4E.
  • the first electrode 210 is formed in the form of a first pattern on the substrate 100 (S10).
  • a first electrode 210 is formed on a substrate 100 and patterned by a photolithography method using a photosensitive resist 510 on the first electrode 210 to form a first electrode pattern layer. can do.
  • the photosensitive resist 510 is removed after forming the first electrode pattern layer 210 .
  • the first pattern may be a lattice pattern, and specifically, as shown in the enlarged view of FIG. 4A , a plurality of first patterns arranged in a first direction and connected to each other in one pattern It may be formed as an electrode.
  • the insulating layer 300 is formed on the substrate 100 on which the first electrode 210 is formed (S20). Referring to FIGS. 4B and 6B , the insulating layer 300 may be applied on the substrate 100 and the first electrode 210 and filled between the plurality of first electrodes 210 connected in a grid pattern.
  • a known coating method may be used. For example, spin coating, die coating, spray coating, roll coating, screen coating, slit coating, dip coating, gravure coating, etc. may be used.
  • the insulating layer 300 may be formed to include a plurality of insulating patterns.
  • the plurality of insulating patterns may have a plurality of openings for electrically connecting the first electrode and the second electrode.
  • the insulating layer 300 may be formed as shown in the enlarged view of FIG. 4B and FIG. 5 .
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 may be patterned to have a contact hole for at least partially connecting them, and the insulating layer 300 is formed in an island shape on the connection portions of the plurality of first electrodes 210 . It may be patterned as much as possible.
  • the second electrode 220 is formed in the form of a second pattern on the insulating layer 300 (S30).
  • the second pattern may be a grid pattern, or a bar-shaped connection pattern electrically connecting a plurality of adjacent first electrode patterns, specifically, as shown in FIG. 4D , the first It may be formed of a plurality of second electrodes 220 arranged in a second direction crossing the direction and not connected to each other.
  • the second electrode 220 forms a second electrode layer 220 on the insulating layer 300 (S100), and the second electrode layer 220 After forming the second black matrix layer 420 on (S200), the second black matrix layer is patterned to form a second black matrix pattern 420 (S300), and the second black matrix pattern ( The second electrode layer 220 may be etched using 420 , to form a second electrode pattern 220 having a pattern shape corresponding to the second black matrix pattern 420 ( S400 ).
  • the second black matrix 420 can be patterned by disposing a mask on the second black matrix, exposing it, and developing it with a developer, and the second electrode 220 forms the second black matrix with a photoresist. It can be etched in the same shape as the second black matrix pattern.
  • the second electrode pattern and the second black matrix pattern for lowering the reflectance of the second electrode can be formed to match the pattern size and shape.
  • the process of removing the photosensitive resist may be omitted, thereby simplifying the manufacturing process.
  • the second electrode and the second black matrix are formed to have the same pattern shape and width (size), thereby further improving the visibility of the touch screen panel.
  • a protective layer 600 may be additionally formed on the entire surface.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams illustrating a process of manufacturing a touch screen panel including a structure in which a first black matrix 410 is formed on a first electrode 210 in stages according to an embodiment of the present invention. .
  • the first electrode 210 is formed in the form of a first pattern on the substrate 100 (S10).
  • the first pattern may be a lattice pattern, and specifically, as shown in the enlarged view of FIG. 4A , a plurality of first patterns arranged in a first direction and connected to each other in one pattern It may be formed as an electrode.
  • the patterning of the first electrode 210 is performed by forming the first electrode layer 210 on the substrate 100 ( S100 ), and a first black matrix on the first electrode layer 210 .
  • the first black matrix layer is patterned to form a first black matrix pattern 410 (S300), and the first black matrix pattern 410 is used to form the first black matrix pattern (S300).
  • the first electrode layer 210 may be etched to form a first electrode pattern 210 having a pattern shape corresponding to the first black matrix pattern 410 ( S400 ).
  • the first black matrix 410 may be patterned through a process of disposing a mask on the first black matrix, exposing it, and developing it with a developer, and the first electrode 210 forms the first black matrix with a photoresist. It can be etched in the same shape as the first black matrix pattern.
  • the first electrode pattern and the first black matrix pattern for lowering the reflectance of the first electrode can be formed to match the pattern size and shape.
  • the process of removing the photosensitive resist may be omitted, thereby simplifying the manufacturing process.
  • the first electrode and the first black matrix are formed to have the same pattern shape and width (size), thereby further improving the visibility of the touch screen panel.
  • the insulating layer 300 is formed on the substrate 100 on which the first electrode 210 is formed (S20). Referring to FIG. 7B , the insulating layer 300 may be applied on the substrate 100 and the first electrode 210 on which the first black matrix is formed to be filled between the plurality of first electrodes 210 connected in a grid pattern. have.
  • a known coating method may be used. For example, spin coating, die coating, spray coating, roll coating, screen coating, slit coating, dip coating, gravure coating, etc. may be used.
  • the insulating layer 300 may be formed to include a plurality of insulating patterns.
  • the plurality of insulating patterns may have a plurality of openings for electrically connecting the first electrode and the second electrode.
  • the insulating layer 300 includes the first electrode 210 and the second electrode 220 . may be patterned to have a contact hole for connecting at least a portion of the ?
  • the second electrode 220 is formed in the form of a second pattern on the insulating layer 300 (S30).
  • the second pattern may be a grid pattern, or a bar-shaped connection pattern electrically connecting a plurality of adjacent first electrode patterns, specifically, in a second direction intersecting the first direction. It may be formed of a plurality of second electrodes 220 arranged and not connected to each other.
  • the second electrode 220 is formed on the insulating layer 300 , and the second electrode is patterned by a photolithography method using a photosensitive resist 520 on the second electrode 220 .
  • a pattern layer may be formed.
  • the photosensitive resist 520 is removed after forming the second electrode pattern layer 220 .
  • a protective layer (not shown) may be additionally formed on the entire surface.
  • FIGS. 8A to 8C show a structure in which a first black matrix 410 and a second black matrix 420 are formed on the first electrode 210 and the second electrode 220, respectively, according to an embodiment of the present invention. It shows a process of manufacturing a touch screen panel including a step-by-step.
  • the first electrode 210 is formed in the form of a first pattern on the substrate 100 (S10).
  • the first pattern may be a lattice pattern, and specifically, as shown in the enlarged view of FIG. 4A , a plurality of first patterns arranged in a first direction and connected to each other in one pattern It may be formed as an electrode.
  • the patterning of the first electrode 210 is performed by forming a first electrode layer 210 on the substrate 100 ( S100 ), and a first black matrix on the first electrode layer 210 .
  • the first black matrix layer is patterned to form a first black matrix pattern 410 (S300), and the first black matrix pattern 410 is used to form the first black matrix pattern (S300).
  • the first electrode layer 210 may be etched to form a first electrode pattern 210 having a pattern shape corresponding to the first black matrix pattern 410 ( S400 ).
  • the first black matrix 410 can be patterned by disposing a mask on the first black matrix, exposing it, and developing it with a developer, and the first electrode 210 forms the first black matrix with a photoresist. It can be etched in the same shape as the first black matrix pattern.
  • the insulating layer 300 is formed on the substrate 100 on which the first electrode 210 and the first black matrix 410 are formed ( S20 ). Referring to FIG. 8B , the insulating layer 300 is applied on the substrate 100 and the first electrode 210 on which the first black matrix 410 is formed, and is disposed between the plurality of first electrodes 210 connected in a grid pattern. can be filled
  • a known coating method may be used. For example, spin coating, die coating, spray coating, roll coating, screen coating, slit coating, dip coating, gravure coating, etc. may be used.
  • the insulating layer 300 may be formed to include a plurality of insulating patterns.
  • the plurality of insulating patterns may have a plurality of openings for electrically connecting the first electrode and the second electrode.
  • the insulating layer 300 includes the first electrode 210 and the second electrode 220 . may be patterned to have a contact hole for connecting at least a portion of the ?
  • the second electrode 220 is formed in the form of a second pattern on the insulating layer 300 (S30).
  • the second pattern may be a grid pattern, or a bar-shaped connection pattern electrically connecting a plurality of adjacent first electrode patterns, specifically, as shown in FIG. 4D , the first It may be formed of a plurality of second electrodes 220 arranged in a second direction crossing the direction and not connected to each other.
  • the second electrode 220 is, as shown in FIG. 8C , a second electrode layer 220 is formed on the insulating layer 300 ( S100 ), and a second black is formed on the second electrode layer 220 .
  • the matrix layer 420 is formed (S200)
  • the second black matrix layer is patterned to form a second black matrix pattern 420 (S300), and the second black matrix pattern 420 is used to form the second black matrix pattern.
  • the second electrode layer 220 may be etched to form a second electrode pattern 220 having a pattern shape corresponding to the second black matrix pattern 420 ( S400 ).
  • the first black matrix 410 may be patterned by disposing a mask on the first black matrix, exposing it, and developing it with a developer, and the first electrode 210 forms the first black matrix with a photoresist. It can be etched in the same shape as the first black matrix pattern.
  • the electrode pattern and the black matrix pattern for lowering the reflectance of the electrode can be formed to match the pattern size and shape, The step of removing the photosensitive resist can be omitted.
  • the electrode and the matrix are formed to have the same pattern shape and width (size), so that the visibility of the touch screen panel can be further improved.
  • a protective layer (not shown) may be additionally formed on the entire surface.
  • a left minus (-) direction on the x-axis means green
  • a right plus (+) direction means red
  • a lower minus (-) direction on the y-axis means indigo
  • an upper plus (+) The direction means yellow.
  • Y is reflectance
  • a* and b* are color coordinates.
  • Example 1 in which a black matrix is formed on the electrode, it can be confirmed that the reflectance is significantly lowered and visibility close to the black color is exhibited.
  • the touch screen panel of the present invention is to improve visibility by forming a black matrix on the electrodes to lower the reflectance of the electrodes in order to improve the problem that the electrode pattern is visible due to the reflectance of the electrodes located in the display area.

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Abstract

본 발명, 전극 층 상에 블랙 매트릭스 층을 형성한 후 블랙 매트릭스 패턴을 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 패턴을 이용하여 전극 층을 식각하여 전극 패턴을 형성함으로써, 전극 상에 전극 패턴과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스가 배치된 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법
본 발명은 시인성이 향상된 터치 스크린 패널 및 상기 터치 스크린 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
터치 입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치 입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있다. 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치 인식이 가능한 터치 센서에 대한 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.
터치 스크린 패널은 사용자의 화면 터치나 제스처(gesture)를 입력 정보로 인식하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 개인용 휴대 전자 장치들에 장착되어 널리 사용되고 있다. 터치 스크린 패널은 주로 표시 패널과 같은 화상을 디스플레이 하는 장치에 인접하게 배치되어 사용되고, 사용자는 표시 패널에 디스플레이 되는 화상에 대해 터치 입력을 하게 되는 경우가 일반적이다.
터치 스크린 패널은 일반적으로 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 감지 전극을 포함하고, 터치 스크린 패널의 터치 감지 전극으로는 표시 패널에 디스플레이 되는 화상을 사용자가 시인하기 위해 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성된 투명 전극이 사용되고 있다.
그러나, 터치 스크린 패널의 터치 감지 전극으로 사용되는 ITO는 금속 물질에 비해 유연성(flexibility)이 낮다. 따라서, ITO를 터치 감지 전극의 재료로 사용하는 터치 스크린 패널을 플렉서블 표시 장치에 적용하는 경우, ITO에서 크랙이 발생할 수 있어, 터치 스크린 패널의 불량이 문제될 수 있다. 또한, ITO는 금속 물질에 비해 면 저항 값이 크므로, ITO를 터치 감지 전극의 재료로 사용하는 터치 스크린 패널을 대면적의 표시 장치에 적용하는 경우 ITO의 큰 면 저항 값에 기인하여 터치 스크린 패널의 구동이 문제될 수 있다. 또한, ITO와 같은 투명 도전성 산화물은 투과율이 낮다는 문제도 있다.
이러한 문제점들을 개선하기 위한 금속 전극을 사용하는 방법이 연구되고 있으나, 금속의 반사율로 인해 디스플레이에서 전극 패턴이 보이게 되어 시인성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1022087호에서는 기판 상에 연결 전극을 먼저 형성한 후에 절연막 및 콘택홀을 형성하고 제1 감지 패턴 및 제2 감지 패턴을 형성하는 구조를 개시하고 있으나, 금속 패턴을 사용하여 시인성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 패턴 형성시 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하는 것이 일반적이나, 별도로 감광성 레지스트를 제거하여야 하는 등 공정 단계가 다소 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 전극층과 블랙 매트릭스 층을 동시에 일괄 식각하여 전극 패턴 및 블랙 매트릭스 패턴을 형성함으로써 공정을 단순화 하고, 이를 통해 전극 상에 전극 패턴과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스를 배치할 수 있고, 상기 전극 패턴과 상기 블랙 매트릭스의 패턴이 모양과 크기가 동일하여 금속 전극의 반사 시인성을 개선할 수 있는 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기재; 상기 기재 상에 제1 패턴 형태로 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극이 형성된 기재 상에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상에 제2 패턴 형태로 형성된 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극 및 제2 전극으로부터 선택되는 하나 이상의 전극 상에, 상기 전극과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스가 배치되어 있는 것을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 터치 스크린 패널의 제조 방법에 있어서, 기재 상에 제1 패턴의 형태로 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극이 형성된 기재 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층 상에 제2 패턴의 형태로 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 선택되는 하나 이상의 전극은, 전극층을 형성하는 단계; 상기 전극층 상에 블랙 매트릭스 층을 형성하는 단계; 및 상기 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 블랙 매트릭스 패턴을 이용하여 상기 전극 층을 식각하여, 상기 블랙 매트릭스 패턴에 대응하는 패턴 형태의 전극 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성되는 것인, 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 터치 스크린 패널은 디스플레이 영역에 위치하는 전극의 반사율로 인해 전극 패턴이 보이게 되는 문제점을 개선하기 위해, 전극 상에 블랙 매트릭스를 형성하여 전극의 반사율을 낮추어 시인성을 개선하고자 하는 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전극 패터닝을 위한 포토리소그래피 공정에서 포토레지스트로 블랙 매트릭스 사용함으로써 포토레지스트를 제거하기 위한 공정이 생략되므로 공정을 단순화할 수 있고, 이를 통해 전극 상에 전극 패턴과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스가 배치될 뿐만 아니라, 전극 패턴과 블랙 매트릭스 패턴이 모양과 크기가 동일하여 전극의 반사 시인성이 더욱 향상된 터치 스크린 패널 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 터치 스크린 패널 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는, 본 발명의 터치 스크린 패널 제조 방법에서, 전극 패턴 및 블랙 매트릭스 패턴을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a 내지 도 3c는, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 패널의 제조 공정 별 평면도 및 확대도이다.
도 5는, 상기 도 4e에서 A 영역의 Ⅰ-Ⅱ 구간 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전극 상에 제2 블랙 매트릭스가 형성된 구조의 터치 스크린 패널의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극 상에 제1 블랙 매트릭스가 형성된 구조의 터치 스크린 패널의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극 및 제2 전극 상에 각각 제1 블랙 매트릭스 및 제2 블랙 매트릭스가 형성된 구조의 터치 스크린 패널의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는, 본원의 실시예 및 비교예의 반사색감을 나타낸 색좌표이다.
상기 도에서, 각 부호의 의미는 다음과 같다:
100: 기재
210: 제1 전극 220: 제2 전극
300: 절연층
410: 제1 블랙 매트릭스 420: 제2 블랙 매트릭스
510, 520: 감광성 레지스트
600: 보호층
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되는 것은 아니다. 또한, 설명 상의 편의를 위해 일부 구성요소들은 도면 상에서 과장되게 표현되거나, 축소 또는 생략되어 있을 수 있다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예 및 구현예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 원활한 설명을 위해 도면 상에 나타난 구성 요소들은 과장, 축소 또는 생략될 수 있다.
본원 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.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본 발명의 일 측면은, 기재(100); 상기 기재(100) 상에 제1 패턴 형태로 형성된 제1 전극(210); 상기 제1 전극(210)이 형성된 기재(100) 상에 형성된 절연층(300); 및 상기 절연층(300) 상에 제2 패턴 형태로 형성된 제2 전극(220)을 포함하며, 상기 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)으로부터 선택되는 하나 이상의 전극 상에, 상기 전극과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스(410, 420)가 배치되어 있는 것을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
본 발명의 터치 스크린 패널은 전극의 반사율로 인해 전극 패턴의 보이게 되는 문제점을 개선하기 위해, 전극 상에 블랙 매트릭스를 형성하여 전극의 반사율을 낮추어 시인성을 개선하고자 하는 것으로서, 전극 상에 전극 패턴과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스를 전극 패턴과 블랙 매트릭스 패턴의 모양과 크기가 동일하여 형성하여 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 기재(100)는 유리 또는 플라스틱 등과 같은 투명한 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 기재로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
상기 기재(100)의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 0.1 내지 500㎛일 수 있고, 0.1 내지 100㎛인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 제1 전극(210) 및 상기 제2 전극(220)으로는, 금속 또는 금속 산화물이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴, 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 금, 백금, 아연, 주석, 티타늄 또는 이들의 합금을 포함하는 금속 소재; 또는 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO) 및 카드뮴주석산화물(CTO)로 이루어진 군에서 선택되는 투명 금속 산화물이 사용될 수 있다.
제1 전극(210)은 기재(100) 상에 제1 패턴 형태로 형성되며, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 구체적으로, 도 4a의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1 방향으로 배열되며 하나의 패턴으로 서로 연결되는 다수의 제1 전극 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 도 4e를 참조하면, 제1 전극(210) 패턴들은 서로 전기적으로 연결된 상태로 제1 방향을 따라 형성되어 있을 수 있고, 독립적인 격자 패턴으로 형성될 수도 있다.
제2 전극(220)은 절연층(300) 상에 제2 패턴 형태로 형성되며, 제2 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 또는 인접하는 제1 전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 바(bar) 형태의 연결 패턴일 수 있다. 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 다수의 제2 전극으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향이 가로 방향이라면, 제2 방향은 세로 방향일 수 있다.
절연층(300)은 복수의 전극들을 절연시키기 위해 제1 전극 패턴들 사이, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성될 수 있다. 또한, 절연층(300)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 포함할 수 있다.
절연층(300)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또는 절연층(300)은 실리콘산화물(SiOx) 등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(410, 420)는 전극의 반사율을 낮추기 위해, 제1 전극 및/또는 제2 전극 상에 전극의 패턴 모양 및 크기와 대응하는 블랙 매트릭스 패턴으로 형성될 수 있다. 전극이 블랙 매트릭스보다 클 경우, 전극의 Edge가 반사되어 시인성이 떨어지게 되며, 블랙 매트릭스가 전극보다 클 경우, 블랙 매트릭스의 크기에 의해 시인성이 떨어질 수 있다. 그러므로 전극과 블랙 매트릭스의 패턴 모양 및 크기(폭)가 일치하도록 형성함으로써 터치 스크린 패널의 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 전극 패턴(210) 상에 동일한 패턴 모양 및 폭을 가지는 제1 블랙 매트릭스(410)가 형성되거나, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제2 전극 패턴(220) 상에 동일한 패턴 모양 및 폭을 가지는 제2 블랙 매트릭스(420)가 형성될 수 있고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제1 전극 패턴(210) 상에 동일한 패턴 모양 및 폭을 가지는 제1 블랙 매트릭스(410)와 제2 전극 패턴(220) 상에 동일한 패턴 모양 및 폭을 가지는 제2 블랙 매트릭스(420)가 모두 형성될 수도 있다.
또한, 상기 블랙 매트릭스는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 착색제, 알칼리 가용성 수지, 다관능성 모노머, 광중합 개시제, 계면활성제, 용매, 기타 첨가제 등을 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 터치 스크린 패널은, 도 5에 도시된 바와 같이, 보호층(600)을 더 포함할 수 있다. 보호층(600)은 제2 전극(220) 패턴 및/또는 제2 블랙 매트릭스(420) 패턴이 형성된 패널 상에 형성될 수 있으며, 일 방향을 따라 형성된 제1 영역과 제1 영역보다 두꺼우며 제1 영역을 제외한 영역인 제2 영역으로 이루어질 수 있다.
보호층(600)은 절연성 소재로 형성되며, 제1 전극(210), 제2 전극 (220), 절연층(300), 제1 블랙 매트릭스(410), 제2 블랙 매트릭스(420)를 덮도록 형성되어 외부와 절연시키고, 보호하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 보호층(600)은 단층 또는 2층 이상의 복수의 층으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은, 터치 스크린 패널의 제조 방법에 있어서, (S10) 기재 상에 제1 패턴 형태로 제1 전극을 형성하는 단계; (S20) 상기 제1 전극이 형성된 기재 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 (S30) 상기 절연층 상에 제2 패턴 형태로 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 선택되는 하나 이상의 전극은, (S100) 전극층을 형성하는 단계; (S200) 상기 전극층 상에 블랙 매트릭스 층을 형성하는 단계; 및 (S300) 상기 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계; 및 (S400) 상기 블랙 매트릭스 패턴을 이용하여 상기 전극 층을 식각하여, 상기 블랙 매트릭스 패턴에 대응하는 패턴 형태의 전극 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성되는 것인, 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극을 형성하는 단계 이후에, 보호층(600)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법은, 전극 패터닝을 위한 포토리소그래피 공정에서 감광성 레지스트로 블랙 매트릭스용 감광성 레지스트를 사용함으로써, 전극의 패터닝과 블랙 매트릭스의 패터닝을 동시에 수행할 수 있고, 감광성 레지스트를 제거하는 공정을 생략할 수 있어, 전체적인 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 터치 스크린 패널 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 터치 스크린 패널 제조 방법에서, 전극 패턴 및 블랙 매트릭스 패턴을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린 패널 및 이의 제조방법의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4e는, 및 도 6a 내지 도 6c는, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 전극(220) 상에 제2 블랙 매트릭스(420)가 형성된 구조를 포함하는 터치 스크린 패널을 제조하는 과정을 단계별로 도시한 것이고, 도 5는, 도 4e의 확대도에서 A 영역의 Ⅰ-Ⅱ 구간 단면도를 나타낸 것이다.
먼저, 기재(100) 상에 제1 패턴의 형태로 제1 전극(210)을 형성한다 (S10). 도 6a 를 참조하면, 기재(100) 상에 제1 전극(210)이 형성되고, 제1 전극(210) 상에 감광성 레지스트(510)를 이용한 포토리소그래피 공법으로 패터닝하여 제1 전극 패턴층을 형성할 수 있다. 이때, 감광성 레지스트(510)는 제1 전극 패턴층(210)을 형성한 후 제거된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 구체적으로, 도 4a의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1 방향으로 배열되며 하나의 패턴으로 서로 연결되는 복수의 제1 전극으로 형성될 수 있다.
이어서, 제1 전극(210)이 형성된 기재(100) 상에 절연층(300)을 형성한다(S20). 도 4b 및 도 6b를 참조하면, 절연층(300)은 기재(100)와 제1 전극(210) 상에 도포되어 격자 패턴으로 연결된 복수의 제1 전극(210) 사이에 충진될 수 있다.
절연층(300)을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코팅, 다이코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등이 사용될 수 있다.
절연층(300)은 복수의 절연 패턴을 포함하도록 형성될 수도 있다. 상기 복수의 절연 패턴은 제1 전극 및 제2 전극을 전기적으로 연결하기 한 복수의 개구부를 가질 수 있으며, 구체적으로, 절연층(300)은, 도 4b의 확대도 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 적어도 일부분 연결하기 위한 컨택홀을 갖도록 패터닝될 수 있고, 절연층(300)이 다수의 제1 전극(210)의 연결부 상에서 섬 형태로 형성되도록 패터닝될 수도 있다.
이어서, 절연층(300) 상에 제2 패턴의 형태로 제2 전극(220)을 형성한다(S30). 제2 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 또는 인접하는 복수의 제1 전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 바(bar) 형태의 연결 패턴일 수 있으며, 구체적으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 복수의 제2 전극(220)으로 형성될 수 있다.
여기서, 제2 전극(220)은, 도 4c, 도 4d 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 절연층(300) 상에 제2 전극층(220)을 형성하고(S100), 상기 제2 전극층(220) 상에 제2 블랙 매트릭스 층(420)을 형성한 후(S200), 상기 제2 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)을 형성하고(S300), 상기 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)을 이용하여 상기 제2 전극 층(220)을 식각하여, 상기 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)에 대응하는 패턴 형태의 제2 전극 패턴(220)을 형성할 수 있다(S400).
제2 블랙 매트릭스(420)는 제2 블랙 매트릭스 상에 마스크를 배치한 후 노광하고, 이를 현상액으로 현상하는 과정을 통해 패터닝할 수 있으며, 제2 전극(220)은 상기 제2 블랙 매트릭스를 포토 레지스트로 사용하여 제2 블랙 매트릭스 패턴과 동일한 모양으로 식각할 수 있다.
상기 공정으로 제2 전극의 패터닝 시 블랙 매트릭스용 감광성 레지스트를 사용함으로써, 제2 전극 패턴과, 제2 전극의 반사율을 낮추기 위한 제2 블랙 매트릭스 패턴을 패턴 크기 및 모양이 일치되도록 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 감광성 레지스트를 제거하는 공정이 생략되어 제조공정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 공정을 통해, 제2 전극과 제2 블랙 매트릭스가 패턴 모양 및 폭(크기)이 일치하도록 형성되어 터치 스크린 패널의 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 도 5 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 제2 전극 패턴(220) 및 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)을 형성 후, 전면에 보호층(600)을 추가로 형성할 수 있다.
도 7a내지 도 7c는, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극(210) 상에 제1 블랙 매트릭스(410)가 형성된 구조를 포함하는 터치 스크린 패널을 제조하는 과정을 단계별로 도시한 것이다.
먼저, 기재(100) 상에 제1 패턴의 형태로 제1 전극(210)을 형성한다(S10). 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 구체적으로, 도 4a의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1 방향으로 배열되며 하나의 패턴으로 서로 연결되는 복수의 제1 전극으로 형성될 수 있다.
제1 전극(210)의 패터닝은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기재(100) 상에 제1 전극층(210)을 형성하고(S100), 상기 제1 전극층(210) 상에 제1 블랙 매트릭스 층(410)을 형성한 후(S200), 상기 제1 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)을 형성하고(S300), 상기 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)을 이용하여 상기 제1 전극 층(210)을 식각하여, 상기 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)에 대응하는 패턴 형태의 제1 전극 패턴(210)을형성할 수 있다(S400).
제1 블랙 매트릭스(410)는 제1 블랙 매트릭스 상에 마스크를 배치한 후 노광하고, 이를 현상액으로 현상하는 과정을 통해 패터닝할 수 있으며, 제1 전극(210)은 상기 제1 블랙 매트릭스를 포토 레지스트로 사용하여 제1 블랙 매트릭스 패턴과 동일한 모양으로 식각할 수 있다.
상기 공정으로 제1 전극의 패터닝 시 블랙 매트릭스용 감광성 레지스트를 사용함으로써, 제1 전극 패턴과, 제1 전극의 반사율을 낮추기 위한 제1 블랙 매트릭스 패턴을 패턴 크기 및 모양이 일치되도록 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 감광성 레지스트를 제거하는 공정이 생략되어 제조공정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 공정을 통해, 제1 전극과 제1 블랙 매트릭스가 패턴 모양 및 폭(크기)이 일치하도록 형성되어 터치 스크린 패널의 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이어서, 제1 전극(210)이 형성된 기재(100) 상에 절연층(300)을 형성한다(S20). 도 7b를 참조하면, 절연층(300)은 기재(100)와 제1 블랙 매트릭스가 형성된 제1 전극(210) 상에 도포되어 격자 패턴으로 연결된 복수의 제1 전극(210) 사이에 충진될 수 있다.
절연층(300)을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코팅, 다이코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등이 사용될 수 있다.
절연층(300)은 복수의 절연 패턴을 포함하도록 형성될 수도 있다. 상기 복수의 절연 패턴은 제1 전극 및 제2 전극을 전기적으로 연결하기 한 복수의 개구부를 가질 수 있으며, 구체적으로, 절연층(300)은, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 적어도 일부분 연결하기 위한 컨택홀을 갖도록 패터닝될 수 있고, 절연층(300)이 다수의 제1 전극(210)의 연결부 상에서 섬 형태로 형성되도록 패터닝될 수도 있다.
이어서, 절연층(300) 상에 제2 패턴의 형태로 제2 전극(220)을 형성한다(S30). 제2 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 또는 인접하는 복수의 제1 전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 바(bar) 형태의 연결 패턴일 수 있으며, 구체적으로, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 복수의 제2 전극(220)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 7c를 참조하면, 절연층(300) 상에 제2 전극(220)이 형성되고, 제2 전극(220) 상에 감광성 레지스트(520)를 이용한 포토리소그래피 공법으로 패터닝하여 제2 전극 패턴층을 형성할 수 있다. 이때, 감광성 레지스트(520)는 제2 전극 패턴층(220)을 형성한 후 제거된다.
또한, 제2 전극(220) 형성 후, 전면에 보호층(미도시)을 추가로 형성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 각각 제1 블랙 매트릭스(410) 및 제2 블랙 매트릭스(420)가 형성된 구조를 포함하는 터치 스크린 패널을 제조하는 과정을 단계별로 도시한 것이다.
먼저, 기재(100) 상에 제1 패턴의 형태로 제1 전극(210)을 형성한다(S10). 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 구체적으로, 도 4a의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1 방향으로 배열되며 하나의 패턴으로 서로 연결되는 복수의 제1 전극으로 형성될 수 있다.
제1 전극(210)의 패터닝은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 기재(100) 상에 제1 전극층(210)을 형성하고(S100), 상기 제1 전극층(210) 상에 제1 블랙 매트릭스 층(410)을 형성한 후(S200), 상기 제1 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)을 형성하고(S300), 상기 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)을 이용하여 상기 제1 전극 층(210)을 식각하여, 상기 제1 블랙 매트릭스 패턴(410)에 대응하는 패턴 형태의 제1 전극 패턴(210)을 형성할 수 있다(S400). 제1 블랙 매트릭스(410)는 제1 블랙 매트릭스 상에 마스크를 배치한 후 노광하고, 이를 현상액으로 현상하는 과정을 통해 패터닝할 수 있으며, 제1 전극(210)은 상기 제1 블랙 매트릭스를 포토레지스트로 사용하여 제1 블랙 매트릭스 패턴과 동일한 모양으로 식각 할 수 있다.
이어서, 제1 전극(210) 및 제1 블랙 매트릭스(410)가 형성된 기재(100) 상에 절연층(300)을 형성한다(S20). 도 8b를 참조하면, 절연층(300)은 기재(100)와 제1 블랙 매트릭스(410)가 형성된 제1 전극(210) 상에 도포되어 격자 패턴으로 연결된 복수의 제1 전극(210) 사이에 충진 될 수 있다.
절연층(300)을 도포하는 방법으로는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코팅, 다이코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등이 사용될 수 있다.
절연층(300)은 복수의 절연 패턴을 포함하도록 형성될 수도 있다. 상기 복수의 절연 패턴은 제1 전극 및 제2 전극을 전기적으로 연결하기 한 복수의 개구부를 가질 수 있으며, 구체적으로, 절연층(300)은, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 적어도 일부분 연결하기 위한 컨택홀을 갖도록 패터닝될 수 있고, 절연층(300)이 다수의 제1 전극(210)의 연결부 상에서 섬 형태로 형성되도록 패터닝될 수도 있다.
이어서, 절연층(300) 상에 제2 패턴의 형태로 제2 전극(220)을 형성한다(S30). 제2 패턴은 격자 패턴일 수 있고, 또는 인접하는 복수의 제1 전극 패턴들을 전기적으로 연결하는 바(bar) 형태의 연결 패턴일 수 있으며, 구체적으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 복수의 제2 전극(220)으로 형성될 수 있다.
여기서, 제2 전극(220)은, 도 8c에 도시된 바와 같이, 절연층(300) 상에 제2 전극층(220)을 형성하고(S100), 상기 제2 전극층(220) 상에 제2 블랙 매트릭스 층(420)을 형성한 후(S200), 상기 제2 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)을 형성하고(S300), 상기 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)을 이용하여 상기 제2 전극 층(220)을 식각하여, 상기 제2 블랙 매트릭스 패턴(420)에 대응하는 패턴 형태의 제2 전극 패턴(220)을 형성할 수 있다(S400).
제1 블랙 매트릭스(410)는 제1 블랙 매트릭스 상에 마스크를 배치한 후 노광하고, 이를 현상액으로 현상하는 과정을 통해 패터닝될 수 있으며, 제1 전극(210)은 상기 제1 블랙 매트릭스를 포토레지스트로 사용하여 제1 블랙 매트릭스 패턴과 동일한 모양으로 식각 될 수 있다.
상기 공정으로 제1 전극 및 제2 전극의 패터닝 시 블랙 매트릭스용 감광성 레지스트를 사용함으로써, 전극 패턴과, 전극의 반사율을 낮추기 위한 블랙 매트릭스 패턴을 패턴 크기 및 모양이 일치되도록 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 감광성 레지스트를 제거하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 본 공정을 통해, 전극과 매트릭스가 패턴 모양 및 폭(크기)이 일치하도록 형성되어 터치 스크린 패널의 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 전극(220) 및 제2 블랙 매트릭스(420) 형성 후, 전면에 보호층(미도시)을 추가로 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명에 따른 방법으로 구리 전극 상에 블랙 매트릭스를 형성한 터치 스크린 패널(실시예 1)을 제조한 후, 이의 반사색감을 하기 표 1 및 도 9에 나타내었다. 도 9에서 x 축에서 좌측 마이너스(-) 방향은 녹색을 의미하며, 우측 플러스(+) 방향은 적색을 의미하며, y축에서 하측 마이너스(-) 방향은 남색을 의미하며, 상측 플러스(+) 방향은 황색을 의미한다.
비교예 1 및 2
구리 전극 상에 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 터치 스크린 패널(비교예 1) 및 구리 전극 상에 산화구리층이 형성된 터치 스크린 패널(비교예 2)을 제조한 후, 이들의 반사색감을 하기 표 1 및 도 9에 나타내었다.
반사 Y(D65) a*(D65) b*(D65)
비교예 1(Cu) 72.0 13.6 15.2
비교예 2(Cu+CuO) 15.4 -4.8 -7.6
실시예 1(BM) 6.0 0.1 -0.4
상기 표 1에서, Y는 반사율이고, a* 및 b*는 색좌표이다.
상기 표 1 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 전극 상에 블랙 매트릭스가 형성된 실시예 1의 경우, 반사율이 현저히 낮아지고, 블랙 색상에 가까운 시인성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 터치 스크린 패널은 디스플레이 영역에 위치하는 전극의 반사율로 인해 전극 패턴이 보이게 되는 문제점을 개선하기 위해, 전극 상에 블랙 매트릭스를 형성하여 전극의 반사율을 낮추어 시인성을 개선하고자 하는 것이다.

Claims (10)

  1. 기재;
    상기 기재 상에 제1 패턴의 형태로 형성된 제1 전극;
    상기 제1 전극이 형성된 기재 상에 형성된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 제2 패턴의 형태로 형성된 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극으로부터 선택되는 하나 이상의 전극 상에, 상기 전극과 대응하는 패턴 형태의 블랙 매트릭스가 배치되어 있는 것을 포함하는, 터치 스크린 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 제1 패턴과, 상기 제1 전극 상에 배치된 상기 블랙 매트릭스의 패턴은 동일한 폭을 가지는 것인, 터치 스크린 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극의 제2 패턴과, 상기 제2 전극 상에 배치된 상기 블랙 매트릭스의 패턴은 동일한 폭을 가지는 것인, 터치 스크린 패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 제2 패턴은, 각각 독립적으로, 격자 패턴인 것인, 터치 스크린 패널
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 적어도 일부분이 연결되어 있는 것인, 터치 스크린 패널.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 패턴은 제1 방향으로 배열되며 하나의 패턴으로 서로 연결되는 다수의 제1 전극과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 다수의 제2 전극을 포함하는, 터치 스크린 패널.
  7. 터치 스크린 패널의 제조 방법에 있어서,
    기재 상에 제1 패턴의 형태로 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극이 형성된 기재 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 절연층 상에 제2 패턴의 형태로 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 선택되는 하나 이상의 전극은,
    전극층을 형성하는 단계;
    상기 전극 층 상에 블랙 매트릭스 층을 형성하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스 층을 패터닝하여 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스 패턴을 이용하여 상기 전극 층을 식각하여, 상기 블랙 매트릭스 패턴에 대응하는 패턴 형태의 전극 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성되는 것인, 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는, 제1 방향으로 배열되며, 하나의 패턴으로 서로 연결되는 다수의 제1 패턴으로 형성하는 것을 포함하고,
    상기 제2 전극을 형성하는 단계는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며 서로 연결되지 않는 다수의 제2 패턴을 형성하는 것을 포함하는 것인, 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 전극을 형성하는 단계 이후에, 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 터치 스크린 패널의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 패턴은 제거하지 않는 것인, 터치 스크린 패널의 제조 방법.
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