KR102204110B1

KR102204110B1 - 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102204110B1
Application number: KR1020140013233A
Authority: KR
Inventors: 정종현; 김인배; 박홍식; 이병진
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2021-01-18
Also published as: US10013097B2; CN104820510B; CN104820510A; US20150220202A1; KR20150092813A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 터치 영역과 상기 터치 영역을 둘러싸는 주변 영역을 가지는 기판, 상기 터치 영역 위에 제1 방향으로 형성되어 있으며 제1 터치 신호를 전달하는 제1 터치 전극 패턴, 상기 터치 영역 위에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 있으며 제2 터치 신호를 전달하는 복수개의 제2 터치 전극 패턴, 상기 주변 영역 위에 형성되어 있으며 상기 제1 터치 전극 패턴과 연결되어 있는 제1 구동 회로 배선을 포함하고, 상기 제1 구동 회로 배선은 저저항 배선층을 포함할 수 있다.

Description

터치 스크린 패널 및 그 제조 방법{TOUCH SCREEN PANEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치의 입력 장치로서 사용자가 손 또는 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)이 적용되고 있으며, 터치 스크린 패널은 접촉된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 접촉된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 접촉에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전 용량 방식(Capacitive type) 등으로 구별될 수 있다.

특히, 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널은 수직 방향으로 연결되는 복수 개의 Rx 전극 패턴, 연결선을 통해 서로 수평 방향으로 연결되는 복수 개의 Tx 전극 패턴을 포함한다. 이러한 Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴으로 투과율이 높으면서 저저항 물질인 은나노와이어(AgNW)를 적용한 구조가 개발되고 있다. 이러한 은나노와이어(AgNW)로 이루어진 Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴은 습식 식각(Wet Etch) 또는 건식 식각(Dry Etch)을 이용하여 패터닝하여 형성할 수 있다. 그러나, 인접하는 Tx 전극 패턴을 서로 연결하는 연결선은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO)으로 이루어지므로, 연결선의 형성 시, 투명 도전막을 식각할수 있는 산화제는 대부분 Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴을 이루는 은나노와이어(AgNW)도 식각 가능하므로, Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴의 손상없이 연결선만 선택적으로 식각하기 어렵다.

또한, Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴을 외부 구동 회로와 연결하는 구동 회로 배선을 Tx 전극 패턴 및 Rx 전극 패턴을 이루는 은나노와이어(AgNW)와 동일한 물질로 형성하는 경우에는 도전성을 일정값 이상 향상시키기 어렵다.

본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 손상없이 연결선만 선택적으로 식각할 수 있고, 구동 회로 배선의 도전성을 향상시킬 수 있는 터치 스크린 패널 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

상기 복수개의 제2 터치 전극 패턴은 서로 이격되어 있으며, 인접한 상기 제2 터치 전극 패턴을 서로 연결하고 있는 연결선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴을 절연하기 위해 상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 연결선 사이에 형성되어 있는 터치 절연 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 구동 회로 배선은 차례로 적층된 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층 및 저저항 배선층을 포함하고, 상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴은 각각 상기 제1 투명 도전 배선층 및 제2 투명 도전 배선층을 포함할 수 있다.

상기 제1 투명 도전 배선층은 은나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 투명 도전 배선층 및 상기 연결선은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

상기 저저항 배선층은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 연결선의 식각율은 상기 제2 투명 도전 배선층의 식각율보다 클 수 있다.

상기 연결선의 인듐 함량은 상기 제2 투명 도전 배선층의 인듐 함량보다 클수 있다.

상기 제1 구동 회로 배선 위에는 절연막 및 주변 절연 부재가 차례로 적층되어 있고, 상기 제1 터치 전극 패턴 중 상기 연결선과 중첩하고 있는 제1 터치 중첩부 위에는 상기 터치 절연 부재 및 상기 연결선이 차례대로 적층되어 있을 수 있다.

상기 연결선은 상기 제2 터치 전극 패턴의 제2 투명 도전 배선층과 접촉하고 있을 수 있다.

상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴 사이에는 상기 절연막이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법은 터치 영역과 상기 터치 영역을 둘러싸는 주변 영역을 가지는 기판 위에 제1 투명 도전층, 제2 투명 도전층, 저저항층 및 감광막을 차례로 형성하는 단계, 상기 터치 영역에 터치 감광막 패턴을 형성하고, 상기 주변 영역에 주변 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 터치 감광막 패턴 및 상기 주변 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 제1 터치 전극 패턴, 제2 터치 전극 패턴 및 제1 구동 회로 배선을 형성하는 단계, 상기 터치 감광막 패턴의 두께를 줄이는 동시에 상기 주변 감광막 패턴은 제거하여 상기 제1 구동 회로 배선을 노출하는 단계, 상기 제1 구동 회로 배선 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 절연막을 형성하는 단계, 상기 터치 감광막 패턴 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 형성된 절연막을 제거하여 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴을 노출하는 단계, 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 저저항층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 저저항층을 제거하는 단계에서, 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴은 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층이 적층되어 형성되고, 상기 제1 구동 회로 배선은 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층 및 저저항 배선층이 적층되어 형성될 수 있다.

상기 저저항층을 제거하는 단계 이후에 상기 절연막 위에 주변 절연 부재를 형성하고, 상기 제2 터치 전극 패턴 위에 터치 절연 부재를 형성하는 단계, 상기 터치 절연 부재 및 제1 터치 전극 패턴 위에 연결선을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 절연막은 상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴 사이에형성될 수 있다.

상기 터치 감광막 패턴 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 형성된 절연막을 제거하는 단계에서, 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 저저항 배선층이 노출되고, 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 제1 투명 도전 배선의 측면은 상기 절연막에 의해 덮일 수 있다.

슬릿 마스크를 이용하여 상기 터치 감광막 패턴보다 두께가 작은 상기 주변 감광막 패턴을 형성할 수 있다.

제1 투명 도전층은 은나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 투명 도전층은 투명 도전성 산화물을 포함하며, 저저항층은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주변 영역에 저저항 배선층을 포함하는 제1 구동 회로 배선을 형성함으로써, 제1 구동 회로 배선의 도전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 터치 감광막 패턴을 제거하는 동시에 터치 감광막 패턴 위에 형성된 절연막을 제거하는 리프트 오프(Lift off) 공정을 진행하는 경우, 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 제1 투명 도전 배선층의 상부면은 제2 투명 도전 배선층 및 저저항 배선층에 의해 덮여있으므로 리프트 오프(Lift off) 공정에서 보호되며, 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 제1 투명 도전 배선층의 측면은 절연막에 의해 덮여있으므로 리프트 오프(Lift off) 공정에서 보호된다.

또한, 분리된 제2 터치 전극 패턴을 서로 연결하는 연결선의 식각율은 제2 투명 도전 배선층의 식각율보다 크게 형성함으로써, 연결선의 패터닝 공정에서 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 상부층인 제2 투명 도전 배선층의 손상없이 연결선만 선택적으로 식각할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 배치도이다.
도 2는 도 1의 터치 스크린 패널을 II-II'선 및 II'-II"선을 따라 자른 단면도이다.
도 3, 5, 7 및 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 배치도이다.
도 4는 도 3의 터치 스크린 패널을 IV-IV'선 및 IV'-IV"선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 5의 터치 스크린 패널을 VI-VI'선 및 VI'-VI"선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 7의 터치 스크린 패널을 VIII-VIII'선 및 VIII'-VIII"선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 9의 터치 스크린 패널을 X-X'선 및 X'-X"선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 배치도이다.
도 12는 도 11의 터치 스크린 패널을 XII-XII'선 및 XII'-XII”선을 따라 자른 단면도이다.
도 13, 15, 17, 19, 21 및 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 배치도이다.
도 14는 도 13의 터치 스크린 패널을 XIV-XIV'선 및 XIV'-XIV"선을 따라 자른 단면도이다.
도 16은 도 15의 터치 스크린 패널을 XVI-XVI'선 및 XVI'-XVI"선을 따라 자른 단면도이다.
도 18은 도 17의 터치 스크린 패널을 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII"선을 따라 자른 단면도이다.
도 20은 도 19의 터치 스크린 패널을 XX-XX'선 및 XX'-XX"선을 따라 자른 단면도이다.
도 22는 도 21의 터치 스크린 패널을 XXII-XXII'선 및 XXII'-XXII"선을 따라 자른 단면도이다.
도 24는 도 23의 터치 스크린 패널을 XXIV-XXIV'선 및 XXIV'-XXIV"선을 따라 자른 단면도이다.

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

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

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 배치도이고, 도 2는 도 1의 터치 스크린 패널을 II-II'선 및 II'-II"선을 따라 자른 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 터치 영역(TA)과 터치 영역(TA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)을 가지는 기판(10), 터치 영역(TA) 위에 제1 방향으로 형성되어 있으며 제1 터치 신호를 전달하는 제1 터치 전극 패턴(21), 터치 영역(TA) 위에 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 있으며 제2 터치 신호를 전달하는 복수개의 제2 터치 전극 패턴(22), 주변 영역(PA) 위에 형성되어 있으며 제1 터치 전극 패턴(21)과 연결되어 있는 제1 구동 회로 배선(23), 주변 영역(PA) 위에 형성되어 있으며 제2 터치 전극 패턴(22)과 연결되어 있는 제2 구동 회로 배선(24)을 포함한다.

기판(10)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연성의 기판일 수 있다. 기판(10)은 표시 장치의 상면에 장착되므로 투과율이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 터치 영역(TA)은 사용자의 터치를 감지하여 전기적 신호로 전환하는 영역을 의미하며, 주변 영역(PA)은 제1 터치 전극 패턴(21)과 제2 터치 전극 패턴(22)이 형성되지 ?邦? 영역으로서 제1 터치 전극 패턴(21)과 제2 터치 전극 패턴(22)의 외곽 가장자리를 의미한다.

제1 터치 전극 패턴(21)은 마름모 형상의 전극 패턴이 제1 방향인 수직 방향으로 서로 연결되어 있으며, X축 좌표값을 감지하는 제1 터치 신호가 전달되는 Rx 전극 패턴(Receiver electrode pattern)에 해당한다. 이러한 제1 터치 전극 패턴(21)은 마름모 형상의 전극 패턴을 서로 연결하는 제1 터치 중첩부(25)를 가진다.

복수개의 제2 터치 전극 패턴(22)은 서로 이격되어 있으며, 각각의 제2 터치 전극 패턴(22)은 마름모 형상의 전극 패턴을 가진다. 인접한 제2 터치 전극 패턴(22) 사이에는 인접한 제2 터치 전극 패턴(22)을 서로 연결하고 있는 연결선(51)이 형성되어 있다.

이러한 복수개의 제2 터치 전극 패턴(22)은 Y축 좌표값을 감지하는 제2 터치 신호가 전달되는 Tx 배선(Transmitter electrode pattern)에 해당한다.

제1 터치 전극 패턴(21) 및 제2 터치 전극 패턴(22)은 사용자의 터치에 의한 좌표값을 감지하고, 이를 각각 제1 구동 회로 배선(23) 및 제2 구동 회로 배선(24)을 통해 외부 구동 회로로 전달하여 전기적 신호로 전환하는 역할을 한다.

제1 터치 전극 패턴(21)은 투명 도전 배선층(21p)으로 이루어지며, 제2 터치 전극 패턴(22)도 투명 도전 배선층(22p)으로 이루어지고, 제1 구동 회로 배선(23)은 차례로 적층된 투명 도전 배선층(23p) 및 저저항 배선층(23q)을 포함한다.

투명 도전 배선층(21p, 22p, 23p)은 은나노 와이어(AgNW)를 포함하고, 저저항 배선층(23q)은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

제1 구동 회로 배선(23)은 주변 영역(PA)에 형성되므로 투과율이 높지 않은 구리, 은 등의 저저항 배선층(23q)을 사용할 수 있다. 이와 같이, 주변 영역(PA)에 저저항 배선층(23q)을 포함하는 제1 구동 회로 배선(23)을 형성함으로써, 제1 구동 회로 배선(23)의 도전성을 향상시킬 수 있다.

주변 영역(PA)에 형성된 제1 구동 회로 배선(23)은 절연막(30)에 의해 덮여 있으며, 터치 영역(TA)에 형성된 제1 터치 전극 패턴(21)의 제1 터치 중첩부(25) 위에는 터치 절연 부재(31)가 형성되어 있다. 터치 절연 부재(31)는 제1 터치 전극 패턴(21)과 제2 터치 전극 패턴(22)을 절연하기 위해 제1 터치 전극 패턴(21)과 연결선(51) 사이에 형성되어 있다.

그리고, 터치 절연 부재(31) 위에 형성된 연결선(51)은 제2 터치 전극 패턴(22)과 접촉하고 있으므로, 분리된 제2 터치 전극 패턴(22)을 서로 연결하고 있다. 연결선(51)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In₂O₃(Indium Oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법에 대해 이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3, 5, 7 및 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 배치도이고, 도 4는 도 3의 터치 스크린 패널을 IV-IV'선 및 IV'-IV"선을 따라 자른 단면도이고, 도 6은 도 5의 터치 스크린 패널을 VI-VI'선 및 VI'-VI"선을 따라 자른 단면도이고, 도 8은 도 7의 터치 스크린 패널을 VIII -VIII'선 및 VIII'-VIII"선을 따라 자른 단면도이고, 도 10은 도 9의 터치 스크린 패널을 X-X'선 및 X'-X"선을 따라 자른 단면도이다.

우선, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 터치 영역(TA)과 주변 영역(PA)을 가지는 기판(10) 위에 투명 도전층(20p), 저저항층(20q) 및 감광막(PR)을 차례로 형성한다. 투명 도전층(20p)은 은나노 와이어(AgNW)를 포함하고, 저저항층(20q)은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

그리고, 감광막(PR)을 패터닝하여 터치 영역(TA)에 터치 감광막 패턴(PR2)을 형성하고, 주변 영역(PA)에 주변 감광막 패턴(PR1)을 형성한다. 슬릿 마스크(1000)를 이용하여 주변 감광막 패턴(PR1)의 두께(d1)보다 터치 감광막 패턴(PR2)의 두께(d2)를 작게 형성한다. 이를 위해 슬릿 마스크(1000)의 차광 영역(1000a)이 주변 영역(PA)이 위치하고, 슬릿 마스크의 슬릿 영역(1000b)이 터치 영역(TA)에 위치한다.

다음으로, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 터치 감광막 패턴(PR2) 및 주변 감광막 패턴(PR1)을 식각 마스크로 하여 제1 터치 전극 패턴(21), 제2 터치 전극 패턴(22) 및 제1 구동 회로 배선(23)을 형성한다.

다음으로, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 애싱(Ashing) 공정을 진행하여 주변 감광막 패턴(PR1')의 두께를 줄이는 동시에 터치 감광막 패턴(PR2)은 제거한다. 따라서, 주변 감광막 패턴(PR1')은 이전보다 작은 두께(d1')를 가지게 되며, 터치 영역(TA)에 형성된 제1 터치 전극 패턴(21) 및 제2 터치 전극 패턴(22)은 노출된다.

그리고, 식각 공정을 통해 터치 영역(TA)에 형성된 제1 터치 전극 패턴(21) 및 제2 터치 전극 패턴(22)의 저저항 배선층(21q, 22q)을 제거한다. 이는 저저항 배선층(21q, 22q)의 투과율이 낮기 때문에 터치 영역(TA)의 투과율을 향상시키기 위함이다. 이 때, 주변 영역(PA)에 형성된 제1 구동 회로 배선(23)은 주변 감광막 패턴(PR1')에 덮여 있으므로 제1 구동 회로 배선(23)의 저저항 배선층(23q)은 제거되지 않는다. 따라서, 제1 터치 전극 패턴(21p) 및 제2 터치 전극 패턴(22p)은 투명 도전 배선층(21p, 22p)의 단일층으로 형성되고, 제1 구동 회로 배선(23)은 투명 도전 배선층(23p) 및 저저항 배선층(23q)의 이중층으로 형성된다.

다음으로, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 주변 영역(PA)에 형성된 주변 감광막 패턴(PR1')을 제거한다. 그리고, 노출된 제1 구동 회로 배선(23), 제1 터치 전극 패턴(21) 및 제2 터치 전극 패턴(22) 위에 절연막(30)을 형성한다. 이러한 절연막(30)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO₂) 따위로 형성되며, 50내지 500의 두께로 형성된다.

그리고, 사진 식각 공정을 이용하여 터치 영역(TA)에 형성된 절연막(30)을 패터닝하여 제1 터치 전극 패턴(21)의 제1 터치 중첩부(25) 위에 터치 절연 부재(31)를 형성한다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 터치 절연 부재(31) 및 제2 터치 전극 패턴(22p) 위에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In₂O₃(Indium Oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 이용하여 연결선(51)을 형성한다. 연결선(51)은 제2 터치 전극 패턴(22p)과 접촉하므로, 분리된 제2 터치 전극 패턴(22p)을 서로 연결한다.

한편, 상기 일 실시예에서 투명 도전성 산화물(TCO)로 이루어진 연결선을 식각하는산화제는 대부분 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴을 이루는 은나노와이어(AgNW)도 식각 가능하므로, 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 손상없이 연결선만 선택적으로 식각하기 어려웠으나, 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 손상없이 연결선만 선택적으로 식각가능한 다른 실시예도 가능하다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 배치도이고, 도 12는 도 11의 터치 스크린 패널을 XII-XII'선 및 XII'-XII"선을 따라 자른 단면도이다. 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 터치 영역(TA)과 터치 영역(TA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)을 가지는 기판(110), 터치 영역(TA) 위에 제1 방향으로 형성되어 있으며 제1 터치 신호를 전달하는 제1 터치 전극 패턴(121), 터치 영역(TA) 위에 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 있으며 제2 터치 신호를 전달하는 복수개의 제2 터치 전극 패턴(122), 주변 영역(PA) 위에 형성되어 있으며 제1 터치 전극 패턴(121)과 연결되어 있는 제1 구동 회로 배선(123), 주변 영역(PA) 위에 형성되어 있으며 제2 터치 전극 패턴(122)과 연결되어 있는 제2 구동 회로 배선(124)을 포함한다.

기판(110)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연성의 기판일 수 있다. 기판(110)은 표시 장치의 상면에 장착되므로 투과율이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 터치 영역(TA)은 사용자의 터치를 감지하여 전기적 신호로 전환하는 영역을 의미하며, 주변 영역(PA)은 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122)이 형성되지 ?邦? 영역으로서 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122)의 외곽 가장자리를 의미한다.

제1 터치 전극 패턴(121)은 마름모 형상의 전극 패턴이 제1 방향인 수직 방향으로 서로 연결되어 있으며, X축 좌표값을 감지하는 제1 터치 신호가 전달되는 Rx 전극 패턴(Receiver electrode pattern)에 해당한다. 이러한 제1 터치 전극 패턴(121)은 마름모 형상의 전극 패턴을 서로 연결하는 제1 터치 중첩부(25)를 가진다.

복수개의 제2 터치 전극 패턴(122)은 서로 이격되어 있으며, 각각의 제2 터치 전극 패턴(122)은 마름모 형상의 전극 패턴을 가진다. 인접한 제2 터치 전극 패턴(122) 사이에는 인접한 제2 터치 전극 패턴(122)을 서로 연결하고 있는 연결선(151)이 형성되어 있다.

이러한 복수개의 제2 터치 전극 패턴(122)은 Y축 좌표값을 감지하는 제2 터치 신호가 전달되는 Tx 배선(Transmitter electrode pattern)에 해당한다.

제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)은 사용자의 터치에 의한 좌표값을 감지하고, 이를 각각 제1 구동 회로 배선(123) 및 제2 구동 회로 배선(124)을 통해 외부 구동 회로로 전달하여 전기적 신호로 전환하는 역할을 한다.

제1 터치 전극 패턴(121)은 차례로 적층된 제1 투명 도전 배선층(121p) 및 제2 투명 도전 배선층(121q)을 포함하고, 제2 터치 전극 패턴(122)은 차례로 적층된 제1 투명 도전 배선층(122p) 및 제2 투명 도전 배선층(122q)을 포함하며, 제1 구동 회로 배선(123)은 차례로 적층된 제1 투명 도전 배선층(123p), 제2 투명 도전 배선층(123q) 및 저저항 배선층(123r)을 포함한다.

제1 투명 도전 배선층(121p, 122p, 123p)은 은나노 와이어(AgNW)를 포함하고, 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q, 123q)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In₂O₃(Indium Oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 포함하며, 저저항 배선층(121r, 122r, 123r)은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

제1 구동 회로 배선(123)은 주변 영역(PA)에 형성되므로 투과율이 높지 않은 구리, 은 등의 저저항 배선층(123r)을 사용할 수 있다. 이와 같이, 주변 영역(PA)에 저저항 배선층(123r)을 포함하는 제1 구동 회로 배선(123)을 형성함으로써, 제1 구동 회로 배선(123)의 도전성을 향상시킬 수 있다.

주변 영역(PA)에 형성된 제1 구동 회로 배선(123)은 절연막(130)에 의해 덮여 있으며, 터치 영역(TA)에 형성된 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122) 사이로 노출된 기판(110) 위에 절연막(130)이 형성되어 있다. 즉, 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122) 위에는 절연막(130)이 형성되어 있지 않다.

주변 영역(PA)에 형성된 절연막(130) 위에는 주변 절연 부재(142)가 형성되어 있으며, 제1 터치 전극 패턴(121)의 제1 터치 중첩부(25) 위에는 터치 절연 부재(141)가 형성되어 있다. 터치 절연 부재(141)는 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122)을 절연하기 위해 제1 터치 전극 패턴(121)과 연결선(151) 사이에 형성되어 있다.

그리고, 터치 절연 부재(141) 위에 형성된 연결선(151)은 제2 터치 전극 패턴(122)의 제2 투명 도전 배선층(122q)과 접촉하고 있으므로, 분리된 제2 터치 전극 패턴(122)을 서로 연결하고 있다. 연결선(151)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In₂O₃(Indium Oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 연결선(151)의 식각율은 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 식각율보다 클 수 있다. 따라서, 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)의 상부층인 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 손상없이 연결선(151)만 선택적으로 식각할 수 있다. 이를 위해 연결선(151)의 인듐 함량은 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 인듐 함량보다 클 수 있다. 연결선(151)의 인듐 함량은 90% 내지 95% 정도이고, 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 인듐 함량은 1% 내지 50% 정도일 수 있다

도 13, 15, 17, 19, 21 및 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 배치도이고, 도 14는 도 13의 터치 스크린 패널을 XIV-XIV'선 및 XIV'-XIV"선을 따라 자른 단면도이고, 도 16은 도 15의 터치 스크린 패널을 XVI-XVI'선 및 XVI'-XVI"선을 따라 자른 단면도이고, 도 18은 도 17의 터치 스크린 패널을 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII"선을 따라 자른 단면도이고, 도 20은 도 19의 터치 스크린 패널을 XX-XX'선 및 XX'-XX"선을 따라 자른 단면도이고, 도 22는 도 21의 터치 스크린 패널을 XXII-XXII'선 및 XXII'-XXII"선을 따라 자른 단면도이고, 도 24는 도 23의 터치 스크린 패널을 XXIV-XXIV'선 및 XXIV'-XXIV"선을 따라 자른 단면도이다.

우선, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 터치 영역(TA)과 주변 영역(PA)을 가지는 기판(110) 위에 제1 투명 도전층(120p), 제2 투명 도전층(120q), 저저항층(120r) 및 감광막(PR)을 차례로 형성한다. 제1 투명 도전층(120p)은 은나노 와이어(AgNW)를 포함하고, 제2 투명 도전층(120q)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In₂O₃(Indium Oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 포함하며, 저저항층(120r)은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

그리고, 감광막(PR)을 패터닝하여 터치 영역(TA)에 터치 감광막 패턴(PR3)을 형성하고, 주변 영역(PA)에 주변 감광막 패턴(PR4)을 형성한다. 슬릿 마스크(1000)를 이용하여 터치 감광막 패턴(PR3)의 두께(d3)보다 주변 감광막 패턴(PR4)의 두께(d4)를 작게 형성한다. 이를 위해 슬릿 마스크의 차광 영역(1000a)이 터치 영역(TA)이 위치하고, 슬릿 마스크의 슬릿 영역(1000b)이 주변 영역(PA)에 위치한다.

다음으로, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 터치 감광막 패턴(PR3) 및 주변 감광막 패턴(PR4)을 식각 마스크로 하여 제1 터치 전극 패턴(121), 제2 터치 전극 패턴(122) 및 제1 구동 회로 배선(123)을 형성한다.

다음으로, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 애싱(Ashing) 공정을 진행하여 터치 감광막 패턴(PR3)의 두께를 줄이는 동시에 주변 감광막 패턴(PR4)은 제거한다. 따라서, 터치 감광막 패턴(PR3')은 이전보다 작은 두께(d3')를 가지게 되며, 주변 영역(PA)에 형성된 제1 구동 회로 배선(123)은 노출된다.

그리고, 노출된 제1 구동 회로 배선(123) 및 터치 감광막 패턴(PR3') 위에 절연막(130)을 형성한다. 이 때, 터치 영역(TA)에 형성된 절연막(130)은 터치 감광막 패턴(PR3')과 기판(110) 사이에 단차를 가지게 되므로 제1 터치 전극 패턴(121)과 제2 터치 전극 패턴(122) 사이에 형성된 절연막(130)과 터치 감광막 패턴(PR3') 위에 형성된 절연막(130)은 서로 분리된다. 이러한 절연막(130)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO₂) 따위로 형성되며, 50내지 500의 두께로 형성된다.

다음으로, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 터치 감광막 패턴(PR3')을 제거함으로써, 터치 감광막 패턴(PR3') 위에 형성된 절연막(130)을 동시에 제거하는 리프트 오프(Lift off) 공정을 진행한다. 이 때, 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)은 노출되나, 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)의 제1 투명 도전 배선층(121p, 122p)의 상부면은 각각 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q) 및 저저항 배선층(121r, 122r)에 의해 덮여있으므로 리프트 오프(Lift off) 공정에서 보호되며, 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)의 제1 투명 도전 배선층(121p, 122p)의 측면은 절연막(130)에 의해 덮여있으므로 리프트 오프(Lift off) 공정에서 보호된다.

다음으로, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 터치 영역(TA)에 형성된 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)의 저저항 배선층(121r, 122r)을 제거한다. 이는 저저항 배선층(121r, 122r)의 투과율이 낮기 때문에 터치 영역(TA)의 투과율을 향상시키기 위함이다. 이 때, 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)은 각각 제1 투명 도전 배선층(121p, 122p) 및 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)을 포함하여 완성되고, 제1 구동 회로 배선(123)은 제1 투명 도전 배선층(123p) 및 제2 투명 도전 배선층(123q) 및 저저항 배선층(123r)을 포함하여 완성된다.

다음으로, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 절연막(130) 위에 주변 절연 부재(142)를 형성하고, 제2 터치 전극 패턴(122) 위에 터치 절연 부재(141)를 형성한다. 주변 절연 부재(142)와 터치 절연 부재(141)는 동일한 물질로 동시에 형성한다. 주변 절연 부재(142)와 터치 절연 부재(141)는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO₂) 따위로 형성될 수 있다. 또한, 절연막(130)과 주변 절연 부재(142) 및 터치 절연 부재(141)는 동일한 물질로 형성할 수 있다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 터치 절연 부재(141) 및 제1 터치 전극 패턴(121) 위에 투명 도전성 산화물을 이용하여 연결선(151)을 형성한다. 연결선(151)은 제2 터치 전극 패턴(122)의 제2 투명 도전 배선층(122q)과 접촉하므로, 분리된 제2 터치 전극 패턴(122)을 서로 연결한다.

이 때, 연결선(151)의 식각율은 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 식각율보다 클 수 있다. 따라서, 연결선(151)의 패터닝 공정에서 제1 터치 전극 패턴(121) 및 제2 터치 전극 패턴(122)의 상부층인 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 손상없이 연결선(151)만 선택적으로 식각할 수 있다. 이를 위해 연결선(151)의 인듐 함량은 제2 투명 도전 배선층(121q, 122q)의 인듐 함량보다 클 수 있다. 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

121: 제1 터치 전극 패턴 122: 제2 터치 전극 패턴
123: 제1 구동 회로 배선 124: 제2 구동 회로 배선
130: 절연막 141: 터치 절연 부재
142: 주변 절연 부재 151: 연결선

Claims

터치 영역과 상기 터치 영역을 둘러싸는 주변 영역을 가지는 기판,
상기 터치 영역 위에 제1 방향으로 형성되어 있으며 제1 터치 신호를 전달하는 제1 터치 전극 패턴,
상기 터치 영역 위에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 있으며 제2 터치 신호를 전달하는 복수개의 제2 터치 전극 패턴,
상기 주변 영역 위에 형성되어 있으며 상기 제1 터치 전극 패턴과 연결되어 있는 제1 구동 회로 배선
을 포함하고,
상기 제1 구동 회로 배선은 차례로 적층된 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층 및 저저항 배선층을 포함하고,
상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴은 각각 상기 제1 투명 도전 배선층 및 상기 제2 투명 도전 배선층을 포함하는 터치 스크린 패널.
제1항에서,
상기 복수개의 제2 터치 전극 패턴은 서로 이격되어 있으며,
인접한 상기 제2 터치 전극 패턴을 서로 연결하고 있는 연결선을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
제2항에서,
상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴을 절연하기 위해 상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 연결선 사이에 형성되어 있는 터치 절연 부재를 더 포함하는 터치 스크린 패널.
삭제
제2항에서,
상기 제1 투명 도전 배선층은 은나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 투명 도전 배선층 및 상기 연결선은 투명 도전성 산화물을 포함하는 터치 스크린 패널.
제5항에서,
상기 저저항 배선층은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나인 터치 스크린 패널.
제5항에서,
상기 연결선의 식각율은 상기 제2 투명 도전 배선층의 식각율보다 큰 터치 스크린 패널.
제7항에서,
상기 연결선의 인듐 함량은 상기 제2 투명 도전 배선층의 인듐 함량보다 큰 터치 스크린 패널.
제1항에서,
상기 제1 구동 회로 배선 위에는 절연막 및 주변 절연 부재가 차례로 적층되어 있는 터치 스크린 패널.
제3항에서,
상기 제1 터치 전극 패턴 중 상기 연결선과 중첩하고 있는 제1 터치 중첩부 위에는 상기 터치 절연 부재 및 상기 연결선이 차례대로 적층되어 있는 터치 스크린 패널.
제2항에서,
상기 연결선은 상기 제2 터치 전극 패턴의 제2 투명 도전 배선층과 접촉하고 있는 터치 스크린 패널.
제9항에서,
상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴 사이에는 상기 절연막이 형성되어 있는 터치 스크린 패널.
터치 영역과 상기 터치 영역을 둘러싸는 주변 영역을 가지는 기판 위에 제1 투명 도전층, 제2 투명 도전층, 저저항층 및 감광막을 차례로 형성하는 단계,
상기 터치 영역에 터치 감광막 패턴을 형성하고, 상기 주변 영역에 주변 감광막 패턴을 형성하는 단계,
상기 터치 감광막 패턴 및 상기 주변 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 제1 터치 전극 패턴, 제2 터치 전극 패턴 및 제1 구동 회로 배선을 형성하는 단계
상기 터치 감광막 패턴의 두께를 줄이는 동시에 상기 주변 감광막 패턴은 제거하여 상기 제1 구동 회로 배선을 노출하는 단계,
상기 제1 구동 회로 배선 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 절연막을 형성하는 단계,
상기 터치 감광막 패턴 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 형성된 절연막을 제거하여 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴을 노출하는 단계,
상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 저저항층을 제거하는 단계
를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제13항에서,
상기 저저항층을 제거하는 단계에서,
상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴은 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층이 적층되어 형성되고,
상기 제1 구동 회로 배선은 제1 투명 도전 배선층, 제2 투명 도전 배선층 및 저저항 배선층이 적층되어 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제14항에서,
상기 저저항층을 제거하는 단계 이후에
상기 절연막 위에 주변 절연 부재를 형성하고, 상기 제2 터치 전극 패턴 위에 터치 절연 부재를 형성하는 단계,
상기 터치 절연 부재 및 제1 터치 전극 패턴 위에 연결선을 형성하는 단계
를 더 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제15항에서,
상기 절연막은 상기 제1 터치 전극 패턴과 상기 제2 터치 전극 패턴 사이에형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제16항에서
상기 터치 감광막 패턴 및 상기 터치 감광막 패턴 위에 형성된 절연막을 제거하는 단계에서,
상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 저저항 배선층이 노출되고, 상기 제1 터치 전극 패턴 및 제2 터치 전극 패턴의 제1 투명 도전 배선의 측면은 상기 절연막에 의해 덮이는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제15항에서,
슬릿 마스크를 이용하여 상기 터치 감광막 패턴보다 두께가 작은 상기 주변 감광막 패턴을 형성하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
제15항에서,
상기 제1 투명 도전층은 은나노 와이어를 포함하고, 상기 제2 투명 도전층은 투명 도전성 산화물을 포함하며, 저저항층은 구리, 은 중에서 선택된 어느 하나로 형성되는 터치 스크린 패널의 제조 방법.