이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 감지패턴들(12, 14)과, 감지패턴들(12, 14)을 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들(15)을 포함한다.
감지패턴들(12, 14)은 서로 어긋나도록 교호적으로 배치되며, X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)을 포함한다.
이와 같은 감지패턴들(12, 14)은 다이아몬드 패턴과 같이 규칙적인 패턴으로 밀접되도록 형성된다. 한편, 감지패턴들(12, 14)의 형상이 다이아몬드 형상에 한정되는 것은 아니며, 감지패턴들(12, 14)은 이들이 밀접될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있음은 물론이다.
단, 본 발명에서 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들(12)과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지패턴들(14)은 도시되지 않은 절연막을 사이에 개재하고 서로 다른 레이어에 위치된다.
예를 들어, 제1 감지패턴들(12)은 하부에 위치되고, 제2 감지패턴들(14)은 제1 감지패턴들(12)의 상부에 위치될 수 있다.
제1 감지패턴들(12)은 투명기판(10) 상에 제1 방향, 예컨대, 열방향을 따라 연결되도록 형성된다. 즉, 제1 감지패턴들(12)은 X 좌표가 동일한 하나의 열에 위치된 다수의 패턴들끼리 서로 연결되도록 형성된 다수의 X 패턴들로 구성될 수 있다.
한편, 제1 감지패턴들(12)이 X 패턴들로 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제1 감지패턴들(12)은 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치된 다수의 패턴들끼리 서로 연결되도록 형성된 다수의 Y 패턴들로 구성될 수도 있음은 물론이다. 단, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)을 각각 X 패턴들 및 Y 패턴들로 가정하여 설명하기로 한다.
이와 같은 제1 감지패턴들(12)은 금속패턴들(15)에 의해 열 단위로 위치 검출라인(15_1)과 연결된다.
제2 감지패턴들(14)은 제1 감지패턴들(12)상에 형성된 절연막(미도시) 상에 형성되며, 제1 감지패턴들(12)과 중첩되지 않도록(연결부는 제외) 제1 감지패턴들(12)과 교호적으로 배치된다.
여기서, 제2 감지패턴들(14)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향, 예컨대, 행방향을 따라 연결되도록 형성된다. 즉, 제1 감지패턴들(12)이 X 패턴들로 구성될 때, 제2 감지패턴들(14)은 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치된 다수의 패턴들끼리 서로 연결되도록 형성된 다수의 Y 패턴들로 구성될 수 있다.
이와 같은 제2 감지패턴들(14)은 금속패턴들(15)에 의해 행 단위로 위치 검출라인(15_1)과 연결된다.
금속패턴들(15)은 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)이 위치되는 영역의 가장자리에서 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 연결되어, 이들을 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결한다.
예컨대, 금속패턴들(15)은, 하나의 열 단위의 제1 감지패턴들(12)을 각각의 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결함과 아울러, 하나의 행 단위의 제2 감지패턴들(14)을 각각의 위치 검출라인(15_1)과 전기적으로 연결할 수 있다.
이와 같은 금속패턴들(15)은 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14) 사이에 개재된 절연막 상에 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 접촉되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 절연막은 열 단위의 제1 감지패턴들(12)의 가장자리 영역(혹은, 패드부)을 노출할 수 있다.
위치 검출라인(15_1)은 금속패턴들(15)을 통해 각각의 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 연결되어 이들을 구동회로(미도시)와 연결한다. 예컨대, 터치 스크린 패널이 패드부(20)를 통해 외부의 구동회로와 연결되는 경우, 위치 검출라인(15_1)은 패드부(20)와 감지패턴들(12, 14) 사이에 연결된다.
한편, 앞선 설명에서, 금속패턴들(15)과 위치 검출라인(15_1)을 별도의 구성요소로 분리하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 금속패턴들(15)과 위치 검출라인(15_1)은 동일한 공정 단계에서 동일 재료로 일체화되어 형성될 수도 있음은 물론이다.
전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량성 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 터치스틱 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지패턴들(12, 14)로부터 금속패턴들(15), 위치 검출라인(15_1) 및 패드부(20)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
이와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널에 의하면, 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14)을 서로 다른 레이어에 배치함에 의하여, 마스크 수를 저감시키고 공정을 단순화할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14)이 서로 다른 레이어에 배치되도록 설계하면, 패터닝 단계에서부터 제1 감지패턴들(12)이 제1 방향으로 서로 연결되도록 패터닝하고, 제2 감지패턴들(14)이 제2 방향으로 서로 연결되도록 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 별도의 컨택홀 및 연결패턴들을 형성하는 과정을 생략할 수 있어, 마스크 수가 저감되고 공정이 단순화된다.
한편, 본 발명에서는 금속패턴들(15)의 하부에 이들의 연결상태를 안정화하기 위한 도전성 더미패턴들을 더 형성한다. 이에 의해, 금속패턴들(15)의 단선으로 인한 터치 스크린 패널의 불량이 방지된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 요부 단면도이다. 편의상, 도 2에서는 제2 감지패턴과 금속패턴의 연결부를 도시하되, 감지패턴들 사이의 연결부는 도시하지 않기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10) 상에 순차적으로 형성된 제1 감지패턴들(X, 12), 절연막(13), 제2 감지패턴들(Y, 14) 및 금속패턴(15)과, 금속패턴(15)의 하부에 형성된 제1 도전성 더미패턴(DY, 20)을 포함한다.
투명기판(10)은 대표적으로는 유리 등의 재질로 형성될 수 있다. 하지만, 유리가 아닌 다른 투명성 기판 재질로 구현될 수도 있음은 물론이다. 여기서, 투명이란 100% 투명함은 물론, 높은 광투과율을 갖는 정도로 투명함을 포괄적으로 의미한다.
제1 감지패턴들(12)은 투명기판(10) 상에 형성되며, 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 표시패널(미도시) 등에서 방출되는 빛이 터치 스크린 패널을 투과할 수 있도록 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO) 등과 같은 투명전극물질로 형성된다.
이와 같은 제1 감지패턴들(12) 상에는 제1 감지패턴들(12)을 커버하도록 투명성 절연막(13)이 형성된다. 한편, 도시되지는 않았으나 절연막(13)은 열 단위로 제1 감지패턴들(12)의 가장자리 영역에서 제1 감지패턴들(12)을 일부 노출하여 제1 감지패턴들(12)이 도시되지 않은 각각의 금속패턴과 연결될 수 있도록 한다.
이와 같은 절연막(13) 상에는 제1 감지패턴들(12)과 어긋나도록 제2 감지패턴들(14)이 형성된다. 제2 감지패턴들(14)도 광 투과도가 높은 ITO 등의 투명전극물질로 형성된다.
그리고, 제2 감지패턴들(14)이 형성되는 영역의 가장자리에는 행 단위의 제2 감지패턴들(14) 중 최외곽 감지패턴(14_1)과 절연막(13) 상에 금속패턴(15)이 형성된다.
금속패턴(15)은 영상이 표시되는 접촉면을 피해 터치 스크린 패널의 외곽에 배치되는 것으로, Ag나 Mo/Al/Mo 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.
이와 같은 금속패턴(15)은 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 구동회로 측으로 전달되도록 감지패턴들(12, 14)을 위치 검출라인과 연결하는 것으로, 터치 스크린 패널의 오작동을 방지하고 신뢰성을 높이기 위해서는 금속패턴(15)의 연결상태가 양호해야한다. 즉, 터치 스크린 패널의 신뢰성 확보를 위해서는 금속패턴(15)이 단선되지 않도록 해야한다.
하지만, 금속패턴(15)은 비교적 두께가 불균일한 절연막(13)의 가장자리부 상에서 물리적으로 단선될 위험이 높다.
보다 구체적으로, 절연막(13)은 프린팅 기법 등에 의해 형성되는 동안 가장자리부가 페이스트(paste)의 표면장력 등에 의해 다른 부분보다 두껍게 형성되기 쉽다.
이와 같이 절연막(13)의 가장자리부에서 단차가 심할 경우, 절연막(13)의 가장자리부 상에 형성되는 금속패턴(15)의 두께가 불균일해 진다. 이로 인해, 금속패턴(15)을 형성하는 단계에서 절연막(13)의 가장자리부에 형성된 금속패턴(15)이 과식각(over etching) 등에 의해 A 부분과 같이 단선될 위험이 있다.
금속패턴(15)이 단선되게 되면, 단선된 금속패턴(15)에 연결된 감지패턴들에 접촉물체가 접촉되더라도 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 구동회로 측으로 전달되지 못한다.
따라서, 본 발명에서는 금속패턴(15)이 물리적으로 단선되더라도 이를 전기적으로 연결하는 제1 도전성 더미패턴(20)을 더 형성한다.
제1 도전성 더미패턴(20)은 적어도 절연막(13)의 가장자리부에서 각각의 금속패턴(15)의 하부에 형성된다. 예컨대, 제1 도전성 더미패턴(20)은 적어도 절연막(13)의 가장자리부에서 각각의 금속패턴(15)과 직접적으로 접촉되도록 절연막(13)과 금속패턴(15) 사이에 개재될 수 있다.
여기서, 공정의 효율을 높이기 위하여 제1 도전성 더미패턴(20)은 제2 감지패턴들(14)이 형성되는 공정 단계에서, 제2 감지패턴들(14)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 감지패턴들(14)이 ITO와 같은 투명전극물질로 형성될 때, 제1 도전성 더미패턴(20)도 제2 감지패턴들(14)과 동일한 ITO 등의 투명전극물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 도전성 더미패턴(20)은 제2 감지패턴들(14)과 동일한 레이어, 즉, 제1 절연막(13) 상에 위치될 수 있다.
이와 같이 제1 도전성 더미패턴(20)이 형성되면, 절연막(13)의 가장자리부에서 금속패턴(15)이 물리적으로 단선되더라도, 제1 도전성 더미패턴(20)을 통해 금속패턴(15)이 전기적인 연결상태를 유지하게 된다.
한편, 편의상 도 2에서는 하나의 금속패턴(15)과, 이의 전기적 연결상태를 안정화하는 하나의 제1 도전성 더미패턴(20)만을 도시하였지만, 제1 도전성 더미패턴(20)은 열 또는 행 단위로 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 각각 연결된 다수의 금속패턴들(15) 하부에 각각 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14) 사이에 개재되는 절연막(13)의 가장자리부 상에 위치된 금속패턴들(15)의 하부에 제1 도전성 더미패턴들(20)을 형성함에 의하여, 금속패턴들(15)의 연결상태를 안정화할 수 있다. 또한, 금속패턴들(15)의 하부에 친수성을 향상시킬 수 있는 ITO 등의 투명전극물질로 제1 도전성 더미패턴들(20)을 형성하면, 금속패턴들(15)의 패턴특성을 향상시키고 접착력을 높일 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 제2 감지패턴들(14) 및 금속패턴들(15) 상에는 별도의 절연막이 더 형성될 수도 있다. 그리고, 투명기판(10)의 타면 예컨대, 하부면에는 투명접지전극 및/또는 이를 커버하는 또 다른 절연막이 더 형성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 요부 단면도이다. 도 3을 설명할 때, 도 2와 동일한 부분은 동일부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 제1 도전성 더미패턴(DY, 20)의 하부에 형성된 제2 도전성 더미패턴(DX, 22)을 더 포함한다.
제2 도전성 더미패턴(22)은 적어도 하나의 제1 도전성 더미패턴(20), 예컨대 각각의 제1 도전성 더미패턴들(20)의 하부에 각각 형성될 수 있다.
여기서, 공정의 효율을 높이기 위하여 제2 도전성 더미패턴(22)은 제1 감지패턴들(12)이 형성되는 공정 단계에서, 제1 감지패턴들(12)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 감지패턴들(12)이 ITO와 같은 투명전극물질로 형성될 때, 제2 도전성 더미패턴(22)도 ITO 등의 투명전극물질로 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 도전성 더미패턴(22)은 절연막(13)의 가장자리부에서 절연막(13) 하부에 위치되며, 절연막(13)이 형성되지 않은 영역까지 연장되어 제1 도전성 더미패턴(20)과 접촉될 수 있다.
제2 도전성 더미패턴(22)이 더 형성되면, 제1 도전성 더미패턴(20) 및 금속패턴(15)이 형성되는 영역의 단차를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.