KR102544560B1 - 터치 스크린 패널 및 이의 형성 방법 - Google Patents

Abstract

터치 스크린 패널은 기판, 상기 기판 상에 형성된 전극 패턴들, 상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하며, 상기 전극 패턴들의 상면들을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 정의하는 절연 패턴들, 상기 절연 패턴들 상에 배치되어 상기 개구부들을 적어도 부분적으로 채우며 상기 전극 패턴들과 전기적으로 연결되는 연결 도전 패턴들 및 상기 연결 도전 패턴들 중 일부 상에 배치되는 배선을 포함한다.

Description

터치 스크린 패널 및 이의 형성 방법{TOUCH SCREEN PANELS AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 터치 스크린 패널 및 이의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 도전층을 포함하는 터치 스크린 패널 및 이의 형성 방법에 관한 것이다.

터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)은 영상 표시 장치 등의 화면에 나타난 내용을 사람의 손 또는 물체로 터치함으로써 위치를 검지해 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다. TSP는 키보드 및 마우스와 같은 영상 표시 장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력 장치를 대체할 수 있기 때문에 활용 범위가 확장되고 있다.

상기 TSP는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등으로 구분될 수 있다. 상기 정전 용량 방식의 TSP는 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 센싱 패턴이 주변의 다른 센싱 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써, 접촉 위치를 전기적 신호로 변환시킬 수 있다. 상기 정전 용량 방식 TSP 구현을 위해 미세 너비 및/또는 미세 피치의 전극, 도전 패턴들의 형성이 요구된다.

본 발명의 일 과제는 우수한 감도 및 전기적 특성을 갖는 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 우수한 감도 및 전기적 특성을 갖는 터치 스크린 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다

다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널은 기판, 상기 기판 상에 형성된 전극 패턴들, 상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하며, 상기 전극 패턴들의 상면들을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 정의하는 절연 패턴들, 상기 절연 패턴들 상에 배치되어 상기 개구부들을 적어도 부분적으로 채우며 상기 전극 패턴들과 전기적으로 연결되는 연결 도전 패턴들 및 상기 연결 도전 패턴들 중 일부 상에 배치되는 배선을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전극 패턴들은 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전극 패턴들은 감광성 물질을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 알루미늄 아연 산화물(Aluminum Zinc Oxide: AZO), 알루미늄 주석 산화물(Aluminum Tin Oxide: ATO) 및 갈륨 아연 산화물(Gallium Zinc Oxide: GZO)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배선은 금속을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기판은 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전극 패턴들은 상기 기판의 상면과 직접 접촉할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연결 도전 패턴은 상기 전극 패턴들과 직접 접촉하며, 상기 배선은 상기 연결 도전 패턴들 중 상기 일부와 직접 접촉할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전극 패턴들은 제1 전극 패턴들 및 제2 전극 패턴들을 포함할 수 있고, 상기 제1 전극 패턴들에 의해 복수의 제1 전극 패턴 행들이 정의되고, 상기 제2 전극 패턴들에 의해 상기 제1 전극 패턴 행들과 교차하는 복수의 제2 전극 패턴 열들이 정의될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은, 상기 제2 전극 패턴 열을 사이에 두고 인접하는 상기 제1 전극 패턴들을 연결시키는 제1 연결 도전 패턴 및 상기 제1 전극 패턴들 중 외곽부에 배열된 제1 전극 패턴 및 상기 배선을 연결시키는 제2 연결 도전 패턴을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 절연 패턴들은 상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 제1 절연 패턴들, 및 상기 기판의 주변부 상에 배치되며 상기 전극 패턴들과 이격된 제2 절연 패턴들을 포함할 수 있고, 상기 제1 연결 도전 패턴은 상기 제1 절연 패턴들 중 일부 상에 배치되며, 상기 제2 연결 도전 패턴 및 상기 배선은 상기 제2 절연 패턴 상에 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배선은, 상기 제2 연결 도전 패턴과 접촉하는 제1 배선 및 상기 제1 배선과 이격되며 상기 기판의 상면과 접촉하는 제2 배선을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널은 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하는 기판, 상기 센싱 영역의 상기 기판 상에 서로 교차하게 배열되는 센싱 전극 행들 및 구동 전극 열들, 상기 센싱 전극 행들에 포함된 센싱 전극들을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 정의하는 절연 패턴들, 상기 절연 패턴들 중 일부 상에서 상기 개구부들을 적어도 부분적으로 채우며 행 방향으로 이웃하는 상기 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키는 브릿지들, 상기 배선 영역의 상기 기판 상에 배치되는 배선 및 상기 센싱 영역 및 상기 배선 영역의 경계부의 상기 기판 상에 배치되며, 상기 센싱 전극들 중 외곽부의 센싱 전극과 상기 배선을 전기적으로 연결시키는 정션 구조물을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 센싱 전극 행들 및 상기 구동 전극 열들은 금속 나노 와이어를 포함하는 전극 패턴들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 브릿지 및 상기 정션 구조물은 동일한 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 외곽부의 센싱 전극, 상기 정션 구조물 및 상기 배선은 서로 직접 접촉할 수 있다.

본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법에 따르면, 기판 상에 금속 나노 와이어층을 형성하는 단계, 상기 금속 나노 와이어층을 패터닝하여 전극 패턴들을 형성하는 단계, 상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 절연 패턴들을 형성하는 단계, 상기 기판 상에 상기 절연 패턴들 및 상기 전극 패턴들을 커버하는 투명 도전성 산화물 층을 형성하는 단계, 상기 투명 도전성 산화물 층을 패터닝하여 상기 절연 패턴 상에서 상기 전극 패턴들 중 이웃하는 일부 전극 패턴들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 도전 패턴, 및 상기 전극 패턴들 중 외곽부의 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 제2 연결 도전 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 연결 도전 패턴들 및 상기 제2 연결 도전 패턴들을 커버하는 금속막을 형성하는 단계 및 상기 금속막을 패터닝하여 상기 제2 연결 도전 패턴과 접촉하는 배선을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 와이어층은 감광성 물질을 더 포함하며, 상기 금속 나노 와이어층을 패터닝하는 단계는 상기 금속 나노 와이어층에 대한 노광 및 현상 공정을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 투명 도전성 산화물 층을 패터닝하는 단계 및 상기 금속막을 패터닝하는 단계는 각각 서로 다른 식각액을 사용하는 습식 식각 공정들을 포함할 수 있다.

전술한 예시적인 실시예들에 따르면, 금속 나노 와이어를 사용하여 플렉시블 특성을 가지며 미세 두께, 미세 피치의 전극 패턴들을 형성할 수 있다. 상기 전극 패턴들 상에 절연 패턴들 및 투명 도전성 산화물을 포함하는 연결 도전 패턴들을 형성하고, 금속 배선들을 형성하므로 전극 패턴의 식각 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 절연 패턴들에 의해 정의되는 개구부들 내에 상기 투명 도전성 산화물을 포함하는 상기 연결 도전 패턴들을 형성하므로 상기 금속 배선 형성을 위한 식각 공정에 안정하면서, 브릿지 및 정션 구조물과 같은 인터커넥션 구조물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 구조적 안정성, 투명성, 플렉시블 특성 등이 향상된 TSP를 제조할 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 "A" 부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 10은 도 8의 "B" 부분을 확대 도시한 평면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 터치 스크린 패널(TSP)은 기판(100) 상에 형성된 전극 패턴들(112, 114), 절연 패턴들(123, 125), 연결 도전 패턴들(133, 135), 배선들(140) 및 절연층(150)을 포함할 수 있다.

상기 TSP는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다. 이에 따라, 기판(100) 역시 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(I)은 상기 TSP의 활성 영역 또는 센싱 영역으로 제공될 수 있다. 제2 영역(II)은 상기 TSP의 비활성 영역 또는 배선 영역으로 제공될 수 있다.

기판(100)은 예를 들면, 플라스틱 재질의 박막 필름으로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 기판(100)은 이방성 또는 등방성 박막 필름을 포함할 수 있다.

기판(100)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 폴리에틸렌(polyethylene: PE), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP), 폴리이미드(polyimide: PI), 시클로올레핀 공중합체(cycloolefin copolymer: COC), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride: PVC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리스티렌(polystyrene: PS) 등과 같은 플라스틱 물질을 포함하며, 소정의 플렉시블 특성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 기판(100)은 유리와 같은 세라믹 물질을 포함할 수도 있다.

전극 패턴들(112, 124)은 제1 영역(I)의 기판(100)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 전극 패턴들은 제1 전극 패턴(112) 및 제2 전극 패턴(114)을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 제1 전극 패턴들(112)이 기판(100)의 상기 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되어 제1 전극 패턴 행을 형성할 수 있다. 복수의 상기 제1 전극 패턴 행들이 기판(100)의 상기 상면에 평행하며, 상기 제1 방향에 대해 예를 들면 수직하게 교차하는 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한, 복수의 제2 전극 패턴들(114)이 상기 제2 방향으로 배열되어 제2 전극 패턴 열을 형성하며, 복수의 상기 제2 전극 패턴 열들이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 소정의 예각 또는 둔각으로 교차할 수도 있다. 상기 방향의 정의는 이후 모든 도면들에서 실질적으로 동일하게 적용된다.

상술한 바와 같이, 제1 영역(I)의 기판(100)의 상기 상면 상에는 복수의 제1 및 제2 전극 패턴들(112, 114)이 상기 제1 및 제2 방향을 따라 예를 들면, 허니컴(honeycomb), 메쉬(mesh) 또는 그물 형상으로 배열될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 전극 패턴들(112, 114)은 금속 나노 와이어(Metal Nanowire)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전극 패턴들(112, 114)은 금, 은, 구리, 알루미늄 등과 같은 금속의 나노 와이어를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전극 패턴들(112, 114)은 은 나노와이어(AgNW)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 전극 패턴들(112, 114)은 감광성(photosensitive) 물질이 내장되거나 포함된 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.

제1 전극 패턴(112)은 예를 들면, 센싱 전극으로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제2 방향을 따라 복수로 배치되는 센싱 전극 행이 정의될 수 있다.

제2 전극 패턴(114)은 예를 들면, 구동 전극으로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 방향으로 연장되며, 상기 제1 방향을 따라 복수로 배치되는 구동 전극 열이 정의될 수 있다.

기판(100)의 상기 상면 및 전극 패턴들(112, 114) 상에는 절연 패턴들(123, 125)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전극 패턴들은 제1 영역(I)에 형성되며 전극 패턴들(112, 114)을 부분적으로 커버하는 제1 절연 패턴(123) 및 제2 영역(II)에 형성되며, 기판(100)의 상기 상면과 접촉하는 제2 절연 패턴(125)을 포함할 수 있다.

제1 절연 패턴들(123)은 제2 전극 패턴(114)을 커버하며, 제1 전극 패턴(112)을 부분적으로 커버할 수 있다. 제1 절연 패턴들(123) 중 일부는 제2 전극 패턴(114)을 커버하며 제2 전극 패턴(114) 양측의 제1 전극 패턴들(112)을 부분적으로 커버할 수 있다. 제1 절연 패턴들(123) 중 일부는 제1 전극 패턴(112)의 상면을 부분적으로 커버할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(I)에서 상기 제1 방향으로 인접하는 제1 절연 패턴들(123) 사이에, 제1 전극 패턴(112)의 상면이 부분적으로 노출되는 제1 개구부(126)가 정의될 수 있다.

제1 절연 패턴(112) 및 제2 절연 패턴(125) 사이에서는 제2 콘택홀 또는 제2 개구부(128)가 정의될 수 있다. 제2 개구부(128)에 의해 제1 전극 패턴(112)의 상기 상면이 노출될 수 있으며, 추가적으로 기판(100)의 상기 상면이 함께 노출될 수 있다. 제2 개구부(128)는 예를 들면, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)의 경계부에 형성될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 개구부들(126, 128)은 실질적으로 콘택 홀 형상을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 절연 패턴들(123, 125)은 폴리이미드, 폴리아크릴계 수지, 에폭시계열 수지 등과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 절연 패턴들(123, 125)은 예를 들면, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 물질을 포함할 수도 있다.

절연 패턴들(123, 125) 상에는 연결 도전 패턴들(133, 135)이 배치될 수 있다. 상기 연결 도전 패턴들은 제1 영역(I)에 배치되는 제1 연결 도전 패턴(133), 및 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)에 걸쳐 배치되는 제2 연결 도전 패턴(135)을 포함할 수 있다.

제1 연결 도전 패턴(133)은 제1 절연 패턴(123) 상에 배치되어 제1 개구부(126)를 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 제1 연결 도전 패턴(133)은 제1 개구부(126)에 의해 노출된 제1 전극 패턴(112)의 상면과 직접 접촉할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 하나의 제1 연결 도전 패턴(133)이 제2 전극 패턴(114)을 사이에 두고 상기 제1 방향으로 이웃하는 2개의 제1 개구부들(126)을 채울 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방향으로 인접한 제1 전극 패턴들(112)이 제1 연결 도전 패턴(133)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 제1 전극 패턴들(112) 및 제1 연결 도전 패턴들(133)에 의해 상기 제1 전극 패턴 행(예를 들면, 상기 센싱 전극 행)이 정의될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 연결 도전 패턴(133)은 예를 들면, 인접하는 센싱 전극을 연결하는 브릿지(bridge)로 제공될 수 있다.

제2 연결 도전 패턴(135)은 제2 절연 패턴(125) 상에 배치되며, 제2 개구부(128)을 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 제2 연결 도전 패턴(135)은 제2 개구부(128)에 의해 노출된 제1 전극 패턴(112)의 상면과 직접 접촉할 수 있다.

제2 연결 도전 패턴(135)은 제1 영역(I)의 주변부에 배열된 제1 전극 패턴(112)의 단부와 접촉하며, 제2 절연 패턴(125)의 측벽을 따라 연장되며, 제2 절연 패턴(125)의 상면 일부까지 커버할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 연결 도전 패턴들(133, 135)은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 연결 도전 패턴들(133, 135)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 알루미늄 아연 산화물(Aluminum Zinc Oxide: AZO), 알루미늄 주석 산화물(Aluminum Tin Oxide: ATO), 갈륨 아연 산화물(Gallium Zinc Oxide: GZO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

배선들(140)은 제2 절연 패턴(125) 상에 배치되며, 배선들(140)의 적어도 일부는 제2 연결 도전 패턴(135)과 접촉할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 배선들은 제1 배선(140a) 및 제2 배선(140b)을 포함할 수 있다. 제1 배선(140a)은 제2 연결 도전 패턴(135)과 접촉하며 예를 들면, 상기 제2 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 배선(140b)은 제1 배선(140b)과 이격되며, 제2 절연 패턴(125) 상에서 제1 배선(140b)과 평행하게 연장될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제2 연결 도전 패턴(135)에 의해 제1 영역(I)의 상기 주변부에 배치된 제1 전극 패턴(112) 및 제2 영역(II)에 배치된 제1 배선(140a)사이의 전기적 연결이 구현될 수 있다. 따라서, 제2 연결 도전 패턴(135)은 정션(junction) 구조물로 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제1 배선(140a)은 상기 정션 구조물과 접촉하는 센싱 라인으로 제공되며, 제2 배선(140b)은 구동 라인으로 제공될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 배선들(140)은 구리, 알루미늄, 텅스텐 등과 같은 저저항 금속을 포함할 수 있다.

절연층(150)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)의 기판(100) 상에 공통적으로 형성되며, 상술한 구성들 및/또는 구조물들을 커버할 수 있다. 절연층(150)은 폴리이미드, 폴리아크릴 계열 수지, 에폭시 계열 수지 등과 같은 유기 물질, 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 물질을 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 예를 들면, 도 2 내지 도 6은 도 1을 참조로 설명한 터치 스크린 패널의 제조 방법을 도시하고 있다.

도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 전극층(110)을 형성할 수 있다.

기판(100)으로서 예를 들면, PET, PE, PC, COP, PI, COC, PVC, PMMA, PP, PS 등과 같은 플라스틱 재질의 박막 필름을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 기판(100)은 세라믹 물질을 포함할 수도 있다. 기판(100)은 예를 들면, 센싱 영역으로 제공되는 제1 영역(I) 및 배선 영역으로 제공되는 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다.

전극층(110)은 금, 은, 구리, 알루미늄 등과 같은 금속의 나노 와이어를 코팅하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전극층(110)은 상기 금속 나노 와이어 및 감광성 물질을 혼합한 재료를 도포하여 형성될 수 있다.

금속 나노 와이어를 사용하여 전극층(110)을 형성함으로써 예를 들면, 금속 페이스트(paste)로 전극층(110)을 형성하는 경우에 비해 얇은 두께의 전극층(110) 형성이 가능하다. 또한, 상기 플라스틱 재질의 박막 필름으로부터 제조된 기판(100)과 조합되어 플렉시블 특성이 향상된 TSP를 제조할 수 있다.

도 3을 참조하면, 전극층(110)을 패터닝하여 전극 패턴들(112, 114)를 형성할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 전극층(110)이 상술한 바와 같이 상기 금속 나노 와이어 및 상기 감광성 물질의 혼합물로 형성된 경우, 예를 들면 노광 및 현상 공정을 포함하는 제1 포토 공정을 전극층(110) 상에 직접적으로 수행하여 전극 패턴들(112, 114)를 형성할 수 있다.

도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 상기 전극 패턴들은 예를 들면, 각각 센싱 전극 및 구동 전극으로 제공되는 제1 전극 패턴(112) 및 제2 전극 패턴(114)을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 금속 나노 와이어를 사용하여 전극층(110)을 형성함에 따라, 미세 두께, 미세 너비 및/또는 미세 피치의 전극 패턴들(112, 114)를 형성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 기판(100) 및 전극 패턴들(112, 114) 상에 절연 패턴들(123, 125)를 형성할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 절연 패턴들(123, 125)은 유기 물질을 사용하여 예를 들면, 슬릿 코팅 공정, 프린팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 절연 패턴들(123, 125)은 전극 패턴들(112, 114)을 커버하며 무기 물질을 포함하는 절연층을 형성한 후, 이를 부분적으로 식각하여 형성될 수도 있다.

상기 절연 패턴들은 각각 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)에 형성되는 제1 절연 패턴(123) 및 제2 절연 패턴(125)을 포함할 수 있다. 제1 절연 패턴들(123) 중 일부는 제2 전극 패턴(114)을 실질적으로 완전히 커버하며, 제2 전극 패턴(114)에 인접한 제1 전극 패턴들(112)을 부분적으로 커버할 수 있다. 제1 절연 패턴들(123) 중 일부는 제1 전극 패턴(112)의 상면을 부분적으로 커버할 수 있다. 제2 절연 패턴(125)은 제2 영역(II)의 기판(100)의 상면 상에 형성될 수 있다.

상기 제1 방향으로 이웃하는 제1 절연 패턴들(123) 사이에서 제1 전극 패턴(112)의 상기 상면이 부분적으로 노출되는 제1 개구부(126)가 형성될 수 있다. 제1 절연 패턴(123) 및 제2 절연 패턴(125) 사이에는 제2 개구부(128)가 형성될 수 있다. 제2 개구부(128)는 제1 및 제2 영역들(I, II)의 경계부에 형성되며 예를 들면, 제1 영역(I)의 주변부 또는 외곽부에 형성된 제1 전극(112)의 상면을 노출시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 절연 패턴들(123, 125) 상에 연결 도전 패턴들(133, 135)을 형성할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, ITO, AZO, ATO, GZO 등과 같은 투명 도전성 산화물을 사용하여 기판(100) 상에 절연 패턴들(123, 125)을 커버하는 제1 도전막을 형성할 수 있다. 상기 제1 도전막은 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 공정을 통해 증착될 수 있다. 이후, 예를 들면 상기 투명 도전성 산화물에 식각 선택비를 갖는 식각액을 사용한 습식 식각 공정을 통해 상기 제1 도전막을 패터닝하여 연결 도전 패턴들(133, 135)을 형성할 수 있다.

도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 제1 영역(I)에는 제1 개구부(126)를 채우며 이웃하는 제1 전극 패턴들(112)을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 도전 패턴(133)이 형성될 수 있다. 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)의 경계부에는 제2 개구부(128)을 채우며 상기 주변부 또는 외곽부의 제1 전극 패턴(112)과 접촉하는 제2 연결 도전 패턴(135)이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 연결 도전 패턴들(133, 135)을 상기 투명 도전성 산화물을 사용하여 형성함으로써, 예를 들면 습식 식각 공정을 통한 미세 패터닝이 가능해지며, 상기 TSP의 투명성이 향상될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제2 영역(II)에 배선들(140)을 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 절연 패턴들(123, 125) 및 연결 도전 패턴들(133, 135) 상에 구리, 텅스텐, 알루미늄 등과 같은 저저항 금속을 사용하여 예를 들면, 스퍼터링 공정을 통해 제2 도전막을 형성할 수 있다. 상기 제2 도전막을 금속에 식각 선택비를 갖는 예를 들면, 산 용액 또는 퍼옥사이드 계열의 식각액을 사용하는 습식 식각 공정을 통해 패터닝하여 배선들(140)을 형성할 수 있다.

배선들(140)의 형성을 위한 상기 식각 공정에 있어서, 전극 패턴들(112, 114)은 절연 패턴들(123, 125) 및/또는 연결 도전 패턴들(133, 135)에 의해 보호되므로, 전극 패턴들(112, 114)의 식각 손상이 방지될 수 있다.

배선들(140)은 예를 들면, 센싱 라인으로 제공되는 제1 배선(140a) 및 예를 들면, 구동 라인으로 제공되는 제2 배선(140b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 배선들(140a, 140b)은 제2 절연 패턴(125) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다, 제1 배선(140a)은 제2 연결 도전 패턴(135)과 접촉하며, 상기 주변부 또는 외곽부에 형성된 제1 전극 패턴(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이후, 기판(100) 상에 배선들(140), 절연 패턴들(123, 125) 및 연결 도전 패턴들(133, 135)을 커버하는 절연층(150, 도 1 참조)을 형성하여, 도 1에 도시된 예시적인 실시예들에 따른 TSP를 제조할 수 있다. 절연층(150)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 사용하여 예를 들면, 스핀 코팅 공정, 또는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Depostion: CVD) 공정 또는 스퍼터링 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따르면 금속 나노 와이어를 사용하여 플렉시블 특성을 가지며 미세 두께, 미세 피치의 전극 패턴들(112, 114)을 형성할 수 있다. 전극 패턴들(112, 114) 상에 절연 패턴들(123, 125) 및 연결 도전 패턴들(133, 135)을 형성하고, 배선들(140)을 형성하므로 전극 패턴(112, 114)의 식각 손상을 방지할 수 있다. 또한, 절연 패턴들(123, 125)에 의해 정의되는 개구부들 내에 투명 도전성 산화물을 포함하는 연결 도전 패턴들(133, 135)를 형성하므로 금속을 포함하는 배선들(140) 형성을 위한 식각 공정에 안정하면서, 브릿지 및 정션 구조물과 같은 인터커넥션 구조물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 구조적 안정성, 투명성, 플렉시블 특성 등이 향상된 TSP를 제조할 수 있다.

도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도이다. 도 7에 도시된 TSP는 배선들(145) 및 절연 패턴(124)의 구조 및/또는 배열을 제외하고는 도 1을 참조로 설명한 TSP와 실질적으로 동일한 구성 및/또는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 7을 참조하면, 절연 패턴(124)은 제1 영역(I)에서만 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 제2 절연 패턴(125)은 생략될 수 있다. 이에 따라, 배선들(145) 중 적어도 일부는 제2 영역(II)의 기판(100)의 상면과 접촉될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제1 배선(145a)은 제2 연결 도전 패턴(137)의 일부, 예를 들면 제2 연결 도전 패턴(137)의 측벽과 접촉할 수 있다. 제1 배선(145a)의 저면은 기판(100)의 상기 상면과 함께 접촉될 수도 있다. 제2 배선(145b)은 기판(100)의 상기 상면과 직접 접촉하면서 연장될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 영역(II)에서 상기 절연 패턴이 생략되면서, 배선들(145)이 형성되는 높이가 감소될 수 있다. 따라서, 보다 얇은 박형 필름 형태의 TSP를 구현할 수 있다.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 "A" 부분을 확대 도시한 평면도이다. 도 10은 도 8의 "B" 부분을 확대 도시한 평면도이다.

설명의 편의를 위해 도 8 내지 도 10에서는 절연 패턴들 및 절연층의 도시는 생략되었다. 한편, 도 1 및 도 7을 참조로 설명한 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 기판(100)은 센싱 영역(210) 및 배선 영역(220)을 포함할 수 있다. 센싱 영역(210) 및 배선 영역(220)은 각각 도 1을 참조로 설명한 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)에 대응될 수 있다.

센싱 영역(210) 상에는 제1 및 제2 전극 패턴들(112, 114)이 배열될 수 있다. 제1 전극 패턴(112) 및 제2 전극 패턴(114)은 각각 센싱 전극 및 구동 전극으로 기능할 수 있다. 각각의 전극 패턴(112, 114)은 예를 들면, 마름모 형상, 직사각형 형상과 같은 다각형의 평면 형상을 가질 수 있다.

제1 전극 패턴들(112)은 상기 제1 방향을 따라 배열되어 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 센싱 전극 행들이 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 제2 전극 패턴들(114)은 상기 제2 방향을 따라 배열되어 구동 전극 열이 정의되며, 상기 제1 방향을 따라 복수의 상기 구동 전극 열들이 배열될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2 방향을 따라 제2 전극 패턴들(114)은 연결부(115)에 의해 서로 일체로 연결될 수 있다. 따라서, 제2 전극 패턴 열은 상대적으로 낮은 저항을 가지며, 상기 구동 전극 열로 기능할 수 있다.

도 1을 참조로 설명한 바와 같이 ITO와 같은 투명 도전성 산화물을 포함하는 제1 연결 도전 패턴(133)이 브릿지로 제공되어 제1 전극 패턴들(112)은 상기 제1 방향을 따라 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 배선 영역(220)에 인접한 제1 도전 패턴(112) 상에는 복수의 제2 연결 도전 패턴들(135)이 구비되며, 상기 복수의 제2 연결 도전 패턴들(135) 상에는 제1 배선(140a)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 제2 연결 도전 패턴들(133)이 정션 구조물로 제공되어 제1 도전 패턴(112) 및 제1 배선(140a)의 전기적 연결이 구현될 수 있다. 제2 배선(140b)은 제1 배선(140a)과 이격되어 평행하게 연장될 수 있다. 제1 배선(140a) 및 제2 배선(140b)은 각각 센싱 라인 및 구동 라인으로 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제1 배선(140a)은 평면 방향에서 제2 연결 도전 패턴(135) 상면의 절반 이상을 커버할 수 있다. 이에 따라, 저항을 감소시켜 신호 지연을 방지할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 배선 영역(220) 외부의 기판(100)의 영역 상에는 패드부들(230, 240)을 포함하는 주변 회로가 배치될 수 있다.

예를 들면, 제1 패드부(230)는 상기 구동 전극 열 및/또는 상기 구동 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드부(240)는 상기 센싱 전극 행 및/또는 상기 센싱 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 인접하는 제1 전극 패턴(112) 및 제2 전극 패턴(114) 사이에는 커패시터가 형성될 수 있다. 예를 들면, 사람의 손 또는 물체가 제1 전극 패턴(112) 상에 접촉될 때, 상기 커패시터의 정전 용량이 변화될 수 있다. 상기 정전 용량의 변화가 패드부들(230, 240)로 전송될 수 있다. 이에 따라, 접촉에 따른 위치 신호가 전기적 신호로 변환될 수 있다.

전술한 예시적인 실시예들에 따른, 터치 스크린 패널은 유기 발광 디스플레이(OLED) 장치와 같은 표시 장치에 적용될 수 있다. 또한, 상기 표시 장치를 포함하는 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 비디오 캠코더 등과 같은 각종 전자 기기에 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

100: 기판 110: 전극층
112: 제1 전극 패턴 114: 제2 전극 패턴
115: 연결부 123: 제1 절연 패턴
124: 절연 패턴 125: 제2 절연 패턴
126: 제1 개구부 128: 제2 개구부
133: 제1 연결 도전 패턴 135, 137: 제2 연결 도전 패턴
140, 145: 배선 140a, 145a: 제1 배선
140b, 145b: 제2 배선 150: 절연층
210: 센싱 영역 220: 배선 영역
230: 제1 패드부 240: 제2 패드부

Claims (20)

1. 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하는 기판;
   상기 기판 상에 형성된 전극 패턴들;
   상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하며, 상기 전극 패턴들의 상면들을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 정의하는 절연 패턴들;
   상기 절연 패턴들 상에 배치되어 상기 개구부들을 적어도 부분적으로 채우며 상기 전극 패턴들과 전기적으로 연결되는 연결 도전 패턴들; 및
   상기 연결 도전 패턴들과 전기적으로 연결되는 배선을 포함하고,
   상기 연결 도전 패턴들 중 상기 배선과 직접 접촉하는 부분들은 상기 센싱 영역 및 상기 배선 영역의 경계부를 따라 서로 이격하며 연장되는 터치 스크린 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 전극 패턴들은 금속 나노 와이어를 포함하는 터치 스크린 패널.
3. 제2항에 있어서, 상기 전극 패턴들은 감광성 물질을 더 포함하는 터치 스크린 패널
4. 제1항에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은 투명 도전성 산화물을 포함하는 터치 스크린 패널.
5. 제4항에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 알루미늄 아연 산화물(Aluminum Zinc Oxide: AZO), 알루미늄 주석 산화물(Aluminum Tin Oxide: ATO) 및 갈륨 아연 산화물(Gallium Zinc Oxide: GZO)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 터치 스크린 패널.
6. 제1항에 있어서, 상기 배선은 금속을 포함하는 터치 스크린 패널.
7. 제1항에 있어서, 상기 기판은 플라스틱 필름을 포함하는 터치 스크린 패널.
8. 제1항에 있어서, 상기 전극 패턴들은 상기 기판의 상면과 직접 접촉하는 터치 스크린 패널.
9. 제8항에 있어서, 상기 연결 도전 패턴은 상기 전극 패턴들과 직접 접촉하며, 상기 배선은 상기 연결 도전 패턴들 중 일부와 직접 접촉하는 터치 스크린 패널.
10. 제1항에 있어서, 상기 전극 패턴들은 제1 전극 패턴들 및 제2 전극 패턴들을 포함하며,
    상기 제1 전극 패턴들에 의해 복수의 제1 전극 패턴 행들이 정의되고, 상기 제2 전극 패턴들에 의해 상기 제1 전극 패턴 행들과 교차하는 복수의 제2 전극 패턴 열들이 정의되는 터치 스크린 패널.
11. 제10항에 있어서, 상기 연결 도전 패턴들은,
    상기 제2 전극 패턴 열을 사이에 두고 인접하는 상기 제1 전극 패턴들을 연결시키는 제1 연결 도전 패턴; 및
    상기 제1 전극 패턴들 중 외곽부에 배열된 제1 전극 패턴 및 상기 배선을 연결시키는 제2 연결 도전 패턴을 포함하는 터치 스크린 패널.
12. 제11항에 있어서, 상기 절연 패턴들은 상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 제1 절연 패턴들, 및 상기 기판의 주변부 상에 배치되며 상기 전극 패턴들과 이격된 제2 절연 패턴들을 포함하며,
    상기 제1 연결 도전 패턴은 상기 제1 절연 패턴들 중 일부 상에 배치되며, 상기 제2 연결 도전 패턴 및 상기 배선은 상기 제2 절연 패턴 상에 배치되는 터치 스크린 패널.
13. 제11 항에 있어서, 상기 배선은,
    상기 제2 연결 도전 패턴과 접촉하는 제1 배선; 및
    상기 제1 배선과 이격되며 상기 기판의 상면과 접촉하는 제2 배선을 포함하는 터치 스크린 패널.
14. 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하는 기판;
    상기 센싱 영역의 상기 기판 상에 서로 교차하게 배열되는 센싱 전극 행들 및 구동 전극 열들;
    상기 센싱 전극 행들에 포함된 센싱 전극들을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 정의하는 절연 패턴들;
    상기 절연 패턴들 중 일부 상에서 상기 개구부들을 적어도 부분적으로 채우며 행 방향으로 이웃하는 상기 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키는 브릿지들;
    상기 배선 영역의 상기 기판 상에 배치되는 배선; 및
    상기 센싱 영역 및 상기 배선 영역의 경계부의 상기 기판 상에 배치되며, 상기 센싱 전극들 중 외곽부의 센싱 전극과 상기 배선을 전기적으로 연결시키는 정션 구조물들을 포함하고,
    상기 정션 구조물들은 상기 경계부를 따라 서로 이격하며 연장되는 터치 스크린 패널.
15. 제14항에 있어서, 상기 센싱 전극 행들 및 상기 구동 전극 열들은 금속 나노 와이어를 포함하는 전극 패턴들을 포함하는 터치 스크린 패널.
16. 제15항에 있어서, 상기 브릿지 및 상기 정션 구조물은 동일한 투명 도전성 산화물을 포함하는 터치 스크린 패널.
17. 제14항에 있어서, 상기 외곽부의 센싱 전극, 상기 정션 구조물 및 상기 배선은 서로 직접 접촉하는 터치 스크린 패널.
18. 기판 상에 금속 나노 와이어층을 형성하는 단계;
    상기 금속 나노 와이어층을 패터닝하여 전극 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 절연 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 절연 패턴들 및 상기 전극 패턴들을 커버하는 투명 도전성 산화물 층을 형성하는 단계;
    상기 투명 도전성 산화물 층을 패터닝하여 상기 절연 패턴 상에서 상기 전극 패턴들 중 이웃하는 일부 전극 패턴들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 도전 패턴, 및 상기 전극 패턴들 중 외곽부의 전극 패턴들을 부분적으로 커버하는 제2 연결 도전 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 연결 도전 패턴들 및 상기 제2 연결 도전 패턴들을 커버하는 금속막을 형성하는 단계; 및
    상기 금속막을 패터닝하여 상기 제2 연결 도전 패턴과 접촉하는 배선을 형성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 금속 나노 와이어층은 감광성 물질을 더 포함하며, 상기 금속 나노 와이어층을 패터닝하는 단계는 상기 금속 나노 와이어층에 대한 노광 및 현상 공정을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 투명 도전성 산화물 층을 패터닝하는 단계 및 상기 금속막을 패터닝하는 단계는 각각 서로 다른 식각액을 사용하는 습식 식각 공정들을 포함하는 터치 스크린 패널의 제조 방법.

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