KR20150008703A - 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 터치스크린의 제작비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 터치스크린 패널의 제조 공정 절차를 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 양면노광/에칭에 의한 패터닝 공정으로 제1 및 제2 투명전극패턴, 각각의 제1 및 제2 투명전극패턴과 제1 및 제2 외곽전극배선, 각각의 제1 및 제2 외곽전극배선 간의 정밀한 얼라인(Align) 공차를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법{ELECTROSTATIC CAPACITY TYPE TOUCH SCREEN PANEL AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치스크린의 제작비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 터치스크린 패널의 제조 공정 절차를 대폭 감소시킬 수 있도록 한 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터치스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이다.

이상과 같은 터치스크린은 저항막 방식과 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며 현재로 저항막 방식이 대세를 이루고 있고 그 두께를 최소화함에 있어서는 정전용량 방식이 사용되고 있다.

여기서, 상기 정전용량 방식의 터치스크린은 그 구조가 도전투광판으로 이루어진 ITO(Indium Tin Oxide)와, 상기 ITO의 테두리에 은분 페인트를 페인트 형성한 전극부와, 상기 전극의 하부를 절연하는 절연코팅부로 구성되는 것이다.

한편, 상기 ITO는 투광성 수지로 이루어진 ITO필름과, 상기 ITO필름의 하부에 도전성 물질이 코팅 형성된 ITO코팅층으로 구성되는 것이다.

상기한 바와 같은 종래의 정전용량 방식의 터치스크린은 손가락으로 ITO의 상면을 터치하게 되면 손가락을 통하여 정전용량의 변동에 따라 4변에 구비된 각 전극이 이를 감지함으로써 터치 위치를 감지할 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 종래의 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조 공정에서 다음과 같은 문제점들이 발생한다.

첫째, 개별 터치스크린의 패터닝 작업 후, 레이어(Layer)간 라미네이션(Lamination) 시 정밀한 공자를 유지하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 쉬프트(Shift) 또는 오버랩(Overlap) 등으로 인한 신호간섭 및 개구율이 증가할 수 있다.

둘째, ITO와 외곽 전극부 간의 정밀한 얼라인(Align) 공차를 유지하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 외곽기준홀을 통한 스크린 프린팅(Screen Printing)(Ag Paste) 작업으로 정밀한 공정제어도 힘들고, ITO의 특성상 육안으로 확인하기도 어렵다.

셋째, 스크린 프린팅(Screen Printing) 후, Ag Paste의 고온의 큐어링(Curing) 공정으로 ITO 미세선폭부에 크랙(Crack)이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

넷째, 시트(Sheet) 상태의 레이어(Layer)간 라미네이션(Lamination)으로 기포, 이물질, 스크래치(scratch) 등의 불량이 다량으로 발생할 수 있는 문제점이 있다.

다섯째, 라미네이션(Lamination) 전에 시트(Sheet) 상태의 필름(Film)이 얇아서 취급이 어렵고, 구겨짐의 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

국내특허등록 제10-0909265호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터치스크린의 제작비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 터치스크린 패널의 제조 공정 절차를 대폭 감소시킬 수 있도록 한 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 화면영역과 비활성영역을 갖는 기판과, 상기 기판의 적어도 일측 표면의 화면영역에 패턴화된 투명도전막으로 형성되는 투명전극패턴부와, 상기 기판의 적어도 일측 표면의 비활성영역에 패턴 형성되며 상기 투명전극패턴부와 전기적으로 연결된 외곽전극배선을 포함하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 있어서, 상기 외곽전극배선은 투명도전막의 상부에 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 메탈층을 포함하되, 상기 제1 내지 제3 메탈층은 각각 NiCr합금, Cu를 포함하는 도전금속 및 NiCr합금으로 형성된다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 97:3 ~ 93:7 wt% 로 하여 형성되며, 더 바람직하게는, 상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 95:5 wt% 로 하여 형성된다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 상기 제1 및 제3 메탈층의 두께는 10nm 내지 60nm 로 형성된다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 상기 제2 메탈층은 순수 Cu로 이루어진다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 상기 투명전극패턴부는 상기 기판의 양측 표면에 서로 교차하는 방향으로 각각 형성되고, 상기 외곽전극배선은 상기 기판의 일측 표면에 상기 기판의 양측 표면에 각각 형성된 각 투명전극패턴부와 전기적으로 연결되게 형성되게 각각 형성되되, 하나의 외곽전극배선은 상기 기판의 비활성영역에서 양측 표면을 관통하여 형성된 비아홀을 통해 상기 기판의 타측 표면에 형성된 투명전극패턴부와 전기적으로 연결된다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 적어도 일측 표면에 투명전극패턴부 형성용 투명도전막이 형성되며, 화면영역 및 비활성영역을 갖는 기판을 제공하는 단계; 상기 투명도전막의 노출면 중 적어도 기판의 비활성영역에 외곽전극배선 형성을 위한 다층의 메탈층을 증착하되, 상기 다층의 메탈층은 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 메탈층을 포함하며, 상기 제1 내지 제3 메탈층은 NiCr합금, Cu를 포함하는 도전금속 및 NiCr합금으로 이루어진 메탈층 증착단계; 및 노광/에칭에 의해 상기 기판의 일측면 화면영역 및 비활성영역에 각각 투명전극패턴부 및 상기 투명전극패턴부와 연결된 외곽전극배선을 형성하되, 상기 투명전극패턴부는 패턴화된 투명도전막이 노출되게 형성되며, 상기 외곽전극배선은 투명도전막의 상부에 상기 제1 내지 제3 메탈층을 가지며 패턴화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전극패턴부 및 외곽전극배선 형성 단계를 포함하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 97:3 ~ 93:7 wt% 로 하여 형성되며, 더 바람직하게는, 상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 95:5 wt% 로 하여 형성된다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 제1 및 제3 메탈층의 두께는 10nm 내지 60nm 로 형성된다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 제2 메탈층은 순수 Cu로 이루어진다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 기판을 제공하는 단계는, 기판의 양측 표면 각각에 투명전극패턴부 형성용 투명도전막이 형성된 기판을 제공하며, 상기 메탈층 증착 단계의 이전 단계로서, 상기 기판의 비활성영역 상에 양측 표면을 관통하는 비아홀 형성용 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 메탈층 증착 단계는 상기 기판의 양측 표면 각각에 상기 제1 내지 제3 메탈층으로 이루어진 다층 메탈층을 증착하며, 상기 투명전극패턴부 및 외곽전극배선 형성 단계는 양면 노광/에칭에 의해 기판의 일측 표면 및 타측 표면 각각의 화면영역 상에 서로 서로 교차하는 방향으로 제1 및 제2 투명전극패턴부를 각각 형성하고, 상기 기판의 일측 표면 비활성영역에 상기 제1 투명전극패턴부와 전기적으로 제1 외곽전극배선을 형성함과 아울러, 비아홀을 통해 상기 제2 투명전극패턴부와 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선을 형성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법에 따르면, 터치스크린의 제작비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 터치스크린 패널의 제조 공정 절차를 대폭 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 터치스크린의 패터닝 작업 전에 레이어(Layer)간 롤-투-롤(Roll to Roll) 라미네이션(Lamination) 공정으로 기포, 이물질 또는 스크레치 등으로 인한 불량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 양면노광/에칭에 의한 패터닝 공정으로 투명전극패턴, 각각의 투명전극패턴과 외곽전극배선, 각각의 외곽전극배선 간의 정밀한 얼라인(Align) 공차를 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 외곽전극배선을 순차적으로 적층된 3층의 제1 내지 제3 메탈층으로 형성함으로써, 투명전극패턴과의 메탈 밀착력을 증대시키고, 외곽전극배선의 원하는 저항대를 안정적으로 가져가며, 최상층에 노출되는 메탈의 부식억제력을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제1 실시예를 설명하기 위한 전체적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 제1 및 제2 기판 부분만을 발췌하여 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 5는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 다른 예를 설명하기 위한 전체적인 평면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 도 6의 제1 및 제2 기판 부분만을 발췌하여 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 10은 도 6의 B-B'선 단면도이다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.

이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제1 실시예를 설명하기 위한 전체적인 평면도이고, 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 제1 및 제2 기판 부분만을 발췌하여 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 설명하기 위한 종단면도이며, 도 5는 도 1의 A-A'선 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 크게 제1 및 제2 기판(100 및 110), 제1 및 제2 투명전극패턴부(120 및 130), 제1 및 제2 외곽전극배선(140 및 150) 등을 포함하여 이루어진다.

여기서, 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 타측 표면이 층간 접착제(O)에 의해 서로 합착되어 있으며, 화면영역(S)과 비활성영역(X)을 갖는다.

이러한 제1 및 제2 기판(100 및 110)은 투명한 유전필름 형태로 이루어지며, 예컨대, 글라스(Glass), PI(Polyimide), 아크릴(Acryl), PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PEN(Polyethylene Naphthalate) 등을 이용하여 형성됨이 바람직하다.

또한, 층간 접착제(O)는 투명 접착제로서 예컨대, 광학용 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA) 등을 사용함이 바람직하다.

제1 투명전극패턴부(120)는 제1 기판(100)의 일측 표면 화면영역(S) 상에 형성되어 있으며, 다수개의 삼각형 또는 사각형 센싱패드(Sensing Pad, SP)의 꼭지점이 일정간격 이격되게 종방향으로 서로 전기적으로 연결된 다수개의 제1 투명전극패턴(125)이 횡방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있다.

제2 투명전극패턴부(130)는 제2 기판(110)의 일측 표면 화면영역(S) 상에 형성되어 있으며, 다수개의 삼각형 또는 사각형 센싱패드(Sensing Pad, SP)의 꼭지점이 일정간격 이격되게 횡방향으로 서로 전기적으로 연결된 다수개의 제2 투명전극패턴(135)이 각 제1 투명전극패턴(125) 사이사이에 직교형태로 배치되도록 종방향으로 일정간격 이격되게 배열됨으로써, 제1 및 제2 기판(100 및 110)을 평면에서 바라볼 때, 직교형 격자모양으로 이루어질 수 있다.

이러한 제1 및 제2 투명전극패턴부(120 및 130)는 예컨대, 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 전도성 고분자(PEDOT; poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명잉크 등과 같은 투명도전막을 이용하여 형성하며, 바람직하게는 ITO로 이루어진다.

한편, 센싱패드(SP)의 형상은 예컨대, 삼각형, 사각형 또는 마름모형으로 형성됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 예컨대, 원형, 타원형 또는 다각형 등 다양한 모양으로 형성될 수도 있다.

제1 외곽전극배선(140)은 제1 기판(100)의 일측 표면 비활성영역(X) 상에 제1 투명전극패턴부(120)의 각 제1 투명전극패턴(125)과 전기적으로 연결되도록 형성되며, 투명도전막의 상부에 순차적으로 적층된 3층의 제1 내지 제3 메탈층(141 내지 143) 구조로 이루어진다.

제1 메탈층(141)은 제1 투명전극패턴(125)과 일체로 형성된 투명도전막 상에 형성되며, NiCr 합금으로 형성된다. 제1 메탈층(141)은 제1 투명전극패턴(125)과의 메탈 밀착력을 증대시키는 시트(seed) 역할을 수행한다.

제2 메탈층(142)은 제1 메탈층(141)과 제3 메탈층(143) 중간에 형성되는 도전 층으로 제1 외곽전극배선(140)의 저항을 조절하는 기능을 수행한다. 제2 메탈층(142)은 원하는 저항대를 맞추기 위해 두께를 조절할 수 있다. 제2 메탈층(142)는 Cu(구리)를 포함하는 도전금속, 바람직하게는 순수 Cu가 사용된다.

최상층의 제3 메탈층(143)은 제2 메탈층(142) 상에 형성되어 있으며, 부식을 방지하기 위한 역할을 수행한다. 이러한 제3 메탈층(143)은 제1 메탈층(141)과 마찬가지로 예컨대, NiCr 합금으로 형성된다.

본 발명에서 제1 메탈층(141) 및 제3 메탈층(143)의 NiCr 합금은 Ni:Cr이 이 97:3~93:7 wt% 로 이루어진다. NiCr합금은 제1 메탈층(141) 및 제3 메탈층(143)을 형성하며 메탈 밀착력을 증대시키는 역할과 부식을 방지하는 역할을 하게 되는 데, Cr 비율이 3wt% 미만인 경우 부식 측면에서 취약성을 나타내며, Cr 비율이 7wt%를 초과하는 경우 패턴의 선택적 에칭(selective etching) 공정에서 에칭이 잘 되지 않아 강한 화합물(Chemical)을 사용해야 하므로 투명전극패턴에 손상(Damage)을 주게 된다.

바람직하게는, 제1 메탈층(141)과 제3 메탈층(143)을 형성하는 NiCr합금은 Ni:Cr 비율이 95:5wt%로 동일하게 형성된다. 제1 메탈층(141)과 제3 메탈층(143)을 동일하게 형성함으로써 제1 및 제3 메탈층(141, 143) 형성 시 공정을 통일시킬 수 있게 하는 장점이 있으며, 투명전극패턴의 손상을 방지하면서 메탈 밀착력 확보 및 부식 방지 효과를 동시에 달성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 NiCr 합금으로 형성된 제1 메탈층(141) 및 제3 메탈층(143)으로 인하여 외곽전극배선에서 실질적으로 도선 역할을 하는 제2 메탈층(142)으로서 Cu를 포함하는 도전금속, 바람직하게는 순수 Cu를 사용하는 것을 가능하게 한다. Cu를 포함하는 도전금속은 Cu를 주성분으로 하는 합금을 의미한다. 저항 및 비용의 측면에서 외곽전극배선의 소재로서 Cu, 특히 순수 Cu를 사용하는 것이 바람직하나, 종래의 터치스크린 패널에서는 투명전극패턴과의 메탈 밀착력, 부식 억제력 측면에서 Cu가 가지는 단점으로 인하여, 상대적으로 고가의 은(Ag), 금(Au)을 주 재료로 하는 합금이 사용되어 왔다. 그러나 본 발명에서는 Cu 포함 도전금속, 특히 순수 Cu를 사용하는 것이 가능하게 되므로, 터치스크린 패턴 제작시 비용 절감을 이룰 수 있으며, 제2 메탈층(142)의 두께를 다른 요소를 고려함이 없이 필요 저항에 맞추어 조절하는 것이 가능하게 되므로 터치스크린 패널에서 외곽전극배선의 최적화 설계가 용이하게 된다.

한편, 제1 및 제3 메탈층(141 및 143)의 두께는 10nm ~ 60nm 로 이루어짐이 바람직하며, 제2 메탈층(142)의 두께는 원하는 저항 값에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

제1 메탈층(141) 및 제3 메탈층(143)의 두께가 10nm 미만인 경우 부식 측면에서 취약성을 나타내며 60nm 초과인 경우 선택적 에칭(selective etching) 공정에서 에칭이 잘 되지 않으며 크랙(crack)이 발생할 가능성이 있다.

제2 외곽전극배선(150)은 제2 기판(110)의 일측 표면 비활성영역(X) 상에 제2 투명전극패턴부(130)의 각 제2 투명전극패턴(135)과 전기적으로 연결되도록 형성되어 있다.

제2 외곽전극배선(150)은 제1 외곽전극배선(140)과 동일하게 순차적으로 적층된 3층의 제1 내지 제3 메탈층(141 내지 143) 구조로 구현할 수 있으며 공정의 간편화 측면에서 보다 유리하다. 그러나 이에 국한하지 않는다.

제1 및 제2 기판(100 및 110)의 일측 표면 비활성영역(X) 상에는 터치스크린 패널을 전체적으로 구동 및 제어하기 위하여 제1 및 제2 외곽전극배선(140 및 150)과 각각 전기적으로 연결되도록 제어부(160)를 탑재한 외부구동부(예컨대, FPC(Flexible Printed circuit) 또는 COF(Chip On Film) 등)(170)가 양면으로 본딩된다.

도 6은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제2 실시예를 설명하기 위한 전체적인 평면도이고, 도 7 및 도 8은 각각 도 6의 제1 및 제2 기판 부분만을 발췌하여 도시한 평면도이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 설명하기 위한 종단면도이며, 도 10은 도 6의 B-B'선 단면도이다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 크게 제1 및 제2 기판(200 및 210), 제1 및 제2 투명전극패턴부(220 및 230), 제1 및 제2 외곽전극배선(240 및 250) 등을 포함하여 이루어진다.

여기서, 제1 및 제2 기판(200 및 210), 제1 및 제2 투명전극패턴부(220 및 230)는 전술한 도 1 내지 도 5와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6 내지 도 10에 도시된 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널은 외부구동부(270)를 단면 본딩하기 위한 구조이다.

제1 외곽전극배선(240)은 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 비활성영역(X) 상에 관통 형성된 적어도 하나의 비아홀(Via Hole, VH)을 통해 제1 투명전극패턴부(220)의 각 제1 투명전극패턴(225)과 전기적으로 연결되도록 제2 기판(210)의 일측 표면 비활성영역(X) 상에 형성되어 있다.

비아홀(VH)은 제1 기판(200) 일측 표면의 각 제1 투명전극패턴부(225)의 전극패드(226)와 제2 기판(210)의 일측 표면에 형성된 제1 외곽전극배선(240)을 연결한다. 전극패드(226)은 제1 기판(200)의 활성영역(S) 상의 제1 투명전극패턴(235)과 연결되는 투명도전막 상에 적층된 3층의 제1 내지 제3 메탈층(241 내지 243)으로 이루어지며, 제1 외곽전극배선(240)은 제2 기판(210)의 활성영역(S) 상의 각 제2 투명전극패턴(235)과 분리되도록 패턴 형성된 투명도전막 상에 순차적으로 적층된 3층, 즉 제1 내지 제3 메탈층(241 내지 243)로 이루어진다. 제1 내지 제3 메탈층(241 내지 243)은 전술한 도 1 내지 도 5의 제1 메탈층 내지 제3 메탈층(141 내지 143)과 동일하다.

제2 외곽전극배선(250)은 제2 기판(210)의 일측 표면 비활성영역(X) 상에 제2 투명전극패턴부(230)과 연결되어 패턴 형성된 투명도전막 상에 순차적으로 적층된 3층의 제1 내지 제3 메탈층(251 내지 253)로 이루어져 제2 투명전극패턴부(230)의 각 제2 투명전극패턴(235)과 전기적으로 연결된다. 제1 내지 제3 메탈층(251 내지 253)은 전술한 도 1 내지 도 5의 제1 메탈층 내지 제3 메탈층(141 내지 143)과 동일하다.

제2 기판(210)의 타측 표면 비활성영역(X) 상에는 터치스크린 패널을 전체적으로 구동 및 제어하기 위하여 제1 및 제2 외곽전극배선(240 및 250)과 각각 전기적으로 연결되도록 제어부(260)를 탑재한 외부구동부(270)가 단면으로 본딩된다.

한편, 전술한 도 6에서는 제어부(260)를 탑재한 외부구동부(270)가 외부로 돌출되어 본딩되어 있지만, 이에 국한하지 않으며, 외부로 돌출되지 않고 제2 기판(210)의 타측 표면 비활성영역(X) 상부에 단면으로 본딩될 수도 있다.

한편, 전술한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 층간 접착제(O)에 의해 서로 합착된 제1 및 제2 기판(100 및 110)(200 및 210)을 사용하였지만, 이에 국한하지 않으며, 층간 접착제(O)를 사용하지 않고 하나의 기판으로 이루어진 구조를 사용할 수도 있다.

도 11 내지 도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 일측 표면에 각각 소정 두께의 제1 및 제2 투명전극패턴부 형성용 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 형성되어 있으며, 화면영역(S) 및 비활성영역(X)을 갖는 제1 및 제2 기판(100 및 110)을 마련한 후, 층간 접착제(O)를 이용하여 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 타측 표면을 서로 합착한다.

도 14를 참조하면, 통상의 스퍼터링(Sputtering) 또는 프린팅(Printing) 공정을 이용하여 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 노출면에 각각 제1 층 및 제2 층(400 및 410)을 소정 두께로 증착한다.

이때, 제1 층(400)은 다층 메탈층으로서, 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403) 구조로 형성한다. 즉, 제1 투명도전막(300)의 노출면에 순차적으로 제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403)을 적층한다. 제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403)의 조성 및/또는 두께는 전술한 도 1 내지 도 5의 제1 메탈층 내지 제3 메탈층(141 내지 143)과 동일하다.

제1 메탈층(401)은 제1 투명도전막(300)의 노출면에 형성하며, 메탈 밀착력을 증대시키는 시드(Seed) 역할을 수행한다.

제2 메탈층(402)은 제1 및 제3 메탈층(401, 403)의 중간에 형성되는 도전금속층으로 Cu를 포함하는 도전금속, 특히 순수 Cu로로 이루어질 수 있다. 제2 메탈층(402)은 제1 메탈층(401)의 상면에 형성하며, 제1 외곽전극배선(140)의 원하는 저항대에 따라 두께가 조절된다.

마지막 최상층의 제3 메탈층(403)은 제2 메탈층(402) 상에 형성되어 있으며, 제2 메탈층(402)의 부식을 방지하기 위한 역할을 수행한다.

본 발명에 의하면, 제1 메탈층(401) 및 제2 메탈층(403)을 동일한 조성의 NiCr 합금을 사용함으로써 적층 공정의 통일화 및 단순화를 이룰 수 있다.

제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403)은 예컨대, PVD(Physical Vapour Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 스퍼터링(Sputtering) 공정, 스크린 프린팅(Screen Printing), 그라이버(Gravure), 그라이버 오프셋(Gravure Offset) 또는 잉크젯(Intjet) 등의 다이렉트 프린팅(Direct Printing) 공정, 코팅(Coating) 공정, 습식 또는 건식도금 공정 등을 이용하여 증착할 수 있다.

제2 층(410) 역시 제1 층(400)과 동일하게 제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403)과 동일하게 형성될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 타측 표면을 서로 합착한 후, 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 노출면에 각각 제1 및 제2 층(400 및 410)을 증착하였지만, 이에 국한하지 않으며, 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 노출면에 각각 제1 및 제2 층(400 및 410)을 증착한 후, 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 타측 표면을 서로 합착할 수도 있다.

또한 층간 접착제(O)에 의해 서로 합착된 제1 및 제2 기판(300 및 310)을 사용하지 않고, 하나의 기판으로 이루어진 구조를 사용할 수도 있다.

도 15를 참조하면, 통상의 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)의 특정부분이 각각 노출되도록 제1 층(400) 및 제1 투명도전막(300)과 제2 층(410) 및 제2 투명도전막(310)을 순차적으로 전면 식각한다.

이때, 상기 포토리소그래피 공정은 어떤 특정한 화학약품 예컨대, 포토레지스트(Photo Resist, PR)가 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여, 얻고자 하는 패턴(Pattern)의 마스크(Mask)를 사용하여 빛을 선택적으로 포토레지스트(PR)에 조사함으로써, 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.

이러한 포토리소그래피 공정은 일반사진의 필름(Film)에 해당하는 포토레지스트(PR)를 도포하는 PR 도포공정, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광공정, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 포토레지스트(PR)를 제거하여 원하는 패턴을 형성시키는 현상공정으로 구성된다.

도 16을 참조하면, 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 화면영역(S) 상의 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 노출되도록 제1 및 제2 층(400 및 410)을 각각 선택적으로 식각함으로써, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 양면노광/에칭에 의해 제1 기판(100)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제1 투명전극패턴부(120) 및 제1 투명전극패턴부(120)와 전기적으로 연결된 제1 외곽전극배선(140)을 형성함과 동시에 제2 기판(110)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제2 투명전극패턴부(130)및 상기 제2 투명전극패턴부(130)와 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선(150)을 형성할 수 있다. 제1 외곽전극배선(140)은 도 4 에 도시된 바와 같이 제1 투명전극패턴부(125)와 연결된 투명도전막 상에 형성된 제1 내지 제3 메탈층(141 내지 143)으로 이루어진다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조 방법의 변형예로서, 특정 마스크를 이용하여 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 비활성영역(X) 상의 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 특정 노출면에 통상의 스퍼터링(Sputtering) 또는 프린팅(Printing) 공정을 이용하여 각각 소정 두께의 제1 및 제2 층(400 및 410)을 선택적으로 증착할 수 있다.

이후, 통상의 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 제1 및 제2 기판(100 및 110)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)의 특정부분이 각각 노출되도록 양면노광/에칭 공정을 수행하는 데, 이때 제1 및 제2 기판(100, 110) 의 화면영역(S) 상의 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 노출되도록 화면 영역(S)에서 제1 및 제2 층(400 및 410) 각각을 선택적으로 식각하는 공정 없이, 제1 기판(100)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제1 투명전극패턴부(120) 및 제1 투명전극패턴부(120)와 전기적으로 연결된 제1 외곽전극배선(140), 그리고 제2 기판(110)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제2 투명전극패턴부(130)및 상기 제2 투명전극패턴부(130)와 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선(150)을 형성할 수 있다.

도 17 내지 도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.

도 17 내지 도 21을 참조하면, 일측 표면에 각각 소정 두께의 제1 및 제2 투명전극패턴부 형성용 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 형성되어 있으며, 화면영역(S) 및 비활성영역(X)을 갖는 제1 및 제2 기판(200 및 210)을 마련한 후, 층간 접착제(O)를 이용하여 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 타측 표면을 서로 합착한다.

그런 다음, 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 서로 관통되도록 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 비활성영역(X) 상에 통상의 펀칭(Punching) 기기를 이용하여 적어도 하나의 비아홀(VH) 형성용 관통홀(H)을 형성한다.

도 20을 참조하면, 통상의 스퍼터링(Sputtering) 또는 프린팅(Printing) 공정을 이용하여 각 관통홀(H)의 내측면을 포함한 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 노출면에 각각 제1 내지 제3 메탈층(401 내지 403)으로 이루어진 제1 및 제2 층(400 및 410)을 소정 두께로 증착한다.

도 21을 참조하면, 통상의 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)의 특정부분이 각각 노출되도록 제1 층(400) 및 제1 투명도전막(300)과 제2 층(410) 및 제2 투명도전막(310)을 순차적으로 전면 식각한다.

이후 도 22에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 화면영역(S) 상의 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 노출되도록 제1 및 제2 층(400 및 410)을 각각 선택적으로 식각한다. 양면노광/에칭에 의해 제1 기판(200)의 일측 표면 화면영역(S)의 제1 투명전극패턴부(220)과, 제2 기판(210)의 일측 표면 화면영역(S)의 제2 투명전극패턴부(230)를 형성할 수 있으며, 또한 제2 기판(210)의 일측 표면 비활성영역(X)에 각 비아홀(VH)을 통해 제1 투명전극패턴부(220)의 각 제1 투명전극패턴(225)과 전기적으로 연결된 제1 외곽전극배선(240)을 형성하고, 제2 투명전극패턴부(230)의 각 제2 투명전극패턴(235)과 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선(250)을 형성할 수 있다. 제1 및 제2 외곽전극배선(240, 250)은 도 9 및 도 10에서 도시된 바와 같이, 투명도전막의 상부에 제1 내지 제3 메탈층(241 내지 243, 251 내지 253)을 갖는 구조로 형성된다.

이 때 본 발명의 제2 실시예의 변형예로서, 특정의 마스크를 이용하여 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 비활성영역(X) 상에, 각 관통홀(H)의 내측면을 포함한 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)의 특정 노출면에 통상의 스퍼터링(Sputtering) 또는 프린팅(Printing) 공정을 이용하여 각각 소정 두께의 제1 및 제2 층(400 및 410)을 선택적으로 증착할 수 있다.

이후, 통상의 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 제1 및 제2 기판(200 및 210)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)의 특정부분이 각각 노출되도록 양면노광/에칭 공정이 수행된다.

이 경우 제1 및 제2 기판(200, 210) 의 화면영역(S) 상의 제1 및 제2 투명도전막(300 및 310)이 노출되도록 화면 영역(S)에서 제1 및 제2 층(400 및 410) 각각을 선택적으로 식각하는 공정 없이, 제1 기판(200)의 일측 표면 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제1 투명전극패턴부(220) 및 제1 투명전극패턴부(220)와 전기적으로 연결된 제1 외곽전극배선(240), 그리고 제2 기판(210)의 일측 표면의 화면영역(S) 및 비활성영역(X)에 각각 제2 투명전극패턴부(230) 및 상기 제2 투명전극패턴부(230)와 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선(250)을 형성할 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 제1 및 제2 실시예들에서는 층간 접착제(O)를 이용하여 제1 및 제2 기판(100 및 110)(200 및 210)을 서로 합착하였지만, 이에 국한하지 않으며, 층간 접착제(O)를 사용하지 않고 하나의 기판을 이루어진 구조를 사용함으로써, 터치스크린의 제작비용을 효율적으로 절감할 수 있으며, 터치스크린 패널의 제조 공정 절차를 대폭 감소시킬 수 있다.

전술한 본 발명에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100, 200: 제1 기판 110, 210: 제2 기판
120, 220: 제1 투명전극패턴부 220, 230: 제2 투명전극패턴부
140, 240: 제1 외곽전극배선 150, 250: 제2 외곽전극배선

Claims (12)

1. 화면영역과 비활성영역을 갖는 기판과, 상기 기판의 적어도 일측 표면의 화면영역에 패턴화된 투명도전막으로 형성되는 투명전극패턴부와, 상기 기판의 적어도 일측 표면의 비활성영역에 패턴 형성되며 상기 투명전극패턴부와 전기적으로 연결된 외곽전극배선을 포함하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 있어서,
   상기 외곽전극배선은 투명도전막의 상부에 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 메탈층을 포함하되,
   상기 제1 내지 제3 메탈층은 각각 NiCr합금, Cu를 포함하는 도전금속 및 NiCr합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 97:3 ~ 93:7 wt% 로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 95:5 wt% 로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 메탈층의 두께는 10nm 내지 60nm 인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
5. 제1 항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제2 메탈층은 순수 Cu로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 투명전극패턴부는 상기 기판의 양측 표면에 서로 교차하는 방향으로 각각 형성되고,
   상기 외곽전극배선은 상기 기판의 일측 표면에 상기 기판의 양측 표면에 각각 형성된 각 투명전극패턴부와 전기적으로 연결되게 형성되게 각각 형성되되, 하나의 외곽전극배선은 상기 기판의 비활성영역에서 양측 표면을 관통하여 형성된 비아홀을 통해 상기 기판의 타측 표면에 형성된 투명전극패턴부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널.
7. 적어도 일측 표면에 투명전극패턴부 형성용 투명도전막이 형성되며, 화면영역 및 비활성영역을 갖는 기판을 제공하는 단계;
   상기 투명도전막의 노출면 중 적어도 기판의 비활성영역에 외곽전극배선 형성을 위한 다층의 메탈층을 증착하되, 상기 다층의 메탈층은 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 메탈층을 포함하며, 상기 제1 내지 제3 메탈층은 NiCr합금, Cu를 포함하는 도전금속 및 NiCr합금으로 이루어진 메탈층 증착단계;
   노광/에칭에 의해 상기 기판의 일측면 화면영역 및 비활성영역에 각각 투명전극패턴부 및 상기 투명전극패턴부와 연결된 외곽전극배선을 형성하되, 상기 투명전극패턴부는 패턴화된 투명도전막이 노출되게 형성되며, 상기 외곽전극배선은 투명도전막의 상부에 상기 제1 내지 제3 메탈층을 가지며 패턴화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전극패턴부 및 외곽전극배선 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 97:3 ~ 93:7 wt% 로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 메탈층의 NiCr 합금은 Ni:Cr의 비율이 95:5 wt% 로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.
10. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 메탈층의 두께는 10nm 내지 60nm 인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.
11. 제1 항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제2 메탈층은 순수 Cu로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.
12. 제7 항에 있어서,
    상기 기판을 제공하는 단계는, 기판의 양측 표면 각각에 투명전극패턴부 형성용 투명도전막이 형성된 기판을 제공하며,
    상기 메탈층 증착 단계의 이전 단계로서, 상기 기판의 비활성영역 상에 양측 표면을 관통하는 비아홀 형성용 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 메탈층 증착 단계는 상기 기판의 양측 표면 각각에 상기 제1 내지 제3 메탈층으로 이루어진 다층 메탈층을 증착하며,
    상기 투명전극패턴부 및 외곽전극배선 형성 단계는 양면 노광/에칭에 의해 기판의 일측 표면 및 타측 표면 각각의 화면영역 상에 서로 서로 교차하는 방향으로 제1 및 제2 투명전극패턴부를 각각 형성하고, 상기 기판의 일측 표면 비활성영역에 상기 제1 투명전극패턴부와 전기적으로 제1 외곽전극배선을 형성함과 아울러, 비아홀을 통해 상기 제2 투명전극패턴부와 전기적으로 연결된 제2 외곽전극배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 제조방법.

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