CN108958531A - 触摸感测电极结构和包括触摸感测电极结构的触摸传感器 - Google Patents

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Abstract

一种触摸感测电极结构，包括感测电极和迹线，每个所述感测电极包括多个单元图案，所述迹线电连接至所述感测电极。所述迹线包括至少两个迹线线路和将所述至少两个迹线线路彼此连接的迹线桥。通过迹线桥，减少了由于图案偏差导致的电极可视性并且改善了所述迹线的可靠性。

Description

触摸感测电极结构和包括触摸感测电极结构的触摸传感器
相关申请的交叉引用和优先权的要求
本申请要求于2017年5月19日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2017-0062440号的优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种触摸感测电极结构以及包括触摸感测电极结构的触摸传感器。更具体地，本发明涉及包括感测电极和迹线的触摸感测电极结构以及包括触摸感测电极结构的触摸传感器。
背景技术
随着信息技术的发展，对尺寸更薄、重量轻、功耗效率高的显示设备的各种需求正在增加。显示设备可以包括平板显示设备诸如液晶显示(LCD)设备、等离子体显示面板(PDP)设备、电致发光显示设备、有机发光二极管(OLED)显示设备等。
还开发了一种能够通过选择屏幕上显示的指令来输入用户的指引的触摸面板。触摸面板可以与显示设备组合，使得显示和信息输入功能可以在一个电子设备中实现。
此外，随着显示设备变得更薄，还正在开发具有弯曲或折叠性质的柔性显示设备。因此，也需要用于柔性显示设备的具有柔软性质的触摸面板。例如，可能需要改善的触摸面板的耐久性，从而在折叠时可防止电极或布线的损坏和破裂。
如果触摸面板插入显示设备中，则当用户观看触摸面板的电极图案时，图像质量可能降低。因此，需要具有改善的耐久性和柔性并且也具有改善的光学性质的触摸面板。
例如，如韩国专利公开No.2014-0092366中所公开，包括触摸传感器的触摸屏面板在各种图像显示设备中使用。然而，对具有改进的机械和光学性质的薄层触摸传感器或触摸面板的需求不断增加。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种具有改进的光学、电学和机械性质的触摸感测电极结构。
根据本发明的一个方面，提供一种触摸传感器，包括具有改进的光学、电学和机械性质的触摸感测电极结构。
根据本发明的一个方面，提供一种图像显示设备，包括具有改进的光学和电学性质的触摸传感器。
本发明构思的以上方面将通过以下特征或结构来实现：
(1)一种触摸感测电极结构，包括：感测电极，每个感测电极包括多个单元图案；以及电连接至感测电极的迹线，迹线包括至少两条迹线线路和将至少两条迹线线路彼此连接的迹线桥。
(2)根据上述(1)的触摸感测电极结构，其中迹线包括具有与包括在感测电极中的单元图案的形状相同的形状的迹线单元图案。
(3)根据上述(2)的触摸感测电极结构，其中单元图案和迹线单元图案具有凹多边形形状。
(4)根据上述(2)的触摸感测电极结构，其中单元图案和迹线单元图案具有平行四边形形状或菱形形状。
(5)根据上述(1)的触摸感测电极结构，还包括设置在迹线的相邻迹线之间的虚设桥(dummy bridge)。
(6)根据上述(5)的触摸感测电极结构，其中所述迹线包括彼此相邻的第一迹线和第二迹线，并且虚设桥沿着迹线的延伸方向交替连接至第一迹线和第二迹线。
(7)根据上述(5)的触摸感测电极结构，其中虚设桥包括在迹线的相邻迹线之间隔离的岛图案。
(8)根据上述(5)的触摸感测电极结构，其中虚设单元图案由虚设桥和与虚设桥相邻的迹线线路限定。
(9)根据上述(8)的触摸感测电极结构，其中虚设单元图案具有与包括在感测电极中的单元图案的形状相同的形状，除了虚设单元图案在其至少一部分中具有切割部分以外。
(10)根据上述(1)的触摸感测电极结构，其中感测电极包括具有锯齿形线形状的电极线路和连接电极，所述电极线路通过所述连接电极彼此连接。
(11)根据上述(10)的触摸感测电极结构，其中所述迹线线路和所述电极线路具有相同的形状。
(12)根据上述(1)的触摸感测电极结构，其中所述感测电极和所述迹线包括相同的透明导电氧化物或相同的金属。
(13)一种触摸传感器，包括基底层和在基底层上的根据上述(1)至(12)中任一项的触摸感测电极结构。
(14)一种图像显示设备，包括根据上述(13)的触摸传感器。
在根据本发明示例性实施方式的触摸感测电极结构或触摸传感器中，形成在例如布线区域中的迹线可以包括与使用迹线桥和/或虚设桥形成在感测区域中形成的感测电极的图案结构基本上相同或相似的图案结构。因此，由于感测区域和布线区域中的电极构造的偏差而导致的电极可视性和莫尔条纹(moire)现象可以被抑制。
此外，包括在触摸感测电极结构中的感测电极可以包括以锯齿形构造布置的多个多边形图案。因此，感测电极中的单元电极的密度可以增加以减小电阻并且改善触摸感测分辨率。
例如，触摸传感器可以包括在单层或单个水平上形成的触摸感测电极结构，并且可以被包括在图像显示设备诸如柔性显示设备中。
附图说明
图1和图2是示出根据示例性实施方式的触摸感测电极结构中包括的感测电极的示意性俯视平面图；
图3和图4是示出根据示例性实施方式的触摸感测电极结构中包括的迹线结构的示意性俯视平面图；
图5和图6是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图；
图7和图8是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图；
图9和图10是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图；以及
图11是示出根据示例性实施方式的触摸传感器的示意性横截面图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施方式，一种触摸感测电极结构包括感测电极和迹线结构，迹线结构包括与感测电极的图案形状基本上相同或相似的图案形状，并且迹线结构可以包括通过迹线桥彼此连接的迹线线路。因此，可以提供具有减小的电极可视性和改善的耐久性的触摸感测电极结构。
在下文中，将参考附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员将认识到，提供参考附图描述的这些实施方式是为了进一步理解本发明的精神，并且不限制要保护的主题(如在详细描述和所附权利要求中所公开那样)。
触摸感测电极结构
图1和图2是示出根据示例性实施方式的触摸感测电极结构中包括的感测电极的示意性俯视平面图
在图1和图2中，在同一平面上彼此交叉的两个方向被指定为第一方向和第二方向。例如，第一方向和第二方向可以彼此垂直。由箭头表示的方向和与其相反的方向可以被视为相同的方向。在本申请中包括的所有附图中，方向的定义可以是相同的。
参考图1，感测电极50可以包括多个电极线路10。例如，每个电极线路10可以在第一方向上延伸，并且多个电极线路10可以沿着第二方向布置。
电极线路10可以包括第一电极图案13和第二电极图案15。每个电极线路10可以包括可以重复地且交替地布置的第一电极图案13和第二电极图案15。第一电极图案13和第二电极图案15可以连续地且交替地彼此连接。
第一电极图案13和第二电极图案15可以以预定角度彼此交叉。因此，电极线路10可以具有包括多个弯曲部分的折线或锯齿线的形状。
连接电极20可以插入在相邻电极线路10之间。在示例性实施方式中，连接电极20可以具有在第二方向上延伸的棒形或条形，并且两个相邻电极线路10可以通过连接电极20彼此物理连接和电连接。
单元图案30可以由相邻的第一电极图案13、第二电极图案15以及连接电极20限定。在示例性实施方式中，单元图案30可以是凹多边形图案。多个凹多边形图案可以以锯齿形构造布置。
例如，两个相邻单元图案30可以共同共享一边，并且可以重复布置多个单元图案30。因此，感测电极50可以具有包括具有凹多边形图案形状的单元图案30的网格结构形状。
在一些实施方式中，单元图案30可以是凹六边形图案(例如，具有楔形形状)。如图1中所示，凹六边形图案可以由在第一方向上相邻的两个连接电极20、在第二方向上相邻的两个第一图案13以及在第二方向上相邻的两个第二图案15限定。
单元图案30可以包括第二方向上彼此面对的凸部23和凹部25。例如，连接电极20可以沿第二方向延伸，使得包括在相邻单元图案30中的凸部23和凹部25可以彼此连接。
多个连接电极20可以沿着第一方向布置以形成连接电极列，并且多个连接电极列可沿着第二方向形成。包括在相邻连接电极列中的连接电极20可以沿着第一方向部分地重叠。
如上所述，通过连接电极20可以将凹多边形图案布置成锯齿形网格结构，使得可以在获得希望的开口率的同时增加单位面积中彼此连接的图案或电极的密度。因此，可以改善透射率和电特性(例如，低电阻)。
电极线路10和连接电极20可以由相同的导电材料形成。例如，电极线路10和连接电极20可以包括金属、合金、金属线、或透明导电氧化物。
例如，电极线路10和连接电极20可以包括银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、或其合金(例如，银-钯-铜(APC))。这些可以单独使用或组合使用。
电极线路10和连接电极20可以包括透明导电氧化物，诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)等。
在一些实施方式中，电极线路10和连接电极20可以包括堆叠结构，堆叠结构包括透明导电氧化物和金属。例如，电极线路10和连接电极20可以具有包括透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来增强柔性，并且可以降低电阻以增加信号传输速度。此外，感测电极50的防腐蚀性和透射率可以通过透明导电氧化物层来改善。
如图1中所示，感测电极50可以包括网格结构，网格结构可以包括多个凹多边形图案。网格结构可以被图案化为预定尺寸和形状以形成感测电极50。图1示出了感测电极50的一部分，并且感测电极50的图案化的形状可以不受特别限制。
参考图2，感测电极55的单元图案35可以具有平行四边形形状或菱形形状。例如，多个单元图案35可以沿着第一方向以锯齿形构造重复，同时共享共有的平行四边形的上边和下边。此外，多个单元图案35可以沿着第二方向连接并重复，同时共享共有的平行四边形的倾斜边。
单元图案35可以由包括在电极线路10中的第一电极图案13和第二电极图案15以及连接相邻电极线路10的连接电极20限定。例如，单元图案35可以由在第一方向上相邻的一对连接电极20和在第二方向上相邻的一对电极图案限定。
触摸感测电极结构可以包括具有例如参考图1或图2所描述的电极布置或构造的感测电极。因此，当将触摸感测电极结构应用于图像显示设备(诸如柔性显示设备)时，可以改善每单位面积的图案密度并且可以获得希望的开口率。因此，可以实现高触摸感测分辨率，同时使电极或图案的可视性最小化。
图3和图4是示出根据示例性实施方式的触摸感测电极结构中包括的迹线结构的示意性俯视平面图。
迹线结构可以包括迹线。例如，迹线结构可以包括沿第二方向布置的多个迹线。在第二方向上相邻的迹线在图3和图4中被指定为第一迹线和第二迹线。
参考图3，迹线结构可以包括第一迹线71和第二迹线73。在示例性实施方式中，每个迹线可以包括至少两条迹线线路61和63。
迹线线路可以具有与图1所示的电极线路10的形状或结构基本上相同或相似的形状或结构。在示例性实施方式中，迹线线路可以具有沿第一方向延伸的锯齿线形状或周期性折线形状。
在示例性实施方式中，轨迹71和73的每个可以包括在第二方向上相邻的一对迹线线路或两条迹线线路，例如第一迹线线路61和第二迹线线路63。
迹线71和73的每个中的第一迹线线路61和第二迹线线路63可以通过迹线桥65彼此电连接和物理连接。多个迹线桥65可以沿着第一方向重复布置，使得第一迹线线路61和第二迹线线路63可以彼此连接。
迹线71和73的每个可以包括多个迹线单元图案30a。在示例性实施方式中，迹线单元图案30a可以具有与包括在电连接至迹线的感测电极中的单元图案的形状基本上相同或相似的形状。
在一些实施方式中，迹线单元图案30a可以具有与包括在图1中所示的感测电极50中的单元图案30的形状基本上相同或相似的形状(例如，凹六边形形状)。
第一迹线71和第二迹线73可以电连接至不同的感测电极，以用作来自感测电极的触摸信号或来自驱动电路的输入信号的传输路径。第一迹线71和第二迹线73可以彼此物理分离和电分离。
参考图4，迹线结构可以包括第一迹线81和第二迹线83，迹线81和83的每个可以包括第一迹线线路62和第二迹线线路64。第一迹线线路62和第二迹线线路64可以通过迹线81和83的每个中的迹线桥75电连接和物理连接。
迹线桥75可以插入迹线81和83的每个中以限定迹线单元图案35a。
如上所述，迹线单元图案35a可以具有与包括在电连接至迹线的感测电极中的单元图案的形状基本上相同或相似的形状。在一些实施方式中，迹线单元图案35a可以具有与包括在图2所示的感测电极55中的单元图案35的形状基本上相同或相似的形状(例如，平行四边形形状或菱形形状)。
参考图3和图4所描述的，连接至每个感测电极的迹线可以包括由迹线桥合并的多个迹线线路。因此，可以减小每条迹线的电阻而不增加每条迹线线路的体积或横截面。此外，即使一条迹线线路损坏，另一条迹线线路也可以防止整个迹线的故障或失效。
此外，感测电极和迹线可以形成为具有基本上相同的形状，使得由于图案形状偏差导致的电极可视性和莫尔条纹现象可以被抑制。
图5和6是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图。
参考图5，迹线结构还可以包括虚设桥67a。
迹线结构可以包括迹线71和73，迹线71和73具有基本与图3中所示的形状或结构相同的形状或结构。每个迹线71和73可以包括例如第一迹线线路61和第二迹线线路63以及迹线桥65。
在示例性实施方式中，虚设桥67a可以插入在相邻的迹线71和73之间。例如，多个虚设桥67a可以沿第一方向重复布置。
虚设桥67a可以考虑图1中所示的感测电极50的图案形状来布置。例如，可以通过虚设桥67a在第一迹线71和第二迹线73之间的区域中限定具有基本上为凹六边形形状的虚设单元图案。虚设单元图案可以在至少一个顶点中被破坏或切割。
虚设桥67a可以连接至第一迹线71和第二迹线73中的一个。在一些实施方式中，虚设桥67a可以沿着第一方向交替地连接至第一迹线71和第二迹线73。
虚设桥67a可以交替地连接至第一迹线71和第二迹线73，使得每个迹线的电稳定性和机械稳定性可以被均匀地改善。
参考图6，虚设桥67b可以包括在第一迹线71和第二迹线73之间隔离的岛型图案。在示例性实施方式中，每个虚设桥67b可以在第一迹线71和第二迹线73之间延伸，并且可以与第一迹线71和第二迹线73物理分离。
图7和8是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图。
迹线结构可以包括迹线81和83，迹线81和83具有基本上与图4中所示的形状和结构相同的形状和结构。迹线81和83的每个可以包括例如第一迹线62和第二迹线64以及迹线桥75。
在示例性实施方式中，多个虚设桥77a可以沿着第一方向在相邻迹线81和83之间重复布置。
虚设桥77a可以考虑图2中所示的感测电极55的图案形状来布置。例如，具有基本上为平行四边形或菱形形状的虚设单元图案可以由虚设桥67a限定在第一迹线81和第二迹线83之间的区域中。虚设单元图案可以在至少一个顶点中被破坏或切割。
在一些实施方式中，虚设桥77a可以沿着第一方向交替且重复地连接至第一迹线81和第二迹线83。
参考图8，虚设桥77b可以是存在于第一迹线81和第二迹线83之间的区域中的岛型图案。
参考图3到图8描述的迹线结构可以包括与参考图1和图2描述的感测电极的材料基本上相同的材料。另外，迹线结构和感测电极可以通过基本上相同的蚀刻或图案化工艺形成。
图9和图10是示出根据一些示例性实施方式的迹线结构的示意性俯视平面图。
参考图9，触摸感测电极结构可以包括感测电极50、以及可以连接至感测电极50并从其分叉的迹线71和73。例如，第一迹线71和第二迹线73可以分别连接至不同的感测电极50。
如果感测电极50可以包括如参考图1所描述的凹六边形单元图案，迹线71和73还可以包括通过迹线桥65形成的凹六边形迹线单元图案。
在一些实施方式中，虚设桥67a可以布置在迹线71和73之间。因此，迹线结构与感测电极50的相似性可以进一步被增强。
参考图10，触摸感测电极结构的感测电极55可以包括具有参考图2所描述的大致平行四边形或菱形形状的单元图案。在这种情况下，从每个感测电极55分出的迹线81和83还可以包括具有通过迹线线路62和64以及迹线桥75形成的大致平行四边形或菱形形状的迹线单元图案。
在一些实施方式中，虚设桥77a可以被包括在迹线81和83之间。因此，迹线结构与感测电极55的相似性可以被进一步增强。
图9和图10可以仅示出感测电极50和55的一部分，并且单元图案可以被组装，使得感测电极50和55可以具有例如大致多边形形状，诸如菱形。
触摸传感器和图像显示设备
图11是示出根据示例性实施方式的触摸传感器的示意性横截面图。
参考图11，触摸传感器可以包括基底层100和在基底层100上的触摸感测电极结构。触摸感测电极结构可以包括感测电极110和迹线120。
触摸传感器可以包括第一区域I和第二区域II。第一区域I可以是用于实现触摸输入感测的感测区域。第二区域II可以是迹线区域或布线区域。
基底层100可以包括可以用作用于形成触摸感测电极结构的基层的膜基底。例如，基底层100可以包括通常用于触摸传感器中的基底或膜材料，例如玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。聚合物可以包括例如环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚酰亚胺(PI)、乙酸丙酸纤维素(CAP)、聚醚砜(PES)、三乙酸纤维素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。无机绝缘材料可以包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物等。
感测电极110可以设置在第一区域I的基底层100上。例如，感测电极110可以具有如参考图1或图2所描述的结构。例如，感测电极110可以包括其中可以组装多边形单元图案的网格结构。
迹线120可以设置在第二区域II的基底层100上。迹线120可以从每一个感测电极110分出以在第二区域II上延伸。
如参考图3至8所描述的，至少两条迹线线路可以通过迹线桥连接以形成迹线120。在一些实施方式中，虚设桥可以插入在相邻迹线之间。
可以在基底层100上形成钝化层140以覆盖感测电极110。也可以在第二区域II上形成钝化层140以至少部分地覆盖迹线120。
在一些实施例方式，形成在第二区域II上的钝化层140的一部分可以被部分去除，使得迹线120的一部分可以被暴露。迹线120的暴露部分可以用作连接到外部电路构件(诸如柔性印刷电路板(FPCB))的焊盘部分130。
钝化层140可以由诸如氧化硅、氮化硅等的无机绝缘材料或诸如丙烯酸系树脂、硅氧烷系树脂等的有机绝缘材料形成。
图11示出了感测电极110和迹线120具有单层结构。然而，感测电极110和迹线120可以具有多层结构。例如，感测电极110和迹线120可以包括透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的堆叠结构。
在示例性实施方式中，触摸传感器可以是自电容型传感器。在这种情况下，感测电极110可以被布置在单个水平上，并且迹线120可以被单独地连接至每个感测电极110。
在一些实施方式中，触摸传感器可以是互电容型传感器。在这种情况下，感测电极110可以包括沿着两个交叉方向布置的第一电极和第二电极。此外，可以包括用于连接相邻的第一感测电极同时使第一电极与第二电极绝缘的桥电极。可以进一步形成在其上可以设置桥电极的绝缘图案。
根据示例性实施方式，提供一种包括图11的触摸传感器的图像显示设备。
图像显示设备可以包括显示面板，显示面板可以包括面板基底、包括在面板基底上的薄膜晶体管(TFT)的像素电路、以及连接至像素电路的像素单元。在示例性实施方式中，触摸传感器可以设置在显示面板上，并且窗口基底可以堆叠在触摸传感器上。
像素单元可以包括用于实现液晶显示器(LCD)的液晶层或用于实现有机发光二极管(OLED)显示器的有机发光层。
如果面板基底可以包括柔性材料诸如聚酰亚胺，则图像显示设备可以用作柔性显示器。如上所述，根据示例性实施方式的触摸传感器可以具有改善的机械稳定性和光学性质，使得可以在被折叠或弯曲的同时提供稳定的感测操作。
可以在显示面板和触摸传感器之间或在触摸传感器上进一步包括用于改善图像显示设备的光学性质和透射率的功能层，诸如偏光器、偏光片、延迟膜等。

Claims (14)

1.一种触摸感测电极结构，包括：
感测电极，每个所述感测电极包括多个单元图案；以及
电连接至所述感测电极的迹线，所述迹线包括：
至少两条迹线线路；以及
将所述至少两条迹线线路彼此连接的迹线桥。
2.根据权利要求1所述的触摸感测电极结构，其中所述迹线包括具有与所述感测电极中包括的所述单元图案的形状相同的形状的迹线单元图案。
3.根据权利要求2所述的触摸感测电极结构，其中所述单元图案和所述迹线单元图案具有凹多边形形状。
4.根据权利要求2所述的触摸感测电极结构，其中所述单元图案和所述迹线单元图案具有平行四边形形状或菱形形状。
5.根据权利要求1所述的触摸感测电极结构，还包括设置在所述迹线当中的相邻迹线之间的虚设桥。
6.根据权利要求5所述的触摸感测电极结构，其中所述迹线包括彼此相邻的第一迹线和第二迹线，并且
所述虚设桥沿着所述迹线的延伸方向交替连接至所述第一迹线和所述第二迹线。
7.根据权利要求5所述的触摸感测电极结构，其中所述虚设桥包括在所述迹线当中的相邻迹线之间隔离的岛图案。
8.根据权利要求5所述的触摸感测电极结构，其中虚设单元图案由所述虚设桥和与所述虚设桥相邻的所述迹线线路限定。
9.根据权利要求8所述的触摸感测电极结构，其中所述虚设单元图案具有与所述感测电极中包括的所述单元图案的形状相同的形状，除了所述虚设单元图案在其至少一部分中具有切割部分以外。
10.根据权利要求1所述的触摸感测电极结构，其中所述感测电极包括具有锯齿形线形状的电极线路和连接电极，所述电极线路通过所述连接电极彼此连接。
11.根据权利要求10所述的触摸感测电极结构，其中所述迹线线路和所述电极线路具有相同的形状。
12.根据权利要求1所述的触摸感测电极结构，其中所述感测电极和所述迹线包括相同的透明导电氧化物或相同的金属。
13.一种触摸传感器，包括：
基底层；以及
在所述基底层上的根据权利要求1至12中任一项所述的触摸感测电极结构。
14.一种图像显示设备，包括根据权利要求13所述的触摸传感器。
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