CN111488085A

CN111488085A - 触摸传感器、包括该触摸传感器的窗口堆叠结构和图像显示装置

Info

Publication number: CN111488085A
Application number: CN202010069923.8A
Authority: CN
Inventors: 李喆勋; 梁珍福
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-08-04
Also published as: KR20200093280A; WO2020159120A1; KR102526899B1; CN211015464U

Abstract

一种触摸传感器，包括：基板层；第一感测电极，该第一感测电极在基板层上沿行方向布置，该第一感测电极中的每个在其两端包括突起；第二感测电极，该第二感测电极在基板层上沿列方向布置，该第二感测电极在其两端包括连接部分，该第二感测电极在列方向上与连接部分一体地连接；和桥接电极，该桥接电极与在行方向上相邻的突起电连接。所述突起关于连接部分间隔开以彼此面对，并且连接部分包括凹部。还提供包括触摸传感器的窗口堆叠结构和图像显示装置。

Description

触摸传感器、包括该触摸传感器的窗口堆叠结构和图像显示装置

技术领域

本发明涉及触摸传感器、包括其的窗口堆叠结构和图像显示装置。更具体地，本发明涉及包括多个导电层的触摸传感器以及包括其的窗口堆叠结构和图像显示装置。

背景技术

随着信息技术的发展，对具有更薄尺寸、轻质、高功耗效率等的显示装置的各种需求日益增加。该显示装置可以包括平板显示装置，例如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)装置、电致发光显示装置、有机发光二极管(OLED)显示装置等。

还开发了能够通过用手指或输入工具选择在屏幕上显示的指令来输入用户指示的触摸面板或触摸传感器。触摸面板或触摸传感器可以与显示装置结合，从而可以在一个电子设备中实现显示和信息输入功能。

触摸传感器包括感测电极，其用于通过电容变化将来自用户的触摸输入转换为电信号。感测电极被布置在图像显示装置的显示区域中，因此当用户识别出感测电极时，从图像显示装置实现的图像质量可能下降。

例如，如在韩国专利申请公开第2014-0092366号中所公开那样，最近开发了组合有包括触摸传感器的触摸屏面板的各种图像显示装置。然而，需要用于在不降低电性能和触摸传感器的灵敏度的情况下防止识别出感测电极的感测电极的构造。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种具有改善的光学性能和电性能的触摸传感器。

根据本发明的一方面，提供一种包括具有改善的光学性能和电性能的触摸传感器的图像显示装置。

根据本发明的一方面，提供一种包括具有改善的光学性能和电性能的触摸传感器的窗口堆叠结构。

本发明构思的以上方面将通过以下特征或构造来实现：

(1)一种触摸传感器，包括：基板层；第一感测电极，所述第一感测电极在所述基板层上沿行方向布置，所述第一感测电极中的每个在其两端包括突起；第二感测电极，所述第二感测电极在所述基板层上沿列方向布置，所述第二感测电极在其两端包括连接部分，所述第二感测电极在列方向上与所述连接部分一体地连接；和桥接电极，所述桥接电极与在行方向上相邻的突起电连接，其中，所述突起相对于所述连接部分间隔开以彼此面对，并且所述连接部分包括凹部。

(2)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述突起插入所述凹部中。

(3)根据上述(2)所述的触摸传感器，其中，所述连接部分包括：第一部分，所述第一部分与所述第二感测电极的两端相邻；和第二部分，所述第二部分由于所述凹部而具有相对于所述第一部分的宽度减小的宽度。

(4)根据上述(3)所述的触摸传感器，其中，所述凹部的在列方向上的长度在70μm至200μm的范围内。

(5)根据上述(3)所述的触摸传感器，其中，所述第二部分的宽度在50μm至150μm的范围内。

(6)根据上述(1)所述的触摸传感器，还包括绝缘层，所述绝缘层至少部分地覆盖所述基板层上的所述第一感测电极和所述第二感测电极。

(7)根据上述(6)所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极与所述绝缘层上的所述凹部相交。

(8)根据上述(7)所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极穿过所述绝缘层形成，以直接接触所述第一感测电极的突起。

(9)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述突起的角部和所述连接部具有圆角化的形状。

(10)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极的角部具有圆角化的形状。

(11)一种窗口堆叠结构，包括：窗口基板；和根据上述(1)至(10)中任一项所述的触摸传感器，所述触摸传感器在所述窗口基板上。

(12)根据上述(11)所述的窗口堆叠结构，还包括偏光层，所述偏光层在所述窗口基板与所述触摸传感器之间或在所述触摸传感器上。

(13)一种图像显示装置，包括：显示面板；和根据以上(1)至(10)中任一项所述的触摸传感器，所述触摸传感器在所述显示面板上。

在根据本发明的示例性实施方式的触摸传感器中，可以改变例如列方向感测电极和行方向感测电极的相交区域中的图案形状，使得可以防止由于电极图案的交叠而导致的相交区域处的电极识别或可见性。

在一些实施方式中，图案形状可以包括圆角化部分，使得可以进一步防止电极识别。

附图说明

图1是示出了电容型触摸传感器中的电极布置的示例的示意性俯视平面图。

图2和图3分别是示出根据示例性实施方式的触摸传感器的相交区域的俯视平面图和横截面图。

图4是示出根据一些示例性实施方式的触摸传感器的相交区域的俯视平面图。

图5是示出根据示例性实施方式的窗口堆叠结构和图像显示装置的横截面示意图。

图6和图7是示出根据连接部分的宽度测量沟道电阻的结果的坐标图。

图8是示出根据包括在连接部分中的凹部的长度来测量沟道电阻的结果的坐标图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施方式，提供一种触摸传感器，其包括在感测电极的相交区域处的突起和凹部，从而可以抑制电极可见性。此外，提供一种包括该触摸传感器的图像显示装置。

在下文中，将参考附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员应理解，提供参考附图描述的这样的实施方式用于进一步理解本发明的精神，并且不限制如在详细说明书和所附权利要求中公开的要保护的主题。

这里使用的术语“行方向”和“列方向”用于相对地指定彼此交叉的两个方向，而不是表示绝对方向。

参考图1，触摸传感器包括例如布置在基板层100上的第一感测电极50和第二感测电极60。

基板层100可以包括支撑层、绝缘夹层和用于形成感测电极50和60的膜型基板。例如，基板层100可以包括通常在触摸传感器中使用的膜材料。例如，基板层100可以包括玻璃、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)、丙酸醋酸纤维素(CAP)、聚醚砜(PES)、三醋酸纤维素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。无机绝缘材料可包括，例如硅的氧化物、硅的氮化物、氮氧化硅、金属氧化物等。

在一些实施方式中，应用了触摸传感器的图像显示装置中的层或膜构件也可以用作基板层100。例如，包括在显示面板中的封装层或钝化层可以用作基板层100。

第一感测电极50和第二感测电极60可以沿着两个不同的交叉方向布置。例如，第一感测电极50可以沿着基板层100的上表面的行方向(或X方向)布置。第二感测电极60可以沿着基板层100的上表面的列方向(或Y方向)布置。

在列方向上相邻的第二感测电极60可以通过连接部分65彼此连接。连接部分65可以一体地连接至第二感测电极60，并且可以基本上设置为一体式构件。

多个第二感测电极60可以通过连接部分65彼此一体地连接以限定第二感测电极列。多个第二感测电极列可以沿着行方向布置。

第一感测电极50中的每个可以具有独立的岛图案形状。在行方向上相邻的第一感测电极50可以经由桥接电极55彼此电连接。

因此，可以限定包括经由桥接电极55彼此连接的多个第一感测电极50的第一感测电极行。多个第一感测电极行可以沿着列方向布置。

第一感测电极50和第二感测电极60、和/或桥接电极55可以包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)等，或透明导电材料，例如银纳米线(AgNW)、碳纳米管(CNT)、石墨烯、金属网、导电聚合物等。

在一些实施方式中，桥接电极55可以包括金属诸如银(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)、钼(Mo)、钙(Ca)或其合金。

在一些实施方式中，第一感测电极50和第二感测电极60和/或桥接电极55可以包括透明导电氧化物层和金属层的堆叠结构。

在一些实施方式中，可以将桥接电极55形成为包括低电阻金属，以减小通过第一感测电极行的沟道电阻。在一些实施方式中，第一感测电极50和第二感测电极60可以包括如上所述的透明导电氧化物，以改善触摸传感器的透射率。

迹线可以从第一感测电极行和第二感测电极列的每一个延伸。例如，第一迹线70可以从每个第一感测电极行延伸，并且第二迹线80可以从每个第二感测电极列延伸。

第一迹线70和第二迹线80的端部可被收集到分配在基板层100的一端处的结合区域中。端部可通过例如各向异性导电膜(ACF)与柔性印刷电路板(FPCB)结合。触摸传感器驱动IC芯片可以经由柔性印刷电路板电连接至第一迹线70和第二迹线80。

第一迹线70和第二迹线80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)、钼(Mo)、钙(Ca)或其合金(例如，银-钯-铜(APC))。这些可以单独使用或组合使用。

在平面图中，桥接电极55和连接部分65可以在图1中由虚线圆圈表示的相交区域C处交叠并彼此交叉。如图3中所示，桥接电极55和连接部分65可以相对于介于其间的绝缘层120彼此面对。

因此，例如，由于层间折射率差引起的界面反射增加，并且在相交区域C中可能引起色感差，因此可能引起用户的电极识别。

图2和图3分别是示出根据示例性实施方式的触摸传感器的相交区域的俯视平面图和横截面图。具体而言，图3是厚度方向上沿图2的线I-I'截取的横截面图。

参考图2和图3，如参考图1所描述那样，第一感测电极110可以相对于一体地连接至第二感测电极130的连接部分135在物理上彼此间隔开。在平面图中，桥接电极115可以与绝缘层120上的连接部分135交叠并且交叉。

在示例性实施方式中，可以在行方向上在第一感测电极110的两端形成突起112。相邻的第一感测电极110的突起112可以间隔开以在行方向上彼此面对。

第二感测电极130可以经由在列方向上的第二感测电极130的两端处形成的连接部分135彼此一体地连接。在示例性实施方式中，连接部分135可以包括在行方向上可以凹进的凹部132。

如图2中所示，可以在一个连接部分135中形成在行方向上彼此面对的一对凹部132。连接部分135可以包括中央部分，该中央部分的宽度被凹部132减小。

例如，连接部分135可以包括第一部分135a和第二部分135b。第一部分135a可以包括直接连接至第二感测电极130的连接部分135的两端。第二部分135b可以包括被凹部132窄化的部分。在示例性实施方式中，一对第一部分135a可以连接至第二部分135b的两端。

在一些实施方式中，可以将包括在第一感测电极110中的突起112插入到包括在第二感测电极130的连接部分135中的凹部132中。在行方向上相邻的一对突起112可以关于连接部分135或第二部分135b而彼此面对。

绝缘层120可以至少部分地覆盖第一感测电极110和第二感测电极130。桥接电极115可以形成在绝缘层120上，以将在行方向上相邻的第一感测电极110电连接。

如图3中所示，桥接电极115可以包括可以穿过绝缘层120形成并且可以接触第一感测电极110的接触部115a。在示例性实施方式中，包括在桥接电极115中的接触部115a可以直接接触第一感测电极110的突起112的顶表面。

在绝缘层120上可以形成覆盖桥接电极115的钝化层140。绝缘层120和钝化层140可以包括有机绝缘材料，例如硅氧烷树脂、丙烯酸系树脂等，或者无机绝缘材料，例如硅的氧化物、硅的氮化物、氮氧化硅等。

如上所述，在图1中所示的相交区域C处的电极占据区域可以被第一感测电极110的突起112以及第二感测电极130的凹部132或第二部分135b减小。因此，可以减小或避免在相交区域C处引起的电极可见性。

另外，可以通过使用凹部132减小突起112之间的距离来减小桥接电极115的长度。因此，可以抑制或减小由于电极层的交叠引起的电极可见性。

可以在连接部分135中相对地增加第一部分135a的面积，以防止由第二部分135b过度增大第二感测电极列中的沟道电阻。

因此，可以减小电极在相交区域C中交叠的面积或大小，以抑制电极可见性，同时防止沟道电阻增加以维持适当的信号传输速率。

再次参考图2，连接部分135的第二部分135b的宽度(b)可以小于连接部分135的第一部分135a的宽度(a)。在一些实施方式中，连接部分135的第二部分135b的宽度(沿行方向的宽度)(b)可以为约50μm至150μm。例如，如果第二部分135b的宽度小于约50μm，则第二感测电极列的沟道电阻可能过度增加。如果第二部分135b的宽度超过约150μm，则可能难以实现上述防止电极可见性的效果，并且可能会减弱沟道电阻降低的效果。在一个实施方式中，第二部分135b的宽度可为约50μm至约100μm。

在一些实施方式中，凹部132的长度(沿列方向的长度)(c)可以为约70μm至约200μm。如果凹部132的长度小于约70μm，则突起112的宽度也可被过度减小，从而增加第一感测电极行的沟道电阻。此外，可能无法在突起112和连接部分135之间获得足够的间隙，从而引起相互信号干扰。

如果凹部132的长度超过约200μm，则第二感测电极列的长度可能过度增加，从而导致沟道电阻增加。

优选地，凹部132的长度可以为约100μm至约200μm。

参考图4，包括在第一感测电极110中的突起113的角部和形成在第二感测电极120的连接部分137中的凹部132可以具有圆角化形状。因此，连接部分137中的第一部分137a和第二部分137b的角部也可以具有圆角化形状。

电极的角部被圆角化，使得可以进一步防止由于突然的图案轮廓变化所引起的电极识别或可见性。另外，随着引入圆角化轮廓，可以减少由于与其上安装有触摸传感器的显示面板的电极和线交叠而引起的莫尔现象。

在一些实施方式中，桥接电极117的角部也可以被圆角化，使得可以更有效地实现防止电极识别和莫尔现象。

参考图5，根据如上所述的示例性实施方式，窗口堆叠结构250可以包括窗口基板230、偏光层210和触摸传感器200。

窗口基板230可以包括例如硬涂膜。在一个实施方式中，可以在窗口基板230的表面的外围部分上形成遮光图案235。遮光图案235可以包括彩色印刷图案，并且可以具有单层或多层结构。图像显示装置的边框部分或非显示区域可以由遮光图案235限定。

偏光层210可以包括涂覆型偏光器或偏光板。涂覆型偏光器可以包括液晶涂层，该液晶涂层可以包括可交联的液晶化合物和二色性染料。在这种情况下，偏光层210可以包括用于提供液晶涂层的取向的取向层。

例如，偏光板可包括聚乙烯醇系偏光器和附接至聚乙烯醇系偏光器的至少一个表面的保护膜。

偏光层210可以直接附接至窗口基板230的表面，或者可以经由第一粘合层220附接。

触摸传感器200可以作为膜或面板被包括在窗口堆叠结构250中。在一个实施方式中，触摸传感器200可以经由第二粘合层225与偏光层210结合。

如图5中所示，窗口基板230、偏光层210和触摸传感器200可以从观看者侧顺序地定位。在这种情况下，触摸传感器200的电极层可以布置在偏光层210下方，使得可以有效地防止观看者识别电极图案。如上所述，可以通过在相交区域C处的电极结构来进一步防止电极识别。

在一个实施方式中，触摸传感器200可以被直接转印至窗口基板230或偏光层210。在一个实施方式中，窗口基板230、触摸传感器200和偏光层210可以从观察者侧顺序地定位。

图像显示装置可以包括显示面板360和布置在显示面板360上的窗口堆叠结构250。

显示面板360可以包括设置在面板基板300上的像素电极310、像素限定层320、显示层330、相对电极340和封装层350。

可以在面板基板300上形成包括薄膜晶体管(TFT)的像素电路，并且可以形成覆盖像素电路的绝缘层。像素电极310可以与例如绝缘层上的TFT的漏极电连接。

像素限定层320可以形成在绝缘层上，并且可以通过像素限定层320暴露像素电极310，使得可以限定像素区域。显示层330可以形成在像素电极310上，并且显示层330可以包括例如液晶层或有机发光层。

相对电极340可以设置在像素限定层320和显示层330上。相对电极340可以用作例如图像显示装置的公共电极或阴极。封装层350可以设置在相对电极340上以保护显示面板360。

在一些实施方式中，显示面板360和窗口堆叠结构250可以通过粘合层260彼此结合。例如，粘合层260的厚度可以大于第一粘合层220和第二粘合层225的每个厚度。在范围为-20℃至80℃的温度下，粘合层260的粘弹性可以为约0.2MPa或更低。在这种情况下，可以阻挡来自显示面板360的噪声，并且可以减轻弯曲时的界面应力，使得可以避免对窗口堆叠结构250的损坏。在一个实施方式中，粘合层260的粘弹性可以在约0.01MPa至约0.15MPa的范围内。

在下文中，提出优选实施方式以更具体地描述本发明。然而，给出以下实施例仅用于说明本发明，并且相关领域的技术人员将清楚地理解，这些实施例不限制所附权利要求，而是在本发明的范围和精神内可以进行各种改变和修改。这样的改变和修改被适当地包括在所附权利要求中。

实验例1：根据连接部分(第二部分)的宽度测量沟道电阻

在COP基板上形成第一感测电极和第二感测电极，其每个单位电极的尺寸为4mm×4mm。第二感测电极通过连接部分一体地连接，并且形成凹部，使得连接部分包括宽度减小的第二部分，如图2中所示。第一感测电极形成为包括相对于第二部分彼此面对的突起。感测电极由薄层电阻为40Ω/□的ITO形成。

形成覆盖第一感测电极和第二感测电极的绝缘层，并且在绝缘层上形成桥接电极以连接相邻的第一感测电极。具体地，穿过绝缘层形成尺寸为30μm×30μm的接触孔。在绝缘层上形成填充接触孔的导电层，然后进行图案化以形成桥接电极。

测量如上所述制造的触摸传感器的第一感测电极行和第二感测电极列的沟道电阻。

具体地，图6示出了当桥接电极由具有40μ/□的薄层电阻的ITO形成为具有60μm的宽度(包括在第二感测电极的连接部分中的第一部分的宽度(a)被固定为250μm，并且凹部的长度(c)被固定为90μm)时，根据第二部分的宽度(b)变化的沟道电阻变化。图7示出除了桥接电极由具有0.2Ω/□的薄层电阻的金属形成为具有4μm的宽度之外在与图6相同的条件下的沟道电阻的变化。

参考图6和图7，通过第一感测电极行的沟道电阻(x电阻)保持恒定，并且通过第二感测电极列的沟道电阻(y电阻)有逐渐减小趋势。

实验例2：根据凹部的长度测量沟道电阻

图8是示出根据包括在连接部分中的凹部的长度测量沟道电阻的结果的坐标图。

具体地，感测电极和ITO桥接电极形成为与实验例1中的感测电极和ITO桥接电极具有相同的材料和尺寸。当第一部分的宽度(a)被固定为250μm，并且第二部分的宽度(b)被固定为75μm时，根据凹部的长度(c)的变化来测量沟道电阻的变化。包括在第一感测电极中的突起的宽度以改变凹部的长度的相同比率增加。

参考图8，当凹部的长度增加到大于约70μm时，通过第一感测电极和第二感测电极的电阻的减小和增大得到平衡，使得抑制了总电阻的增大。当凹部的长度为约100μm以上时，总电阻维持为大致恒定。

如参考图6至图8所描述的，通过调节连接部分和凹部的尺寸来防止沟道电阻的增加，同时还防止了电极的可见性。

Claims

1.一种触摸传感器，包括：

基板层；

第一感测电极，所述第一感测电极在所述基板层上沿行方向布置，所述第一感测电极中的每个在其两端包括突起；

第二感测电极，所述第二感测电极在所述基板层上沿列方向布置，所述第二感测电极在其两端包括连接部分，所述第二感测电极在列方向上与所述连接部分一体地连接；和

桥接电极，所述桥接电极与在行方向上相邻的突起电连接，

其中，所述突起相对于所述连接部分间隔开以彼此面对，并且所述连接部分包括凹部。

2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述突起插入所述凹部中。

3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述连接部分包括：

第一部分，所述第一部分与所述第二感测电极的两端相邻；和

第二部分，所述第二部分由于所述凹部而具有相对于所述第一部分的宽度减小的宽度。

4.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述凹部在所述列方向上的长度在70μm至200μm的范围内。

5.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述第二部分的宽度在50μm至150μm的范围内。

6.根据权利要求1所述的触摸传感器，还包括绝缘层，所述绝缘层至少部分地覆盖所述基板层上的所述第一感测电极和所述第二感测电极。

7.根据权利要求6所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极与所述绝缘层上的所述凹部相交。

8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极穿过所述绝缘层形成，以直接接触所述第一感测电极的所述突起。

9.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述突起的角部和所述连接部分具有圆角化的形状。

10.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述桥接电极的角部具有圆角化的形状。

11.一种窗口堆叠结构，包括：

窗口基板；和

根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器在所述窗口基板上。

12.根据权利要求11所述的窗口堆叠结构，还包括偏光层，所述偏光层在所述窗口基板与所述触摸传感器之间或在所述触摸传感器上。

13.一种图像显示装置，包括：

显示面板；和

根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器在所述显示面板上。