CN112272815A - 触摸传感器模块、含触摸传感器模块的窗口堆叠结构及含触摸传感器模块的图像显示设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明实施例的一种触摸传感器模块包括：触摸传感器层，该触摸传感器层包括感测电极和从感测电极分支的迹线；柔性电路板，该柔性电路板电连接到触摸传感器层的一个端部部分处的迹线；以及支撑结构，该支撑结构部分地覆盖柔性电路板和触摸传感器层两者。该支撑结构可防止柔性电路板、触摸传感器层中所包括的电极以及布线的损坏和分离。

Description

触摸传感器模块、含触摸传感器模块的窗口堆叠结构及含触 摸传感器模块的图像显示设备
技术领域
本发明涉及一种触摸传感器模块、一种包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构以及一种包括该触摸传感器模块的图像显示设备。更具体地，本发明涉及一种包括感测电极和绝缘结构的触摸传感器模块、一种包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构以及一种包括该触摸传感器模块的图像显示设备。
背景技术
随着信息技术的发展，对具有更薄尺寸、重量轻、功耗效率高等的显示设备的各种需求正在增加。该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。
还开发了能够通过用手指或输入工具选择屏幕上所显示的指令来输入用户指引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设备结合，从而可以在一个电子设备中实现显示和信息输入功能。
随着正在开发能够弯曲或折叠的柔性显示器，还需要具有适当特性、结构和构造以应用于柔性显示器的触摸传感器。另外，考虑到与图像显示设备中的主板、电路板等的连接可靠性，可能需要触摸传感器的适当的位置和结构设计。
例如，如韩国专利公开出版物第2014-0092366号中所公开，正在开发与各种图像显示设备结合的触摸传感器或触摸屏面板。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种具有改善的电学和机械可靠性的触摸传感器模块。
根据本发明的一个方面，提供了一种包括具有改善的电学和机械可靠性的触摸传感器模块的窗口堆叠结构。
根据本发明的一个方面，提供了一种包括具有改善的电学和机械可靠性的触摸传感器模块的图像显示设备。
(1)一种触摸传感器模块，包括：触摸传感器层，所述触摸传感器层包括感测电极和从所述感测电极分支的迹线；柔性电路板，所述柔性电路板电连接到所述触摸传感器层的一个端部部分处的所述迹线；以及支撑结构，所述支撑结构共同地部分覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层。
(2)根据(1)所述的触摸传感器模块，其中触摸传感器层包括：显示区域，其中布置有所述感测电极；迹线区域，其中设置有所述迹线；以及连接区域，其中设置有所述迹线的终端。
(3)根据(2)所述的触摸传感器模块，其中所述柔性电路板在所述连接区域中电连接到所述迹线的所述终端，并且所述支撑结构在平面视图中覆盖所述连接区域和所述迹线区域。
(4)根据(3)所述的触摸传感器模块，其中所述触摸传感器层还包括边缘区域，在所述边缘区域中，所述感测电极中的一些感测电极布置在所述显示区域和所述迹线区域之间。
(5)根据(4)所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构在所述平面视图中覆盖所述边缘区域。
(6)根据(5)所述的触摸传感器模块，其中所述边缘区域用作弯曲区域。
(7)根据(1)所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构包括：基板层；以及形成在所述基板层上的支撑层，其中所述支撑层包括粘合剂材料。
(8)根据(1)所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构的拉伸模量在1500至5000MPa的范围内。
(9)根据(8)所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构对所述触摸传感器层的粘附力大于所述支撑结构对所述柔性电路板的粘附力。
(10)根据(9)所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构对所述触摸传感器层的所述粘附力为2N/12mm或更大，并且所述支撑结构对所述柔性电路板的所述粘附力为0.5N/0.5mm或更大。
(11)一种触摸传感器模块，包括：触摸传感器层，所述触摸传感器层包括感测电极和从所述感测电极分支的迹线；柔性电路板，所述柔性电路板电连接到所述触摸传感器层的一个端部部分处的所述迹线；以及支撑结构，所述支撑结构共同地部分覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层；光学层，所述光学层设置在所述触摸传感器层的中央部分上，并且在水平方向上与所述支撑结构间隔开以形成间隙；以及填充层，所述填充层至少部分地填充所述间隙。
(12)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的顶表面比所述光学层和所述支撑结构的顶表面低。
(13)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层部分地覆盖所述支撑结构的顶表面，并且所述填充层的顶表面比所述光学层的顶表面低。
(14)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的粘度在室温下在1000至5000cP的范围内。
(15)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的拉伸模量在5至3500MPa的范围内。
(16)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层对所述触摸传感器层的表面的粘附力为2N/25mm或更大。
(17)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述光学层包括偏振器、偏光板、延迟膜、反射片、增亮膜、折射率匹配膜中的至少一者。
(18)根据(11)所述的触摸传感器模块，其中所述填充层包括粘合剂树脂。
(19)一种窗口堆叠结构，包括：窗口基板；以及根据(1)至(18)中任一项所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述窗口基板的表面上。
(20)一种图像显示设备，包括：显示面板；以及根据(1)至(18)中任一项所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述显示面板上。
根据本发明的实施例的一种触摸传感器模块可包括支撑结构，所述支撑结构部分地覆盖触摸传感器层和柔性印刷电路板。当触摸传感器模块折叠或弯曲时，可通过支撑结构防止柔性印刷电路板的分层，并且还可防止在弯曲区域中损坏感测电极或迹线。
在一些实施例中，所述触摸传感器模块还可包括设置在触摸传感器层上的光学膜。可在支撑结构和光学膜之间形成间隙，并且可形成填充层以填充该间隙。通过填充层可进一步提高支撑结构的粘结强度或粘附性，并且当剥离触摸传感器层下方的保护膜时，可额外地抑制对感测电极或迹线的损坏。
触摸传感器模块可被制造为无基板型薄膜，并且可有效地应用于诸如柔性显示器等图像显示设备。
附图说明
图1是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性截面图。
图2是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性截面图。
图3是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性截面图。
图4和图5是示出根据示例性实施例的触摸传感器层的顶部平面视图。
图6是示出根据示例性实施例的窗口堆叠结构和图像显示设备的示意图。
图7和图8是示出根据示例性实施例的与触摸传感器模块结合的图像显示设备的示意性截面图。
图9是示出弯曲测试评估装置/方法的示意图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施例，提供了一种触摸传感器模块，其包括：触摸传感器层、设置在触摸传感器层的显示区域上的光学层、设置在触摸传感器层的外围区域上的柔性电路板，以及部分覆盖触摸传感器层和柔性电路板的支撑结构。
根据本发明的示例性实施例，还提供了包括触摸传感器模块的图像显示设备。
以下，将参照附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，参考附图描述的此类实施例提供用于进一步理解本发明的精神，并且并不将要保护的主题限制为在具体实施方式和所附权利要求书中所公开那样。
在附图中，例如，平行于触摸传感器层或保护膜的顶表面且彼此垂直的两个方向被定义为第一方向和第二方向。例如，第一方向可以对应于触摸传感器模块的长度方向，并且第二方向可以对应于触摸传感器模块的宽度方向。另外，垂直于第一方向和第二方向的方向可以被定义为第三方向。例如，第三方向可对应于触摸传感器模块的厚度方向。
图1是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性截面图。
参考图1，触摸传感器模块可包括触摸传感器层100、连接到触摸传感器层100的端部部分的柔性电路板160，以及部分覆盖柔性电路板160和触摸传感器层100两者的支撑结构170。
在一些实施例中，触摸传感器层100可设置在保护膜50上。保护膜50可包括例如无机绝缘膜和/或有机绝缘膜。例如，包括环烯烃聚合物(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)、聚烯丙酸酯、聚酰亚胺(PI)、纤维素的聚合物膜乙酸丙酸酯(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)等的聚合物膜可用作保护膜50。
在一个实施例中，保护膜50可被形成为在触摸传感器层100的制造期间保护感测电极和迹线，并且可在形成触摸传感器模块之后被移除。
触摸传感器层100可包括导电图案(诸如感测电极和迹线)，并且还可包括用于将导电图案相互绝缘的绝缘层。稍后将参照图4和图5更详细地描述触摸传感器层100的元件和结构。
柔性印刷电路板(FPCB)160可设置在触摸传感器层100的端部部分上，并且可电连接到触摸传感器层100中包括的迹线。在一实施例中，形成在迹线的端部处的端接部分或焊盘部分以及包括在柔性电路板160中的电路布线可经由导电中间结构(诸如各向异性导电膜(ACF))彼此电连接。
柔性电路板160可包括例如包含树脂或液晶聚合物的芯层，以及印刷在芯层上的电路布线。可在芯层上进一步形成覆盖电路布线的覆盖层。可移除覆盖层的一部分以暴露电路布线的、可连接到触摸传感器层100的端接部分或焊盘部分的部分。
触摸传感器层100还可包括可保护感测电极和迹线的钝化层。在这种情况下，可移除钝化层的、形成在与柔性电路板160连接的连接区域上的部分。
支撑结构170可形成在柔性电路板160和触摸传感器层100的设置在连接区域上的部分上。因此，支撑结构170可共同地部分覆盖触摸传感器层100和柔性电路板160的端部部分。
支撑结构170可用作保护性图案以防止在柔性电路板160由于连接区域中的外部应力而被分离、折叠或弯曲时引起的感测电极和迹线的损坏(诸如分层、裂纹等)。另外，当如上所述移除保护膜50时，柔性电路板160和/或触摸传感器层100可由支撑结构170保持，使得可减小或防止机械损坏。
支撑结构170可具有多层结构。例如，支撑结构170可包括基板层172和形成在基板层172的表面上的支撑层174。支撑层174可包括例如基于丙烯酸、硅树脂、尿烷和/或橡胶的粘合剂材料，并且可将柔性电路板160和触摸传感器层100的端部部分共同保持在连接区域中。
例如，基板层172可包括保护膜50中的如上所述的聚合物材料。
触摸传感器模块还可包括光学层150。光学层150可包括现有技术中众所周知的用于改善图像显示设备的图像可见性的膜或层结构。光学层150的非限制性示例可包括偏光板、偏振器、延迟膜、反射片、增亮膜、折射率匹配膜等。这些可单独使用或以包括其中至少两者的多层结构使用。
在示例性实施例中，光学层150可与支撑结构170位于基本上相同的层或水平。在一些实施例中，光学层150和支撑结构170可水平地间隔开预定距离。因此，可在光学层150和支撑结构170之间形成间隙155。
考虑到触摸传感器模块的折叠或弯曲，间隙155可用作边缘区域。另外，间隙155可用作用于支撑结构170的对准的边缘区域。
可使用间隙155来适当地实现导电结构(诸如图像显示设备的感测电极)的工艺便利性、柔性特性和保护。
在一些实施例中，用于粘结光学层150的粘合剂层可进一步形成在触摸传感器层100的顶表面上。在一些实施例中，可在保护膜50和触摸传感器层100之间形成粘合剂层。
在示例性实施例中，支撑结构170的拉伸模量可在约1500到5000MPa的范围内。
如果支撑结构170的拉伸模量小于1500MPa，则在折叠或弯曲过程中可发生支撑结构170的断裂或柔性电路板160的分层。如果支撑结构170的拉伸模量超过约5000MPa，则支撑结构170的硬度可能过度增加并且可能无法实现足够的柔性。在优选实施方案中，可将支撑结构170的拉伸模量调整在约1500至4000MPa的范围内。
支撑结构170的粘附力在触摸传感器层100和柔性电路板160上可能不同。在示例性实施例中，支撑结构170在触摸传感器层100上的粘附力可大于支撑结构170在柔性电路板160上的粘附力。因此，支撑结构170可与触摸传感器层100稳定地组合以固定柔性电路板160。因此，可更有效地防止在折叠或弯曲期间柔性电路板160分层或分离。
在一些实施例中，支撑结构170在触摸传感器层100上的粘附力可为约为2N/12mm或更大，并且支撑结构170在柔性电路板160上的粘附力可为约0.5N/0.5mm或更多。.
支撑结构170的支撑层174可粘结到覆盖触摸传感器层100中的感测电极110和120的钝化层(未示出)。另外，支撑结构170可与包括在柔性电路板160中的覆盖层粘附。支撑结构170的支撑层174和触摸传感器层100的钝化层可包括基本上相同的树脂材料(例如，丙烯酸树脂)，并且因此粘附力可进一步增加。
柔性电路板160的覆盖层可包含例如聚酰亚胺，并且因此可进一步改善柔性。
支撑结构170的厚度可在能够满足上述拉伸模量和粘附力的范围内调整，并且可例如为约5至100μm。
图2是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性结构的截面图。本文省略了与参考图1所描述的元件/结构基本相同或相似的元件/结构的详细描述。
参考图2，光学层150和支撑结构170可水平地间隔开预定距离。因此，可在光学层150和支撑结构170之间形成间隙155。间隙155可用作用于支撑结构170的对准的边缘区域。
在示例性实施例中，可形成填充间隙155的填充层165。填充层165可至少部分地填充间隙155，并且可接触触摸传感器层100的顶表面以及光学层150和支撑结构170的侧壁。
在一些实施例中，填充层165可被形成为具有比光学层150和触摸传感器层100中的每一者的顶表面更低的顶表面。
填充层165可通过在间隙155中填充粘合剂树脂组合物，并且然后通过室温固化过程、热固化过程或紫外线固化过程使组合物固化来形成。树脂组合物可包括丙烯酸、硅酮、聚氨酯和/或橡胶基树脂。在一个实施方案中，树脂组合物还可包括溶剂、光聚合单体、聚合引发剂、固化剂等。
如上所述，在支撑结构170的附接过程期间，可首先通过间隙155固定对准边缘以防止与光学层150接触。之后，可通过填充树脂组合物以填充间隙155来形成填充层165。因此，可通过填充层165来减小触摸传感器层100的暴露的区域，使得可有效地实现对感测电极的保护。另外，填充层165可接触并保持光学层150和支撑结构170的侧壁，使得即使当可高速剥离和移除保护膜50时，也可抑制光学层150和支撑结构170的剥离和抬起。另外，当分离保护膜50时，感测电极的裂纹可显著减少。
在一些实施例中，填充层165的粘度在室温(25℃)下可为约1000至5000cP，并且优选为约1000至4000cP。在上述粘度范围内，填充层165可基本上填充间隙155的内部，并且可防止树脂材料的流出。
在一些实施例中，填充层165的拉伸模量可为约5至3500MPa，并且优选地为约1000至3500MPa。在上述拉伸模量范围内，可有效地抑制在触摸传感器模块的弯曲区域中对感测电极的损坏。
在一些实施例中，填充层165相对于触摸传感器层100的粘结表面的粘附力可为约2N/25mm或更大，并且优选地为约5N/25mm或更大。在这种情况下，当触摸传感器模块弯曲时，可充分抑制填充层165的分层和触摸传感器层100的电极。
可在能够满足上述粘度、拉伸模量和粘附力的范围内调整填充层165的厚度，并且可在例如约20至100μm的范围内调整。
图3是示出根据示例性实施例的触摸传感器模块的示意性结构的截面图。本文省略了与参考图1和2所描述的元件/结构基本相同或相似的元件/结构的详细描述。
参考图3，填充层165可填充间隙155并部分覆盖支撑结构170的顶表面。因此，可在弯曲柔性电路板160和/或分离保护膜50时更稳定地固定支撑结构170。
填充层165的顶表面可形成为低于光学层150的顶表面。因此，填充层165可不覆盖光学层150的顶表面以防止光学层150的特性被填充层165干扰。
图4和图5是示出根据示例性实施例的触摸传感器层的示意性顶部平面视图。
参考图4，触摸传感器层100可包括感测电极110和120，以及迹线130和135。在示例性实施例中，感测电极110和120可被布置为可通过互电容类型操作。
触摸传感器层可包括显示区域D、迹线区域T和连接区域P。显示区域D可包括触摸传感器层的中心区域，并且可以是从其可向用户显示采用了触摸传感器模块的图像显示设备的图像的区域。
连接区域P可沿第一方向设置在触摸传感器层的一个端部部分上，并且可以是其中可实现与柔性电路板160的电连接的区域。如图4所示，显示区域D、迹线区域T和连接区域P可沿着第一方向顺序地布置。在一些实施例中，边缘区域M可设置在显示区域D和迹线区域T之间。
感测电极110和120可布置在触摸传感器层100的显示区域D中。在示例性实施例中，感测电极110和120可包括第一感测电极110和第二感测电极120。
可例如沿着第二方向(例如，宽度方向)布置第一感测电极110。因此，可通过多个第一感测电极110形成沿第二方向延伸的第一感测电极行。多个第一感测电极行可沿着第一方向布置。
在一些实施例中，沿第二方向相邻的第一感测电极110可通过连接部分115彼此物理或电连接。例如，连接部分115可在与第一感测电极110的水平相同的水平与第一感测电极110一体地形成。
可沿着第一方向(例如，长度方向)布置第二感测电极120。在一些实施例中，第二感测电极120可各自在物理上分离成岛型的单元电极。在这种情况下，沿第一方向相邻的第二感测电极120可通过桥接电极125彼此电连接。
多个第二感测电极120可通过桥接电极125彼此连接，并且可沿第一方向布置以使得可形成沿第一方向延伸的第二感测电极列。另外，多个第二感测电极列可沿第二方向布置。
感测电极110和120和/或桥接电极125可包括金属、合金或透明导电氧化物。
例如，感测电极110和120和/或桥接电极125可由以下形成：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)、锡(Sn)或其合金(例如，银钯铜(APC)合金)。这些可以单独使用或以其组合使用。
感测电极110和120和/或桥接电极125可包括透明导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、镉锡氧化物(CTO)等。
在一些实施例中，感测电极110和120和/或桥接电极125可具有包括透明导电氧化物层和金属层的多层结构。例如，感测电极110和120和/或桥接电极125可具有透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可通过金属层改善柔性特性并且可减小电阻，而可通过透明导电氧化物层改善耐腐蚀性和透明性。
在一些实施例中，可在绝缘层(未示出)上形成桥接电极125。绝缘层可至少部分地覆盖包括在第一感测电极110中的连接部分115，并且至少部分地覆盖围绕连接部分115的第二感测电极120。桥接电极125可穿透绝缘层并且可电连接到彼此相邻的、其间插入有连接部分115的第二感测电极120。
绝缘层可包括无机绝缘材料诸如氧化硅或氮化硅，或有机绝缘材料诸如丙烯酸树脂或硅氧烷树脂。
迹线130和135可包括从每个第一感测电极行延伸的第一迹线130和从每个第二感测电极列延伸的第二迹线135。
如图4所示，迹线130和135可从显示区域D的外围伸出并在迹线区域T中收集。
例如，第一迹线130可从触摸传感器层100的两个横向部分从每个第一感测电极行分支，并且可沿第一方向延伸。第一迹线130可在进入迹线区域T时弯曲以沿第二方向延伸。第一迹线130可再次沿第一方向弯曲以在连接区域P中沿第一方向延伸。
在一些实施例中，第一迹线130可交替分布在触摸传感器层的两个横向部分。第一迹线130可均匀地分布在触摸传感器层的两个横向部分上，以使得在如下所述的弯曲操作期间生成的应力可均匀地分散。另外，第一迹线130可交替地布置在两个横向部分上，使得可增加相邻的第一迹线130之间的对准边缘。
第二迹线135可各自从每个第二感测电极列分支，并且可在迹线区域T中沿第二方向延伸。第二迹线135可再次沿第一方向弯曲以沿第一方向延伸到连接区域P。
迹线130和135的终端可用作连接部分，这些部分可收集在连接区域P中并电连接到柔性电路板160。第一连接部分140和第二连接部分145可分别由第一迹线130和第二迹线135限定，并且可设置在连接区域P中。
迹线130和135可包括与感测电极110和120的导电材料基本上相同或类似的导电材料。
在示例性实施例中，柔性电路板160可电连接到连接区域P上的连接部分140和145。在一些实施例中，导电中间结构(诸如各向异性导电膜(ACF))可设置在柔性电路板160与连接部分140和145之间。
在示例性实施例中，支撑结构170可在平面视图中覆盖连接区域P和迹线区域T两者。可通过支撑结构170来增强柔性电路板160和触摸传感器层100之间的粘附，使得可防止柔性电路板160和/或迹线130和135的机械故障(诸如分离或裂纹)。
在一些实施例中，还可在显示区域D和迹线区域T之间包括边缘区域M。边缘区域M可以是可开始触摸传感器模块的弯曲或折叠的区域。另外，边缘区域M可用作用于在显示区域D和迹线区域T之间通过感测电极120和110传输触摸信号的缓冲区域。
支撑结构170可在平面视图中延伸到边缘区域M。在一些实施例中，在平面视图中，支撑结构170可完全覆盖边缘区域M。在一些实施例中，支撑结构170可部分地覆盖边缘区域M，使得形成间隙155，如图1所示。在这种情况下，支撑结构170在平面视图中也可与感测电极110和120重叠。在平面视图中，图1所示的光学层150可完全覆盖显示区域D。
例如，图2和图3所示的填充层165可填充边缘区域M的其余部分。
支撑结构170可覆盖边缘区域M上的一些感测电极110和120，使得当在边缘区域M中发生折叠或弯曲时，可防止感测电极110和120的机械缺陷(诸如断裂或分层)。另外，填充层165可填充边缘区域M的其余部分，使得可进一步改善感测电极110和120的工艺稳定性。
参考图5，触摸传感器层的感测电极127和迹线137可被布置为能够以自电容类型操作。
触摸传感器层可包括感测电极127，每个感测电极可设置在单独的岛图案中。另外，迹线137可从每个感测电极127分支以扩展到迹线区域T。迹线137的终端可收集在连接区域P中并且可电连接到柔性电路板160。
如上所述，支撑结构170可共同覆盖迹线区域T和连接区域P上的触摸传感器层100和柔性电路板160。另外，支撑结构170可在边缘区域M上延伸以覆盖一些感测电极127。在一些实施例中，边缘区域M的其余部分可如上所述被填充层135填充。
图6是示出根据示例性实施例的窗口堆叠结构和图像显示设备的示意图。
窗口堆叠结构190可包括如上所述的根据示例性实施例的窗口基板180和触摸传感器模块。触摸传感器模块可包括例如参考图4和图5描述的触摸传感器层100，以及堆叠在触摸传感器层100的显示区域D上的光学层150。为了便于描述，支撑结构170和柔性电路板160的图示在图6中省略并且将参考图7更详细地描述。
窗口基板180可包括例如硬涂膜。在一个实施例中，可在窗口基板180的一个表面的外围部分上形成遮光图案185。遮光图案185可包括例如彩色印刷的图案，并且可具有单层或多层结构。图像显示设备的边框部分或非显示区域可由遮光图案185限定。
光学层150可包括图像显示设备中包含的各种光学膜或光学结构。在一些实施例中，光学层150可包括涂覆型偏振器或偏光板。涂覆型偏振器可包括液晶涂层，该液晶涂层可包括可交联的液晶化合物和二色性染料。在这种情况下，光学层150可包括用于提供液晶涂覆层的取向的对准层。
例如，偏光板可包括聚乙烯醇基偏振器和附接到聚乙烯醇基偏振器的至少一个表面的保护膜。
光学层150可直接附接到窗口基板180的表面或者可经由第一粘合剂层60附接。
触摸传感器层100可作为膜或面板包括在窗口堆叠结构190中。在一个实施例中，触摸传感器层100可经由第二粘合剂层70与光学层150组合。
如图6所示，从观看者侧看，窗口基板180、光学层150和触摸传感器层100可顺序定位。在这种情况下，触摸传感器层100的感测电极可设置在包括偏振器或偏光板的光学层150下方，使得可有效地防止观看者看到电极图案。
在一个实施例中，从观看者侧看，窗口基板180、触摸传感器层100和光学层150可顺序定位。
图像显示设备可包括显示面板200和设置在显示面板上的窗口堆叠结构190。窗口堆叠结构190可包括根据示例性实施例的触摸传感器模块。
显示面板200可包括设置在面板基板205上的像素电极210、像素定义层220、显示层230、相对电极240和封装层250。
面板基板205可包括柔性树脂材料。在这种情况下，图像显示设备可是柔性显示器。
可在面板基板205上形成包括薄膜晶体管(TFT)的像素电路，并且可形成覆盖像素电路的绝缘层。像素电极210可电连接到例如绝缘层上的TFT的漏极电极。
可在绝缘层上形成像素定义层220，并且像素电极210可通过像素定义层220暴露以使得可定义像素区域。可在像素电极210上形成显示层230，并且显示层230可包括例如液晶层或有机发光层。
相对电极240可设置在像素限定层220和显示层230上。相对电极240可用作例如图像显示设备的公共电极或阴极。封装层250可设置在相对电极240上以保护显示面板200。
在一些实施例中，显示面板200和窗口堆叠结构可通过粘合剂层80进行组合。例如，粘合剂层80的厚度可大于第一粘合剂层60和第二粘合剂层70的每个厚度。在-20℃至80℃的范围的温度下，粘合剂层80的粘弹性可为约0.2MPa或更小。在这种情况下，可阻挡来自显示面板200的噪声，并且可减轻弯曲时的界面应力，使得可避免窗口堆叠结构190的损坏。在一个实施例中，粘合剂层80的粘弹性可在约0.01MPa至约0.15MPa的范围内。
图7和图8是示出根据示例性实施例的与触摸传感器模块结合的图像显示设备的示意性截面图。例如，图7和图8示出经由柔性电路板的触摸传感器模块的驱动电路连接。
参考图7，图像显示设备可包括显示面板200和主板300，并且可包括根据如上所述的示例性实施例的触摸传感器模块。触摸传感器模块可包括触摸传感器层100和设置在触摸传感器层100的显示区域D上的光学层150。
如参考图4和图5所描述的，弯曲可从触摸传感器层100的边缘区域M开始，并且弯曲可沿着第一方向在第三方向(例如，图像显示设备的厚度方向)上发生。因此，包括在连接区域P中的迹线的连接部分可经由柔性电路板160电连接到主板300。柔性电路板160可连接到例如形成在主板300的底表面上的粘结焊盘350。
在一个实施例中，触摸传感器模块或触摸传感器层100的端部部分(例如，连接区域P和/或迹线区域T)可弯曲180度(o)或更多。因此，端部部分可再次沿第一方向延伸。端部部分可沿第三方向面向触摸传感器层100的非弯曲部分。
如上所述，即使施加剧烈弯曲，支撑结构170也可固定柔性电路板160和触摸传感器层100之间的组合，从而抑制电路、布线、电极等的断裂、分离等。
参考图8，如参考图2和图3所描述，可在支撑结构170和光学层150之间形成填充层165，使得当施加剧烈弯曲时可以进一步提高机械稳定性。
在下文中，提出优选实施例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，并且本领域的技术人员将清楚地理解，在本发明的范围和精神内可以进行各种改变和修改。此类改变和修改被适当地包括在所附权利要求中。
实验例1：根据弯曲后支撑结构的形成来评估裂纹/触摸感测
实施例1-1
制备包括电极图案和迹线以及20μm PET保护膜的触摸传感器样品(由东友精细化工制造)，这些电极图案和迹线的厚度为0.14μm并且由ITO形成。
触摸传感器层的终端部分处的迹线连接到FPCB，并且在触摸传感器层的终端部分处附接有支撑结构以一起覆盖FPCB。将包括丙烯酸粘合剂层(厚度：25μm)作为形成在聚酰亚胺(PI)基板层(厚度：53μm)上的支撑层的胶带(日东电工公司制造，产品编号：360A)用作支撑结构。
支撑结构的拉伸模量被测量为2120MPa。具体地，使用岛津公司(ShimazduCorporation)的AG-X设备基于ASTM D638标准测量拉伸模量。
支撑结构对触摸传感器样品和FPCB的表面的粘附力分别被测量为3.1N/12mm和0.7N/0.5mm。
如下测量对触摸传感器的表面的粘附力。在将粘合剂层附接到触摸传感器的表面并将粘合剂层与钠玻璃粘结之后，制备用于测量粘附力的表面。将支撑结构切成宽度为12mm且长度为100mm以制备样本，并且使用2kg的辊根据JIS Z 0237标准将支撑结构样本附接到触摸传感器表面，然后在高压釜(50℃，5个大气压)中压缩达约20分钟以制备测量样品。
之后，使用自动绘图仪(AG-1S，SHIMADZU)在23℃和50RH％下将样品放置1小时，并且以180°的剥离角和300mm/min的剥离速度从触摸传感器的表面分离以测量粘附力。
通过与用于测量对触摸传感器表面的粘附力的方法相同的方法来确定对FPCB表面的粘附力，不同之处在于，将粘合剂层附接到FPCB的下表面并粘结到钠玻璃以制备FPCB测量表面，并且将支撑结构切成宽度为0.5mm且长度为100mm以制备样本。
实施例1-2
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于支撑结构的基板层的厚度形成为50μm并且支撑结构的支撑层的厚度形成为15μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-3
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PET将支撑结构的基板层的厚度形成为50μm并且支撑结构的支撑层的厚度形成为20μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-4
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PET将支撑结构的基板层的厚度形成为25μm并且支撑结构的支撑层的厚度形成为40μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-5
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PET将支撑结构的基板层的厚度形成为50μm并且支撑结构的支撑层的厚度形成为25μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-6
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PI将支撑结构的基板层的厚度形成为25μm并且使用硅氧烷基粘合剂将支撑结构的支撑层的厚度形成为25μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-7
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PI将支撑结构的基板层的厚度形成为53μm并且使用硅氧烷基粘合剂将支撑结构的支撑层的厚度形成为25μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
实施例1-8
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于使用PET将支撑结构的基板层的厚度形成为53μm并且使用丙烯酸粘合剂将支撑结构的支撑层的厚度形成为25μm，使得改变拉伸模量和粘附力。
比较例1
触摸传感器模块通过与实施例1相同的方法制造，不同之处在于省略了支撑结构。
实施例和比较例中的拉伸模量和粘附力值示于下表1中。
如图9所示，对于上述实施例和比较例的每个触摸传感器模块，使用1R弯曲评估夹具在室温下进行了500小时的弯曲测试。
在弯曲测试之后，观察到柔性电路板(FPCB)的分层和触摸传感器层中所包括的迹线的裂纹，并且结果示于下表1中。在下表1中，将未观察到分层和裂纹时的结果表示为“O”，将观察到部分分层和裂纹时的结果表示为“△”，并且将分层/裂纹完全穿过整个FPCB和触摸传感器层时的结果表示为“×”。
此外，在弯曲测试之后，使用触摸传感器功能测试仪测试触摸传感器功能。具体地，在下表I中，将感测功能得以维持时的结果表示为“O”，将检测到部分非感测区域时的结果表示为“△”，并且将发生整个感测失败时的结果表示为“×”。
[表1]
Figure BDA0002811065900000181
实验例2：根据填充层的形成评估裂纹
实施例2-1
制备包括电极图案和迹线以及20μm PET保护膜的触摸传感器样品(由东友精细化工制造)，这些电极图案和迹线的厚度为0.14μm并且由ITO形成。
将偏光板附接在触摸传感器层的中央部分上，该偏光板包括厚度为20μm的、粘附到80μm厚的TAC保护膜的聚乙烯醇(PVA)偏振器。
触摸传感器层的终端部分处的迹线连接到FPCB，并且在触摸传感器层的终端部分处附接有支撑结构以一起覆盖FPCB，并且与偏光板分开间隔距离10μm。包括丙烯酸粘合剂层的胶带(日东电工公司制造，产品编号：360A)被切割用作支撑结构。
将树脂组合物填充在偏光板和支撑结构之间的空间中，然后通过紫外线固化以形成填充层。通过添加丙烯酸共聚物和1-羟基环己基苯基酮作为光聚合引发剂来制备树脂组合物。通过使丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸及丙烯酸4-羟基丁酯与作为引发剂的偶氮二异丁腈在乙酸乙酯中反应来制备丙烯酸共聚物。
各自测量填充层的粘度、厚度、拉伸模量和粘附力，并且结果示于下表2中。
填充层的粘度是使用安东公司(Anton Corporation)的流变仪MCR-300在25℃下使用PP-50尖端测量的。
使用岛津公司的AG-X设备根据ASTM D638标准测量填充层的拉伸模量。
如下测量填充层的粘附力。通过在PET膜上施加厚度为25μm的填充层，在填充层上附接离型膜，并照射UV灯(10mW，1000mJ)来制备片材。将制备的片材切割成宽度为25mm且长度为100mm以制备填充片材。然后，剥离附接到填充层的另一侧的离型膜，并使用2kg的辊根据JIS Z 0237标准将填充片附接到触摸传感器的表面，然后在高压釜(50℃，5个大气压)中加压达约20分钟以制备样品。之后，使用自动绘图仪(AG-1S，SHIMADZU)测量在180°的剥离角和300mm/min的剥离速率下在23℃和50RH％下剥离时的粘附力。
实施例2-2至2-10
当形成填充层以改变粘度、拉伸模量和粘附力时，固化量、丙烯酸共聚物的量和/或光聚合引发剂的量改变，如下表2所示。
比较例2
触摸传感器模块通过与实施例2-1相同的方法制备，不同之处在于省略了填充层。
评估触摸传感器层中的裂纹
在实施例和比较例的触摸传感器模块中，在剥离附接到触摸传感器层的底表面的PET保护膜之后，检测电极图案或触摸传感器层中所包括的迹线中是否产生裂纹。
在改变保护膜的剥离速率时观察到裂纹的发生。当没有产生裂纹时，结果表示为“O”，而当检测到裂纹时的结果表示为“×”。
评估结果在下表2中一起示出。
[表2]
Figure BDA0002811065900000201
参考表2，在省略了填充层的比较例中，当剥离保护膜时发生触摸传感器层的电极裂纹。在填充层的粘度过低或过高的实施例2-9至2-11中，随着剥离速率的增大，观察到一些电极裂纹。

Claims (20)

1.一种触摸传感器模块，包括：
触摸传感器层，所述触摸传感器层包括感测电极和从所述感测电极分支的迹线；
柔性电路板，所述柔性电路板电连接到所述触摸传感器层的一个端部部分处的所述迹线；以及
支撑结构，所述支撑结构共同地部分覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中所述触摸传感器层包括：显示区域，其中布置有所述感测电极；迹线区域，其中设置有所述迹线；以及连接区域，其中设置有所述迹线的终端。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器模块，其中所述柔性电路板在所述连接区域中电连接到所述迹线的所述终端，
所述支撑结构在平面视图中覆盖所述连接区域和所述迹线区域。
4.根据权利要求3所述的触摸传感器模块，其中所述触摸传感器层还包括边缘区域，在所述边缘区域中，所述感测电极中的一些感测电极布置在所述显示区域和所述迹线区域之间。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构在所述平面视图中覆盖所述边缘区域。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器模块，其中所述边缘区域用作弯曲区域。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构包括：基板层；以及形成在所述基板层上的支撑层，其中所述支撑层包括粘合剂材料。
8.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构的拉伸模量在1500至5000MPa的范围内。
9.根据权利要求8所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构对所述触摸传感器层的粘附力大于所述支撑结构对所述柔性电路板的粘附力。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器模块，其中所述支撑结构对所述触摸传感器层的所述粘附力为2N/12mm或更大，并且所述支撑结构对所述柔性电路板的所述粘附力为0.5N/0.5mm或更大。
11.一种触摸传感器模块，包括：
触摸传感器层，所述触摸传感器层包括感测电极和从所述感测电极分支的迹线；
柔性电路板，所述柔性电路板电连接到所述触摸传感器层的一个端部部分处的所述迹线；以及
支撑结构，所述支撑结构共同地部分覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层；
光学层，所述光学层设置在所述触摸传感器层的中央部分上，并且在水平方向上与所述支撑结构间隔开以形成间隙；以及
填充层，所述填充层至少部分地填充所述间隙。
12.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的顶表面比所述光学层和所述支撑结构的顶表面低。
13.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层部分地覆盖所述支撑结构的顶表面，并且所述填充层的顶表面比所述光学层的顶表面低。
14.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的粘度在室温下在1000至5000cP的范围内。
15.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层的拉伸模量在5至3500MPa的范围内。
16.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层对所述触摸传感器层的表面的粘附力为2N/25mm或更大。
17.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述光学层包括偏振器、偏光板、延迟膜、反射片、增亮膜、折射率匹配膜中的至少一者。
18.根据权利要求11所述的触摸传感器模块，其中所述填充层包括粘合剂树脂。
19.一种窗口堆叠结构，包括：
窗口基板；以及
根据权利要求1至18中任一项所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述窗口基板的表面上。
20.一种图像显示设备，包括：
显示面板；以及
根据权利要求1至18中任一项所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述显示面板上。
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