CN112334864A - 触摸传感器模块以及包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施方式的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，所述柔性电路板在所述触摸传感器层的顶表面的一个端部处电连接至所述迹线；支撑结构，所述支撑结构部分地覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层两者；和在所述触摸传感器层的至少一个表面上形成的粘合剂层，其中所述粘合剂层具有在0.01N·nm至5N·nm范围内的抗弯刚度。所述支撑结构和粘合剂层能够避免柔性电路板和触摸传感器层中包括的电极和布线的损坏和剥离。

Description

触摸传感器模块以及包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构 和图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种触摸传感器模块、包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构以及包括该触摸传感器模块的图像显示装置。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、包括该触摸传感器模块的窗口堆叠结构以及包括该触摸传感器模块的图像显示装置。
背景技术
随着信息技术的发展，对具有更薄尺寸、重量轻、功耗效率高等的显示装置的各种需求正在增加。该显示装置可以包括平板显示装置，例如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(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装置中实现显示和信息输入功能。
随着能够弯曲或折叠的柔性显示器的开发，还需要具有应用于柔性显示器的适当特性、结构和构造的触摸传感器。另外，考虑到与图像显示装置中的主板、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，如韩国专利公开第2014-0092366号中所公开的，正在开发与各种图像显示装置结合的触摸传感器或触摸屏面板。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种具有改善的电气和机械可靠性的触摸传感器模块。
根据本发明的一方面，提供一种窗口堆叠结构，其包括具有改善的电气和机械可靠性的触摸传感器模块。
根据本发明的一方面，提供一种图像显示装置，其包括具有改善的电气和机械可靠性的触摸传感器模块。
(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，所述柔性电路板在所述触摸传感器层的顶表面的一个端部处电连接至所述迹线；支撑结构，所述支撑结构共同且部分地覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层；和在所述触摸传感器层的至少一个表面上形成的粘合剂层，其中所述粘合剂层具有由等式1定义的在0.01N·nm至5N·nm范围内的抗弯刚度：
[等式1]
抗弯刚度＝Eh3/12(1-v2)
其中，在等式1中，E表示所述粘合剂层的拉伸模量(MPa)，h表示所述粘合剂层的厚度(μm)，并且v表示所述粘合剂层的泊松比。
(2)根据上述(1)所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括形成在所述触摸传感器层的顶表面上的第一粘合剂层。
(3)根据上述(2)所述的触摸传感器模块，其中，所述支撑结构接触所述第一粘合剂层。
(4)根据上述(1)所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括形成在所述触摸传感器层的底表面上的第二粘合剂层。
(5)根据上述(4)所述的触摸传感器模块，还包括保护膜，所述保护膜通过所述第二粘合剂层与所述触摸传感器层结合。
(6)根据上述(1)所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括分别形成在所述触摸传感器层的顶表面和底表面上的第一粘合剂层和第二粘合剂层，并且所述第一粘合剂层和第二粘合剂层中的至少一个具有在0.01N·nm至5N·nm范围内的抗弯刚度。
(7)根据上述(1)所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层具有在0.1N·nm至1N·nm的范围内的抗弯刚度。
(8)根据上述(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，在所述显示区域中设置所述感测电极；迹线区域，在所述迹线区域中设置所述迹线；以及连接区域，在所述连接区域中设置所述迹线的端接端部。
(9)根据上述(8)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至所述迹线的所述端接端部，并且在平面图中，所述支撑结构覆盖所述连接区域和所述迹线区域。
(10)根据上述(9)所述的触摸传感器模块，其中，所述触摸传感器层还包括裕量区域，在所述裕量区域中布置所述感测电极中的一些感测电极，并且所述裕量区域介于所述显示区域与所述迹线区域之间。
(11)根据上述(10)所述的触摸传感器模块，其中，在平面图中，所述支撑结构覆盖所述裕量区域。
(12)根据上述(8)所述的触摸传感器模块，还包括光学层，所述光学层设置在所述触摸传感器层的显示区域上，并且所述支撑结构和所述光学层沿水平方向间隔开以形成间隙。
(13)根据上述(12)所述的触摸传感器模块，其中，所述光学层与所述支撑结构之间的间隔距离为500μm或更小。
(14)根据上述(12)所述的触摸传感器模块，其中，所述光学层包括偏光器、偏光板、延迟膜、反射片、增亮膜或折射率匹配膜中的至少一种。
(15)根据上述(1)所述的触摸传感器模块，其中，所述支撑结构包括基板层和形成在所述基板层上的支撑层，并且所述支撑层包括粘合剂材料。
(16)根据上述(15)所述的触摸传感器模块，其中，所述支撑层接触所述柔性电路板和所述触摸传感器层。
(17)一种窗口堆叠结构，包括：窗口基板；和根据上述(1)至(16)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一个表面上。
(18)一种图像显示装置，包括：显示面板；和根据上述(1)至(16)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。
(19)根据上述(18)所述的图像显示装置，还包括：主板，所述主板设置在所述触摸传感器模块下方；其中，所述触摸传感器模块的所述触摸传感器层的一部分及所述柔性电路板与所述支撑结构一起弯曲以电连接至所述主板。
根据本发明的实施方式的触摸传感器模块可以包括支撑结构，该支撑结构部分地覆盖触摸传感器层和柔性印刷电路板。当折叠或弯曲触摸传感器模块时，可以通过支撑结构避免柔性印刷电路板的层离，并且还可以避免弯曲区域中感测电极或迹线的损坏。
触摸传感器模块可以包括具有预定范围的抗弯刚度的粘合剂层。即使在剧烈弯曲期间，也可以通过粘合剂层避免诸如柔性电路板、电极和迹线的损坏和层离的缺陷。
在一些实施方式中，触摸传感器模块还可以包括设置在触摸传感器层上的光学层。可以在支撑结构和光学层之间形成间隙。因此，可以形成触摸传感器层的弯曲区域，而不会使由于显示区域与光学层交叠而劣化图像显示。
触摸传感器模块可以被制造为无基板型薄膜，并且可以有效地应用于诸如柔性显示器的图像显示装置。
附图说明
图1至图3是示出根据示例性实施方式的触摸传感器模块的示意性横截面图。
图4和图5是示出根据示例性实施方式的触摸传感器层的俯视平面图。
图6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示意图。
图7是示出根据示例性实施方式的与触摸传感器模块结合的图像显示装置的示意性横截面图。
图8是示出弯曲测试评价装置/方法的示意图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施方式，提供一种触摸传感器模块，其包括触摸传感器层、连接至触摸传感器层的端部的柔性印刷电路板、部分地且共同地覆盖触摸传感器层和柔性电路板的支撑结构、以及形成在触摸传感器层的至少一个表面上并且具有预定范围的抗弯刚度的粘合剂层。
根据本发明的示例性实施方式，还提供一种包括触摸传感器模块的图像显示装置。
在下文中，将参考附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，提供参考附图描述的此类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。
在附图中，例如，将平行于触摸传感器层或保护膜的顶表面并且彼此垂直的两个方向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，可以将与第一方向和第二方向垂直的方向定义为第三方向。例如，第三方向可以对应于触摸传感器模块的厚度方向。
图1至图3是示出根据示例性实施方式的触摸传感器模块的示意性横截面图。
参考图1，触摸传感器模块可以包括触摸传感器层100、连接至触摸传感器层100的端部的柔性电路板160、以及部分覆盖柔性电路板160和触摸传感器层100的支撑结构170。
在一些实施方式中，触摸传感器层100可以设置在保护膜50上。保护膜50可以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)、聚烯丙基化物、聚酰亚胺(PI)、醋酸丙酸纤维素(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)等的聚合物膜可用作保护膜50。
在一个实施方式中，保护膜50可以形成用于在触摸传感器层100的制造期间保护感测电极和迹线，并且可以在形成触摸传感器模块之后被去除。
触摸传感器层100可以包括诸如感测电极和迹线的导电图案，并且还可以包括用于使导电图案相互绝缘的绝缘层。稍后将参考图4和图5更详细地描述触摸传感器层100的元件和结构。
柔性电路板(FPCB)160可以设置在触摸传感器层100的端部上，并且可以电连接至包括在触摸传感器层100中的迹线。在一个实施方式中，形成在迹线的端部处的端接部分或焊盘部分与包括在柔性电路板160中的电路布线可以经由诸如各向异性导电膜(ACF)的导电中间结构彼此电连接。
柔性电路板160可以包括：例如包括树脂或液晶聚合物的芯层，以及印刷在该芯层上的电路布线。还可以在芯层上形成覆盖电路布线的覆盖层。可以去除覆盖层的一部分以暴露电路布线的可以连接至触摸传感器层100的端接部分或焊盘部分的一部分。
触摸传感器层100还可以包括可以保护感测电极和迹线的钝化层。在这种情况下，可以去除形成在与柔性电路板160连接的连接区域上的钝化层的一部分。
支撑结构170可以形成在柔性电路板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可以共同地且部分地覆盖触摸传感器层100和柔性电路板160的端部。
支撑结构170可以用作保护图案，以避免当柔性电路板160由于在连接区域中的外部应力而分离、折叠或弯曲时引起的感测电极和迹线的损坏，例如层离、裂纹等。此外，当如上所述去除保护膜50时，柔性电路板160和/或触摸传感器层100可以由支撑结构170保持，从而可以减少或避免机械损坏。
支撑结构170可以具有多层结构。例如，支撑结构170可以包括基板层172和形成在基板层172的表面上的支撑层174。支撑层174可以包括例如基于丙烯酸系、有机硅、尿烷和/或橡胶系粘合剂材料，并且可以将柔性电路板160和触摸传感器层100的端部共同地保持在连接区域中。
基板层172可以包括例如保护膜50中的如上所述的聚合物材料。
触摸传感器模块还可以包括光学层150。光学层150可以包括在现有技术中众所周知的用于改善图像显示装置的图像可视性的膜或层结构。光学层150的非限制性示例可以包括偏光板、偏光器、延迟膜、反射片、增亮膜、折射率匹配膜等。这些可以单独使用或以包括其至少两个的多层结构使用。
在示例性实施方式中，光学层150可以位于与支撑结构170的层或水平基本上相同的层或相同的水平处。光学层150和支撑结构170可以水平地间隔开预定距离。因此，可以在光学层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可以用作裕量(margin)区域。此外，间隙155可以用作用于支撑结构170的对准的裕量区域。可以适当地实现支撑结构170和光学层150之间的间隔距离，从而可以适当地实现图像显示装置的图像质量和柔性以及对诸如感应电极的导电结构的保护。
在一些实施方式中，光学层150与支撑结构170之间的间隔距离可以为约500μm或更小。如果间隔距离超过约500μm，则可能无法充分实现抑制损坏和柔性电路板160和触摸传感器层100从支撑结构170的层离的效果。
在一个实施方式中，考虑到由间隙155形成弯曲区域，可以将间隔距离调节在约50μm至500μm的范围内。
在示例性实施方式中，用于附接光学层150的第一粘合剂层60可以形成在触摸传感器层100的顶表面上。支撑结构170和柔性电路板160也可以接触第一粘合剂层60。在这种情况下，可以部分地去除第一粘合剂层60在连接区域中的一部分，以将柔性电路板160与包括在触摸传感器层100中的端接部分或焊盘部分连接。
第一粘合剂层60可以插入在触摸传感器层100和支撑结构170之间，使得当发生折叠或弯曲时，可以更加增强通过支撑结构170的结合力，以提高柔性电路板160和触摸传感器层100的机械可靠性。
在示例性实施方式中，考虑到在发生折叠或弯曲时保持可靠性，第一粘合剂层60的抗弯刚度可以在约0.01N·nm至5N·nm的范围内。
在本申请中使用的术语“抗弯刚度”可以用作指示对施加折叠或弯曲时产生的应力的抵抗力的参数，并且可以根据下面的等式1来计算。
[等式1]
抗弯刚度＝Eh3/12(1-v2)
在等式1中，E代表粘合剂层的拉伸模量(MPa)，h代表粘合剂层的厚度(μm)，v代表粘合剂层的泊松比。
如果第一粘合剂层60的抗弯刚度小于约0.01N·nm，则在折叠或弯曲期间可能发生第一粘合剂层60的断裂，并且支撑结构170和柔性电路板的层离可能无法得以充分避免。如果第一粘合剂层60的抗弯刚度超过约5N·nm，则第一粘合剂层60的硬度可能过度增加并且可能无法获得足够的柔性。在优选的实施方式中，第一粘合剂层60的抗弯刚度可以在约0.1N·nm至1N·nm的范围内调节。
可以在抗弯刚度范围内调节第一粘合剂层60的厚度和拉伸模量。在一个实施方式中，第一粘合剂层60可具有约5μm至100μm的厚度，并且第一粘合剂层60可具有约100MPa至3,000MPa的拉伸模量。例如，可以通过改变后述的粘合剂组合物中所含的成分的含量和光固化期间使用的光量来调节拉伸模量。
例如，可以使用包括丙烯酸共聚物、交联剂、硅烷偶联剂和溶剂的粘合剂组合物形成第一粘合剂层60。粘合剂组合物可以具有光固化性。
例如，丙烯酸共聚物可以通过使(甲基)丙烯酸烷基酯单体、含芳族基团的单体和可交联单体共聚而制备。本文中的术语“(甲基)丙烯酸酯”用于包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体的示例可以包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等。
含芳族基团的单体的示例可以包括(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯、乙烯基甲苯等。
可交联单体可提高内聚强度或粘合强度。例如，可以包括含羟基的单体和/或含羧基的单体。
含羟基的单体的示例可以包括(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙二醇酯、含有C2-C4亚烷基的(甲基)丙烯酸羟烷基亚烷基二醇酯、4-羟基丁基乙烯基醚、5-羟基戊基乙烯基醚、6-羟基己基乙烯基醚、7-羟基庚基乙烯基醚、8-羟基辛基乙烯基醚、9-羟基壬基乙烯基醚等。
含羧基的单体的示例可以包括(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸、富马酸、3-(甲基)丙烯酰基丙酸、(甲基)丙烯酸酯类化合物的琥珀酸酐开环加合物。
交联剂可以引起与丙烯酸共聚物的另外的交联反应，以提高粘合剂层的内聚强度。交联剂的类型可以不受特别限制，并且可以从本领域中通常使用的交联剂中适当选择。例如，交联剂可以包括异氰酸酯化合物、环氧化合物树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、二醛类化合物、羟甲基聚合物等。
可以添加硅烷偶联剂以改善粘合剂层和触摸传感器层100之间的粘附性。硅烷偶联剂的非限制性示例可以包括乙烯基氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。这些可以单独使用或以两种或更多种组合使用。
溶剂可以包括在树脂组合物领域中使用的普通溶剂。例如，可以使用醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙二醇、甲氧基醇等)、酮类(甲乙酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、二丙基酮等)、醋酸酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲氧基乙酸酯等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂等)、烃类(正己烷、正庚烷、苯、甲苯、二甲苯等)溶剂。这些可以单独使用或以两种或更多种组合使用。
粘合剂组合物还可以在不使第一粘合剂层60的粘合性、耐用性和弹性降低的范围内包含通常已知的添加剂，例如增塑剂、光稳定剂、流平剂等。
参考图2，粘合剂层可以形成在触摸传感器层100的底表面上。在示例性实施方式中，第二粘合剂层70可以形成在触摸传感器层100和保护膜50之间。
第二粘合剂层70可以用作向触摸传感器层100提供抗弯刚度的支撑构件，并且可以在去除保护膜50之后实质上用作基板。
第二粘合剂层70可以使用与上述基本相同或相似的粘合剂组合物形成，并且可以具有在上述范围内的抗弯刚度值。在示例性实施方式中，第二粘合剂层70的抗弯刚度可以为约0.01N·nm至5N·nm，并且在优选实施方式中，为约0.1N·nm至1N·nm。
参考图3，可以在触摸传感器层100的顶表面和底表面的每一个上形成粘合剂层。在示例性实施方式中，可以在触摸传感器层100的顶表面上形成第一粘合剂层60，并且可以在触摸传感器层100的底表面上形成第二粘合剂层70。
在示例性实施方式中，第一粘合剂层60和第二粘合剂层70中的至少一个可以具有在上述范围内的抗弯刚度值。在一些实施方式中，第一粘合剂层60和第二粘合剂层70都可以具有在上述范围内的抗弯刚度值。
根据上述示例性实施方式，可以通过支撑结构170来改善柔性电路板160的连接可靠性，并且可以在通过粘合剂层60和70保持适当的柔性的同时避免由于弯曲、折叠等引起的机械损坏。因此，可以提供可以有效地应用于柔性显示器并且可以具有改善的电气和机械可靠性的触摸传感器模块。
图4和图5是示出根据示例性实施方式的触摸传感器层的俯视平面图。
参考图4，触摸传感器层100可以包括感测电极110和120以及迹线130和135。在示例性实施方式中，感测电极110和120可以被布置为通过互电容类型可操作。
触摸传感器层可以包括显示区域D、迹线区域T和连接区域P。显示区域D可以包括触摸传感器层的中心区域，并且可以是从其可以将应用了触摸传感器模块的图像显示装置的图像显示给用户的区域。
连接区域P可以沿第一方向设置在触摸传感器层的一个端部，并且可以是其中可以实现与柔性电路板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可以沿着第一方向依次设置。在一些实施方式中，可以在显示区域D和迹线区域T之间设置裕量区域M。
感测电极110和120可以布置在触摸传感器层100的显示区域D中。在示例性实施方式中，感测电极110和120可以包括第一感测电极110和第二感测电极120。
第一感测电极110可以例如沿着第二方向(例如，宽度方向)布置。因此，沿第二方向延伸的第一感测电极行可以由多个第一感测电极110形成。多个第一感测电极行可以沿着第一方向布置。
在一些实施方式中，沿第二方向相邻的第一感测电极110可以通过连接部115彼此物理或电连接。例如，连接部115可以在与第一感测电极110相同的水平处与第一感测电极110一体形成。
第二感测电极120可以沿着第一方向(例如，长度方向)布置。在一些实施方式中，第二感测电极120可以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可以通过桥电极125彼此电连接。
多个第二感测电极120可以通过桥电极125彼此连接并且可以沿第一方向布置成，使得可以形成沿第一方向延伸的第二感测电极列。此外，可以沿着第二方向布置多个第二感测电极列。
感测电极110和120和/或桥电极125可以包括金属、合金或透明导电氧化物。
例如，感测电极110和120和/或桥电极125可以由银(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)形成。这些可以单独使用或以其组合使用。
感测电极110和120和/或桥电极125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))、氧化锡镉(CTO)等。
在一些实施方式中，感测电极110和120和/或桥电极125可以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/或桥电极125可以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并降低电阻，而可通过透明导电氧化物层改善耐蚀性和透明性。
在一些实施方式中，桥电极125可以形成在绝缘层(未示出)上。绝缘层可以至少部分地覆盖包括在第一感测电极110中的连接部115，并且至少部分地覆盖在连接部115周围的第二感测电极120。桥电极125可以穿透绝缘层并且可以与彼此相邻的第二感测电极120电连接，其中连接部115介于所述彼此相邻的第二感测电极120之间。
绝缘层可以包括诸如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料，或诸如丙烯酸树脂或硅氧烷树脂的有机绝缘材料。
迹线130和135可以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可以从显示区域D的外围延伸并且被集中在迹线区域T中。
例如，第一迹线130可以从触摸传感器层100的两个侧向部分从每个第一感测电极行分支，并且可以沿第一方向延伸。第一迹线130可以在进入迹线区域T时弯曲以沿第二方向延伸。第一迹线130可以再次沿第一方向弯曲以在连接区域P中沿第一方向延伸。
在一些实施方式中，第一迹线130可以交替地分布在触摸传感器层的两个侧向部分上。第一迹线130可以均匀地分布在触摸传感器层的两个侧向部分上，以使得在如下所述的弯曲操作期间产生的应力可以均匀地分散。另外，第一迹线130可以交替地布置在两个侧向部分上，从而可以增加相邻的第一迹线130之间的对准裕量。
第二迹线135可以各自从每个第二感测电极列分支并且可以在迹线区域T中沿第二方向延伸。第二迹线135可以沿第一方向再次弯曲以沿第一方向延伸到连接区域P。
迹线130和135的端接部分可以用作连接部，该连接部可以被集中在连接区域P中并且电连接至柔性电路板160。第一连接部140和第二连接部145可以由分别由第一迹线130和第二迹线135限定，并且可以设置在连接区域P中。
迹线130和135可以包括与感测电极110和120的导电材料基本相同或相似的导电材料。
在示例性实施方式中，柔性电路板160可以与连接区域P上的连接部140和145电连接。在一些实施方式中，可以在柔性电路板160与连接部140和145之间设置诸如各向异性导电膜(ACF)的导电中间结构。
在示例性实施方式中，在平面图中，支撑结构170可以共同覆盖连接区域P和迹线区域T。可以通过支撑结构170来增强柔性电路板160与触摸传感器层100之间的附着力，从而可以避免诸如柔性电路板160和/或迹线130和135的分离或裂纹的机械故障。
在一些实施方式中，还可以在显示区域D和迹线区域T之间包括裕量区域M。裕量区域M可以是可以开始触摸传感器模块的弯曲或折叠的区域。另外，裕量区域M可以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。
在平面图中，支撑结构170可以延伸到裕量区域M。在一些实施方式中，支撑结构170可以在平面图中完全覆盖裕量区域M。
在一些实施方式中，支撑结构170可以部分地覆盖裕量区域M，使得可以形成间隙155，如图1所示。在这种情况下，支撑结构170在平面图中也可以与感测电极110和120交叠。在平面图中，图1中示出的光学层150可以完全覆盖显示区域D。如上所述，例如，在支撑结构170与光学层150之间的间隔距离(例如，沿第一方向的距离)可以为大约500μm或更小，在优选实施方式中，为约50μm至500μm。
支撑结构170可以在裕量区域M上覆盖感测电极110和120中的一些，使得当在裕量区域M处发生折叠或弯曲时可以避免诸如感测电极110和120的断裂或层离的机械缺陷。
参考图5，触摸传感器层的感测电极127和迹线137可以被布置为以自电容类型可操作。
触摸传感器层可以包括感测电极127，每个感测电极可以以独立的岛图案设置。另外，迹线137可以从每个感测电极127分支以延伸到迹线区域T。迹线137的端接端可以被集中在连接区域P中并且可以电连接至柔性电路板160。
如上所述，支撑结构170可以在迹线区域T和连接区域P上共同覆盖触摸传感器层100和柔性电路板160。另外，支撑结构170可以在裕量区域M上延伸以覆盖感测电极127中的一些。
图6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示意图。
窗口堆叠结构190可以包括窗口基板180和根据如上所述的示例性实施方式的触摸传感器模块。触摸传感器模块可以包括例如参考图1至图5描述的触摸传感器层100和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，在图6中省略了支撑结构170和柔性电路板160，并且将参考图7对其进行更详细的描述。
窗口基板180可以包括例如硬涂膜。在实施方式中，可以在窗口基板180的一个表面的外围部分上形成遮光图案185。遮光图案185可以包括例如彩色印刷图案，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185限定。
光学层150可以包括图像显示装置中包括的各种光学膜或光学结构。在一些实施方式中，光学层150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，光学层150可以包括用于提供液晶涂层的定向的取向层。
例如，偏光板可以包括基于聚乙烯醇的偏光器和附接至基于聚乙烯醇的偏光器的至少一个表面的保护膜。
光学层150可以直接附接至窗口基板180的表面，或者可以经由第三粘合剂层80附接。
触摸传感器层100可以作为膜或面板被包括在窗口堆叠结构190中。在一个实施方式中，触摸传感器层100可以经由第一粘合剂层60与光学层150结合。在一个实施方式中，第一粘合剂层60可以具有在上述范围内的抗弯刚度。
参考图6，窗口基板180、光学层150和触摸传感器层100可以从观察者侧依次定位。在这种情况下，触摸传感器层100的感测电极可以设置在包括偏光器或偏光板的光学层150下方，从而可以有效地避免观察者看到电极图案。
在一个实施方式中，窗口基板180、触摸传感器层100和光学层150可以从观察者侧依次定位。
图像显示装置可以包括显示面板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可以包括根据示例性实施方式的触摸传感器模块。
显示面板200可以包括设置在面板基板205上的像素电极210、像素限定层220、显示层230、相反电极240和封装层250。
面板基板205可以包括柔性树脂材料。在这种情况下，图像显示装置可以是柔性显示器。
可以在面板基板205上形成包括薄膜晶体管(TFT)的像素电路，并且可以形成覆盖该像素电路的绝缘层。像素电极210可以与例如绝缘层上的TFT的漏极电连接。
像素限定层220可以形成在绝缘层上，并且像素电极210可以通过像素限定层220暴露，从而可以限定像素区域。显示层230可以形成在像素电极210上，并且显示层230可以包括例如液晶层或有机发光层。
相反电极240可以设置在像素限定层220和显示层230上。相反电极240可以用作例如图像显示装置的公共电极或阴极。封装层250可以设置在相反电极240上以保护显示面板200。
在一些实施方式中，显示面板200和窗口堆叠结构190可以通过第二粘合剂层70组合。例如，可以从参考图2或图3描述的触摸传感器模块去除保护膜50，并且触摸传感器模块可以经由第二粘合剂层70层压在显示面板200上。在一个实施方式中，第二粘合剂层70可以具有在上述范围内的抗弯刚度值。
图7是示出根据示例性实施方式的结合了触摸传感器模块的图像显示装置的示意性横截面图。例如，图7示出了经由柔性电路板的触摸传感器模块的驱动电路连接。为了便于描述，这里省略了粘合剂层的图示。
参考图7，图像显示装置可以包括显示面板200和主板300，并且可以包括根据如上所述的示例性实施方式的触摸传感器模块。触摸传感器模块可以包括触摸传感器层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或图5所描述的，可以从触摸传感器层100的裕量区域M开始弯曲，并且可以沿着第一方向在第三方向(例如，图像显示装置的厚度方向)上发生弯曲。因此，包括在连接区域P中的迹线的连接部可以经由柔性电路板160电连接至主板300。柔性电路板160可以连接至例如形成在主板300的底表面上的接合焊盘350。
在一个实施方式中，触摸传感器模块或触摸传感器层100的端部(例如，连接区域P和/或迹线区域T)可以弯曲180度(°)或更大。因此，端部可再次沿第一方向延伸。该端部可以沿第三方向面对触摸传感器层100的非弯曲部分。
如上所述，即使施加剧烈的弯曲，支撑结构170也可以固定柔性电路板160与触摸传感器层100之间的组合，从而抑制电路、布线、电极的断裂、分离等。此外，具有上述抗弯刚度值的粘合剂层可以在弯曲或弯曲期间提供适当的强度和抗弯曲性，从而可以保持改善的弯曲稳定性和可靠性。
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，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。
实施例1
制备包括具有0.14μm的厚度并由ITO形成的电极图案和迹线以及与其附接的20μm的PET保护膜的触摸传感器样品(由Dongwoo Fine-Chem制造)。在触摸传感器层的顶表面上形成第一粘合剂层。
具体地，将丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸和丙烯酸-4-羟基丁酯，以及作为引发剂的偶氮二异丁腈加入到乙酸乙酯中，然后反应以制备丙烯酸酯共聚物溶液。将作为交联剂的异氰酸酯化合物(由Nippon Urethane Industries制造，产品名称：Coronate-L)添加到共聚物溶液中，并使用甲乙酮作为溶剂来制备粘合剂组合物。由该粘合剂组合物制备厚度为15μm的第一粘合剂层。
通过第一粘合剂层将包括附接至厚度为80μm的TAC保护膜上的厚度为20μm的聚乙烯醇(PVA)偏光器的偏光板粘合到触摸传感器层的中心部分。
将触摸传感器层的端接端部处的迹线连接至FPCB，并且附接支撑结构以在触摸传感器层的端接端部处一起覆盖FPCB，使得与偏光板的间隔距离板保持为20μm。切割丙烯酸系胶带(由Nitto Denko Corporation制造，产品编号：360A)以用作支撑结构。
第一粘合剂层的拉伸模量被测量为0.517N/mm2。具体而言，使用ShimazduCorporation的AG-X设备基于ASTM D638的标准测量拉伸模量。
实施例2
通过与实施例1相同的方法制造触摸传感器模块，不同之处在于，将第一粘合剂层的厚度调节为30μm并且改变第一粘合剂层的拉伸模量。
实施例3
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，在触摸传感器层与保护膜之间形成与在实施例1中使用的第一粘合剂层具有相同的材料、厚度和拉伸模量的第二粘合剂层。
实施例4
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，在触摸传感器层的顶表面和底表面上分别形成具有相同材料、厚度和拉伸模量的第一粘合剂层和第二粘合剂层。
实施例5
通过与实施例4相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，将第二粘接剂层的厚度调节为50μm并改变拉伸模量。
实施例6
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，将偏光板与支撑结构之间的间隔距离改变为600μm。
比较例1
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，省略了粘合剂层。
比较例2
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，将第二粘合剂层的厚度调节为5μm并且改变拉伸模量。
比较例3
通过与实施例1相同的方法制备触摸传感器模块，不同之处在于，将第二粘合剂层的厚度调节为30μm并改变拉伸模量。
在实施例和比较例的触摸传感器模块中，粘合剂层的性质和间隔距离示于下表1中。
[表1]
Figure BDA0002839206720000191
实验例
对于上述实施例和比较例的每个触摸传感器模块，使用1R弯曲评价夹具在室温下进行720小时的弯曲测试，如图8所示。
在弯曲测试之后，观察柔性电路板(FPCB)的层离和触摸传感器层中包括的迹线的裂纹。未观察到层离和裂纹的结果表示为“OK”，而检测到层离/裂纹的结果表示为“NG”。
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，在下面的表2中，维持感测功能的结果表示为“OK”，并且感测功能失效的结果表示为“NG”。
[表2]
FPCB层离 迹线裂纹 触摸感测功能
实施例1 OK OK OK
实施例2 OK OK OK
实施例3 OK OK OK
实施例4 OK OK OK
实施例5 OK OK OK
实施例6 OK NG OK
比较例1 NG NG NG
比较例2 NG NG NG
比较例3 NG NG NG
参考表2，在包括在上述抗弯刚度范围内的粘合剂层的示例中，保持了触摸感测功能，同时实现了柔性电路板和触摸传感器层的稳定性。
在省略了粘合剂层或抗弯刚度不在上述范围内的比较例中，未实现触摸感测功能，并且发生了结构层离和损坏。

Claims (19)

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，所述柔性电路板在所述触摸传感器层的顶表面的一个端部处电连接至所述迹线；
支撑结构，所述支撑结构共同且部分地覆盖所述柔性电路板和所述触摸传感器层；和
在所述触摸传感器层的至少一个表面上形成的粘合剂层，其中所述粘合剂层具有由等式1定义的在0.01N·nm至5N·nm范围内的抗弯刚度：
[等式1]
抗弯刚度＝Eh3/12(1-v2)
其中，在等式1中，E表示所述粘合剂层的拉伸模量(MPa)，h表示所述粘合剂层的厚度(μm)，并且v表示所述粘合剂层的泊松比。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括形成在所述触摸传感器层的顶表面上的第一粘合剂层。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器模块，其中，所述支撑结构接触所述第一粘合剂层。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括形成在所述触摸传感器层的底表面上的第二粘合剂层。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器模块，还包括保护膜，所述保护膜通过所述第二粘合剂层与所述触摸传感器层结合。
6.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层包括分别形成在所述触摸传感器层的顶表面和底表面上的第一粘合剂层和第二粘合剂层，并且
所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层中的至少一个具有在0.01N·nm至5N·nm范围内的抗弯刚度。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器模块，其中，所述粘合剂层具有在0.1N·nm至1N·nm的范围内的抗弯刚度。
8.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，在所述显示区域中设置所述感测电极；迹线区域，在所述迹线区域中设置所述迹线；以及连接区域，在所述连接区域中设置所述迹线的端接端部。
9.根据权利要求8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至所述迹线的所述端接端部，并且在平面图中，所述支撑结构覆盖所述连接区域和所述迹线区域。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器模块，其中，所述触摸传感器层还包括裕量区域，在所述裕量区域中布置所述感测电极中的一些感测电极，并且所述裕量区域介于所述显示区域与所述迹线区域之间。
11.根据权利要求10所述的触摸传感器模块，其中，在平面图中，所述支撑结构覆盖所述裕量区域。
12.根据权利要求8所述的触摸传感器模块，还包括光学层，所述光学层设置在所述触摸传感器层的所述显示区域上，并且
所述支撑结构和所述光学层沿水平方向间隔开以形成间隙。
13.根据权利要求12所述的触摸传感器模块，其中，所述光学层与所述支撑结构之间的间隔距离为500μm或更小。
14.根据权利要求12所述的触摸传感器模块，其中，所述光学层包括偏光器、偏光板、延迟膜、反射片、增亮膜或折射率匹配膜中的至少一种。
15.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和形成在所述基板层上的支撑层，并且所述支撑层包括粘合剂材料。
16.根据权利要求15所述的触摸传感器模块，其中，所述支撑层接触所述柔性电路板和所述触摸传感器层。
17.一种窗口堆叠结构，包括：
窗口基板；和
根据权利要求1所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述窗口基板的一个表面上。
18.一种图像显示装置，包括：
显示面板；和
根据权利要求1所述的触摸传感器模块，所述触摸传感器模块堆叠在所述显示面板上。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置，还包括：主板，所述主板设置在所述触摸传感器模块下方；
其中，所述触摸传感器模块的所述触摸传感器层的一部分及所述柔性电路板与所述支撑结构一起弯曲以电连接至所述主板。
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