CN114174963A - 联接至天线的电极结构和包括该电极结构的显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种联接至天线的电极结构，包括基板层、感测电极、桥电极和天线图案。感测电极布置在基板层上，并包括沿平行于基板层的上表面的第一方向布置的第一感测电极，以及沿平行于基板层的上表面且与第一方向相交的第二方向布置的第二感测电极。桥电极连接沿第一方向彼此相邻的第一感测电极。天线图案设置在与桥电极的层相同的层上，并且包括在平面方面上与感测电极交叠的辐射图案。
Description
技术领域
本发明涉及一种结合有天线的电极结构和包括该电极结构的图像显示装置。更具体地，本发明涉及一种包括天线图案和触摸传感器层的结合有天线的电极结构，以及包括该电极结构的图像显示装置。
背景技术
随着信息技术的发展，诸如Wi-Fi、蓝牙等的无线通信技术与例如智能手机形式的图像显示装置相结合。在这种情况下，天线可以与图像显示装置结合以提供通信功能。
根据移动通信技术的最新发展，图像显示装置中需要能够实现高频或超高频带通信的天线。
此外，能够通过用手指或工具选择显示在屏幕上的指令来输入用户指示的触摸面板或触摸传感器也与显示装置相结合，并且正在开发其中可以共同实现图像显示和信息输入功能的电子装置。
由于天线和触摸传感器都存在于一个显示装置中，因此需要另外的空间来安装天线，这可能不利于近来薄而轻质的显示装置的发展。此外，由于天线和触摸感测电极之间的相互信号干扰，操作可靠性可能会劣化。
发明内容
【技术目的】
根据本发明的一个方面，提供一种结合有天线的电极结构，其具有改善的空间效率和操作可靠性。
根据本发明的一个方面，提供一种包括结合有天线的电极结构的显示装置，其具有改善的空间效率和操作可靠性。
【技术方案】
(1)一种结合有天线的电极结构，包括：基板层；布置在所述基板层上的多个感测电极，所述感测电极包括沿平行于所述基板层的顶表面的第一方向布置的第一感测电极、以及沿平行于所述基板层的所述顶表面并与所述第一方向相交的第二方向布置的第二感测电极；桥电极，所述桥电极连接在所述第一方向上相邻的所述第一感测电极；和天线图案，所述天线图案设置于与所述桥电极的层相同的层，所述天线图案包括在平面图中与所述感测电极交叠的辐射图案。
(2)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，还包括覆盖所述感测电极的绝缘层，其中所述桥电极与所述天线图案设置在所述绝缘层上。
(3)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极设置在所述感测电极下方。
(4)根据上述(3)所述的结合有天线的电极结构，还包括覆盖所述基板层上的所述桥电极的绝缘层，其中所述感测电极设置在所述绝缘层上。
(5)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，其中在平面图中，所述辐射图案的拐角部分与围绕与所述辐射图案的中心部分交叠的感测电极的四个感测电极交叠。
(6)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，还包括连接器，所述连接器在第二方向上延伸以与所述第二感测电极一体地形成并且连接彼此相邻的所述第二感测电极，其中在平面图中，所述辐射图案与所述桥电极和所述连接器相交的相交区域交叠。
(7)根据上述(6)所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案与围绕所述相交区域的四个感测电极交叠。
(8)根据上述(6)所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极包括在所述辐射图案内。
(9)根据上述(8)所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案具有由彼此交叉的电极线限定的网格结构，并且所述网格结构包括分离区域，在所述分离区域中所述电极线的部分被切割。
(10)根据上述(9)所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极在所述电极线之间的空间中以及在所述分离区域中延伸。
(11)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案包括网格结构，且所述感测电极具有实心结构。
(12)根据上述(1)所述的结合有天线的电极结构，其中所述天线图案还包括从所述辐射图案延伸出的传输线、以及连接至所述传输线的一个端部的信号焊盘。
(13)根据上述(12)所述的结合有天线的电极结构，其中所述天线图案还包括接地焊盘，所述接地焊盘设置所述信号焊盘周围以与所述传输线和所述信号焊盘分离。
(14)根据上述(12)所述的结合有天线的电极结构，其中所述基板层的顶表面具有感测区域和布线区域，且所述感测电极布置在所述感测区域上。
(15)根据上述(14)所述的结合有天线的电极结构，还包括触摸感测焊盘，所述触摸感测焊盘电连接至所述感测电极且设置在所述布线区域上，其中所述天线图案的所述信号焊盘设置在所述布线区域上。
(16)一种显示装置，包括根据上述实施方式的结合有天线的电极结构。
[有益效果]
根据本发明的实施方式，天线图案的辐射图案可以与触摸传感器层的桥电极的辐射图案形成在同一层，使得天线图案可以通过形成触摸传感器层的工艺引入。因此，可以省略用于安装天线图案的单独空间和工艺，并且可以基本上实现与触摸传感器层集成的天线图案。
在一些实施方式中，可以通过调整辐射图案的位置来分散在触摸传感器层的感测电极和辐射图案之间产生的寄生电容。因此，可以减少由感测电极和辐射图案的交叠引起的相互干扰。
附图说明
图1是示出根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性俯视平面图。
图2是示出根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性横截面图。
图3是示出根据一些示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性横截面图。
图4是图示根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的天线图案的构造的示意性俯视平面图。
图5和图6是示出根据示例性实施方式的与天线组合的电极结构中的触摸传感器层和天线图案的布置的示意性俯视平面图。
图7是示出根据示例性实施方式的触摸传感器层和在触摸传感器层的相交区域中的天线图案的布置的局部放大俯视平面图。
图8是示出根据示例性实施方式的显示装置的示意性俯视平面图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种结合有天线的电极结构(在下文中，可以缩写为电极结构)，其包括触摸传感器层，该触摸传感器层包括多个感测电极和桥电极，以及与触摸传感器层交叠的天线图案。此外，还提供了一种通过使用该电极结构而具有改进的空间效率和操作可靠性的显示装置。
图1是示出根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性俯视平面图。图2是示出根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性横截面图。例如，图2示出了具有顶桥结构的触摸传感器结构，其中桥电极120设置在感测电极110和130上方。
参考图1和图2，触摸传感器层100可以包括基板层105和布置在基板层105上的感测电极110和130。
基板层105可以包括用作基底层以形成感测电极110和130的膜型基板或者其上形成有感测电极110和130的物体。在一些实施方式中，基板层105可以指感测其上堆叠电极110和130的显示面板的封装层。
例如，基板层105可以是触摸传感器中常用的基板或膜材料，没有特别限制，并且可以包括例如玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。聚合物的示例可包括环烯烃聚合物(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。无机绝缘材料的示例可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物等。
感测电极110和130可以包括第一感测电极110和第二感测电极130。
第一感测电极110可以例如沿平行于基板层105的顶表面的第一方向(例如，X轴方向)布置。在一些实施方式中，第一感测电极110可以在物理上作为岛型单元电极彼此间隔开。在这种情况下，沿第一方向相邻的第一感测电极110可以通过桥电极120彼此电连接。
因此，多个第一感测电极110和桥电极120可以形成沿第一方向延伸的第一感测电极行。另外，多个第一感测电极行可以沿第二方向排列，第二方向可以平行于基板层105的顶表面以与第一方向相交。例如，第一方向和第二方向可以彼此垂直。
第二感测电极130可以沿例如第二方向(例如Y轴方向)布置。在一些实施方式中，沿第二方向相邻的第二感测电极130可以通过连接器140彼此物理或电连接。例如，连接器140可以与第二感测电极在与第二感测电极130相同的高度处一体地形成。
因此，通过连接器140彼此连接的第二感测电极130可以形成沿第二方向延伸的第二感测电极列。多个第二感测电极列可以沿第一方向布置。
例如，感测电极110和130以及桥电极120可以包含银(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)或铜-钙(CuCa))。这些可以单独使用或以其至少两种组合使用。
感测电极110和130和/或桥电极120可以包含透明导电氧化物，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。
在一些实施方式中，感测电极110和130以及桥电极120可以包含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130以及桥电极120可以包含透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，通过金属层可以改善柔性性能，并且通过金属层的低电阻也可以改善信号传输速度。通过透明导电氧化物层可以改善耐腐蚀性和透明度。
如图2所示。绝缘层150可以至少部分地覆盖基板层105上的感测电极110和130。在示例性实施方式中，绝缘层150可以形成在第一感测电极110和第二感测电极的相交区域C处，可以覆盖第二感测电极130的连接器140。桥电极120可以形成在绝缘层150上以连接至相邻的第一感测电极110。
绝缘层150可以包含诸如氧化硅、氮化硅等的无机绝缘材料，或者诸如丙烯酸树脂、硅氧烷系树脂等的有机绝缘材料。
如图2所示，触摸传感器100可以包括感测区域A和布线区域B。感测电极110和130以及桥电极120可以在感测区域A设置在基板层105上。触摸感测焊盘170可以在布线区域B设置在基板层105上。
在示例性实施方式中，从第一感测电极行和第二感测电极列中的每一个分支的迹线可以延伸到布线区域B并且可以电连接至触摸感测焊盘170。
因此，由于第一感测电极110和第二感测电极130的电容差，输入到触摸传感器100的物理触摸信息可以被转换成电信号，并且该电信号可以通过触摸感测焊盘170被传送到例如触摸感测驱动集成电路(IC)来实现触摸感测。触摸感测驱动IC可以通过例如柔性印刷电路板(FPCB)结合到触摸感测焊盘170。
钝化层160可以保护感测区域A上的感测电极110和130以及桥电极120，并且可以延伸到布线区域B。钝化层160可以包括例如暴露触摸感测焊盘170的开口。
钝化层160可以包含诸如氧化硅、氮化硅等的无机绝缘材料，或者诸如丙烯酸树脂、硅氧烷系树脂等的有机绝缘材料。
如图1所示，第一感测电极110和第二感测电极130中的每一个可以被图案化为预定形状。
在示例性实施方式中，第一感测电极110和第二感测电极130的边缘或边界部分可以被图案化为波浪形。因此，可以减少由与设置在触摸传感器层100下方的显示面板中包括的电极或布线(数据线、栅极线等)交叠所引起的莫尔现象。
或者，第一感测电极110和第二感测电极130可以具有多边形图案形状，例如菱形或六边形。
图3是示出根据一些示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的触摸传感器层的构造的示意性横截面图。
参考图3，包括在触摸传感器层100中的电极可以基于底桥结构布置。在示例性实施方式中，桥电极120可以设置在基板层105上，覆盖桥电极120的绝缘层150可以形成在基板层105上。
可以在绝缘层150中形成暴露桥电极120的顶表面的接触孔。第二感测电极130可以以与参考图1和图2描述的布置基本相同或相似的布置布置在绝缘层150上。
第一感测电极110可以填充绝缘层150上的接触孔并且可以电连接至桥电极120。沿第一方向相邻的第一感测电极110可以设置为彼此面对，其中连接器140介于其间。桥电极120可以在相交区域C处在厚度方向上与连接器140交叠，其中绝缘层150介于其间。
可以在绝缘层150上形成钝化层160以覆盖感测电极110和130。
图4是图示根据示例性实施方式的包括在结合有天线的电极结构中的天线图案的构造的示意性俯视平面图。例如，天线图案可以具有能够实现高频或超高频移动通信(例如，3G、4G、5G或更高)的结构。
参考图4，天线图案200可以包括辐射图案210、传输线220和天线焊盘250。天线焊盘250可以包括信号焊盘230和接地焊盘240。
辐射图案210可以具有例如多边形板形状，并且传输线220可以从辐射图案210的中心部分沿例如第二方向延伸以电连接至信号焊盘230。传输线220可以具有比辐射图案210的宽度更小的宽度并且可以形成为与辐射图案210基本一体的单个构件。
在一些实施方式中，可以设置一对接地焊盘240，其中信号焊盘230插入其间。接地焊盘240可以与信号焊盘230和传输线220电隔离且物理隔离。
辐射图案210、传输线220和/或天线焊盘250可以包含银(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)、锡(Sn)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)或其合金。例如，辐射图案210可以包含银(Ag)或银合金(例如，银-钯-铜(APC)合金)，或铜(Cu)或铜合金(例如，铜-钙(CuCa))合金)以实现低电阻和细线宽。
辐射图案210、传输线220和/或天线焊盘250可以包含透明导电氧化物，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。
在一些实施方式中，辐射图案210、传输线220和/或天线焊盘250可以包含透明导电氧化物层和金属层的多层结构。例如，辐射图案210、传输线220和/或天线焊盘250可以包含透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，通过金属层可以改善柔性，并且通过金属层的低电阻也可以改善信号传输速度。通过透明导电氧化物层可以改善耐腐蚀性和透明度。
在示例性实施方式中，辐射图案210可以具有网格结构。因此，如稍后将参考图5和图6所描述的，即使当辐射图案210与感测电极110和130交叠时，也可以减少寄生电容的产生并且可以改善透射率。在一些实施方式中，包括在触摸传感器层100中的感测电极110和130可以具有实心结构以改善感测灵敏度。
在一个实施方式中，传输线220也可以具有网格结构。天线焊盘250可以具有实心结构以降低馈电电阻和信号传输电阻。
在一个实施方式中，可以在辐射图案210周围布置虚拟网格图案(未示出)。
在示例性实施方式中，天线图案200可以设置在与上述触摸传感器层100的桥电极120相同的层或相同的水平处。如参考图2所述，如果桥电极120设置在绝缘层150上，则天线图案200可以设置在绝缘层150上。在这种情况下，绝缘层150可以用作天线图案220的介电层。
如参考图3所述，如果触摸传感器层100具有底桥结构，则天线图案200可以与桥电极120一起设置在基板层105上。
图5和图6是示出根据示例性实施方式的组合有天线的电极结构中的触摸传感器层和天线图案的布置的示意性俯视平面图。
参考图5，当在平面图中投影时，包括在天线图案200中的辐射图案210可以设置为与感测电极110和130交叠。
在示例性实施方式中，辐射图案210可以与感测电极110和130一起设置在感测区域A上，并且天线焊盘250可以设置在布线区域B上。因此，天线焊盘250可以在使用感测区域A安装天线图案200的同时实现到驱动IC芯片的连接的情况下，利用布线区域B连接至天线驱动IC芯片。
如上所述，天线图案200可以设置于与触摸传感器层100的桥电极120的层相同的层。因此，可以通过使用用于形成触摸传感器层100的桥电极120的图案化工艺或蚀刻工艺来一起形成天线图案200。
因此，还可以通过使用触摸传感器层100的空间和工艺来形成天线图案200，从而可以改善空间自由度和设备集成度。
如图5所示，在平面图中，天线图案200的辐射图案210可以与第一感测电极110或第二感测电极130中的每一个交叠。在一个实施方式中，辐射图案210的拐角部分可以与围绕与辐射图案210的中心部分交叠的感测电极110和130的四个感测电极110和130中的每一个交叠。
在这种情况下，在辐射图案210的中心部分与感测电极110和130之间产生的寄生电容可以通过拐角部分分布到相邻感测电极110和130的外围部分。因此，可以防止与辐射图案210的中心部分交叠的感测电极110和130中感测灵敏度的过度退化。
参考图6，在平面图中，天线图案200的辐射图案210可以与触摸传感器层100的桥电极120可以位于的相交区域C交叠。在这种情况下，辐射图案210可以与相交区域C周围的四个感测电极110和130交叠。
辐射图案210可以与相交区域C交叠，使得辐射图案210与感测电极110和130之间的寄生电容可以沿第一感测电极行和第二感测电极列方向均匀分布。因此，可以防止由于沿行方向或列方向的寄生电容的增加而导致的触摸感测的非均匀性。
为了描述方便，在图5和图6中，天线图案200被示为设置在感测电极110和130上方，但是天线图案200可以设置在感测电极110和130下方。
图7是示出根据示例性实施方式的触摸传感器层和在触摸传感器层的相交区域中的天线图案的布置的局部放大俯视平面图。
参考图7，如参考图6所描述的，如果辐射图案210与触摸传感器层100的相交区域C交叠，则桥电极120可以形成在辐射图案210内。
如上所述，辐射图案210可以具有网格结构。在这种情况下，多条交叉的电极线可以包括在辐射图案210中。
桥电极120可以包括在辐射图案210的网格结构中以与连接器140交叉，并且可以将例如相邻的第一感测电极110彼此电连接。
可以在网格结构中形成电极线被部分切割的分离区域S。桥电极120可以在电极线之间的空间和/或分离区域S中延伸。因此，可以阻止当桥电极120接触或电连接至辐射图案210的网格结构时发生的感测错误。
图8是示出根据示例性实施方式的显示装置的示意性俯视平面图。例如，图8示出了包括显示装置的窗口的外形。
参考图8，显示装置300可以包括显示区310和外围区320。外围区320可以设置在显示区310的两个侧部和/或两个端部。外围区320可以对应于例如、图像显示装置的遮光部分或边框部分。
上述电极结构可以设置在显示装置300的显示区310和外围区320上方，并且触摸传感器电极层100的感测电极110和130可以布置在显示区310中。此外，天线图案200的辐射图案210也可以布置在显示区310中。如上所述，可以通过使用网格结构来防止辐射图案210被用户识别。
图2中所示的触摸传感器层100的触摸感测焊盘170和图4中所示的天线图案200的天线焊盘250可以设置在外围区320中。
另外，触摸传感器驱动IC芯片和天线驱动IC芯片可以一起设置在外围区320中，并且可以分别电连接至触摸传感器层100的触摸感测焊盘170和天线图案200的天线焊盘250。
根据上述示例性实施方式，电极结构的天线图案200可以集成在触摸传感器层100的桥电极120的水平上，使得可以增加显示装置的空间自由度。
Claims (16)
1.一种结合有天线的电极结构，包括：
基板层；
布置在所述基板层上的多个感测电极，所述感测电极包括沿平行于所述基板层的顶表面的第一方向布置的第一感测电极、以及沿平行于所述基板层的所述顶表面并与所述第一方向相交的第二方向布置的第二感测电极；
桥电极，所述桥电极连接在所述第一方向上相邻的所述第一感测电极；和
天线图案，所述天线图案设置于与所述桥电极的层相同的层，所述天线图案包括在平面图中与所述感测电极交叠的辐射图案。
2.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，还包括覆盖所述感测电极的绝缘层，其中所述桥电极与所述天线图案设置在所述绝缘层上。
3.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极设置在所述感测电极下方。
4.根据权利要求3所述的结合有天线的电极结构，还包括覆盖所述基板层上的所述桥电极的绝缘层，
其中所述感测电极设置在所述绝缘层上。
5.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，其中在平面图中，所述辐射图案的拐角部分与围绕与所述辐射图案的中心部分交叠的感测电极的四个感测电极交叠。
6.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，还包括连接器，所述连接器在第二方向上延伸以与所述第二感测电极一体地形成并且连接彼此相邻的所述第二感测电极，
其中在平面图中，所述辐射图案与所述桥电极和所述连接器相交的相交区域交叠。
7.根据权利要求6所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案与围绕所述相交区域的四个感测电极交叠。
8.根据权利要求6所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极包括在所述辐射图案内。
9.根据权利要求8所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案具有由彼此交叉的电极线限定的网格结构，并且
所述网格结构包括分离区域，在所述分离区域中所述电极线的部分被切割。
10.根据权利要求9所述的结合有天线的电极结构，其中所述桥电极在所述电极线之间的空间中以及在所述分离区域中延伸。
11.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，其中所述辐射图案包括网格结构，且所述感测电极具有实心结构。
12.根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构，其中所述天线图案还包括从所述辐射图案延伸出的传输线，以及连接至所述传输线的一个端部的信号焊盘。
13.根据权利要求12所述的结合有天线的电极结构，其中所述天线图案还包括接地焊盘，所述接地焊盘设置在所述信号焊盘周围以与所述传输线和所述信号焊盘分离。
14.根据权利要求12所述的结合有天线的电极结构，其中所述基板层的顶表面具有感测区域和布线区域，且所述感测电极布置在所述感测区域上。
15.根据权利要求14所述的结合有天线的电极结构，还包括触摸感测焊盘，所述触摸感测焊盘电连接至所述感测电极且设置在所述布线区域上，
其中所述天线图案的所述信号焊盘设置在所述布线区域上。
16.一种显示装置，包括根据权利要求1所述的结合有天线的电极结构。
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