CN210515250U - 触控传感器-天线模块和包括该模块的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种触控传感器‑天线模块和包括该模块的显示设备，根据本实用新型的示例性实施方式的触控传感器‑天线模块包括：衬底层；触控传感器电极层，所述触控传感器电极层置于所述衬底层的上表面的中心部上；和天线图案，所述天线图案置于所述衬底层的上表面的外围部上，且处于与所述触控传感器电极层的水平面相同的水平面。触控传感器电极层与天线图案之间的互相干扰可以被减小，以提高信号可靠性和工艺效率。

Description

触控传感器-天线模块和包括该模块的显示设备
相关申请的交叉引用和优先权声明
本申请要求在2018年10月5日递交到韩国知识产权局(Korean IntellectualProperty Office，KIPO)的韩国专利申请第10-2018-0119061号的优先权，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本实用新型涉及一种触控传感器-天线模块和包括该触控传感器-天线模块的显示设备。更具体地，本实用新型涉及一种包括天线图案和触控传感器层的触控传感器-天线模块、以及包括该触控传感器-天线模块的显示设备。
背景技术
随着信息技术的发展，无线通信技术(诸如Wi-Fi、蓝牙等)与例如智能手机中的显示设备组合在一起。在该情况下，可以将天线与显示设备组合以提供通信功能。
移动通信技术已得到快速发展，在显示设备中需要能够操作超高频通信(例如3G至5G通信)的天线。
进一步地，能够通过用手指或输入工具选择屏幕上所显示的指令而输入用户的指示的触控面板或触控传感器也得到发展。可以将触控面板或触控传感器与显示设备组合，从而可以在一个电子设备中实现显示功能和信息输入功能。例如，如在韩国专利申请公开第2014-0092366号中所公开，最近开发了与包括触控传感器的触控屏面板组合的各种图像显示设备。
当天线和触控传感器存在于一个显示设备中时，由于彼此的信号干扰，无法获得天线的期望增益特性，并且可能妨碍用于接收期望频率的阻抗特性。进一步地，用于形成天线和触控传感器中包括的尺寸精细的电极的重复性图案化工艺可导致工艺复杂度。
例如，韩国专利申请公开第2003-0092366号公开了一种嵌入在移动设备中的天线结构，然而没有考虑与另一电子设备(诸如触控传感器)的兼容性。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，提供了一种具有提高的信号传输效率和可靠性的触控传感器-天线模块。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种包括具有提高的信号传输效率和可靠性的触控传感器-天线模块的显示设备。
本实用新型的上述方法将通过如下特征或构造来实现：
(1)一种触控传感器-天线模块，包括：衬底层；触控传感器电极层，所述触控传感器电极层置于所述衬底层的上表面的中心部上；和天线图案，所述天线图案置于所述衬底层的上表面的外围部上，且处于与所述触控传感器电极层的水平面相同的水平面。
(2)根据上述项(1)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述触控传感器电极层包括多个感应电极和与所述感应电极电连接的迹线。
(3)根据上述项(2)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案被布置在所述外围部的除了用于布置所述迹线的区域之外的局部区域中。
(4)根据上述项(2)所述的触控传感器-天线模块，其中，由用于布置所述感应电极的区域限定有效区域，且所述天线图案中的至少一个天线图案在所述有效区域中延伸。
(5)根据上述项(4)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述感应电极包括沿着行方向布置的第一感应电极和沿着列方向布置的第二感应电极，其中，由一对彼此相邻的所述第一感应电极和一对彼此相邻的所述第二感应电极限定第一感应单元。
(6)根据上述项(5)所述的触控传感器-天线模块，其中，从所述第一感应单元中省略位于所述有效区域的外围区域中的至少一个感应电极以限定第二感应单元，其中，所述天线图案中的至少一个天线图案置于所述第二感应单元中省略至少一个感应电极而成的空间中。
(7)根据上述项(2)所述的触控传感器-天线模块，其中，每个所述迹线从每个所述感应电极延伸，且所述迹线与所述感应电极一起置于所述衬底层的所述中心部上。
(8)根据上述项(2)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案和所述感应电极包括相同的网状结构。
(9)根据上述项(1)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案包括辐射电极、焊盘和传输线，所述传输线使所述辐射电极和所述焊盘电连接。
(10)根据上述项(9)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述焊盘包括信号焊盘和接地焊盘，所述接地焊盘与所述信号焊盘间隔开且与所述传输线电隔离。
(11)根据上述项(10)所述的触控传感器-天线模块，其中，一对所述接地焊盘被设置成相对于所述信号焊盘而面向彼此。
(12)根据上述项(1)所述的触控传感器-天线模块，其中，所述衬底层用作所述天线图案的介电层。
(13)根据上述项(1)所述的触控传感器-天线模块，还包括所述衬底层的下表面上的接地层。
(14)一种显示设备，包括根据上述项(1)至(13)中任一项所述的触控传感器-天线模块。
根据本实用新型的示例性实施方式，触控传感器-天线模块可以包括作为阵列的多个天线图案，从而可以提高辐射方向性和天线增益。
天线图案可以置于与触控传感器中的电极图案的层或水平面相同的层或水平面，从而可以避开来自触控传感器中的电极图案的干扰且可以减少图案化工艺的数量。
天线图案中包括的传输线可以被布置成避开触控传感器中包括的迹线区域。因此，可以防止由触控传感器的迹线造成的信号干扰和阻抗失配，且可以提高天线图案的辐射可靠性。
附图说明
图1为示出根据示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性截面图。
图2为示出根据示例性实施方式的天线图案的示意性平面俯视图。
图3为示出根据示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。
图4为示出根据一些示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。
图5为示出根据一些示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。
图6为示出根据示例性实施方式的显示设备的示意性平面俯视图。
具体实施方式
根据本实用新型的示例性实施方式，提供了一种触控传感器-天线模块，其包括处于同一层或处于同一水平面的天线图案和触控传感器的电极图案。进一步地，也提供了一种显示设备，该显示设备通过该触控传感器-天线模块提高了信号传输可靠性和效率。
在后文中，将参照附图详细地描述本实用新型。然而，本领域的技术人员将理解，提供参照附图所描述的这些实施方式来进一步理解本实用新型的精神，且不限制如在具体实施方式和所附权利要求中所公开的待保护的主题。
图1为示出根据示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性截面图。
参照图1，触控传感器-天线模块可以包括置于衬底层100上的天线电极层110和触控传感器电极层200。
衬底层100可以包括薄膜型构件，用作用于形成触控传感器电极层200和天线电极层110的基底层、或供触控传感器电极层200和天线电极层110形成在上面的任何物体。
例如，衬底层200可以包括在触控传感器中通用的衬底或薄膜材料，且可以包括例如玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。该聚合物的示例可以包括：环烯烃聚合物(CycloOlefin Polymer，COP)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate，PAR)、聚醚酰亚胺(Polyether Imide，PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)、聚烯丙基化物、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、醋酸丙酸纤维素(Cellulose Acetate Propionate，CAP)、聚醚砜(Polyether Sulfone，PES)、三乙酸纤维素(Cellulose Triacetate，TAC)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、环烯烃共聚物(Cyclo Olefin Copolymer，COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，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。
应用触控传感器的图像显示设备中的层或薄膜构件也可以用作衬底层100。例如，在显示面板中包括的封装层或钝化层可以用作衬底层100。
衬底层100可以具有单层结构或可以具有包括至少两层的多层结构。
触控传感器电极层200可以置于衬底层100的中心部上。触控传感器电极层200可以包括用于实现触控感测的感应电极和与感应电极电连接的迹线。将参照图3至图5更详细地描述感应电极和迹线的要素和构造。
天线电极层110可以置于衬底层100的外围部上。天线电极层110可以包括多个天线图案，且将参照图2更详细地描述天线图案的结构。
在示例性实施方式中，衬底层100可以用作天线电极层110的介电层。
可以在衬底层100中生成电容或电感，从而可以控制天线电极层110中包括的天线图案进行操作的频率范围。天线图案可以应用于通信设备或显示设备，该通信设备或显示设备用于例如3G至5G移动通信。
在一些实施方式中，衬底层100的介电常数可以在从大约1.5到大约12的范围内。如果介电常数超过大约12，则可能使驱动频率过度降低且可能无法实现期望的高频辐射。优选地，衬底层100的介电常数可以在从大约2到大约12的范围内。
如图1所示，天线电极层110和触控传感器电极层200可以置于同一层或同一水平面，且可以置于衬底层100的上表面上。
在一些实施方式中，可以在天线电极层110和触控传感器电极层200上进一步形成有钝化层160。钝化层160可以包括无机绝缘材料(诸如氧化硅、氮化硅等)或有机绝缘材料(诸如丙烯酸类树脂、硅氧烷类树脂)。
触控传感器-天线模块可以与衬底层100和/或钝化层160一同被制作为薄膜或膜片，以作为薄膜或膜片很容易应用于图像显示设备，诸如智能手机。
在一些实施方式中，接地层90可以形成在衬底层100的下表面上。接地层90可以包括金属或透明导电氧化物(例如ITO、IZO等)。
在一实施方式中，可应用触控传感器-天线模块的图像显示设备的导电构件可以用作接地层90。该导电构件可以包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的栅极、各种布线(诸如扫描线或数据线)、显示面板中包括的各种电极(诸如像素电极、公共电极等)。
图2为示出根据示例性实施方式的天线图案的示意性平面俯视图。
参照图2，每个天线图案可以包括辐射电极120、传输线130和焊盘140。焊盘140可以包括信号焊盘142和接地焊盘144。
辐射焊盘120可以具有例如多边形板形状，且传输线130可以从辐射电极120的与信号焊盘142电连接的一侧的中心部开始延伸。传输线130可以形成为基本上与辐射电极120一体成型的整体构件。
在一些实施方式中，可以相对于信号焊盘142设置一对接地焊盘144。接地焊盘144可以与信号焊盘142和传输线130电隔离。例如，接地焊盘144可以与图1中所示的接地层90电连接，从而可以将噪声排放到外部。
辐射电极120、传输线130和/或焊盘140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)、锡(Sn)、锌(Zn)或其合金。这些金属可以单独或组合使用。例如，辐射电极120可以包括银(Ag)或银合金，诸如银-钯-铜(APC)合金。
在一实施方式中，辐射电极120可以形成为包括金属的网状结构。相应地，可以提高天线图案的透射率，且可以防止辐射电极120被显示设备的用户看到。
图3为示出根据示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。
参照图3，触控传感器-天线模块可以包括衬底层100上的触控传感器电极层200(参看图1)和天线图案150。如上所述，天线图案150可以与触控传感器电极层200一同布置在衬底层100的上表面上。
触控传感器电极层200可以包括感应电极220、230和迹线240、245。感应电极220、230可以包括采用互电容式布置方式的第一感应电极220和第二感应电极230。
迹线240、245可以包括第一迹线245和第二迹线240。
感应电极220、230可以布置在用于触控感测的有效区域A上，该有效区域A可以与衬底层100的上表面的中心部对应。迹线240、245可以置于衬底层100的上表面的外围部上，且可以在迹线区域T上从如下所述的第一感应电极行和/或第二感应电极列开始延伸。
第一感应电极220可以沿着例如平行于衬底层100的上表面的行方向(例如X方向)布置。相应地，沿着行方向延伸的第一感应电极行可以由第一感应电极220形成。多个第一感应电极行可以沿着列方向(例如Y方向)排列。
在一些实施方式中，在行方向上相邻的第一感应电极220可以通过连接部225彼此物理连接或电连接。例如，连接部225可以与处于同一水平面的第一感应电极220形成为基本整合或整体的构件。
第二感应电极230可以沿着例如平行于衬底层100的上表面的列方向(例如Y方向)布置。在一些实施方式中，第二感应电极230可以包括物理上彼此间隔开的岛型单位电极。在该情况下，在列方向上相邻的第二感应电极230可以通过桥电极235彼此电连接。
相应地，沿着列方向延伸的第二感应电极列可以由第二感应电极230形成。多个第二感应电极列可以沿着行方向排列。
例如，可以形成至少部分地覆盖连接部225的绝缘图案(未示出)，且可以在该绝缘图案上形成桥电极235以与在列方向上相邻的第二感应电极230接触或电连接。
各个感应电极220、230可以具有菱形形状，如图3所示。然而，考虑到电极密度、电路设计、敏感度等，可以适当修改感应电极220、230的形状。
例如，感应电极220、230和/或桥电极235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)、锡(Sn)、锌(Zn)或其合金(例如，银-钯-铜(APC))。这些金属可以单独或组合使用。
感应电极220、230和/或桥电极235可以包括透明导电氧化物，诸如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化锌(Zinc Oxide，ZnO)、氧化铟锌锡(Indium Zinc Tin Oxide，IZTO)、氧化镉锡(Cadmium Tin Oxide，CTO)等。
在一些实施方式中，感应电极220、230和/或桥电极235可以包括多层结构，其包括透明导电氧化物和金属。例如，感应电极220、230和/或桥电极235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。在该情况下，可以通过金属层提高柔韧属性，从而可以减小电阻且可以提高信号传送速度。进一步地，可以通过透明导电氧化物层提高耐腐蚀性和透明度。
在一些实施方式中，感应电极220、230可以包括网状结构。在一实施方式中，感应电极220、230以及天线图案150的辐射电极120可以包括形状相同的网状结构。相应地，可以降低感应电极220、230和天线图案150的可视性。
第一迹线245可以从每个第一感应电极行延伸。例如，第一迹线245可以被分散在衬底层200的行方向上的两个外侧部处的迹线区域T上。第二迹线240可以从每个第二感应电极列延伸。
第一迹线245和第二迹线240可以在例如触控传感器层的焊盘区域内集中，以与触控感测集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片250电连接。可以通过触控感测IC芯片250将由感应电极220、230检测到的物理信号转换为电信号，从而可以实现触控感测。
天线图案150可以包括辐射电极120、传输线130和焊盘140，如图2所示。多个天线图案150可以置于与感应电极220、230和迹线240、245的水平面相同的水平面。
在示例性实施方式中，天线图案150可以布置成避开衬底层100的外围部之间的迹线区域T。在一些实施方式中，天线图案150可以部分地置于有效区域A上。例如，天线图案150的辐射电极120可以部分地在有效区域A上延伸而不与感应电极220、230重叠。
根据如上所述的示例性实施方式，天线图案150可以布置在与感应电极220、230和迹线240、245的水平面相同的水平面，从而可以通过基本同一个图案化工艺形成触控传感器电极层200和天线电极层110。
进一步地，可以防止在天线图案150置于触控传感器电极层200之上或触控传感器电极层200之下时造成的信号干扰或电容干扰。例如，当辐射电极120置于与感应电极220、230的水平面不同的水平面时，感应电极220、230可能造成信号屏蔽。然而，根据示例性实施方式，天线图案150和感应电极220、230可以置于同一水平面，从而可以防止互相干扰，并且可以获得天线图案150的基本独立的操作。
天线图案150可以不布置在迹线区域T中，从而也可以防止由迹线240、245造成的信号中断和阻抗失配。
多个天线图案150可以设置成一个阵列，从而可以改善来自天线电极层110的方向性和辐射强度。如图3所示，多个天线图案150可以仅在衬底层100的排除了迹线240、245的外围部上沿着行方向和列方向布置。
图4为示出根据一些示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。本文中省略了关于与参照图3所描述的要素/结构基本相同或相似的要素/结构的详细描述。
参照图4，可以由一对彼此相邻的第一感应电极220和一对彼此相邻的第二感应电极230限定包括四个感应电极的第一感应单元C1，以实现互电容式触控感测。
可以从一些第一感应单元C1省略位于有效区域A的外围部的至少一个感应电极，以限定第二感应单元C2。例如，如图4所示，可以从第一感应单元C1省略一个第一感应电极220或一个第二感应电极230以限定第二感应单元C2。
在示例性实施方式中，天线图案150可以位于第二感应单元C2中可省略感应电极220、230而成的空间中。相应地，可以使用省略了感应电极且触控感测频率可相对较小的外围空间来提高天线图案150的密度，从而可以获得提高的辐射增益。
图5为示出根据一些示例性实施方式的触控传感器-天线模块的示意性平面俯视图。
参照图5，触控传感器电极层200的感应电极260和迹线265可以被布置用于实现自电容式触控感测。
触控传感器电极层200可以包括感应电极260，每个感应电极260可以在有效区域A上具有独立的岛状图案形状。每个感应电极260可以用作独立的感应域。迹线265可以从每个感应电极260延伸。迹线265的末端可以集中在衬底层100的与触控感测IC芯片250电连接的端部。
在示例性实施方式中，迹线265可以与感应电极260一同置于有效区域A中。因此，可以基本上去除或减小图3的位于衬底层100的两个外侧部的迹线区域T。
衬底层100的能够布置天线图案150的外围区域可以通过去除或减小迹线区域T而增大。因此，可以获得提高更多的辐射增益和辐射方向性。
图6为示出根据示例性实施方式的显示设备的示意性平面俯视图。例如，图6示出显示设备的包括窗口的外形。
参照图6，显示设备300可以包括显示区域310和外围区域320。外围区域320可以对应于显示区域310周围的两个端部和/或两个侧部。外围区域320可以对应于显示设备的遮光部或边框部。
在一些实施方式中，触控传感器-天线模块可以设置成遍及显示区域310和外围区域320，并且可以在显示区域310中布置触控传感器电极层200的感应电极。
如图3至图5，天线图案150可以沿着触控传感器-天线模块的外围部布置，且可以置于外围区域320中。例如，天线图案150的焊盘140以及触控传感器电极层200的迹线240、245可以置于外围区域320中。
进一步地，触控感测IC芯片250和天线驱动IC芯片也可以置于外围区域320中。天线图案的焊盘140可以在外围区域320中与天线驱动IC芯片相邻，从而可以减小信号传送路径的长度且可以抑制信号损失。
在一些实施方式中，天线图案150中包括的辐射电极120的至少一部分可以置于显示区域310中。在该情况下，辐射电极120可以包括网状结构，从而可以降低辐射电极120的可视性。

Claims (14)

1.一种触控传感器-天线模块，其特征在于包括：
衬底层；
触控传感器电极层，所述触控传感器电极层置于所述衬底层的上表面的中心部上；和
天线图案，所述天线图案置于所述衬底层的上表面的外围部上，且处于与所述触控传感器电极层的水平面相同的水平面。
2.根据权利要求1所述的触控传感器-天线模块，其中，所述触控传感器电极层包括多个感应电极和与所述感应电极电连接的迹线。
3.根据权利要求2所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案被布置在所述外围部的除了用于布置所述迹线的区域之外的局部区域中。
4.根据权利要求2所述的触控传感器-天线模块，其中，由用于布置所述感应电极的区域限定有效区域，且所述天线图案中的至少一个天线图案在所述有效区域中延伸。
5.根据权利要求4所述的触控传感器-天线模块，其中，所述感应电极包括沿着行方向布置的第一感应电极和沿着列方向布置的第二感应电极，
其中，由一对彼此相邻的所述第一感应电极和一对彼此相邻的所述第二感应电极限定第一感应单元。
6.根据权利要求5所述的触控传感器-天线模块，其中，从所述第一感应单元中省略位于所述有效区域的外围区域中的至少一个感应电极以限定第二感应单元，
其中，所述天线图案中的至少一个天线图案置于所述第二感应单元中省略至少一个感应电极而成的空间中。
7.根据权利要求2所述的触控传感器-天线模块，其中，所述迹线中的每一个迹线从所述感应电极中的每一个感应电极延伸，且所述迹线与所述感应电极一起置于所述衬底层的所述中心部上。
8.根据权利要求2所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案和所述感应电极包括相同的网状结构。
9.根据权利要求1所述的触控传感器-天线模块，其中，所述天线图案包括辐射电极、焊盘和传输线，所述传输线使所述辐射电极和所述焊盘电连接。
10.根据权利要求9所述的触控传感器-天线模块，其中，所述焊盘包括信号焊盘和接地焊盘，所述接地焊盘与所述信号焊盘间隔开且与所述传输线电隔离。
11.根据权利要求10所述的触控传感器-天线模块，其中，一对所述接地焊盘被设置成相对于所述信号焊盘而面向彼此。
12.根据权利要求1所述的触控传感器-天线模块，其中，所述衬底层用作所述天线图案的介电层。
13.根据权利要求1所述的触控传感器-天线模块，还包括所述衬底层的下表面上的接地层。
14.一种显示设备，其特征在于包括根据权利要求1至13中任一项所述的触控传感器-天线模块。
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