KR101981291B1 - 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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노성진
유한태
박상진
이준구
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 베이스 층, 센싱 전극들, 브릿지 전극 및 연결부를 포함한다. 센싱 전극들은 베이스 층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들, 및 베이스 층 상면에 평행하며 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함한다. 브릿지 전극은 제1 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키며, 연장부 및 연장부의 양 말단에 형성되며 연장부보다 넓은 폭을 갖는 확장부를 포함한다. 연결부는 제2 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들을 연결시키며, 적어도 하나의 식각 영역을 포함한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 센싱 전극 및 도전 패턴들을 포함하는 터치 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 제시되고 있다. 예를 들면, 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전계발광표시장치(Electro Luminescent Display device), 유기발광다이오드표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display device) 등이 연구되고 있다.
한편, 상기 표시 장치 상에 부착되어 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치인 터치 패널 또는 터치 센서가 디스플레이 장치와 결합되어 화상 표시 기능 및 정보 입력 기능이 함께 구현된 전자 기기들이 개발되고 있다.
예를 들면, 상기 터치 센서는 정전 용량 형성을 위한 복수의 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들을 연결하는 연결 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 연결 패턴들이 서로 중첩되는 경우, 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 발생하여 센싱 전극들의 센싱 감도를 저해할 수 있다. 또한, 상기 연결 패턴들에 의해 전극 시인이 초래되며, 화상 표시 장치의 이미지 품질이 열화될 수 있다.
예를 들면, 한국등록특허 제10-1315227호에서는 터치 센서와 데이터 라인 사이의 정전 용량 발생을 감소시키는 것을 개시하고 있으나, 터치 센서의 전극들 내에서의 기생 커패시턴스에 대해서는 인식하지 못하고 있다.
한국공개특허 제10-1315227호
본 발명의 일 과제는 광학적 특성 및 전기적 신뢰성이 향상된 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 광학적 특성 및 전기적 신뢰성이 향상된 터치 센서를 포함하는 윈도우 적층체 또는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 베이스 층; 상기 베이스 층 상에 배열되며 상기 베이스 층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들; 및 상기 베이스 층 상면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함하는 센싱 전극들; 상기 센싱 전극들 상에 배치되어 상기 제1 방향으로 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키며, 연장부 및 상기 연장부의 양 말단에 형성되며 상기 연장부보다 넓은 폭을 갖는 확장부를 포함하는 브릿지 전극; 및 상기 제2 방향으로 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들을 연결시키며, 적어도 하나의 식각 영역을 포함하는 연결부를 포함하는, 터치 센서.
2. 위 1에 있어서, 상기 브릿지 전극은 아령 형상을 갖는, 터치 센서.
3. 위 1에 있어서, 상기 확장부는 상기 제1 센싱 전극과 중첩되며, 상기 연장부의 적어도 일부는 상기 연결부의 상기 식각 영역이 형성된 부분과 중첩되는, 터치 센서.
4. 위 3에 있어서, 상기 연결부는 상기 연장부의 연장 방향을 따라 형성된 복수의 상기 식각 영역들을 포함하는, 터치 센서.
5. 위 3에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 제1 방향으로 이웃하는 한 쌍의 상기 제1 센싱 전극들을 서로 연결시키는 복수의 브릿지 전극들을 포함하는, 터치 센서.
6. 위 1에 있어서, 상기 연결부는 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들과 일체로 연결된, 터치 센서.
7. 위 1에 있어서, 상기 연결부를 덮는 절연층을 더 포함하며, 상기 브릿지 전극은 상기 절연층 상에 형성되어 상기 연결부와 중첩되는, 터치 센서.
8. 위 7에 있어서, 상기 절연층은 상기 연결부에 형성된 상기 식각 영역을 채우는, 터치 센서.
9. 위 7에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 확장부로부터 연장되어 상기 제1 센싱 전극과 접촉하며, 상기 확장부보다 작은 폭을 갖는 콘택을 더 포함하는, 터치 센서.
10. 위 9에 있어서, 상기 콘택은 상기 절연층을 관통하는, 터치 센서.
11. 위 1에 있어서, 상기 식각 영역은 상기 연결부 내부에 형성된 홀 형상을 갖는, 터치 센서.
12. 위 1에 있어서, 상기 식각 영역은 상기 연결부의 측부에 형성된 리세스 형상을 갖는, 터치 센서.
13. 위 12에 있어서, 상기 식각 영역은 상기 연결부의 양 측부에 형성된 한 쌍의 리세스들을 포함하는, 터치 센서.
14. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극들, 상기 브릿지 전극 및 상기 연결부는 투명 도전성 산화물을 포함하는, 터치 센서.
15. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 위 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 표시 패널 및 상기 터치 센서를 서로 접합하는 점접착층을 더 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들의 터치 센서에 있어서, 브릿지 전극은 양 단부들에 비해 폭이 작은 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 센싱 전극들과 일체로 연결되는 연결부와 중첩될 수 있다. 상기 연결부와 중첩되는 연장부의 폭을 감소시킴에 따라, 기생 커패시턴스 발생을 감소시켜 터치 센서의 감도 저하를 방지할 수 있다. 또한, 상기 연결부는 식각 영역을 포함하며, 상기 기생 커패시턴스 발생이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.
또한, 상기 브릿지 전극 및 연결부의 면적을 감소시켜, 반사율 변화에 따른 전극 시인 및 색감 변화를 억제할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 비교예에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도 및 부분 확대 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도 및 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 예시적인 실시예들에 따른 브릿지 전극의 형상을 나타내는 평면도들이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 9는 실험예에 따른 반사율 및 색차 측정 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 센싱 전극들을 서로 연결시키며 기생 커패시턴스 및 반사율 차이를 현저히 감소시킬 수 있는 구조를 갖는 브릿지 전극 및 연결부를 포함하는 터치 센서가 제공된다. 또한, 상기 터치 센서를 포함하는 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치가 제공된다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
이하 도면들에서, 터치 센서 또는 베이스 층(100) 상면에 평행하며 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 비교예에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단된 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 터치 센서는 베이스 층(100), 센싱 전극들(110, 130), 브릿지 전극(115) 및 연결부(135)를 포함할 수 있다.
베이스 층(100)은 센싱 전극들(110, 130)의 형성을 위한 지지층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 베이스 층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 필름 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 유리, 고분자 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자의 예로서, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있다. 상기 무기 절연 물질의 예로서, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 금속 산화물 등을 들 수 있다.
상기 터치 센서가 삽입되는 화상 표시 장치의 층 또는 필름 부재가 베이스 층(100)으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함되는 인캡슐레이션 층 또는 패시베이션 층 등이 베이스 층(100)으로 제공될 수도 있다.
센싱 전극들(110, 130)은 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 130)은 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 구동될 수 있도록 배열될 수 있다.
제1 센싱 전극들(110)은 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 제1 센싱 전극들(110)은 각각 독립된 섬(island) 패턴 형태를 가질 수 있으며, 상기 제1 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 브릿지 전극(115)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 제1 센싱 전극 행들이 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 센싱 전극들(130)은 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 상기 제2 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)은 연결부(135)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제2 센싱 전극들(130) 및 연결부(135)는 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다. 이 경우, 제2 센싱 전극들(130) 및 연결부(135)는 동일한 도전막으로부터 함께 패터닝되어 형성되며, 동일 층 혹은 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 열이 정의되며, 복수의 상기 제2 센싱 전극 열들이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 층(100) 상에 제1 센싱 전극들(110) 및 연결부(135)를 적어도 부분적으로 덮는 절연층(120)이 형성될 수 있다. 브릿지 전극(115)은 절연층(120) 상에 배치되어, 예를 들면 절연층(120) 내에 형성된 콘택 홀을 통해 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
절연층(120) 및 브릿지 전극(115) 상에는 상기 터치 센서 보호를 위한 패시베이션 층(150)이 형성될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조로 설명한 비교예에 따르면, 브릿지 전극(115)은 절연층(120)을 사이에 두고 연결부(135)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 따라서, 브릿지 전극(115) 및 연결부(135) 사이에 기생 커패시턴스가 형성되며, 상기 기생 커패시턴스에 의해 센싱 전극들(110, 130)에서 생성되는 상호 정전 용량이 교란될 수 있다. 이에 따라, 센싱 전극들(110, 130)에 의한 원하는 터치 감도 또는 터치 해상도가 구현되지 않을 수 있다.
또한, 연결부(135), 절연층(120) 및 브릿지 전극(115)을 포함하는 적층 구조가 형성된 교차 영역에서 각 층간 계면에서의 굴절률 변화에 따라 반사율이 증가되어 전극 시인이 유발될 수 있다. 또한, 층간 반사율 차이에 따른 색차가 발생하여 화상 표시 장치의 이미지 품질을 더욱 저하시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 각각 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 4는 도 3의 II-II' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조로 설명한 구성과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 터치 센서는 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)을 포함할 수 있다.
브릿지 전극(140)은 상기 제1 방향으로 연장하며, 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 브릿지 전극(140)은 연장부(142) 및 연장부(142)의 양 단부에 형성된 확장부(145)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 확장부(145) 각각은 연장부(142) 보다 큰 폭(예를 들면, 평면 상에서 상기 제2 방향으로의 폭)을 가질 수 있다. 이에 따라, 브릿지 전극(140)은 실질적으로 아령 형상을 가질 수 있다.
연결부(137)는 상기 제2 방향으로 연장하며, 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)을 연결시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 연결부(137)는 제2 센싱 전극들(130)과 실질적으로 일체로 연결된 단일 부재로서 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 브릿지 전극(140)의 연장부(142)는 절연층(120)을 사이에 두고 연결부(137)와 중첩될 수 있다. 브릿지 전극(140)의 확장부(145)는 제1 센싱 전극(110)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 확장부(145)로부터 콘택(147)이 연장되어 제1 센싱 전극(110)과 접촉할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 센싱 전극들(130)과 연결된 연결부(137)는 내부에 적어도 하나의 식각 영역(138)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 식각 영역(138)은 연결부(137) 내부에 형성된 홀(hole) 형상을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 식각 영역(138) 내부에는 절연층(120)이 채워질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부(137)에 포함된 식각 영역(138)은 브릿지 전극(140)의 연장부(142)와 평면 방향에서 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 식각 영역들(138)이 연장부(142) 아래에서 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 브릿지 전극(140)의 연장부(142)의 폭은 줄이고, 제1 센싱 전극(110)과 직접 연결되는 확장부(145)의 폭은 증가시킬 수 있다. 따라서, 연결부(137)와 중첩되는 면적은 감소시켜 기생 커패시턴스 발생을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 콘택(147)은 확장부(145)로부터 연장되어 예를 들면, 절연층(120)을 관통하여 제1 센싱 전극(110)과 접촉할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 연장부(142)의 폭은 감소시키되 콘택(147)의 면적을 증가 또는 유지시켜 제1 센싱 전극들(110)을 통한 채널 저항 증가를 억제할 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 평면 방향에서 콘택(147)을 포괄하는 확장부(145)의 면적이 증가될 수 있다. 따라서, 연장부(142)의 폭이 감소되더라도 증가된 콘택(147) 및 확장부(145)의 면적 또는 부피를 통해 채널 저항 증가를 억제할 수 있다.
또한, 브릿지 전극(140)의 연장부(142)와 중첩되는 연결부(137) 부분에는 식각 영역(138)을 형성하여, 상기 기생 커패시턴스가 형성될 수 있는 면적을 더욱 감소시킬 수 있다. 센싱 전극들(110, 130)의 교차 영역에서 브릿지 전극(140) 및 연결부(137)의 면적을 감소시킴에 따라, 상기 교차 영역에서 발생하는 반사율 차이에 따른 전극 시인 또는 색감 변화 현상을 완화 또는 방지할 수 있다.
센싱 전극들(110, 130), 연결부(137) 및/또는 브릿지 전극(140)은 투명 도전성 산화물 및/또는 금속을 포함할 수 있다.
상기 투명 도전성 산화물의 예로서, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 금속의 예로서 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC))을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 터치 센서의 투과도 향상을 위해 센싱 전극들(110, 130), 연결부(137) 및/또는 브릿지 전극(140)은 상기 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
절연층(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 3에서는 각 센싱 전극들(110, 130)이 마름모 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 센싱 전극들(110, 130)의 형상은 전극 시인 방지, 채널 저항 감소 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 센싱 전극들(110, 130)의 테두리는 물결 형상을 갖도록 패터닝될 수도 있다.
또한, 센싱 전극들(110, 130)의 내부 구조 역시 물결 형상으로 연장하는 라인 패턴들을 포함하도록 패터닝될 수도 있다. 이에 따라, 센싱 전극들(110, 130)의 패턴 형상이 사용자에게 시인되거나, 디스플레이 패널에 포함된 구조물들과의 중첩에 따른 모아레 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 예시적인 실시예들에 따른 브릿지 전극의 형상을 나타내는 평면도들이다.
도 3을 참조로 설명한 바와 같이, 브릿지 전극(140)은 확장부(145)의 폭이 상대적으로 증가된 아령 형상을 가질 수 있으며, 확장부(145)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 확장부(145)는 실질적으로 원 형상을 가질 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 확장부(145a)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 확장부(145b)는 마름모 형상을 가질 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 확장부(145c)는 육각형 형상을 가질 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6을 참조하면, 이웃하는 한 쌍의 제1 센싱 전극들(110)이 복수의 브릿지 전극들(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 복수의 브릿지 전극들(140)이 상기 제2 방향을 따라 배열되며, 상기 제1 방향으로 이웃하는 2개의 제1 센싱 전극들(110)을 연결시킬 수 있다.
각 브릿지 전극(140)과 중첩되는 연결부(137)의 부분에는 식각 영역(138)이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 식각 영역들(138)이 상기 제1 방향을 따라 브릿지 전극(140)의 연장부(142) 아래에서 배열되어 식각 영역 행을 형성할 수 있다. 또한 복수의 상기 식각 영역 행들이 상기 제2 방향을 따라 형성될 수 있으며, 각 식각 영역 행은 브릿지 전극(140)의 연장부(142)와 중첩될 수 있다.
상술한 바와 같이, 브릿지 전극(140)을 복수로 분할하여 기생 커패시턴스의 발생 및 반사율 차이로 인한 전극 시인을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극 배열을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 7을 참조하면, 제2 센싱 전극(130)과 연결된 연결부(137)에 포함된 식각 영역(139)은 리세스(recess) 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 연결부(137)의 양 측부에 한 쌍의 식각 영역들(139)이 서로 마주보도록 형성될 수 있다.
브릿지 전극(140)의 연장부(142)는 연결부(137) 위에서 식각 영역(139)과 중첩되도록 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 브릿지 전극들(140)이 상기 제2 방향을 따라 배열되며, 각 브릿지 전극(140)의 연장부(142) 아래에는 식각 영역(139)이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 전술한 터치 센서 또는 터치 스크린 패널을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
윈도우 적층체(250)는 윈도우 기판(230), 편광층(210) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서(200)을 포함할 수 있다.
윈도우 기판(230)은 예를 들면 하드 코팅 필름을 포함하며, 일 실시예에 있어서, 윈도우 기판(230)의 일면의 주변부 상에 차광 패턴(235)이 형성될 수 있다. 차광 패턴(235)은 예를 들면 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수 있으며, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 차광 패턴(235)에 의해 화상 표시 장치의 베젤부 혹은 비표시 영역이 정의될 수 있다.
편광층(210)은 코팅형 편광자 또는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 코팅형 편광자는 중합성 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정 코팅층을 포할 수 있다. 이 경우, 편광층(210)은 상기 액정 코팅층에 배향성을 부여하기 위한 배향막을 더 포함할 수 있다
예를 들면, 상기 편광판은 폴리비닐알코올계 편광자 및 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 적어도 일면에 부착된 보호필름을 포함할 수 있다.
편광층(210)은 윈도우 기판(230)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제1 점접착층(220)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서(200)는 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(250)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서(200)는 제2 점접착층(225)를 통해 편광층(210)과 결합될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 편광층(210) 및 터치 센서(200) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서(200)의 센싱 전극들이 편광층(210) 아래에 배치되므로 전극 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
터치 센서(200)가 기판을 포함하는 경우, 상기 기판은 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스, 시클로올레핀, 시클로올레핀 공중합체, 폴리노르보르넨 공중합체 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 정면 위상차가 ±2.5nm 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 센서(200)는 윈도우 기판(230) 또는 편광층(210) 상에 직접 전사될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 터치 센서(200) 및 편광층(210) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(360) 및 표시 패널(360) 상에 결합된 상술한 윈도우 적층체(250)를 포함할 수 있다.
표시 패널(360)은 패널 기판(300) 상에 배치된 화소 전극(310), 화소 정의막(320), 표시층(330), 대향 전극(340) 및 인캡슐레이션 층(350)을 포함할 수 있다.
패널 기판(300) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(310)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(320)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(310)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(310) 상에는 표시층(330)이 형성되며, 표시층(330)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막(320) 및 표시층(330) 상에는 대향 전극(340)이 배치될 수 있다. 대향 전극(340)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 대향 전극(340) 상에 표시 패널(360) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(350)이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(360) 및 윈도우 적층체(250)는 점접착층(260)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층(260)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(220, 225) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(660)로부터의 노이즈를 차페할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 윈도우 적층체(250)의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
터치 센서(200)는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 브릿지 전극 및 연결부 구조를 포함하며, 이에 따라 표시 패널(360)에서 구현되는 이미지의 품질의 저하를 감소시키며 향상된 터치 감도를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실험예 : 반사율 및 색도 평가
도 9는 실험예에 따른 반사율 및 색차 측정 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
구체적으로, COP 기판 상에 ITO를 증착 후 패터닝하여 각각 450 Å 두께를 갖는 제1 센싱 전극(110), 제2 센싱 전극(130) 및 연결부(137)를 형성하였다(설명의 편의를 위해, 도 9에서 제2 센싱 전극(130)의 도시는 생략되었다). 연결부(137) 내에는 각각 16 ㎛ x 80㎛ 크기의 홀 형상의 식각 영역(138)이 형성되었다.
제1 센싱 전극들(110), 제2 센싱 전극(130) 및 연결부(137) 상에 아크릴계 수지를 도포하여 절연층(미도시)을 형성하고, 상기 절연층 상에 ITO 막을 증착한 후 식각하여 연장부(142) 및 확장부(145)를 포함하는 브릿지 전극(140)(두께: 1250Å)을 형성하였다.
구체적으로, 연장부(142)의 길이는 436㎛, 폭은 34㎛, 확장부(145)의 폭(혹은 지름)은 54㎛로 형성되었다. 연장부(142)는 연결부(137)의 식각 영역들(138)과 중첩되며, 확장부(145)는 제1 센싱 전극(110)과 중첩되며 연결되도록 정렬되었다. 확장부(145)로부터 연장되어 상기 절연층을 관통하여 제1 센싱 전극(110)과 접촉하는 콘택(147)의 폭(혹은 지름)은 34㎛로 형성되었다.
도 9에 번호로 표시된 영역에서의 반사율 및 색도를 ST-4000DLX(케이맥) 장비를 이용하여 측정하였다. 구체적으로 반사율은 400nm 내지 700nm에서의 평균 반사율을 측정하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
구분 전극층 구조 반사율(%) L* a* b*
연결부 ITO 10.0 37.8 -0.80 -5.10
연결부 ITO
+브릿지 전극 ITO
10.5 38.7 3.20 -14.70
브릿지 전극 ITO 8.9 35.8 4.71 -12.94
센싱 전극 ITO+브릿지 ITO(확장부) 10.5 38.7 -5.55 -4.60
No ITO 8.3 34.6 -0.33 -0.82
표 1을 참조하면, 연결부(137) 및 브릿지 전극(140)의 중첩 영역에서 식각 영역(138)이 형성된 부분(③ 영역)에서는 반사율이 현저히 감소하였다. 또한, ① 영역 및 ② 영역의 색차는 약 10.4로 계산되며, ① 영역 및 ③ 영역의 색차는 약 9.6으로 계산되었다.
두 영역간 색차 값은 하기의 수식으로 계산될 수 있다.
[수식] ΔE(L*, a*, b*)={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2
따라서, 브릿지 전극(140)의 연장부(142)의 폭을 감소시키면서 연결부(137)에 식각 영역(138)을 형성함에 따라, 반사율 및 색차 값이 모두 감소하므로, 브릿지 전극(140)의 시인이 방지될 수 있음을 확인하였다.
100: 베이스 층 110: 제1 센싱 전극
115, 140: 브릿지 전극 120: 절연층
130: 제2 센싱 전극 135, 137: 연결부
138: 식각 영역 142: 연장부
145: 확장부 147: 콘택
150: 패시베이션 층

Claims (16)

  1. 베이스 층;
    상기 베이스 층 상에 배열되며,
    상기 베이스 층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들; 및
    상기 베이스 층 상면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함하는 센싱 전극들;
    상기 센싱 전극들 상에 배치되어 상기 제1 방향으로 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키며, 연장부 및 상기 연장부의 양 말단에 형성되며 상기 연장부보다 넓은 폭을 갖는 확장부를 포함하는 브릿지 전극; 및
    상기 제2 방향으로 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들을 연결시키며, 적어도 하나의 식각 영역을 포함하는 연결부를 포함하고,
    상기 확장부는 상기 제1 센싱 전극과 중첩되며, 상기 연장부의 적어도 일부는 상기 연결부의 상기 식각 영역이 형성된 부분과 중첩되는, 터치 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 브릿지 전극은 아령 형상을 갖는, 터치 센서.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부는 상기 연장부의 연장 방향을 따라 형성된 복수의 상기 식각 영역들을 포함하는, 터치 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 제1 방향으로 이웃하는 한 쌍의 상기 제1 센싱 전극들을 서로 연결시키는 복수의 브릿지 전극들을 포함하는, 터치 센서.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부는 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들과 일체로 연결된, 터치 센서.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부를 덮는 절연층을 더 포함하며, 상기 브릿지 전극은 상기 절연층 상에 형성되어 상기 연결부와 중첩되는, 터치 센서.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 절연층은 상기 연결부에 형성된 상기 식각 영역을 채우는, 터치 센서.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 확장부로부터 연장되어 상기 제1 센싱 전극과 접촉하며, 상기 확장부보다 작은 폭을 갖는 콘택을 더 포함하는, 터치 센서.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 콘택은 상기 절연층을 관통하는, 터치 센서.
  11. 베이스 층;
    상기 베이스 층 상에 배열되며,
    상기 베이스 층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들; 및
    상기 베이스 층 상면에 평행하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함하는 센싱 전극들;
    상기 센싱 전극들 상에 배치되어 상기 제1 방향으로 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키며, 연장부 및 상기 연장부의 양 말단에 형성되며 상기 연장부보다 넓은 폭을 갖는 확장부를 포함하는 브릿지 전극; 및
    상기 제2 방향으로 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들을 연결시키며, 적어도 하나의 식각 영역을 포함하는 연결부를 포함하고,
    상기 식각 영역은 상기 연결부 내부에 형성된 홀 형상 또는 상기 연결부의 측부에 형성된 리세스 형상을 갖는, 터치 센서.
  12. 삭제
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 식각 영역은 상기 연결부의 양 측부에 형성된 한 쌍의 리세스들을 포함하는, 터치 센서.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들, 상기 브릿지 전극 및 상기 연결부는 투명 도전성 산화물을 포함하는, 터치 센서.
  15. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1, 2, 4 내지 11, 13 및 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 표시 패널 및 상기 터치 센서를 서로 접합하는 점접착층을 더 포함하는, 화상 표시 장치.
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