KR102225521B1 - 터치 센서-안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

터치 센서-안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서-안테나 구조체는 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층, 기재층 상에서 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역에 걸쳐 분포되는 센싱 전극들, 및 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 부분 상에 배치되는 안테나 패턴을 포함한다. 안테나 패턴은 센싱 전극들 사이에 또는 센싱 전극들 중 일 센싱 전극 내에 배치되는 방사 전극을 포함한다.

Description

터치 센서-안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR-ANTENNA STRUCTURE AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서-안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 센싱 전극 및 안테나 전극을 포함하는 터치 센서-안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 표시 장치와 함께 터치 센서가 결합되어 화상 표시 장치 의에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력가능한 전자 기기들이 예를 들면 태블릿 PC 형태와 같은 다양한 형태로 개발되고 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치가 스마트 폰과 같은 통신 기기와 결합되고 있다. 따라서, 3G 내지 5G 범위의 고주파 통신 구현을 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 실장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 터치 센서 및 안테나가 하나의 화상 표시 장치 내에 실장되는 경우, 제한된 공간 내에 다수의 전극들을 삽입하기 위한 디자인 설계가 필요하다. 또한, 상기 전극들에 의해 화상 표시 장치의 디스플레이 패널 및 이로부터 생성되는 이미지와 광학적 간섭이 초래될 수도 있다. 추가적으로, 터치 센서의 센싱 전극 및 안테나를 통한 각각의 전류 또는 신호가 서로 충동 또는 간섭될 수 있다,
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있다. 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있다. 그러나, 안테나 및 터치 센서를 함께 효율적으로 배치시킨 화상 표시 장치를 개시하고 있지 않다.
한국 공개특허 제2014-0092366호 한국공개특허 제2013-0095451호
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 광학적 특성 및 공간 효율성을 갖는 터치 센서-안테나 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 광학적 특성 및 공간 효율성을 갖는 터치 센서-안테나 구조체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층; 상기 기재층 상에서 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역에 걸쳐 분포되는 센싱 전극들; 및 상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 부분 상에 배치되며, 평면 방향에서 관찰될 때 상기 센싱 전극들 사이에 또는 상기 센싱 전극들 중 일 센싱 전극 내에 배치되는 방사 전극을 포함하는 안테나 패턴을 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 센싱 전극보다 작은 면적을 갖는, 터치 센서-안테나 구조체.
3. 위 2에 있어서, 상기 방사 전극이 포함된 센싱 전극은 상기 터치 센싱 영역 내에 배치된 센싱 전극과 다른 형상을 갖는, 터치 센서-안테나 구조체.
4. 위 2에 있어서, 상기 방사 전극 주변에 배치된 센싱 전극은 상기 터치 센싱 영역 내에 배치된 센싱 전극보다 작은 면적을 갖는, 터치 센서-안테나 구조체.
5. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 센싱 전극 사이에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
6. 위 5에 있어서, 상기 센싱 전극들, 상기 방사 전극 및 상기 더미 패턴은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
7. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단과 전기적으로 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 방사 전극과 함께 상기 일 센싱 전극 내에 배치되는, 터치 센서-안테나 구조체.
9. 위 7에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 방사 전극과 함께 이웃하는 한 쌍의 상기 센싱 전극들 사이에 배치되는, 터치 센서-안테나 구조체.
10. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 상기 기재층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들; 및 상기 기재층 상면에 평행하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
11. 위 10에 있어서, 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극을 더 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
12. 위 11에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 방사 전극의 중심선과 겹치도록 연장하는, 터치 센서-안테나 구조체.
13. 위 11에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 방사 전극과 겹치지 않으며, 상기 제1 센싱 전극들 및 상기 브릿지 전극을 통한 전류는 상기 방사 전극을 우회하는, 터치 센서-안테나 구조체.
14. 위 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역은 상기 기재층의 중앙부를 포함하며, 상기 터치 센싱-안테나 영역은 상기 기재층의 일단부에 할당되는, 터치 센서-안테나 구조체.
15. 위 14에 있어서, 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에서 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩; 및 상기 기재층의 타단부에서 상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 터치 센서 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 터치 센서-안테나 구조체.
16. 위 1 내지 15 중 어느 한 항의 터치 센서-안테나 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센서-안테나 구조체는 센싱 전극 및 안테나 패턴의 방사 전극을 동일 영역 또는 동일 레벨에 함께 포함할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴 실장을 위한 별도 공간 및 공정을 생략하고, 실질적으로 터치 센서층과 일체화된 안테나 패턴을 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 센싱 전극들 사이에 배치되거나, 센싱 전극 내에 포함될 수 있다. 따라서, 안테나 패턴이 실장된 영역에서도 터치 센싱 기능을 유지하면서 안테나 방사를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극 및 안테나 패턴은 예를 들면, 동일 구조의 메쉬 구조를 포함할 수 있으며, 패턴 균일화를 통해 사용자에게 전극이 시인되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 영역 및 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들의 배열을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 센싱 전극 및 안테나 패턴을 함께 동일 영역 내에 포함하는 터치 센서-안테나 구조체를 제공한다. 또한, 상기 터치 센서-안테나 구조체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 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.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 영역 및 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
설명의 편의를 위해 도 1에서는 센싱 전극 및 안테나 패턴의 도시는 생략되었으며, 도 2 내지 도 6을 참조로 보다 상세히 후술한다.
도 1을 참조하면, 터치 센서-안테나 구조체는 센싱 전극 및 안테나 패턴이 배열되는 기재층(100)을 포함할 수 있다.
기재층(100) 또는 상기 터치-센서 안테나 구조체는 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR)을 포함할 수 있다.
터치 센싱 영역(TR)은 기재층(100)의 중앙부를 포함하며, 사용자의 터치 입력이 센싱되는 실질적인 터치 센서의 활성 영역으로 제공될 수 있다.
터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 예를 들면, 3G 내지 5G 범위의 고주파 통신 구현을 위한 안테나 패턴이 실장되는 영역일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 내에는 상기 안테나 패턴과 함께 터치 센서의 센싱 전극들 일부가 함께 분포할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 기재층(100)의 일단부에 터치 센싱 영역(TR)과 인접하도록 할당될 수 있다.
상기 터치 센서-안테나 구조체는 터치 센서 및 안테나 패턴의 구동, 제어를 위한 집적 회로(IC) 칩을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구동 IC 칩(250)은 터치 센싱-안테나 영역(TAR)과 인접하도록 배치되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 센서 구동 IC 칩(200)은 기재층(100)의 타단부에 터치 센싱 영역(TR)과 인접하도록 배치되어 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스의 말단부들과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구동 IC 칩(250) 및 상기 안테나 패턴 사이, 및 터치 센서 구동 IC 칩(200) 및 상기 트레이스의 말단부 사이에는 각각 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)이 배치될 수 있다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들의 배열을 나타내는 평면도 및 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 I-I' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
예를 들면, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 터치 센싱 영역(TR)에서의 센싱 전극들의 배열 및 구조를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3에서 기재층(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 2 및 도 3을 참조하면, 상기 터치 센서-안테나 구조체는 기재층(100) 상에 배열된 센싱 전극들(110, 130), 브릿지 전극(115) 및 연결부(135)를 포함할 수 있다.
기재층(100)은 센싱 전극들(110, 130) 및 후술하는 안테나 패턴 형성을 위한 지지층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 기재층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 필름 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 글래스, 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.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서-안테나 구조체가 삽입되는 화상 표시 장치의 층 또는 필름 부재가 기재층(100)으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함되는 인캡슐레이션 층 또는 패시베이션 층 등이 기재층(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.
상기 제1 센싱 전극 행들 및 상기 제2 센싱 전극 열들 각각으로부터 트레이스들(미도시)이 분기되어 연장될 수 있다. 상기 트레이스들의 말단부들은 터치 센싱 영역(TR)의 일단부에서 집합될 수 있다. 상기 트레이스들의 말단부들은 도 1에 도시된 터치 센서 구동 IC 칩(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기재층(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.
예를 들면, 센싱 전극들(110, 130) 및 브릿지 전극(115)은 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), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(115)은 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 130) 및 브릿지 전극(115)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(115)은 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 센싱 전극들(110, 130)은 복수의 전극 라인들이 교차하는 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
절연층(120) 및 패시베이션 층(150)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 4는 도 1에 도시된 터치 센싱-안테나 영역(TAR)의 부분 확대 평면도이다.
도 4를 참조하면, 안테나 패턴(140)은 방사 전극(142), 전송 선로(144) 및 신호 패드(146)을 포함할 수 있다. 방사 전극(142)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며 방사 전극(142)으로부터 전송 선로(144)가 분기되어 연장될 수 있다. 신호 패드(146)는 전송 선로(144)의 말단과 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 패턴(140)은 센싱 전극들(110, 130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(140)은 상술한, 금속 또는 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 금속층 및 투명 도전성 산화물의 복층 구조를 가질 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)는 센싱 전극들(110, 130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)는 상기 메쉬 구조를 포함하는 실질적으로 단일 부재로 형성될 수 있다.
신호 패드(146)는 예를 들면, 급전 저항 감소를 위한 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 패턴으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 안테나 구동 IC 칩(250)은 예를 들면, FPCB를 통해 안테나 패턴(140)의 신호 패드(146)와 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 패턴(140)의 방사 전극(142)은 센싱 전극들(110, 130)과 동일 층 또는 동일 레벨에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(142)은 센싱 전극들(110, 130) 중 어느 하나의 센싱 전극 내에 포함될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 방사 전극(142)은 하나의 제1 센싱 전극(110) 내에 포함될 수 있다. 이하에서는, 방사 전극(142)이 포함된 센싱 전극을 공통 전극(110a)으로 지칭한다.
공통 전극(110a)은 주변의 제1 센싱 전극(110)과 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(142)이 수용되는 충분한 면적이 확보되기 위해 공통 전극(110a)의 형상은 다른 제1 센싱 전극(110)으로부터 변형될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 공통 전극(110a) 과 인접한 제2 센싱 전극들(130)의 형상도 다른 제2 센싱 전극들(130)(예를 들면, 터치 센싱 영역(TR)에 포함된 제2 센싱 전극들(130))로부터 변형될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 공통 전극(110a) 내에는 전송 선로(144) 역시 포함될 수 있다.
공통 전극(110a) 내에는 더미 패턴(160)이 더 포함될 수 있다. 더미 패턴(160)은 공통 전극(110a)의 터치 센싱 부분 및 방사 전극(142) 사이에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 더미 패턴(160)은 메쉬 구조를 포함하며, 이에 따라 방사 전극(142) 주변의 패턴 형상, 구조가 균일화되어 전극 시인을 방지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 패턴(160)은 상기 메쉬 구조 내에서 전극 라인들이 절단된 분절 영역을 포함할 수도 있다. 이 경우, 더미 패턴(160)에 의해 공통 전극(110a) 및 방사 전극(142)의 상호 간섭을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 패턴(160)은 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)의 프로파일을 따라 연장하며, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)를 둘러쌀 수 있다.
상술한 바와 같이, 센싱 전극들(110, 130), 방사 전극(142), 전송 선로(144) 및 더미 패턴(160)은 모두 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기재층(100) 상에 전극 라인들이 교차하도록 형성된 메쉬 도전막을 형성한 후, 상기 메쉬 도전막이 식각 또는 절단된 분리 영역을 통해 각 전극 또는 패턴의 경계를 형성할 수 있다.
예를 들면, 제1 분리 영역(170a)에 의해 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)이 서로 분리될 수 있다. 제2 분리 영역(170b)에 의해 공통 전극(110a) 내에서 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)가 분리 및 정의될 수 있다. 더미 패턴(160)은 제3 분리 영역(170c) 및 제2 분리 영역(170b) 사이에 정의될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)(공통 전극(110a) 포함)을 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극(115)은 방사 전극(142)의 실질적인 중심선 위로 연장될 수 있다. 방사 전극(142)을 통해 신호 수신이 수행되는 경우, 방사 전극(142)의 상기 중심선에서 실질적으로 전류 또는 필드가 0(zero)인 영역이 형성될 수 있다.
브릿지 전극(115)을 상기 중심선 위로 연장하도록 배치하는 경우, 제1 센싱 전극들(110)을 통한 전류 흐름이 방사 전극(142)을 통한 필드와 실질적으로 간섭 또는 충돌되지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 패턴(140)을 터치 센서의 센싱 전극들(110, 130) 내에 포함시키는 경우에도 터치 센싱 해상도 및 감도를 유지시킬 수 있다.
브릿지 전극(115)은 예를 들면, 도 3에 도시된 절연층(120)을 관통하는 콘택들(117)을 통해 공통 전극(110a)을 포함하는 제1 센싱 전극들(110)을 상기 제1 방향을 따라 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 센싱 전극들(110, 130)을 통한 전류의 흐름이 방사 전극(142)을 회피하도록 전극들이 배치 또는 설계될 수 있다.
예를 들면, 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)을 연결시키는 브릿지 전극(115)을 평면 방향에서 방사 전극(142)과 중첩되지 않도록 배치할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 브릿지 전극(115)은 상기 제1 방향으로 인접한 공통 전극(110a) 및 제1 센싱 전극(110)을 서로 전기적으로 연결시키며 방사 전극(142) 위로는 연장하지 않을 수 있다.
이에 따라, 도 5에 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 제1 센싱 전극들(110)을 통한 채널 전류는 방사 전극(142)을 회피하여 진행될 수 있다. 따라서, 터치 센서의 상기 채널 전류 및 방사 전극(142)에서의 필드의 상호 간섭을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)를 포함하는 안테나 패턴(140)은 센싱 전극들(110, 130)과 다른 층 또는 다른 레벨에 위치할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(140)은 브릿지 전극(115)과 동일 층에 배치될 수 있다.
이 경우, 안테나 패턴(140)은 평면 방향에서 관찰 또는 투영될 때, 도 5에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 방사 전극 (142)은 센싱 전극(110, 130) 내에, 예를 들면 공통 전극(110a) 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 센싱 전극들(110, 130)은 상술한 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조(예를 들면, 속이 찬(solid) 패턴)를 가지며, 안테나 패턴(140) 또는 방사 전극(142)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서-안테나 구조체의 센싱 전극들 및 안테나 패턴들의 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)는 이웃하는 센싱 전극들(110, 130) 사이에 배치될 수 있다.
예를 들면, 방사 전극(142)은 상기 제1 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 센싱 전극(110) 및 방사 전극(142) 사이에는 더미 패턴(165)이 배치될 수 있다.
제1 센싱 전극(110) 및 더미 패턴(165)은 제3 분리 영역(170c)에 의해 서로 절연 및 분리되며, 안테나 패턴(140)의 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)는 제2 분리 영역(170b)을 통해 더미 패턴(165)과 절연 및 분리될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사 전극(142)은 센싱 전극(110, 130) 보다 작은 면적을 가질 수 있다. 따라서, 방사 전극(142)이 센싱 전극들(110, 130) 사이에 삽입되는 경우에도, 터치 센싱이 불활성화되는 면적을 감소시키면서 터치 센싱-안테나 영역(TAR)에서의 터치 센싱을 활성화시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(142) 주변의 센싱 전극(예를 들면, 제1 센싱 전극(110))은 터치 센싱 영역(TR)에서의 센싱 전극보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(142) 주변의 센싱 전극은 터치 센싱 영역(TR)에서의 센싱 전극이 절단된 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 방사 전극(142)은 방사 전극(142) 주변의 상기 절단된 형상의 센싱 전극보다 작은 면적을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(142) 및 전송 선로(144)를 포함하는 안테나 패턴(140)은 센싱 전극들(110, 130)과 다른 층 또는 다른 레벨에 위치할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(140)은 브릿지 전극(115)과 동일 층에 배치될 수 있다.
이 경우, 안테나 패턴(140)은 평면 방향에 관찰 또는 투영될 때, 도 6에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 방사 전극 (142)은 이웃하는 센싱 전극들(110, 130) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 센싱 전극들(110, 130)은 상술한 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조(예를 들면, 속이 찬(solid) 패턴)를 가지며, 안테나 패턴(140) 또는 방사 전극(142)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 6은 브릿지 전극(115)이 센싱 전극들(110, 130) 위에 배치되는 탑-브릿지(Top-Bridge) 구조의 터치 센서를 도시하였으나, 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서는 브릿지 전극(115)이 센싱 전극들(110, 130) 아래에 배치되는 바텀 브릿지(Bottom-Bridge) 구조를 가질 수도 있다.
이 경우, 브릿지 전극(115)이 먼저 기재층(100) 상에 형성되고, 절연층(120)이 브릿지 전극(115) 상에 형성될 수 있다. 센싱 전극들(110, 130)은 절연층(120) 상에 형성되고, 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 절연층(120) 내 형성된 콘택 홀을 통해 브릿지 전극(115)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다. 예를 들면, 도 7은 화상 표시 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 화상 표시 장치(300)는 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)을 포함할 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 표시 영역(310)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
상술한 터치 센서-안테나 구조체는 화상 표시 장치(300)의 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)에 걸쳐 배치되며, 터치 센싱 영역(TR)의 센싱 전극들(110, 130)은 표시 영역(310) 내에 배열될 수 있다.
또한, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)에 걸쳐 위치할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(140)의 방사 전극(142) 및 방사 전극(142) 주변의 센싱 전극들(110, 130) 역시 표시 영역(310) 내에 배열될 수 있다. 상술한 바와 같이, 메쉬 구조를 활용하여 방사 전극들(142)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 안테나 패턴(140)의 신호 패드(146)는 주변 영역(320) 내에 배치될 수 있다.
또한, 주변 영역(320)에는 터치 센서 구동 IC 칩(200) 및 안테나 구동 IC 칩(250)이 함께 배치되어, 센싱 전극들(110, 130)과 연결된 패드들 및 안테나 패턴(140)의 신호 패드들(146)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센서-안테나 구조체의 안테나 패턴(140)을 터치 센서의 센싱 전극들(110, 130)과 동일 레벨에서 일체화시킴으로써 화상 표시 장치의 공간 자유도를 증가시킬 수 있다.
100: 기재층 110: 제1 센싱 전극
115: 브릿지 전극 117: 콘택
130: 제2 센싱 전극 135: 연결부
140: 안테나 패턴 142: 방사 전극
144: 전송 선로 146: 신호 패드
160: 더미 패턴

Claims (16)

  1. 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층;
    상기 기재층 상에서 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역에 걸쳐 분포되는 센싱 전극들; 및
    상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 부분 상에 배치되며, 상기 센싱 전극들과 동일층 또는 동일 레벨에 배치되고, 평면 방향에서 관찰될 때 상기 센싱 전극들 중 일 센싱 전극 내에 배치되는 방사 전극을 포함하는 안테나 패턴을 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 센싱 전극보다 작은 면적을 갖는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 방사 전극이 포함된 센싱 전극은 상기 터치 센싱 영역 내에 배치된 센싱 전극과 다른 형상을 갖는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 방사 전극 주변에 배치된 센싱 전극은 상기 터치 센싱 영역 내에 배치된 센싱 전극보다 작은 면적을 갖는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 센싱 전극 사이에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 센싱 전극들, 상기 방사 전극 및 상기 더미 패턴은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단과 전기적으로 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 방사 전극과 함께 상기 일 센싱 전극 내에 배치되는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 방사 전극과 함께 이웃하는 한 쌍의 상기 센싱 전극들 사이에 배치되는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은,
    상기 기재층 상면에 평행한 제1 방향을 따라 배열되는 제1 센싱 전극들; 및 상기 기재층 상면에 평행하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 센싱 전극들을 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  11. 청구항 10에 있어서, 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극을 더 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 방사 전극의 중심선과 겹치도록 연장하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 방사 전극과 겹치지 않으며, 상기 제1 센싱 전극들 및 상기 브릿지 전극을 통한 전류는 상기 방사 전극을 우회하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역은 상기 기재층의 중앙부를 포함하며, 상기 터치 센싱-안테나 영역은 상기 기재층의 일단부에 할당되는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 터치 센싱-안테나 영역 상에서 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩; 및
    상기 기재층의 타단부에서 상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 터치 센서 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체.
  16. 청구항 1의 터치 센서를 포함하는 안테나 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
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