KR102413194B1 - 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents
안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예들의 안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층, 기재층의 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들, 및 기재층의 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 전극들을 포함한다. 센싱 전극들 및 방사 전극은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함한다. 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하며 모아레 현상이 억제된 화상 표시 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 패턴 및 센싱 전극을 포함하는 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 표시 장치와 함께 터치 센서가 결합되어 화상 표시 장치 에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력가능한 전자 기기들이 예를 들면, 스마트 폰, 태블릿 PC 형태 등과 같은 다양한 형태로 개발되고 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치가 스마트 폰과 같은 통신 기기와 결합되고 있다. 예를 들면, 3G 내지 5G 범위 또는 그 이상의 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. 예를 들면, 터치 센싱 전극들과 안테나의 방사 전극을 함께 형성하는 경우, 소정의 방사 특성을 확보하기 위한 원하는 형상대로 방사 전극을 형성하는 것이 용이하지 않다.
또한, 상기 터치 센싱 전극들이 화상 표시 장치의 화소 구조와 중첩됨에 따라 모아레 현상과 같은 광학적 현상에 의해 화상 표시 장치의 이미지 품질이 저하될 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, 이미지 품질을 고려하면서 안테나 및 터치 센서를 함께 효율적으로 배치시킨 화상 표시 장치를 개시하고 있지 않다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층; 상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들; 및 상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 전극들을 포함하고,
상기 센싱 전극들 및 상기 방사 전극은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제1 전극 라인들 및 제2 전극 라인들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
3. 위 2에 있어서, 상기 제2 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제3 전극 라인들 및 제4 전극 라인들을 포함하며,
상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하며, 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 교차하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
4. 위 3에 있어서, 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 방사 전극의 테두리로부터 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
5. 위 4에 있어서, 상기 방사 전극의 테두리는 서로 교차하는 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들에 의해 정의되는 단위 셀들 중 하나의 단위 셀에 의해 정의되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
6. 위 5에 있어서, 상기 방사 전극의 테두리는 상기 제3 전극 라인 및 상기 제4 전극 라인의 연장 방향을 따라 연장하는 연속적인 직선 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
7. 위 3에 있어서, 상기 방사 전극은 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 방사 전극 및 제2 방사 전극을 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 제3 메쉬 구조체를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 제3 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제5 전극 라인들 및 제6 전극 라인들을 포함하며,
상기 제5 전극 라인들 및 상기 제6 전극 라인들은 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
9. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 방사 전극과 일체로 연결된 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단부와 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
10. 위 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
11. 위1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 열 방향을 따라 배열된 제1 센싱 전극들 및 행 방향을 따라 배열된 제2 센싱 전극들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
12. 위 11에 있어서, 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 제1 센싱 전극들을 상기 열 방향을 따라 일체로 연결시키는 연결부들, 및 상기 제2 센싱 전극들을 상기 제2 방향을 따라 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극들을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
13. 위 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱-안테나 영역 내에 배열되며 상기 방사 전극과 인접한 센싱 전극들과 다른 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
14. 위 13에 있어서, 상기 방사 전극과 인접한 센싱 전극들은 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들의 형상이 상기 방사 전극의 경계에 의해 절단되거나 부분적으로 제거된 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
15. 상술한 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 삽입 전극 구조체에 있어서, 안테나 패턴의 방사 전극을 터치 센서의 센싱 전극들 사이에 동일 층 혹은 동일 레벨에 형성할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴의 실장 공간의 별도 추가 없이 터치 센서와 안테나 패턴을 함께 패키지화 또는 모듈화할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들 및 방사 전극은 메쉬 구조체를 공유하며, 상기 메쉬 구조체는 서로 다른 형상의 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체의 혼성 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 메쉬 구조체는 터치 센서의 센싱 전극 배열에 대응되는 단위 셀들을 포함하며, 상기 제2 메쉬 구조체는 방사 전극의 테두리의 연장선들을 포함할 수 있다.
방사 전극의 테두리에 대응되도록 형성된 상기 제2 메쉬 구조체를 상기 제1 메쉬 구조체와 함께 혼성시킴에 따라, 방사 전극은 실질적으로 심리스(seamless) 테두리를 가질 수 있다. 따라서, 원하는 주파수, 지향성을 갖는 방사 전극의 특성을 고신뢰성으로 구현할 수 있다.
또한, 상이한 2종의 메쉬 구조체가 혼성됨에 따라, 전체 메쉬 구조체의 불규칙성이 증가될 수 있다. 상기 안테나 삽입 전극 구조체 및 디스플레이 패널의 화소들 사이의 중첩에 따른 모아레 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 센싱 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 메쉬 구조체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제2 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 센싱 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 메쉬 구조체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제2 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 패턴 및 센싱 전극이 동일 평면 내에 함께 배열된 안테나 삽입 전극 구조체를 제공한다. 또한, 상기 안테나 삽입 전극 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.
본 출원에 사용된 용어 "제1 방향", "제2 방향", "제3 방향", "제4 방향", "열 방향", "행 방향" 등은 절대적인 특정 방향을 지정하는 것이 아니라 서로 다른 방향들을 구별하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 센싱 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2는 안테나 삽입 전극 구조체의 전극들의 배열 구조를 설명하기 위해 각 전극들은 속이 찬(solid) 패턴으로 도시하고 있다. 그러나, 도 3 내지 도 5를 참조로 후술하는 바와 같이, 각 전극들은 메쉬 구조체로부터 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 삽입 전극 구조체는 기재층(100), 및 기재층(100) 상에 배열된 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)을 포함할 수 있다.
기재층(100) 또는 상기 안테나 삽입 전극 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, 고주파 또는 초고주파 통신 구현(예를 들면, 3G, 4G, 5G 통신 등)을 위한 안테나 패턴(170)이 실장되는 영역일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 내에는 안테나 패턴(170)과 함께 터치 센서의 센싱 전극들(110, 130) 일부가 함께 분포할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 기재층(100)의 일 단부 및/또는 일 측부에 터치 센싱 영역(TR)과 인접하도록 할당될 수 있다.
기재층(100)의 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 상에는 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)이 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 센싱 전극들(110, 130) 사이의 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)을 통해 터치 센싱이 구현될 수 있다.
기재층(100)은 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170) 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.
기재층(100)은 안테나 패턴(170)의 유전층으로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 기재층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
제1 센싱 전극들(110)은 열 방향(예를 들면, Y-방향 또는 길이 방향)을 따라 배열될 수 있다. 상기 열 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 연결부(115)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 센싱 전극들(110) 및 연결부(115)는 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 센싱 전극들(110) 및 연결부(115)는 동일한 도전막(예를 들면, 메쉬 구조체)으로부터 함께 패터닝되어 형성되며, 동일 층 혹은 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 열 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 열이 정의되며, 복수의 상기 제1 센싱 전극 열들이 행 방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 센싱 전극들(130)은 상기 행 방향(예를 들면, X-방향 또는 너비 방향)을 따라 배열될 수 있다. 제2 센싱 전극들(130)은 각각 독립된 섬(island) 패턴 형태를 가질 수 있으며, 상기 제2 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)은 브릿지 전극(135)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 행 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 제2 센싱 전극 행들이 상기 열 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 1에서는 제2 센싱 전극 행이 브릿지 전극(135)을 포함하고, 제1 센싱 전극 열이 연결부(115)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 센싱 전극 열이 브릿지 전극을 통해 정의되고, 제2 센싱 전극 행이 연결부를 통해 정의될 수도 있다.
센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(135)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), 주석(Sn), 칼슘(Ca) 등과 같은 금속 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(135)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(135)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(135) 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.
도 2에 도시된 바와 같이, 기재층(100) 상에 센싱 전극들(110, 130) 및 연결부(115)를 적어도 부분적으로 덮는 절연층(140)이 형성될 수 있다. 브릿지 전극(135)은 절연층(140) 상에 배치되어, 예를 들면 절연층(140) 내에 형성된 콘택 홀(145)을 통해 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
절연층(140) 및 브릿지 전극(135) 상에는 상기 터치 센서 보호를 위한 패시베이션 층(150)이 형성될 수도 있다.
절연층(140) 및 패시베이션 층(150)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 및/또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 130) 및 브릿지 전극(135)은 바텀-브릿지(Bottom Bridge) 구조로 배열될 수도 있다. 이 경우, 브릿지 전극(135)이 센싱 전극들(110, 130)의 아래에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 브릿지 전극(135)은 저저항 금속을 포함할 수 있으며, 브릿지 전극(135)을 시인면(예를 들면, 패시베이션 층(150)의 상면)으로부터 멀리 배치함으로써, 광반사에 의한 전극 시인 및 채널 저항을 함께 감소시킬 수 있다.
기재층(100)의 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 상에는 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)이 함께 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)은 동일 층 또는 동일 레벨에 함께 위치할 수 있다.
안테나 패턴(170)은 방사 전극(160), 전송 선로(162) 및 신호 패드(165)를 포함할 수 있다. 방사 전극(160)의 테두리는 예를 들면, 마름모 형상 또는 다이아몬드 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(162)는 방사 전극(160)의 일단으로부터 연장될 수 있다. 신호 패드(165)는 전송 선로(162)의 말단과 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 패턴(170)은 센싱 전극들(110, 130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(170)은 상술한, 금속 또는 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 금속층 및 투명 도전성 산화물의 복층 구조를 가질 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조로 후술하는 바와 같이, 방사 전극(160) 및 전송 선로(162)는 내부에 서로 교차하는 복수의 전극 라인들을 포함하는 메쉬 구조체로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 전극(160) 및 전송 선로(162)는 상기 메쉬 구조체로부터 형성된 실질적인 단일 부재로 형성될 수 있다.
신호 패드(165)는 예를 들면, 급전 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 패턴으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 각 신호 패드(165) 주변에는 그라운드 패드(미도시)가 더 배치될 수 있다. 신호 패드(165)는 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB) 및 이방성 도전 필름(ACF)와 같은 도전성 중개 구조물을 통해 안테나 구동 IC 칩과 전기적으로 연결될 수 있다.
방사 전극(160)은 터치 센싱-안테나 영역(TAR)에서 센싱 전극들(110, 130) 사이로 삽입된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(160)과 인접한 센싱 전극들(110, 130)은 터치 센싱 영역(TR)에서의 센싱 전극들(110, 130)의 형상으로부터 방사 전극(160)에 의해 절단되어 일부가 제거된 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 패턴(170)의 방사 전극(160)을 센싱 전극들(110, 130)과 동일 평면 또는 동일 층에 배치시키고, 센싱 전극들(110, 130) 사이에 삽입시킴으로써, 안테나 패턴(170)을 터치 센서와 일체화시켜 터치 센싱 및 안테나 방사를 하나의 전극층으로부터 함께 구현할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 센싱 전극들 및 방사 전극에 포함된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도들이다. 예를 들면, 도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 터치 센싱-안테나 영역(TAR)에서의 센싱 전극 및 방사 전극의 영역을 설명하기 위한 부분 확대 평면도들이다.
구체적으로, 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 메쉬 구조체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제2 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
설명의 편의를 위해 도 3 및 도 4는 일체화된 혼성 메쉬 구조체로부터 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 별도로 분리하여 도시하고 있다. 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 메쉬 구조체(50)는 서로 교차하는 제1 전극 라인들(52) 및 제2 전극 라인들(54)을 포함할 수 있다. 제1 전극 라인들(52)은 제1 방향으로 연장할 수 있다. 제2 전극 라인들(54)은 제2 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제1 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하며 상기 열 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다. 상기 제2 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하여 상기 행 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극 라인들(52, 54)이 서로 교차함에 따라, 제1 메쉬 구조체(50)는 제1 단위 셀들(56)이 집합된 구조를 가질 수 있다. 제1 단위 셀(56)은 마름모 혹은 다이아몬드 형상을 가질 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)은 제1 메쉬 구조체(50)에 대해 할당된 소정의 센싱 전극 영역을 따라 메쉬 구조체를 형성될 수 있다. 도 3에서 점선 마름모들로 각각 표시된 바와 같이, 제1 메쉬 구조체(50)에 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132)이 할당될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)은 마름모 혹은 다이아몬드와 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132) 역시 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)은 각각 소정의 개수의 제1 단위 셀들(56)을 포함하도록 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132)이 설정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 메쉬 구조체(60)는 서로 교차하는 제3 전극 라인들(62) 및 제4 전극 라인들(64)을 포함할 수 있다. 제3 전극 라인들(62)은 제3 방향으로 연장할 수 있다. 제4 전극 라인들(64)은 제4 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제3 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하며 상기 열 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다. 상기 제4 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하여 상기 행 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 상이할 수 있다. 상기 제4 방향은 상기 제2 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 제2 메쉬 구조체(60)에 포함된 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)은 제1 및 제2 전극 라인들(52, 54)과 서로 다른 방향으로 연장할 수 있다.
제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)이 서로 교차함에 따라, 제2 메쉬 구조체(60)는 제2 단위 셀들(66)이 집합된 구조를 가질 수 있다. 제2 단위 셀(66)은 예를 들면, 마름모 혹은 다이아몬드 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 방사 전극(160)은 제2 메쉬 구조체(60)에 할당된 방사 전극 영역을 따라 메쉬 구조체를 식각하여 형성될 수 있다. 도 4에서 점선 마름모로 표시된 바와 같이, 제2 메쉬 구조체(60)에 방사 전극 영역(161)이 할당될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 메쉬 구조체(60)는 방사 전극(160)의 각 변으로부터 전극 라인을 연장시켜 형성될 수 있다. 이에 따라, 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)은 각각 방사 전극(160)의 각 변으로부터의 연장 라인일 수 있다.
또한, 제2 메쉬 구조체(60)에 포함된 제2 단위 셀들(66) 중 일부 단위 셀들이 실질적으로 방사 전극(160) 테두리를 형성할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 5를 참조하면, 메쉬 구조체(70)은 도 3 및 도 4를 각각 참조로 설명한 제1 메쉬 구조체(50) 및 제2 메쉬 구조체(60)가 하나의 도전층으로 혼성된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 메쉬 구조체(70)는 제1 내지 제4 전극 라인들(52, 54, 62, 64)이 함께 교차하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 메쉬 구조체(70) 형성 후, 도 4에 도시된 방사 전극 영역(161)을 따라 메쉬 구조체(70)를 식각하여 방사 전극(160)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 방사 전극(160)의 테두리는 제2 메쉬 구조체(60) 내에 포함된 하나의 제2 단위 셀(66)에 의해 실질적으로 정의될 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(160)의 테두리는 예를 들면, 단위 셀의 꼭지점 사이의 전극 라인 부분이 절단됨에 따라 발생하는 첨단부 혹은 돌기 없이 실질적으로 심리스(seamless)한 연속적인 직선 형상을 가질 수 있다.
따라서, 방사 전극(160)을 통해 구현되는 방사 지향성, 방사 신뢰성을 향상시키고, 상기 첨단부 또는 돌기들에 의한 방사 효율성 저하를 방지할 수 있다.
센싱 전극들(110, 130)은 도 3을 참조로 설명한 센싱 전극 영역들(112, 132)을 따라 방사 전극(160)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 식각 또는 절단되지 않도록 메쉬 구조체(70)를 식각하여 형성될 수 있다.
설명의 편의를 위해 도 3 및 도 5에 상세히 도시하지는 않았으나, 방사 전극 영역(161)을 식각하면서 전송 선로(162)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 함께 패터닝되어 방사 전극(160)과 연결될 수 있다. 또한, 연결부(115)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 함께 패터닝되어 제1 센싱 전극(110)과 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 130) 및 방사 전극(160)을 하나의 메쉬 구조체(70)를 식각하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(170) 삽입을 위한 별도의 공정 또는 별도의 층의 삽입 없이 터치 센싱 및 안테나 방사가 함께 구현된 박형의 전극 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 메쉬 구조체(70)는 제1 및 제2 메쉬 구조체(50, 60)가 혼성된 구조를 가지므로 랜덤성이 증가될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 삽입 전극 구조체가 실장되는 디스플레이 패널의 화소 구조와의 규칙적 중첩이 감소되며, 이에 따라 모아레 현상도 감소 또는 제거될 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 6에서는 센싱 전극들(110, 130) 또는 제1 메쉬 구조체의 도시는 생략되었다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이, 기재층(100)은 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR)을 포함할 수 있다. 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 터치 센싱 영역(TR) 주변에 할당될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 점선 사각형으로 표시된 바와 같이, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 기재층(100) 양 측부 영역들, 상부 영역 및 하부 영역 중 적어도 하나의 영역에 할당될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기재층(100)의 하부 영역 및 일 측부 영역이 터치 센싱-안테나 영역(TAR)으로 할당되어 안테나 패턴(170)이 삽입될 수 있다. 예를 들면, 제1 방사 전극들(160a)이 상기 하부 영역에 포함되고, 제2 방사 전극들(160b)이 상기 일 측부 영역에 포함될 수 있다. 제1 방사 전극(160a) 및 제2 방사 전극(160b)은 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다.
제1 방사 전극(160a)의 테두리로부터 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)이 연장되어 제2 메쉬 구조체가 정의될 수 있다. 제2 방사 전극(160b)의 테두리로부터 제5 및 제6 전극 라인들(82, 84)이 연장되어 제3 메쉬 구조체가 정의될 수 있다.
이에 따라, 센싱 전극들(110, 130) 및 방사 전극들(160a, 160b) 형성을 위한 메쉬 구조체는 제1 내지 제3 메쉬 구조체의 혼성 구조를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 서로 다른 사이즈의 방사 전극들을 메쉬 구조체 추가를 통해 삽입할 수 있다. 따라서, 복수의 공진 주파수에서 방사 가능한 안테나 삽입 전극 구조체를 구현할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 7은 화상 표시 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 화상 표시 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
상술한 안테나 삽입 전극 구조체는 화상 표시 장치(200)의 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)에 걸쳐 배치되며, 터치 센싱 영역(TR)의 제1 및 제2 센싱 전극들(110, 130)은 표시 영역(210) 내에 배열될 수 있다.
또한, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)에 걸쳐 위치할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(170)의 방사 전극(160) 및 방사 전극(160) 주변의 센싱 전극들(110, 130) 역시 표시 영역(210) 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 상술한 바와 같이, 메쉬 구조체를 활용하여 방사 전극들(160) 및 센싱 전극들(110, 130)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 혼성 메쉬 구조체를 활용함에 따라, 방사 전극(160)의 시인성을 보다 감소시키면서, 디스플레이 패널의 화소 구조와의 모아레 현상도 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1에 도시된 안테나 패턴(170)의 신호 패드(165)는 주변 영역(220) 내에 배치될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 터치 센서 구동 IC 칩 및 안테나 구동 IC 칩이 배치되어, 센싱 전극들(110, 130)과 연결된 트레이스들 및 안테나 패턴(170)의 신호 패드(165)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
50: 제1 메쉬 구조체 52: 제1 전극 라인
54: 제2 전극 라인 60: 제2 메쉬 구조체
62: 제3 전극 라인 64: 제4 전극 라인
100: 기재층 110: 제1 센싱 전극
115: 연결부 130: 제2 센싱 전극
135: 브릿지 전극 140: 절연층
150: 패시베이션 층 160: 방사 전극
162: 전송 선로 165: 신호 패드
54: 제2 전극 라인 60: 제2 메쉬 구조체
62: 제3 전극 라인 64: 제4 전극 라인
100: 기재층 110: 제1 센싱 전극
115: 연결부 130: 제2 센싱 전극
135: 브릿지 전극 140: 절연층
150: 패시베이션 층 160: 방사 전극
162: 전송 선로 165: 신호 패드
Claims (15)
- 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층;
상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들; 및
상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 전극들을 포함하고,
상기 센싱 전극들 및 상기 방사 전극은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함하며,
상기 제1 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제1 전극 라인들 및 제2 전극 라인들을 포함하고,
상기 제2 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제3 전극 라인들 및 제4 전극 라인들을 포함하며,
상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하며, 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 교차하는, 안테나 삽입 전극 구조체. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 방사 전극의 테두리로부터 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 4에 있어서, 상기 방사 전극의 테두리는 서로 교차하는 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들에 의해 정의되는 단위 셀들 중 하나의 단위 셀에 의해 정의되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 5에 있어서, 상기 방사 전극의 테두리는 상기 제3 전극 라인 및 상기 제4 전극 라인의 연장 방향을 따라 연장하는 연속적인 직선 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극은 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 방사 전극 및 제2 방사 전극을 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 제3 메쉬 구조체를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 7에 있어서, 상기 제3 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제5 전극 라인들 및 제6 전극 라인들을 포함하며,
상기 제5 전극 라인들 및 상기 제6 전극 라인들은 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체. - 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 방사 전극과 일체로 연결된 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단부와 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 열 방향을 따라 배열된 제1 센싱 전극들 및 행 방향을 따라 배열된 제2 센싱 전극들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 11에 있어서, 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 제1 센싱 전극들을 상기 열 방향을 따라 일체로 연결시키는 연결부들, 및 상기 제2 센싱 전극들을 상기 행 방향을 따라 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극들을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱-안테나 영역 내에 배열되며 상기 방사 전극과 인접한 센싱 전극들과 다른 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
- 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층;
상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들; 및
상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 전극들을 포함하고,
상기 센싱 전극들 및 상기 방사 전극은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조제 및 제2 메쉬 구조체를 포함하며,
상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱-안테나 영역 내에 배열되며 상기 방사 전극과 인접한 센싱 전극들과 다른 형상을 갖고,
상기 방사 전극과 인접한 센싱 전극들은 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들의 형상이 상기 방사 전극의 경계에 의해 절단되거나 부분적으로 제거된 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체. - 청구항 1 또는 청구항 14의 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |