KR20180101064A - 안테나가 구비된 터치 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나가 구비된 터치 센서에 관한 것이다.
본 발명은 감지 전극부를 포함하는 터치 센서부 및 상기 터치 센서부 상에 형성된 안테나부를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 터치 센서부를 구성하는 감지 전극부 상에 상기 감지 전극부와 절연된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 안테나를 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장하는 경우에도 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화할 수 있다.

Description

안테나가 구비된 터치 센서{TOUCH SENSOR EQUIPPED WITH ANTENNA}
본 발명은 안테나가 구비된 터치 센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 안테나를 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장하는 경우에도 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화할 수 있도록 하는 안테나가 구비된 터치 센서에 관한 것이다.
터치 센서는 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 센서는 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 감지하여 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 센서는 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다. 일례로, 터치 센서는 핸드폰이나 네비게이션 등에 채용되는 영상표시장치에 결합되어 이들의 입력장치로 활용될 수 있다.
한편, 핸드폰이나 네비게이션 등의 단말기는 근거리 및/또는 원거리 무선통신을 위한 안테나를 구비하여야 하는데, 일반적으로 이러한 안테나는 영상표시장치나 터치 센서와는 별도로 구성된다. 이는 단말기 내부의 구조를 복잡하게 하고, 제조비용을 상승시키며, 단말기의 두께 증가를 야기할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 안테나를 터치 센서에 근접시켜 설치하는 경우 상호 간에 신호 간섭을 유발하여 안테나 성능 및 터치 센서의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
구체적으로, 최근 핸드폰 등과 같은 전자장치의 화면 영역을 최대한 확보하기 위하여 베젤(bezzle) 영역이 축소됨에 따라, 안테나를 설치하기 위한 공간이 줄어들어 안테나가 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장되어야 할 필요성이 증대되고 있으나, 안테나가 디스플레이 영역에 실장되는 경우에는, 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음이 유발된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0100822호(공개일자: 2014년 08월 18일, 명칭: 안테나 패턴을 포함하는 터치스크린패널 및 이를 구비한 영상표시장치)
본 발명은 안테나를 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장하는 경우에도 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화할 수 있도록 하는 안테나가 구비된 터치 센서를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서는 감지 전극부를 포함하는 터치 센서부 및 상기 터치 센서부 상에 형성된 안테나부를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 터치 센서부를 구성하는 감지 전극부 상에 상기 감지 전극부와 절연된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 안테나부는 신호 방사 패턴부와 신호 전송 라인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 신호 방사 패턴부는 상기 감지 전극부를 구성하는 단위 전극 패턴에 의해 정의되는 영역 상에 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는 상호 절연된 상태로 서로 교차하도록 형성된 Tx 전극부와 Rx 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 안테나부는 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 상기 Tx 전극부 및 상기 Rx 전극부와 절연된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는,
상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부 및 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 연결하는 브릿지 패턴부를 더 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 제1 절연부에 의해 절연된 상태로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 안테나부는 메쉬(mesh) 구조 또는 전면 메탈 박막 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 안테나부는 전도성 산화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 브릿지 패턴부는, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들 을 통해 연결하고, 상기 안테나부는, 상기 제1 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 안테나부는 상기 터치 센서부에 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는, 기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 쓰루홀들 사이의 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 터치 센서부에 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는, 기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 쓰루홀들 사이의 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 제1 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성된 신호 방사 패턴부, 상기 신호 방사 패턴부와 상기 브릿지 패턴부를 덮도록 형성되어 상기 신호 방사 패턴부와 상기 브릿지 패턴부를 절연시키는 제2 절연부 및 상기 제2 절연부에 형성된 제2 쓰루홀들 및 상기 제2 쓰루홀들 사이의 제2 절연부 상에 형성되어 상기 신호 방사 패턴부를 연결하는 신호 전송 라인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서는, 상기 신호 전송 라인부와 상기 제2 절연부를 덮도록 형성된 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는, 기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 감지 전극부 상에 형성된 제3 절연부, 상기 제3 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 안테나를 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장하는 경우에도 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화할 수 있도록 하는 안테나가 구비된 터치 센서가 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 적용 가능한 터치 센서의 개념적인 평면 형상을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 안테나부가 터치 센서부를 구성하는 감지 전극부 상에 형성되어 있는 평면 형상을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 적용 가능한 안테나의 평면 형상을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서의 예시적인 단면도들이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 시각 정보가 표시되는지 여부를 기준으로 표시 영역과 비표시 영역으로 구분될 수 있다.
표시 영역은 터치 센서에 결합된 장치가 제공하는 화상이 표시되는 영역인 동시에 사용자로부터 입력되는 터치 신호를 정전용량방식으로 감지하기 위한 영역으로서, 이 표시 영역에는 서로 교차하는 방향으로 형성된 다수의 감지 패턴들인 Tx 전극부(130)와 Rx 전극부(120)를 포함하는 터치 센서부(10)가 구비되어 있다. 이후, 자세히 설명하겠지만, 예를 들어, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는 상호 절연된 상태로 서로 교차하도록 형성된 Tx 전극부(130)와 Rx 전극부(120)를 포함하고, 안테나부(20)는, 1) Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로 Tx 전극부(130) 상에 형성되거나, 2) Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로 Rx 전극부(120) 상에 형성되거나, 3) Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로, Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 중첩(overlap)되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 안테나부(20)는 신호 방사 패턴부 및 신호 전송 라인부를 포함할 수 있고, 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화하기 위하여, 신호 방사 패턴부는 감지 전극부(110)를 구성하는 단위 전극 패턴에 의해 정의되는 영역 상에 위치하도록 형성될 수 있다.
표시 영역의 외곽에 위치하는 비표시 영역에는 터치 센서부(10)와 전기적으로 연결된 연결 라인, 이 연결 라인에 전기적으로 연결된 본딩 패드(bonding pad)가 형성되어 있다. 본딩 패드에는 표시 영역에서 감지된 터치 신호를 도시하지 않은 구동부로 전달하는 FPC(Flexible Printed Circuit)가 연결된다.
도 1에 도시하지는 않았으나, 터치 센서부(10) 상에는 외부와의 무선 통신을 위해 무선 신호를 송신하고 수신하기 위한 안테나부(20)가 구비되어 있으며, 도 2 내지 도 4에 안테나부(20)가 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110) 상에 형성되어 있는 평면 형상이 예시적으로 도시되어 있다. 도 2는 안테나부(20)가 Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로 Tx 전극부(130) 상에 형성된 예를 나타내고, 도 3은 안테나부(20)가 Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로 Rx 전극부(120) 상에 형성된 예를 나타내고, 도 4는 안테나부(20)가 Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130) 상에 중첩되어 있는 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서에 적용 가능한 안테나의 평면 형상을 예시적으로 나타낸 도면으로서, 특히, 도 5의 (a)는 안테나부(20)의 구성요소 중에서 적어도 신호 방사 패턴을 메탈 메쉬(metal mesh) 형태로 제작한 예를 나타낸다. 안테나부(20)를 도 5의 (b)에 개시된 바와 같이 일반적인 메탈 박막 형태로 제작할 수도 있다. 예를 들어, 안테나부(20)는 전도성 산화물을 포함할 수 있으며, 구체적으로는, ITO, IZO 등을 포함하는 공지의 투명 전도성 상화물이 안테나부(20)에 적용될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서의 예시적인 단면도들이다.
도 6 내지 도 8을 추가적으로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서는 감지 전극부(110)를 포함하는 터치 센서부(10) 및 터치 센서부(10) 상에 형성된 안테나부(20)를 포함하고, 안테나부(20)는, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110) 상에 감지 전극부(110)와 절연된 상태로 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 안테나부(20)가 터치 센서부(10)에 실장되는 다양한 예를 설명하면 다음과 같다.
하나의 예로, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는, 상호 절연된 상태로 서로 교차하도록 형성된 Tx 전극부(130)와 Rx 전극부(120)를 포함하고, 안테나부(20)는, 1) Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로, Tx 전극부(130) 상에 형성되거나, 2) Tx 전극부(130) 및 Rx 전극부(120)와 절연된 상태로, Rx 전극부(120) 상에 형성될 수 있다.
다른 예로, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는, 기판(100) 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부(120), Rx 전극부(120)와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부(130), Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 절연시키는 제1 절연부(140) 및 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부(130)를 연결하는 브릿지 패턴부(150)를 포함하고, 안테나부(20)는, 제1 절연부(140)에 의해 터치 센서부(10)를 구성하는 Rx 전극부(120), Tx 전극부(130), 브릿지 패턴부(150)와 절연된 상태로 Tx 전극부(130) 또는 Rx 전극부(120) 상에 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 도 6에 개시된 바와 같이, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는, 기판(100) 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부(120), Rx 전극부(120)와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부(130), Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 덮도록 형성되어 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 절연시키는 제1 절연부(140), 제1 절연부(140)에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes, 144)과 제1 쓰루홀들(144) 사이의 제1 절연부(140) 상에 형성되어 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부(130)를 연결하는 브릿지 패턴부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 이 예에서, 안테나는, 제1 절연부(140)를 매개로 Tx 전극부(130) 또는 Rx 전극부(120) 상에 형성된 신호 방사 패턴부(210)와 신호 전송 라인부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 6에 개시된 예에 따르면, 안테나를 구성하는 신호 전송 라인부와 신호 방사 패턴부(210)를 동일한 평면에 형성할 수 있다. 따라서, 후술하는 도 7에 개시된 예와 같이 제2 절연부(220)에 제2 쓰루홀들(244)을 형성할 필요가 없으며, 스택 업(stack up)의 수가 줄어드는 장점이 있다.
또 다른 예로, 도 7에 개시된 바와 같이, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는, 기판(100) 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부(120), Rx 전극부(120)와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부(130), Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 덮도록 형성되어 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 절연시키는 제1 절연부(140), 제1 절연부(140)에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes, 144)과 제1 쓰루홀들(144) 사이의 제1 절연부(140) 상에 형성되어 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부(130)를 연결하는 브릿지 패턴부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 이 예에서, 안테나부(20)는, 제1 절연부(140)를 매개로 Tx 전극부(130) 또는 Rx 전극부(120) 상에 형성된 신호 방사 패턴부(210), 신호 방사 패턴부(210)와 브릿지 패턴부(150)를 덮도록 형성되어 신호 방사 패턴부(210)와 브릿지 패턴부(150)를 절연시키는 제2 절연부(220) 및 제2 절연부(220)에 형성된 제2 쓰루홀들(244) 및 제2 쓰루홀들(244) 사이의 제2 절연부(220) 상에 형성되어 신호 방사 패턴부(210)를 연결하는 신호 전송 라인부(230)를 포함할 수 있다. 보호부(30)는 신호 전송 라인부(230)와 제2 절연부(220)를 덮도록 형성되어 안테나부(20)를 보호한다.
도 7에 개시된 예에 따르면, 안테나부(20)를 구성하는 신호 전송 라인부(230)와 신호 방사 패턴부(210)가 동일한 물질이 아니라 다른 물질로 구성될 수 있으며, 신호 전송 라인부(230)를 브릿지 패턴부(150)에 구애받지 않으며 형성할 수 있어서, 신호 전송 라인부(230)의 자유도가 증가한다.
또 다른 예로, 도 8에 개시된 바와 같이, 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)는, 기판(100) 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부(120), Rx 전극부(120)와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부(130), Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 덮도록 형성되어 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 절연시키는 제1 절연부(140), 제1 절연부(140)에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes, 144)과 제1 쓰루홀들(144) 사이의 제1 절연부(140) 상에 형성되어 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부(130)를 연결하는 브릿지 패턴부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 이 예에서, 안테나는, 감지 전극부(110) 상에 형성된 제3 절연부(225), 제1 절연부(140)와 제3 절연부(225)를 매개로 Tx 전극부(130) 또는 Rx 전극부(120) 상에 형성된 신호 방사 패턴부(210)와 신호 전송 라인부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 8에 개시된 예에 따르면, 도 6 및 도 7에 개시된 예와는 달리, 터치 센서부(10)의 브릿지 패턴부(150)와 동일 평면 상이 아닌, 터치 센서부(10) 상의 제3 절연부(225) 상에 안테나를 형성한다. 도 8에 개시된 예에 따르면, 도 7에 개시된 예와 유사하게, 안테나를 구성하는 신호 전송 라인부의 자유도가 증가한다.
예를 들어, 안테나부(20)는 접합제를 매개로 터치 센서부(10)에 접합되도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 안테나부(20)는 메쉬(mesh) 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서를 구성하는 터치 센서부(10)와 안테나부(20)의 세부 구성요소들을 예시적으로 설명하면 다음과 같다.
터치 센서부(10)는 기판(100) 및 감지 전극부(110)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나가 구비된 터치 센서를 구조적으로 지지하며, 경성 재질 또는 연성 재질을 갖는 공지의 다양한 물질들로 형성될 수 있다.
감지 전극부(110)는 사용자 등으로부터의 터치 신호를 감지하며, Rx 전극부(120), Tx 전극부(130), 제1 절연부(140), 브릿지 패턴부(150)를 포함할 수 있다.
Rx 전극부(120)는 서로 전기적으로 연결된 상태, 즉, 연장된 상태로 제1 방향을 따라 형성되어 있고, Tx 전극부(130)는 서로 전기적으로 분리된 상태로 제2 방향을 따라 형성되어 있으며, 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향이다. 예를 들어, 제1 방향이 X 방향인 경우, 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.
예를 들어, 감지 전극부(110)를 구성하는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)는 서로 독립적으로 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 또는 7각형 이상의 다각형 패턴일 수 있다.
또한, 예를 들어, 감지 전극부(110)를 구성하는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)는 규칙 패턴을 포함할 수 있다. 규칙 패턴이란, 패턴의 형태가 규칙성을 갖는 것을 의미한다. 예들 들어, 감지 패턴들은 서로 독립적으로 직사각형 또는 정사각형과 같은 메쉬 형태나, 육각형과 같은 형태의 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 감지 전극부(110)를 구성하는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)는 불규칙 패턴을 포함할 수 있다. 불규칙 패턴이란 패턴의 형태가 규칙성을 갖지 아니한 것을 의미한다.
또한, 예를 들어, 감지 전극부(110)를 구성하는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)가 금속 나노와이어, 탄소계 물질류, 고분자 물질류 등의 재료로 형성된 경우, Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)는 망상 구조를 가질 수 있다. Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)가 망상 구조를 갖는 경우, 서로 접촉하여 인접하는 패턴들에 순차적으로 신호가 전달되므로, 높은 감도를 갖는 패턴을 실현할 수 있다.
예를 들어, 감지 전극부(110)를 구성하는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)는 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)를 절연시키는 제1 절연부(140)의 소재로는 당 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 또는 제1 절연부(140)는 실리콘산화물(SiOx)등의 무기물을 사용하여 형성될 수 있으며, 이 경우 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
브릿지 패턴부(150)는 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)가 교차하는 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부(130)를 전기적으로 연결한다.
아래 표 1은 안테나부(20)의 실장 위치에 따른 터치 센서의 상호 정전용량의 실험 데이터를 나타낸다.
이 실험에서, 기준예는 안테나부(20)가 터치 센서부(10)에 실장되어 있지 않은 경우이고, 실시예 1은 안테나부(20)가 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)의 Rx 전극부(120) 상에 실장되어 있는 경우이고, 실시예 2는 안테나부(20)가 터치 센서부(10)를 구성하는 감지 전극부(110)의 Tx 전극부(130) 상에 실장되어 있는 경우이고, 실시예 3은 안테나부(20)가 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130)에 중첩된 상태로 실장되어 있는 경우이다. 즉, 실시예 3은 안테나부(20)가 Rx 전극부(120)와 Tx 전극부(130) 상에 걸쳐있는 경우이다.
구분 베이스 상호 정전용량
(Base Cm)		 델타 상호 정전용량
(Delta Cm)		 델타 상호 정전용량비
(Delta Cm ratio, %)
기준예 0.56418 0.30430 53.94
실시예1 0.55143 0.27816 50.44
실시예2 0.55347 0.30361 54.86
실시예3 0.53737 0.34515 64.23
기준예는 안테나부(20)가 터치 센서부(10)에 실장되어 있지 않은 경우이기 때문에, 터치 센서의 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음이 발생하지 않는다. 따라서, 기준예에 따른 델타 상호 정전용량비와의 차이가 작을수록 안테나에 의한 잡음이 작은 우수한 터치 센서라고 할 수 있다. 부언하면, 델타 상호 정전용량비가 증가할수록 터치 센서가 잡음에 민감해진다. 다시 말해, 실시예가 기준예 대비 델타 상호 정전용량비가 증가할수록 실시예의 터치 센서는 잡음에 민감하게 변화한다는 것을 의미한다.
표 1에 개시된 실험 데이터에 따르면, 실시예 2 즉, 안테나부(20)가 Tx 전극부(130) 상에 실장된 경우가 가장 우수한 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 즉, 안테나부(20)가 Rx 전극부(120) 상에 실장된 경우도 실시예 2에 비해서는 상대적으로 잡음이 강하다고 할 수 있으나, 실시예 3에 비해서는 상대적으로 우수한 특성을 보인다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 안테나를 터치 센서가 설치되어 있는 디스플레이 영역에 실장하는 경우에도 터치 센서 신호와 안테나 송수신 신호 간의 간섭에 의한 잡음을 최소화할 수 있도록 하는 안테나가 구비된 터치 센서가 제공되는 효과가 있다.
10: 터치 센서부
20: 안테나부
30: 보호부
100: 기판
110: 감지 전극부
120: Rx 전극부
130: Tx 전극부
140: 제1 절연부
150: 브릿지 패턴부
144 제1 쓰루홀
210: 신호 방사 패턴부
220: 제2 절연부
225: 제3 절연부
230: 신호 전송 라인부
244: 제2 쓰루홀

Claims (14)

  1. 안테나가 구비된 터치 센서로서,
    감지 전극부를 포함하는 터치 센서부; 및
    상기 터치 센서부 상에 형성된 안테나부를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    상기 터치 센서부를 구성하는 감지 전극부 상에 상기 감지 전극부와 절연된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 신호 방사 패턴부와 신호 전송 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 방사 패턴부는 상기 감지 전극부를 구성하는 단위 전극 패턴에 의해 정의되는 영역 상에 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극부는 상호 절연된 상태로 서로 교차하도록 형성된 Tx 전극부와 Rx 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 상기 Tx 전극부 및 상기 Rx 전극부와 절연된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 감지 전극부는,
    상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부 및 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 연결하는 브릿지 패턴부를 더 포함하고,
    상기 안테나부는,
    상기 제1 절연부에 의해 절연된 상태로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 메쉬(mesh) 구조 또는 전면 메탈 박막 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 전도성 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 브릿지 패턴부는,
    상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들 을 통해 연결하고,
    상기 안테나부는,
    상기 제1 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 터치 센서부에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극부는,
    기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 쓰루홀들 사이의 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    상기 터치 센서부에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극부는,
    기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 쓰루홀들 사이의 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    상기 제1 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성된 신호 방사 패턴부;
    상기 신호 방사 패턴부와 상기 브릿지 패턴부를 덮도록 형성되어 상기 신호 방사 패턴부와 상기 브릿지 패턴부를 절연시키는 제2 절연부; 및
    상기 제2 절연부에 형성된 제2 쓰루홀들 및 상기 제2 쓰루홀들 사이의 제2 절연부 상에 형성되어 상기 신호 방사 패턴부를 연결하는 신호 전송 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 신호 전송 라인부와 상기 제2 절연부를 덮도록 형성된 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극부는,
    기판 상에 일 방향으로 연장 형성된 Rx 전극부, 상기 Rx 전극부와의 교차 영역에서 분리된 형상을 갖도록 형성된 Tx 전극부, 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 덮도록 형성되어 상기 Rx 전극부와 상기 Tx 전극부를 절연시키는 제1 절연부, 상기 제1 절연부에 형성된 제1 쓰루홀들(through holes)과 상기 제1 절연부 상에 형성되어 상기 교차 영역에서 분리되어 있는 Tx 전극부를 상기 제1 쓰루홀들을 통해 연결하는 브릿지 패턴부를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    상기 감지 전극부 상에 형성된 제3 절연부, 상기 제3 절연부를 매개로 상기 Tx 전극부 또는 상기 Rx 전극부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 안테나가 구비된 터치 센서.
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