KR20180127084A - 터치 센싱 전극 구조물 및 이를 포함하는 터치 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센싱 전극 구조물은 복수의 단위 패턴들을 포함하는 센싱 전극들, 및 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들을 포함한다. 트레이스들은 각각 적어도 2개의 트레이스 라인들, 및 적어도 2개의 트레이스들을 서로 연결시키는 트레이스 브릿지들을 포함한다. 트레이스 브릿지에 의해 패턴 배열 차이에 의한 전극 시인을 감소시키고, 트레이스의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

터치 센싱 전극 구조물 및 이를 포함하는 터치 센서{TOUCH SENSING ELECTRODE STRUCTURE AND TOUCH SENSOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센싱 전극 구조물 및 이를 포함하는 터치 센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는 센싱 전극 및 트레이스를 포함하는 터치 센싱 전극 구조물 및 이를 포함하는 터치 센서에 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(touch panel)이 디스플레이 장치와 결합되어 화상 표시 기능 및 정보 입력 기능이 함께 구현된 전자 기기들이 개발되고 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치가 박형화되면서, 접거나 구부릴 수 있는 플렉시블(유연성) 특성 구현이 시도되고 있으며, 이에 따라 상기 터치 패널 역시 플렉시블 디스플레이 장치에 채용될 수 있도록 개발될 필요가 있다. 예를 들면, 폴딩 시에도 터치 패널에 포함되는 전극 또는 배선의 손상, 크랙 등을 억제할 수 있는 내구성 확보가 요구될 수 있다.
상기 터치 패널이 상기 디스플레이 장치에 삽입되는 경우 전극 패턴들의 시인에 의한 표시 품질 저하가 초래될 수 있다. 따라서, 터치 패널의 유연성, 내구성을 구현하면서, 광학적 특성을 함께 향상시킬 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있으나, 상술한 바와 같이 기계적, 광학적 특성이 향상된 박형 터치 센서 또는 터치 패널의 요구가 지속되고 있다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 특성을 갖는 터치 센싱 전극 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 특성을 갖는 터치 센싱 전극 구조물을 포함하는 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적 특성을 갖는 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 복수의 단위 패턴들을 포함하는 센싱 전극들; 및 상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들을 포함하며, 상기 트레이스들은 각각 적어도 2개의 트레이스 라인들; 및 상기 적어도 2개의 트레이스들을 서로 연결시키는 트레이스 브릿지들을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
2. 위 1에 있어서, 상기 트레이스는 상기 센싱 전극에 포함된 상기 단위 패턴과 동일한 형상의 트레이스 단위 패턴을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
3. 위 2에 있어서, 상기 단위 패턴 및 상기 트레이스 단위 패턴은 오목 다각형 형상을 갖는, 터치 센싱 전극 구조물.
4. 위 2에 있어서, 상기 단위 패턴 및 상기 트레이스 단위 패턴은 평행 사변형 또는 마름모 형상을 갖는, 터치 센싱 전극 구조물.
5. 위 1에 있어서, 서로 이웃하는 상기 트레이스들 사이에 배치되는 더미 브릿지들을 더 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
6. 위 5에 있어서, 상기 트레이스들은 서로 이웃하며 분리된 제1 트레이스 및 제2 트레이스를 포함하며,
상기 더미 브릿지들은 상기 트레이스의 연장 방향을 따라 상기 제1 트레이스 및 상기 제2 트레이스에 교대로 연결되는, 터치 센싱 전극 구조물.
7. 위 5에 있어서, 상기 더미 브릿지들은 서로 이웃하는 상기 트레이스들 사이에서 격리된 섬(island) 타입 패턴을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
8. 위 5에 있어서, 상기 더미 브릿지 및 상기 더미 브릿지와 인접한 상기 트레이스 라인들에 의해 더미 단위 패턴이 정의되는, 터치 센싱 전극 구조물.
9. 위 8에 있어서, 상기 더미 단위 패턴은 상기 센싱 전극의 상기 단위 패턴과 동일한 형상을 가지며, 적어도 일부 영역이 절단된, 터치 센싱 전극 구조물.
10. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극은 지그재그 라인 형상을 갖는 전극 라인들 및 상기 전극 라인들을 서로 연결시키는 연결 전극을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
11. 위 10에 있어서, 상기 트레이스 라인 및 상기 전극 라인은 동일한 형상을 갖는 터치 센싱 전극 구조물.
12. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극 및 상기 트레이스는 동일한 투명 산화물 또는 동일한 금속을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
13. 기재층; 및 상기 기재층 상에 배치된 위 1 내지 12 중 어느 한 항의 터치 센싱 전극 구조물을 포함하는, 터치 센서.
14. 위 13의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센싱 전극 구조물 또는 터치 센서에 있어서, 예를 들면 배선 영역에 형성되는 트레이스들을 트레이스 브릿지 및/또는 더미 브릿지를 사용하여 센싱 영역에 형성된 센싱 전극과 실질적으로 동일하거나 유사한 패턴을 갖도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 센싱 영역 및 배선 영역에서 전극 또는 패턴 배열 편차에 따른 전극 시인, 모아레 현상을 억제할 수 있다.
또한, 상기 터치 센싱 전극 구조물에 포함되는 센싱 전극은 지그재그로 어긋나게 배열되는 복수의 다각형 패턴들을 포함하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 센싱 전극 내 단위 전극의 밀도를 향상시켜, 저항을 낮추고 터치 센싱의 해상도를 높일 수 있다.
상기 터치 센서는 예를 들면, 단일 층 또는 단일 레벨의 상기 터치 센싱 전극 구조물을 포함하며, 화상 표시 장치에 포함되어 플렉시블 디스플레이 장치가 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센싱 전극 구조물에 포함되는 센싱 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센싱 전극 구조물에 포함되는 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 5 및 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 7 및 도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 9 및 도 10은 예시적인 실시예들에 터치 센싱 전극 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센싱 전극 구조물은 센싱 전극 및 상기 센싱 전극과 실질적으로 동일하거나 유사한 패턴 형상을 포함하는 트레이스 구조물을 포함하며, 상기 트레이스 구조물은 트레이스 브릿지에 의해 서로 연결된 트레이스 라인들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 전극 시인이 감소되며, 트레이스 내구성이 향상된 터치 센싱 전극 구조물이 제공된다.
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.
<터치 센싱 전극 구조물>
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센싱 전극 구조물에 포함되는 센싱 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 1 및 도 2에서, 동일 평면 상에서 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 화살표로 표시된 방향과 이의 반대 방향은 동일한 방향으로 설명된다. 상기 방향의 정의는 다른 도면들에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 센싱 전극(50)은 복수의 전극 라인들(10)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 각 전극 라인(10)은 제1 방향으로 연장하며, 제2 방향을 따라 복수의 전극 라인들(10)이 배열될 수 있다.
전극 라인(10)은 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(15)을 포함할 수 있다. 각 전극 라인(10)은 반복적으로 교대로 배열되는 제1 전극 패턴들(13) 및 제2 전극 패턴들(15)을 포함할 수 있다. 제1 전극 패턴들(13) 및 제2 전극 패턴들(15)은 서로 연속적으로 교대로 연결될 수 있다.
제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(15)은 소정의 각도로 서로 교차할 수 있다. 이에 따라, 전극 라인(10)은 복수의 변곡부를 포함하는 꺾인 선 형태 또는 지그재그 라인 형태를 가질 수 있다.
이웃하는 전극 라인들(10) 사이에 연결 전극(20)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 연결 전극(20)은 상기 제2 방향으로 연장하는 막대 혹은 바(bar) 패턴 형상을 가지며, 인접하는 두 전극 라인들(10)을 물리적, 전기적으로 연결시킬 수 있다.
인접하는 제1 전극 패턴들(13), 제2 전극 패턴들(15) 및 연결 전극들(20)에 의해 단위 패턴(30)이 정의될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 단위 패턴(30)은 오목 다각형 패턴일 수 있다. 상기 오목 다각형 패턴들은 서로 지그재그로 배열될 수 있다.
예를 들면, 이웃하는 2개의 단위 패턴들(30)은 하나의 변을 공유하며, 복수의 단위 패턴들(30)이 반복적으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 센싱 전극(50)은 오목 다각형 패턴 형상의 단위 패턴들(30)을 포함하는 메쉬(mesh) 구조체 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 단위 패턴(30)은 오목 육각형 패턴(예를 들면, 쐐기 형상)일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향으로 인접하는 연결 전극들(20), 상기 제2 방향으로 인접하는 한 쌍의 제1 패턴들(13) 및 상기 제2 방향으로 인접하는 한 쌍의 제2 패턴들(15)에 의해 상기 오목 육각형 패턴이 정의될 수 있다.
단위 패턴(30)은 상기 제2 방향으로 마주보는 볼록부(23) 및 오목부(25)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 연결 전극(20)은 상기 제2 방향으로 연장하며 이웃하는 단위 패턴들(30)의 볼록부(23) 및 오목부(25)를 서로 연결시킬 수 있다.
연결 전극들(20)은 상기 제1 방향을 따라 배열되어 연결 전극 열이 형성되며, 상기 제2 방향을 따라 복수의 연결 전극 열들이 배치될 수 있다. 이웃하는 상기 연결 전극 열들은 각 열들에 속한 연결 전극들(20)이 상기 제1 방향으로 부분적으로 중첩되도록 배열될 수 있다.
상술한 바와 같이, 연결 전극들(20)에 의해 상기 오목 다각형 패턴들이 서로 맞물린 형태로 지그재그로 배열됨에 따라, 단위 면적당 서로 연결된 전극 또는 패턴들의 밀도를 원하는 개구율을 확보하면서 증가시킬 수 있다. 따라서, 투과도 및 전기적 특성(예를 들면, 낮은 저항)을 동시에 향상시킬 수 있다.
전극 라인(10) 및 연결 전극(20)은 동일한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전극 라인(10) 및 연결 전극(20)은 금속, 합금, 금속 와이어 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들면, 전극 라인(10) 및 연결 전극(20)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), 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
전극 라인(10) 및 연결 전극(20)은 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전극 라인(10) 및 연결 전극(20)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전극 라인(10) 및 연결 전극(20)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 센싱 전극(50)의 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 센싱 전극(50)은 예를 들면, 복수의 상기 오목 다각형 패턴들을 포함하는 메쉬 구조체를 포함할 수 있다. 센싱 전극(50)은 상기 메쉬 구조체가 소정의 크기 및 형상으로 패터닝되어 형성될 수 있다. 도 1은 센싱 전극(50)의 일부를 도시한 것일 수 있으며, 센싱 전극(50)의 패터닝된 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 센싱 전극(55)의 단위 패턴(35)은 평행 사변형 또는 마름모 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수의 단위 패턴들(35)이 상기 제1 방향을 따라, 평행 사변형의 상변 또는 하변을 공유하며 지그재그형태로 반복될 수 있다. 또한, 복수의 단위 패턴들(35)이 상기 제2 방향의 직선을 따라 빗변을 서로 공유하며 연결 및 반복될 수 있다.
단위 패턴(35)은 전극 라인(10)에 포함되는 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(15), 그리고 인접하는 전극 라인들(20)을 연결시키는 연결 전극(20)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방향으로 이웃하는 한 쌍의 연결 전극들(20), 및 상기 제2 방향으로 이웃하는 한 쌍의 전극 패턴들에 의해 단위 패턴(35)이 정의될 수 있다.
상기 터치 센싱 전극 구조물은 예를 들면, 도 1 또는 도 2를 참조로 설명한 바와 같은 전극 배열, 구조를 갖는 센싱 전극을 포함할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치에 적용될 경우, 단위 면적당 패턴의 밀집도를 향상시키면서 개구율을 확보할 수 있다. 따라서, 전극 또는 패턴의 시인성을 최소화하면서 향상된 터치 센싱 해상도를 구현할 수 있다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센싱 전극 구조물에 포함되는 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
상기 트레이스 구조물은 트레이스를 포함하며, 예를 들면 상기 제2 방향을 따라 복수의 트레이스들을 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 상기 제2 방향을 따라 이웃하는 트레이스들을 제1 트레이스 및 제2 트레이스로 설명한다.
도 3을 참조하면, 상기 트레이스 구조물은 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 각 트레이스는 적어도 2개의 트레이스 라인들(61, 63)을 포함할 수 있다.
상기 트레이스 라인은 도 1을 참조로 설명한 전극 라인(10)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상 또는 구조를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 트레이스 라인은 상기 제1 방향으로 지그재그 라인 혹은 주기적으로 꺾인 선 형상으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 각 트레이스(71, 73)는 상기 제2 방향으로 이웃하는 한 쌍의 혹은 2개의 트레이스 라인들을 포함하며, 예를 들면 제1 트레이스 라인(61) 및 제2 트레이스 라인(63)을 포함할 수 있다.
각 트레이스(71, 73) 내에서 제1 및 제2 트레이스 라인들(61, 63)은 트레이스 브릿지(65)에 의해 전기적, 물리적으로 연결될 수 있다. 복수의 트레이스 브릿지들(65)이 상기 제1 방향을 따라 반복적으로 배치되어 제1 및 제2 트레이스 라인들(61, 63)을 서로 연결시킬 수 있다.
각 트레이스(71, 73)는 복수의 트레이스 단위 패턴들(30a)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 트레이스 단위 패턴(30a)은 트레이스와 전기적으로 연결되는 센싱 전극에 포함된 단위 패턴과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 트레이스 단위 패턴(30a)은 도 1에 도시된 센싱 전극(50)에 포함된 단위 패턴(30)과 실질적으로 동일한 형상(예를 들면, 오목 육각형 패턴)을 가질 수 있다.
제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)는 서로 다른 센싱 전극과 전기적으로 연결되어 센싱 전극으로부터 감지된 터치 신호 혹은 구동 회로로부터의 입력 신호의 전달 경로로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)는 서로 물리적, 전기적으로 분리될 수 있다.
도 4를 참조하면, 트레이스 구조물은 제1 트레이스(81) 및 제2 트레이스(83)를 포함하며, 각 트레이스(81, 83)는 제1 트레이스 라인(62) 및 제2 트레이스 라인(64)를 포함할 수 있다. 각 트레이스(81, 83) 내에서 제1 트레이스 라인(62) 및 제2 트레이스 라인(64)은 트레이스 브릿지(75)에 의해 전기적, 물리적으로 연결될 수 있다.
트레이스 브릿지(75)들이 각 트레이스(81, 83) 내에 삽입됩에 따라, 트레이스 단위 패턴들(35a)이 정의될 수 있다.
상술한 바와 같이, 트레이스 단위 패턴(35a)은 트레이스와 전기적으로 연결되는 센싱 전극에 포함된 단위 패턴과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 트레이스 단위 패턴(35a)은 도 2에 도시된 센싱 전극(55)에 포함된 단위 패턴(35)과 실질적으로 동일한 형상(예를 들면, 평행 사변형 또는 마름모 패턴)을 가질 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 각 센싱 전극에 연결되는 트레이스를 트레이스 브릿지에 의해 병합된 복수의 트레이스 라인들을 포함하도록 형성할 수 있다. 따라서, 각 트레이스 라인의 부피 또는 단면적을 증가시키지 않으면서 상기 트레이스의 전기 저항을 낮출 수 있다. 또한, 하나의 트레이스 라인이 손상되더라도 다른 트레이스 라인에 의해 트레이스 전체의 동작 오류, 불량을 방지할 수 있다.
또한, 센싱 전극 및 트레이스의 패턴 형상을 실질적으로 동일하게 형상함에 따라, 패턴 편차에 의한 전극 시인, 모아레 현상 등을 감소시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 5를 참조하면, 트레이스 구조물은 더미 브릿지(dummy bridge)(67a)를 더 포함할 수 있다.
상기 트레이스 구조물은 도 3을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일한 구조 및 형상의 트레이스들(71, 73)을 포함할 수 있다. 각 트레이스(71, 73)는 예를 들면, 제1 및 제2 트레이스 라인들(61, 63) 및 트레이스 브릿지들(65)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 더미 브릿지들(67a)은 이웃하는 트레이스들(71, 73) 사이에 삽입될 수 있다. 예를 들면, 복수의 더미 브릿지들(67a)이 상기 제1 방향을 따라 반복적으로 배치될 수 있다.
더미 브릿지들(67a)은 도 1에 도시된 센싱 전극(50)의 패턴 형상을 고려하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 더미 브릿지들(67a)에 의해 제1 및 제2 트레이스(71, 73) 사이의 영역에서도 실질적으로 오목 육각형 형상의 더미 단위 패턴이 정의될 수 있다. 상기 더미 단위 패턴은 적어도 하나의 꼭지점에서 절단된 형상을 가질 수 있다.
더미 브릿지(67a)는 제1 및 제2 트레이스들(71, 73) 중 어느 하나의 트레이스에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 더미 브릿지들(67a)은 상기 제1 방향을 따라 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)에 교대로 반복적으로 연결될 수 있다.
더미 브릿지들(67a)이 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)에 교대로 분포함에 따라, 각 트레이스의 전기적, 기계적 안정성을 고르게 향상시킬 수 있다
도 6을 참조하면, 더미 브릿지들(67b)은 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73) 사이의 영역에서, 격리된 섬(island) 타입 패턴으로 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 각 더미 브릿지(67b)는 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73) 사이에서 상기 제2 방향으로 연장하며, 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)와 물리적으로 이격될 수 있다.
도 7 및 도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른 트레이스 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
상기 트레이스 구조물은 도 4를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일한 구조 및 형상의 트레이스들(81, 83)을 포함할 수 있다. 각 트레이스(81, 83)는 예를 들면, 제1 및 제2 트레이스 라인들(62, 64) 및 트레이스 브릿지들(75)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 더미 브릿지들(77a)이 이웃하는 트레이스들(81, 83) 사이에서 상기 제1 방향을 따라 반복적으로 배치될 수 있다.
더미 브릿지들(77a)은 도 2에 도시된 센싱 전극(55)의 패턴 형상을 고려하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 더미 브릿지들(77a)에 의해 제1 및 제2 트레이스(81, 83) 사이의 영역에서도 실질적으로 평행 사변형 또는 마름모 형상의 더미 단위 패턴이 정의될 수 있다. 상기 더미 단위 패턴은 적어도 하나의 꼭지점에서 절단된 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 브릿지들(77a)은 상기 제1 방향을 따라 제1 트레이스(81) 및 제2 트레이스(83)에 교대로 반복적으로 연결될 수 있다.
도 8을 참조하면, 더미 브릿지들(77b)은 제1 트레이스(81) 및 제2 트레이스(83) 사이의 영역에서, 격리된 섬 타입 패턴으로 배치될 수도 있다.
도 3 내지 도 8을 참조로 설명한 트레이스 구조물은 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 센싱 전극과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 트레이스 구조물 및 상기 센싱 전극은 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 일괄 패터닝되어 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10은 예시적인 실시예들에 터치 센싱 전극 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 9를 참조하면, 터치 센싱 전극 구조물은 센싱 전극(50) 및 센싱 전극(50)과 전기적으로 연결되어 분기되는 트레이스(71, 73)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 제1 트레이스(71) 및 제2 트레이스(73)는 서로 다른 센싱 전극(50)과 연결될 수 있다.
센싱 전극(50)이 예를 들면, 도 1을 참조로 설명한 오목 육각형 형상의 단위 패턴을 포함하는 경우, 트레이스들(71, 73) 역시 트레이스 브릿지(65)에 의해 오목 육각형 형상의 트레이스 단위 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 트레이스들(71, 73) 사이에는 더미 브릿지(67a)가 포함될 수 있다. 이에 따라, 트레이스 구조물의 센싱 전극(50)과의 유사도가 더욱 향상될 수 있다.
도 10을 참조하면, 터치 센싱 전극 구조물의 센싱 전극(55)은 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 평행사변형 또는 마름모 형상의 단위 패턴들을 포함할 수도 있다. 이 경우, 각 센싱 전극(55)으로부터 분기되어 연장하는 트레이스들(81, 83) 역시 트레이스 라인들(62, 64) 및 트레이스 브릿지(75)에 의해 평행사변형 또는 마름모 형상의 트레이스 단위 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 트레이스들(81, 83) 사이에는 더미 브릿지(77a)가 포함될 수 있다. 이에 따라, 트레이스 구조물의 센싱 전극(55)과의 유사도가 더욱 향상될 수 있다.
도 9 및 도 10에 있어서, 센싱 전극(50, 55)은 일부 영역만이 도시된 것일 수 있으며, 센싱 전극(50, 55)은 상기 단위 패턴들이 집합되어 예를 들면 실질적으로 다이아몬드 형상과 같은 다각형 구조로 형성될 수 있다.
<터치 센서 및 화상 표시 장치>
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 터치 센서는 기재층(100), 및 기재층(100) 상에 배치되며 센싱 전극(110) 및 트레이스(120)를 포함하는 터치 센싱 구조물을 포함할 수 있다.
상기 터치 센서는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함할 수 있다. 제1 영역(I)은 터치 입력 감지가 수행되는 센싱 영역일 수 있다. 제2 영역(II)은 트레이스 영역 혹은 배선 영역일 수 있다.
기재층(100)은 상기 터치 센싱 전극 구조물 형성을 위해 베이스 층으로 사용되는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 기재층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 기판, 또는 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.
제1 영역(I)의 기재층(100) 상에는 센싱 전극들(110)이 배치될 수 있다. 센싱 전극(110)은 예를 들면, 도 1 또는 도 2를 참조로 설명한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극(110)은 내부에 다각형 형상의 단위 패턴들이 집합된 메쉬 구조체를 포함할 수 있다.
제2 영역(II)의 기재층(100) 상에는 트레이스(120)가 배치될 수 있다. 트레이스(120)는 각각 하나의 센싱 전극(110)으로부터 분기되어 제2 영역(II)으로 연장될 수 있다.
트레이스(120)는 도 3 내지 도 8을 참조로 설명한 바와 같이, 적어도 2개의 트레이스 라인들이 트레이스 브릿지에 의해 연결된 구조를 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예들에 있어서, 이웃하는 트레이스 라인들 사이에 더미 브릿지가 삽입될 수도 있다.
기재층(100) 상에는 패시베이션 층(140)이 형성되어 센싱 전극들(110)을 덮을 수 있다. 패시베이션 층(140)은 제2 영역(II) 상에도 향성되어 트레이스(120)를 적어도 부분적으로 덮을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 영역(II) 상에 형성된 패시베이션 층(140)의 일부분이 제거되어 트레이스(120)의 일부분이 노출될 수 있다. 노출된 트레이스(120) 부분은 예를 들면, 연성 인쇄회로기판(FPCB)와 같은 외부 회로 부재와 접속되는 패드부(130)로 제공될 수 있다.
패시베이션 층(140)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다.
도 11에서는, 센싱 전극(110) 및 트레이스(120)가 단층 구조로 도시되었으나, 복수의 물질을 포함하는 적층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들면, 센싱 전극(110) 및 트레이스(120)는 투명 산화물-금속-투명 산화물 적층 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서는 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식일 수 있다. 센싱 전극(110)은 실질적으로 단일 층 또는 단일 레벨로 형성되며, 각 센싱 전극(110) 별로 트레이스(120)가 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서는 상호 정전 용량(Mutual-Capacitance) 방식일 수도 있다. 이 경우, 센싱 전극(110)은 서로 교차하는 방향으로 배열된 제1 센싱 전극 및 제2 센싱 전극을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 센싱 전극과 절연을 유지하면서 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 연결시키는 브릿지 전극이 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 브릿지 전극 형성을 위한 절연 패턴이 더 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 예를 들면, 도 11을 참조로 설명한 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
상기 화상 표시 장치는 패널 기판, 상기 패널 기판 상에 형성되며 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되는 화소부를 포함하는 표시 패널을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서는 상기 표시 패널 상에 적층되며, 상기 터치 센서 위로 윈도우 기판이 결합될 수 있다.
상기 화소부는 액정 표시 장치(LCD)에서 사용되는 액정층, 또는 유기발광표시장치(OLED)에 포함되는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
상기 패널 기판이 예를 들면, 폴리이미드와 같은 유연성 소재를 포함하는 경우, 상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 향상된 기계적 안정성, 광학 특성을 가지므로 폴딩, 벤딩 등의 동작에도 안정적인 성능을 구현할 수 있다.
상기 표시 패널 및 상기 터치 센서 사이, 또는 상기 터치 센서 상에는 편광자 또는 편광판, 위상차 필름 등과 같은 화상 표시 장치의 광학 특성, 투과도 등을 향상시킬 수 있는 기능층이 더 포함될 수 있다.
10: 전극 라인 13: 제1 전극 패턴
15: 제2 전극 패턴 20: 연결 전극
23: 볼록부 25: 오목부
30, 35: 단위 패턴 50, 55, 110: 센싱 전극
30a, 35a: 트레이스 단위 패턴
71, 81: 제1 트레이스 73, 83: 제2 트레이스
61, 62: 제1 트레이스 라인 63,64: 제2 트레이스 라인
65, 75: 트레이스 브릿지 67a, 67b, 77a, 77b: 더미 브릿지
100: 기재층 120: 트레이스
130: 패드부 140: 패시베이션 층

Claims (14)

  1. 복수의 단위 패턴들을 포함하는 센싱 전극들; 및
    상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들을 포함하며,
    상기 트레이스들은 각각,
    적어도 2개의 트레이스 라인들; 및
    상기 적어도 2개의 트레이스들을 서로 연결시키는 트레이스 브릿지들을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 트레이스는 상기 센싱 전극에 포함된 상기 단위 패턴과 동일한 형상의 트레이스 단위 패턴을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 단위 패턴 및 상기 트레이스 단위 패턴은 오목 다각형 형상을 갖는, 터치 센싱 전극 구조물.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 단위 패턴 및 상기 트레이스 단위 패턴은 평행 사변형 또는 마름모 형상을 갖는, 터치 센싱 전극 구조물.
  5. 청구항 1에 있어서, 서로 이웃하는 상기 트레이스들 사이에 배치되는 더미 브릿지들을 더 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 트레이스들은 서로 이웃하며 분리된 제1 트레이스 및 제2 트레이스를 포함하며,
    상기 더미 브릿지들은 상기 트레이스의 연장 방향을 따라 상기 제1 트레이스 및 상기 제2 트레이스에 교대로 연결되는, 터치 센싱 전극 구조물.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 더미 브릿지들은 서로 이웃하는 상기 트레이스들 사이에서 격리된 섬(island) 타입 패턴을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 더미 브릿지 및 상기 더미 브릿지와 인접한 상기 트레이스 라인들에 의해 더미 단위 패턴이 정의되는, 터치 센싱 전극 구조물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 더미 단위 패턴은 상기 센싱 전극의 상기 단위 패턴과 동일한 형상을 가지며, 적어도 일부 영역이 절단된, 터치 센싱 전극 구조물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극은 지그재그 라인 형상을 갖는 전극 라인들 및 상기 전극 라인들을 서로 연결시키는 연결 전극을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 트레이스 라인 및 상기 전극 라인은 동일한 형상을 갖는 터치 센싱 전극 구조물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극 및 상기 트레이스는 동일한 투명 산화물 또는 동일한 금속을 포함하는, 터치 센싱 전극 구조물.
  13. 기재층; 및
    상기 기재층 상에 배치된 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항의 터치 센싱 전극 구조물을 포함하는, 터치 센서.
  14. 청구항 13의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
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