KR20190143014A - 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서 모듈은 센싱 전극들 및 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층, 터치 센서층의 상면의 일단부에서 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판, 연성 회로 기판 및 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물, 및 터치 센서층의 적어도 일면 상에 형성된 점접착층을 포함하며, 점접착층은 0.01 내지 5 N·nm 범위의 굴곡 강성을 갖는다. 지지 구조물 및 점접착층에 의해 연성 회로 기판 및 터치 센서층에 포함된 전극, 배선들의 손상 및 박리를 방지할 수 있다.

Description

터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR MODULE, WINDOW STACK STRUCTURE INCLUDING THE SAME AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 센싱 전극 및 절연 구조를 포함하는 터치 센서 모듈, 및 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 기술이 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.
또한, 최근 접히거나 구부릴 수 있는 유연성을 갖는 플렉시블 디스플레이가 개발되고 있으며, 이에 따라, 상기 터치 센서 역시 플렉시블 디스플레이에 적용될 수 있도록 적절한 물성, 설계, 구조를 갖도록 개발될 필요가 있다. 또한, 상기 화상 표시 장치에 포함되는 메인 보드, 회로 기판 등과의 연결 신뢰성을 고려하여 상기 터치 센서가 배치 및 설계될 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 결합된 터치 센서 또는 터치 스크린 패널이 개발되고 있다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 포함하는 윈도우 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층; 상기 터치 센서층의 상면의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판; 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물; 및 상기 터치 센서층의 적어도 일면 상에 형성된 점접착층을 포함하며, 상기 점접착층은 0.01 내지 5 N·nm 범위의 하기 수식 1로 정의되는 굴곡 강성을 갖는, 터치 센서 모듈.
[수식 1]
굴곡 강성=Eh3/12(1-v2)
(수식 1 중, E는 점접착층의 인장 탄성률(MPa)이고, h는 점접착층의 두께(㎛)이며, v는 점접착층의 푸아송 비(Poisson's ratio)임).
2. 위 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 상기 상면 상에 형성된 제1 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
3. 위 2에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 제1 점접착층과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
4. 위 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 저면 상에 형성된 제2 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
5. 위 4에 있어서, 상기 제2 점접착층을 통해 상기 터치 센서층과 결합된 보호 필름을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
6. 위 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 상기 상면 및 저면 상에 각각 형성된 제1 점접착층 및 제2 점접착층을 포함하며, 상기 제1 점접착층 및 상기 제2 점접착층 중 적어도 하나가 0.01 내지 5 N·nm 범위의 굴곡 강성 값을 갖는, 터치 센서 모듈.
7. 위 1에 있어서, 상기 점접착층은 0.1 내지 1 N·nm 범위의 굴곡 강성 값을 갖는, 터치 센서 모듈.
8. 위 1에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 센싱 전극들이 배치되는 표시 영역, 상기 트레이스들이 배치되는 트레이스 영역 및 상기 트레이스의 말단부들이 배치되는 접속 영역을 포함하는, 터치 센서 모듈.
9. 위 8에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 접속 영역에서 상기 트레이스의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되며,
상기 지지 구조물은 평면 방향에서 상기 접속 영역 및 상기 트레이스 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
10. 위 9에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 표시 영역 및 상기 트레이스 영역 사이에 일부의 상기 센싱 전극들이 배열된 마진 영역을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
11. 위 10에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 평면 방향에서 상기 마진 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
12. 위 8에 있어서, 상기 터치 센서층의 상기 표시 영역 상에 배치되는 광학층을 더 포함하며, 상기 지지 구조물 및 상기 광학층은 수평 방향으로 이격되어 갭(gap)이 형성된, 터치 센서 모듈.
13. 위 12에 있어서, 상기 지지 구조물 상기 광학층의 이격 거리는 500㎛이하인, 터치 센서 모듈.
14. 위 12에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
15. 위 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
16. 위 15에 있어서, 상기 지지층은 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층과 함께 접촉하는, 터치 센서 모듈.
17. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 위 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
18. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
19. 위 18에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며, 상기 터치 센서 모듈의 상기 터치 센서층의 일부분 및 상기 연성 회로 기판은 상기 지지 구조물과 함께 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센서 모듈은 터치 센서 층 및 연성 인쇄 회로 기판을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물을 포함할 수 있다. 상기 지지 구조물에 의해 상기 터치 센서 모듈의 접힘 또는 벤딩 시 상기 연성 인쇄 회로 기판의 박리를 방지할 수 있으며, 벤딩 영역에서의 센싱 전극 또는 트레이스의 손상을 방지할 수 있다.
상기 터치 센서 모듈은 소정의 범위의 굴곡 강성을 갖는 점접착층을 포함할 수 있다. 상기 점접착층을 통해 급격한 벤딩 시에도 상기 연성 회로 기판, 전극, 트레이스의 손상 및 박리 등의 불량이 방지될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서 모듈은 상기 터치 센서 층 상에 배치된 광학층을 더 포함할 수 있다. 상기 지지 구조물 및 상기 광학층 사이에는 갭(gap)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 광학층과 중첩되는 표시 영역에서의 이미지 구현을 저해하지 않으면서 터치 센서층의 벤딩 영역을 형성할 수 있다.
상기 터치 센서 모듈은 예를 들면, 무기재(substrate-less) 타입의 박형 필름으로 제조되어, 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도들이다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 굴곡 시험 평가 장비/방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센서층, 상기 터치 센서층의 일단부와 연결되는 연성 인쇄 회로 기판, 상기 터치 센서층 및 상기 연성 회로 기판을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물, 및 상기 터치 센서층의 적어도 일면에 형성되며 소정의 범위의 굴곡 강성을 갖는 점접착층을 포함하는 터치 센서 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 터치 센서 모듈을 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.
이하 도면들에서 예를 들면, 보호 필름 또는 터치 센서층의 상면에 평행하며 예를 들면, 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 터치 센서 모듈의 길이 방향에 대응되며, 상기 제2 방향은 터치 센서 모듈의 너비 방향에 대응될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 방향에 수직한 방향을 제3 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제3 방향은 터치 센서 모듈의 두께 방향에 대응될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 터치 센서 모듈은 터치 센서 층(100), 터치 센서 층(100)의 일단부와 연결되는 연성 회로 기판(160), 및 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물(170)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)은 보호 필름(50) 상에 배치될 수 있다. 보호 필름(50)은 예를 들면, 무기 절연 필름 및/또는 유기 절연 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 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 포함하는 고분자 필름이 보호 필름(50)으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호 필름(50)은 터치 센서층(100)의 제조 공정 중, 센싱 전극, 트레이스 등의 보호를 위해 형성되며, 상기 터치 센서 모듈 형성 후 제거될 수도 있다.
터치 센서층(100)은 상기 센싱 전극, 상기 트레이스 등의 도전성 패턴들을 포함할 수 있으며, 상기 도전성 패턴들의 상호 절연을 위한 절연층을 더 포함할 수도 있다. 터치 센서층(100)의 구성 및 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조로 보다 상세히 후술한다.
연성 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board)(FPCB)(160)은 터치 센서 층(100)의 일단부 상에 배치되며, 터치 센서 층(100)에 포함된 트레이스들과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 트레이스의 말단에 형성된 단자부(terminal) 또는 패드부와 상기 연성회로 기판(160)에 포함된 회로 배선이 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
연성 회로 기판(160)은 예를 들면, 수지 또는 액정 고분자를 포함하는 코어층 및 상기 코어층 상에 인쇄된 상기 회로 배선을 포함할 수 있다. 또한, 상기 코어층 상에서 상기 회로 배선을 덮는 커버레이층을 더 포함할 수도 있다. 상기 회로 배선 중 터치 센서층(100)의 상기 단자부 또는 패드부와 연결되는 부분을 노출시키기 위해 상기 커버레이 층의 일부가 제거될 수도 있다.
터치 센서층(100)은 상기 센싱 전극 및 트레이스들을 보호하는 패시베이션 층을 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 연성 회로 기판(160)과 연결되는 접속 영역에 형성된 상기 패시베이션 층 부분은 제거될 수 있다.
지지 구조물(170)은 상기 접속 영역 상에 배치된 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100) 부분들 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 지지 구조물(170)은 터치 센서층(100) 및 연성 회로 기판(160)의 단부들을 공통적으로, 부분적으로 덮을 수 있다.
지지 구조물(170)은 상기 접속 영역에서 외부 스트레스에 의해 발생하는 연성 회로 기판(160)의 박리, 접힘, 또는 벤딩 동작 시 발생하는 상기 센싱 전극 또는 트레이스의 박리, 크랙 등의 손상을 방지하는 보호 패턴으로 제공될 수 있다. 또한, 지지 구조물(170)에 의해 상술한 바와 같이 보호 필름(50)을 제거할 때 연성 회로 기판(160) 및/또는 터치 센서층(100)을 홀딩되어 기계적 손상이 감소 또는 방지될 수 있다.
지지 구조물(170)은 복층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 지지 구조물(170)은 기재층(172) 및 기재층(172)의 표면 상에 형성된 지지 층(174)을 포함할 수 있다. 지지층(174)은 예를 들면 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및/또는 러버(rubber) 계열의 점접착성 물질을 포함하며, 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)의 상기 접속 영역에서의 단부들과 함께 접촉하여 홀딩할 수 있다.
기재층(172)은 예를 들면, 보호 필름(50)에서 상술한 바와 같은 고분자 물질을 포함할 수 있다.
상기 터치 센서 모듈은 광학층(150)을 더 포함할 수 있다. 광학 층(150)은 화상 표시 장치의 이미지 시인성을 향상시키기 위한 당해 기술 분야에 공지된 필름 또는 층 구조물을 포함할 수 있다. 광학층(150)의 비제한적인 예로서 편광판, 편광자, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름, 굴절률 정합 필름 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상의 복층 구조로 포함될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 광학층(150)은 지지 구조물(170)과 실질적으로 동일 층 또는 동일 레벨에 위치하며, 광학층(150) 및 지지 구조물(170)은 수평적으로 소정의 이격 거리로 분리될 수 있다. 이에 따라, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에는 갭(gap)(155)이 형성될 수 있다.
갭(155)은 상기 터치 센서 모듈의 접힘 또는 벤딩을 고려한 마진(margin) 영역 또는 지지 구조물(170) 정렬을 위한 마진 영역으로 제공될 수 있다. 지지 구조물(170)과 광학층(150)의 이격 거리를 적절히 확보함에 따라 화상 표시 장치의 이미지 특성, 플렉시블 특성 및 센싱 전극과 같은 도전성 구조물의 보호를 함께 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 광학층(150) 및 지지 구조물(170)의 상기 이격 거리는 약 500㎛ 이하일 수 있다. 상기 이격 거리가 약 500㎛를 초과하는 경우 지지 구조물(170)을 통한 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)에의 손상, 박리 억제 효과가 충분히 구현되지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 갭(155)을 통한 벤딩 영역 형성을 고려하여, 상기 이격 거리는 약 50 내지 500㎛ 범위로 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센서층(100)의 상면 상에는 광학층(150)의 접합을 위한 제1 점접착층(60)이 형성될 수 있다. 지지 구조물(170) 및 연성 회로 기판(160) 역시 제1 점접착층(60)과 접촉할 수 있다. 이 경우, 연성 회로 기판(160)과 터치 센서층(100)에 포함된 상기 단자부 또는 패드부의 연결을 위해 상기 접속 영역에서의 제1 점접착층(60) 부분은 일부 제거될 수도 있다.
제1 점접착층(60)이 터치 센서층(100) 및 지지 구조물(170) 사이에 배치됨에 따라, 접힘 또는 벤딩 인가시에 지지 구조물(170)을 통한 결합력이 보다 강화되어, 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)의 기계적 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 접힘 또는 벤딩 인가 시 신뢰성 유지를 고려하여 제1 점접착층(60)은 약 0.01 내지 5 N·nm 범위의 굴곡 강성(Flexural Rigidity)을 가질 수 있다.
본 출원에 사용된 용어"굴곡 강성"은 상기 접힘 또는 벤딩 인가시 발생되는 스트레스에 대한 저항력을 나타내는 파라미터로서 활용될 수 있으며, 아래의 수식 1에 따라 산출될 수 있다.
[수식 1]
굴곡 강성=Eh3/12(1-v2)
수식 1 중, E는 점접착층의 인장 탄성률(MPa)이고, h는 점접착층의 두께(㎛)를 나타내며, v는 점접착층의 푸아송 비(Poisson's ratio)를 나타낸다.
제1 점접착층(60)의 상기 굴곡 강성이 약 0.01 N·nm미만인 경우, 접힘 또는 벤딩 시 제1 점접착층(60)의 파단 등이 초래되어 지지 구조물(170) 및 연성 회로 기판(160)의 박리가 충분히 확보되지 않을 수 있다. 제1 점접착층(60)의 상기 굴곡 강성이 약 5 N·nm를 초과하는 경우, 제1 점접착층(60)의 경도가 지나치게 증가하여 충분한 유연성이 확보되지 않을 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 제1 점접착층(60)의 굴곡 강성은 약 0.1 내지 1 N·nm범위로 조절될 수 있다.
상기 굴곡 강성 범위 내에서 제1 점접착층(60)의 두께 및 인장 탄성률이 조절될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 점접착층(60)의 두께는 약 5 내지 100㎛ 이며, 제1 점접착층(60)의 인장 탄성률은 약 100 내지 3000MPa 일 수 있다. 예를 들면, 상기 인장 탄성률은 후술하는 점접착제 조성물에 포함되는 성분의 함량 및 광경화시 사용되는 광량을 변경하여 조절될 수 있다.
예를 들면, 제1 점접착층(60)은 아크릴계 공중합체, 가교제, 실란 커플링제 및 용제를 포함하는 점접착제 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 점접착제 조성물은 광경화성을 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 아크릴계 공중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체, 방향족 기 함유 단량체 및 가교성 단량체를 공중합시켜 제조될 수 있다. 본 출원에 사용된 용어 "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 모두를 의미하는 것으로 사용된다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체의 예로서 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2―에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 방향족기 함유 단량체의 예로서 벤질 (메타)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 톨루엔 등을 들 수 있다.
상기 가교성 단량체에 의해 응집력 또는 점착 강도가 증가될 수 있으며, 예를 들면 히드록시기 함유 단량체 및/또는 카르복시기함유 단량체를 포함할 수 있다.
상기 히드록시기 함유 단량체의 예로서 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 탄소수가 2-4의 알킬렌기를 함유하는 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 등을 들 수 있다.
상기 카르복시기 함유 단량체의 예로서 (메타)아크릴산, 크로톤산 등, 말레인산, 이타콘산, 푸마르산, 3-(메타)아크릴로일프로피온산, (메타)아크릴레이트계 화합물의 무수 호박산 개환 부가체 등을 들 수 있다.
상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체에 추가 가교 반응을 유도하여 점접착층의 응집력을 향상시킬 수 있다. 상기 가교제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 상용되는 것 중 적절히 선택하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물수지, 멜라민수지, 요소수지, 디알데히드류, 메틸올폴리머 등을 포함할 수 있다.
상기 실란커플링제는 점접착층과 터치 센서층(100)과의 밀착력을 향상시키기 위해서 첨가될 수 있다. 상기 실란커플링제의 비제한적인 예로서 비닐클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다.
상기 용제는 수지 조성물 분야에서 사용되는 통상의 용매를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등), 아세테이트계(메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등), 셀로솔브계(메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등), 탄화수소계(노말 헥산, 노말 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등의 용매들이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 점접착제 조성물은 제1 점접착층(60)의 점착력, 내구성 및 탄성 특성을 저해하지 않는 범위 내에서 공지의 각종 첨가제, 예를 들면 가소제, 광 안정제, 레벨링제 등을 더 포함할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 점접착층은 터치 센서층(100)의 저면 상에 형성될 수도 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 점접착층(70)이 터치 센서층(100) 및 보호 필름(50) 사이에 형성될 수 있다.
제2 점접착층(70)은 터치 센서층(100)에 굴곡 강성을 부여하는 지지 부재로서 제공될 수 있으며, 보호 필름(50) 제거 이후 실질적으로 기재로서 제공될 수 있다.
제2 점접착층(70)은 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 점접착제 조성물을 사용하여 형성될 수 있으며, 상술한 범위의 굴곡 강성 값을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 점접착층(70)의 굴곡 강성은 약 0.01 내지 5 N·nm일 수 있으며, 바람직한 일 실시예에 있어서, 약 0.1 내지 1 N·nm일 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 센서층(100)의 상면 및 저면 상에 각각 점접착층이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면 터치 센서층(100)의 상기 상면 상에 제1 점접착층(60)이 형성되며, 터치 센서층(100)의 상기 저면 상에 제2 점접착층(70)이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 점접착층(60) 또는 제2 점접착층(70) 중 적어도 하나는 상술한 범위의 굴곡 강성 값을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 점접착층(60) 및 제2 점접착층(70) 모두 상술한 범위의 굴곡 강성 값을 가질 수도 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 지지 구조물(170)에 의해 연성 회로 기판(160)의 접속 신뢰성이 증진되며, 점접착층(60, 70)을 통해 적절한 유연성을 확보하면서 벤딩, 접힘 등에 따른 기계적 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 플렉시블 디스플레이에 효과적으로 적용가능하며 전기적, 기계적 신뢰성이 향상된 터치 센서 모듈이 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 4를 참조하면, 상기 터치 센서층은 센싱 전극들(110, 120) 및 트레이스들(130, 135)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 120)은 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식에 의한 구동이 가능하도록 배열될 수 있다.
상기 터치 센서층은 표시 영역(D), 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P)을 포함할 수 있다. 표시 영역(D)은 상기 터치 센서 층의 중앙 영역을 포함하며, 상기 터치 센서 모듈이 적용되는 화상 표시 장치의 이미지가 사용자에게 구현되는 영역일 수 있다.
접속 영역(P)은 상기 터치 센서층의 상기 제1 방향으로의 일 단부에 배치되며, 연성회로기판(160)과의 전기적 접속이 구현되는 영역일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향을 따라, 표시 영역(D), 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P)이 순차적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에는 마진 영역(M)이 배치될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120)은 상기 터치 센서층의 표시 영역(D) 내에 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 120)은 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(120)을 포함할 수 있다.
제1 센싱 전극들(110)은 예를 들면, 상기 제2 방향(예를 들면, 너비 방향)을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 제1 센싱 전극들(110)에 의해 상기 제2 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 행이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제1 센싱 전극 행들이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 연결부(115)에 의해 서로 물리적 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 연결부(115)는 제1 센싱 전극들(110)과 동일 레벨에서 일체로 형성될 수 있다.
제2 센싱 전극들(120)은 상기 제1 방향(예를 들면, 길이 방향)을 따라 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 센싱 전극들(120)은 각각 섬(island) 타입의 단위 전극들로 물리적으로 이격될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(120)은 브릿지 전극(125)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 제2 센싱 전극들(120)이 브릿지 전극들(125)에 의해 서로 연결되어 상기 제1 방향으로 배열됨에 따라, 상기 제1 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 열이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제2 센싱 전극 열들이 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 금속, 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들면, 센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)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), 주석(Sn) 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, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)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, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)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.
일부 실시예들에 있어서, 브릿지 전극(125)은 절연층(도시되지 않음) 상에 형성될 수 있다. 상기 절연층은 제1 센싱 전극(110)에 포함된 연결부(115)를 적어도 부분적으로 덮으며, 연결부(115) 주변의 제2 센싱 전극들(120)을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 브릿지 전극(125)은 상기 절연층을 관통하며, 연결부(115)를 사이에 두고 서로 이웃하는 제2 센싱 전극들(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 절연층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
트레이스들(130, 135)은 각각의 상기 제1 센싱 전극 행으로부터 연장하는 제1 트레이스(130) 및 각각의 상기 제2 센싱 전극 열로부터 연장하는 제2 트레이스(135)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 트레이스들(130, 135)은 표시 영역(D)의 주변부로부터 연장되어 트레이스 영역(T)으로 집합될 수 있다.
예를 들면, 제1 트레이스들(130)은 상기 터치 센서층의 양 측부로부터 각 제1 센싱 전극 행으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 트레이스 영역(T)으로 진입하면서 벤딩되어 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 접속 영역(P)에서 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 트레이스들(130)은 상기 터치 센서층의 상기 양 측부에 교대로 분포될 수 있다. 상기 터치 센서층의 상기 양 측부에 제1 트레이스들(130)이 고르게 분포되므로, 후술하는 벤딩 인가시에 발생하는 스트레스를 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 제1 트레이스들(130)이 상기 양 측부에 교대로 배치되므로, 이웃하는 제1 트레이스들(130) 사이의 정렬 마진을 증가시킬 수 있다.
제2 트레이스들(135)은 각 제2 센싱 전극 열로부터 분기되어 트레이스 영역(T) 내에서 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 이후, 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 접속 영역(P)으로 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
트레이스(130, 135)의 말단부들은 접속 영역(P) 내에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결되는 접속부로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(130) 및 제2 트레이스(135)로부터 각각 제1 접속부(140) 및 제2 접속부(145)가 정의되어 접속 영역(P) 영역 내에 배치될 수 있다.
트레이스들(130, 135)은 센싱 전극들(110, 120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 연성 회로 기판(160)은 접속 영역(P) 상에서 접속부들(140, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 연성 회로 기판(160) 및 접속부들(140, 145) 사이에는 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물이 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 접속 영역(P) 및 트레이스 영역(T)을 함께 덮을 수 있다. 지지 구조물(170)에 의해 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100) 사이의 접합력이 증가되어 보호 필름(50)의 박리 공정과 같은 후속 공정 시 연성 회로 기판(160) 및/또는 트레이스들(130, 135)의 탈락과 같은 기계적 불량을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에 마진 영역(M)이 더 포함될 수 있다. 마진 영역(M)은 상기 터치 센서 모듈의 벤딩 또는 접힘이 시작되는 영역일 수 있다. 또한, 마진 영역(M)은 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에서 센싱 전극(120, 110)을 통한 터치 신호 전달의 버퍼 영역으로 제공될 수 있다.
지지 구조물(170)은 평면 방향에서 마진 영역(P)까지 연장될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 마진 영역(P)을 전체적으로 덮을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 도 1에 도시된 바와 같이, 갭(155)이 형성되도록 마진 영역(P)을 부분적으로 덮을 수 있다. 이 경우, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 센싱 전극들(110, 120)과도 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 1에 도시된 광학층(150)은 평면 방향에서 표시 영역(D)을 전체적으로 덮을 수 있다. 상술한 바와 같이, 예를 들면, 지지 구조물(170) 및 광학층(150) 사이의 이격 거리(예를 들면, 상기 제1 방향으로의 거리)는 약 500㎛ 이하, 바람직한 일 실시예에 있어서 약 50 내지 500㎛ 범위일 수 있다.
지지 구조물(170)이 마진 영역(P) 상에서 센싱 전극들(110, 120) 일부를 덮도록 배치됨에 따라, 마진 영역(P)에서 접힘 또는 벤딩 발생시 센싱 전극들(110, 120)의 파단, 박리 등의 기계적 불량을 억제할 수 있다.
도 5를 참조하면, 터치 센서층의 센싱 전극들(127) 및 트레이스들(137)은 자기 정전 용량(Self Capacitance) 방식으로 구동되도록 배열될 수 있다.
상기 터치 센서층은 각각 독립된 섬(island) 패턴으로 제공되는 센싱 전극들(127)을 포함할 수 있다. 또한, 트레이스들(137)은 각각의 센싱 전극(127)으로 분기되어 트레이스 영역(T)으로 연장할 수 있다. 트레이스들(137)의 말단부들은 접속 영역(P)에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 구조물(170)은 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P) 상에서 상기 터치 센서층 및 연성 회로 기판(160)을 함께 덮을 수 있다. 또한, 마진 영역(M) 상으로 연장하여 센싱 전극들(127) 중 일부를 덮을 수도 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
윈도우 적층체(190)는 윈도우 기판(180) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 예를 들면, 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 표시 영역(D) 상에 적층된 광학층(150)을 포함할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 지지 구조물(170) 및 연성 회로 기판(160)의 도시는 생략되었으며, 도 7을 참조로 보다 상세히 설명된다.
윈도우 기판(180)은 예를 들면 하드 코팅 필름을 포함하며, 일 실시예에 있어서, 윈도우 기판(180)의 일면의 주변부 상에 차광 패턴(185)이 형성될 수 있다. 차광 패턴(185)은 예를 들면 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수 있으며, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 차광 패턴(185)에 의해 화상 표시 장치의 베젤부 혹은 비표시 영역이 정의될 수 있다.
광학층(150)은 화상 표시 장치에 포함되는 다양한 광학 필름 또는 광학 구조물을 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에 있어서 코팅형 편광자 또는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 코팅형 편광자는 중합성 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정 코팅층을 포할 수 있다. 이 경우, 광학층(150)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.
광학층(150)은 윈도우 기판(180)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제3 점접착층(80)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서층(100)은 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(190)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서층(100)은 제1 점접착층(60)를 통해 광학층(150)과 결합될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 점접착층(60)은 상술한 범위의 굴곡 강성 범위를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(180), 광학층(150) 및 터치 센서층(100) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서층(100)의 센싱 전극들이 편광자 또는 편광판을 포함하는 광학층(150) 아래에 배치되므로 패턴 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(180), 터치 센서층(100) 및 광학층(150) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(200) 및 표시 패널(200) 상에 결합되며, 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는 상술한 윈도우 적층체(190)를 포함할 수 있다.
표시 패널(200)은 패널 기판(205) 상에 배치된 화소 전극(210), 화소 정의막(220), 표시층(230), 대향 전극(230) 및 인캡슐레이션 층(250)을 포함할 수 있다.
패널 기판(205)은 유연성 수지 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 수 있다.
패널 기판(205) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(210)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(220)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(210)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(210) 상에는 표시층(230)이 형성되며, 표시 층(230)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막(220) 및 표시층(230) 상에는 대향 전극(240)이 배치될 수 있다. 대향 전극(240)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드(cathode)로 제공될 수 있다. 대향 전극(240) 상에 표시 패널(200) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(250)이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(200) 및 윈도우 적층체(190)은 제2 점접착층(70)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 도 2 또는 도 3을 참조로 설명한 터치 센서 모듈로부터 보호 필름(50)을 제거하고, 제2 점접착층(70)을 통해 상기 터치 센서 모듈을 표시 패널(200) 상에 적층할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 점접착층(70)은 상술한 범위의 굴곡 강성 값을 가질 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 7은 터치 센서 모듈의 연성 회로 기판을 통한 구동 회로 접속을 설명하는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 7에서는 점접착층들의 도시는 생략되었다.
도 7을 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 표시 패널(200) 및 메인 보드(300)를 포함하며, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 표시 영역(D) 상에 배치되는 광학층(150)을 포함할 수 있다.
도 4 또는 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 터치 센서층(100)의 마진 영역(M)으로부터 벤딩이 개시되어 상기 제1 방향을 따라 상기 제3 방향(예를 들면, 화상 표시 장치의 두께 방향)으로 절곡될 수 있다. 이에 따라, 접속 영역(P)에 포함된 트레이스들의 접속부들이 연성 회로 기판(160)을 통해 메인 보드(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 회로 기판(160)은 예를 들면, 메인 보드(300)의 저면에 형성된 본딩 패드(350)와 접속될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 또는 터치 센서층(100)의 말단부(예를 들면, 접속 영역(P) 및/또는 트레이스 영역(T))는 180도(o) 이상 절곡될 수 있다. 이에 따라, 상기 말단부는 다시 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 말단부는 미벤딩된 터치 센서층(100) 부분과 상기 제3 방향으로 마주볼 수 있다.
상술한 바와 같이, 급격한 벤딩 또는 굴곡이 인가되더라도, 지지 구조물(170)이 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)의 결합을 고정하므로, 회로, 배선, 전극들의 파단, 분리 등을 억제할 수 있다. 또한, 상술한 굴곡 강성 값을 갖는 점접착층이 상기 벤딩 또는 굴곡시 적절한 강도 및 굴곡 저항을 제공하므로, 향상된 벤딩 안정성, 신뢰성이 유지될 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.
실시예 1
20㎛ PET 보호필름이 부착된 ITO를 포함하는 0.14㎛ 두께의 전극 패턴들 및 트레이스들을 포함하는 터치 센서 샘플(동우 화인켐 제조)을 준비하였다. 상기 터치 센서층의 상면 상에 제1 점접착층을 형성하였다.
구체적으로, n-부틸아크릴레이트, 메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 아크릴산 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 및 개시제로서 아조비스이소부틸로니트릴을 아세트산 에틸에 첨가한 후 반응시켜 제조된 아크릴레이트 공중합체 용액을 얻었다. 상기 공중합체 용액에, 가교제로서 이소시아네이트화합물(일본우레탄공업사 제품, 상품명: Coronate-L)를 첨가하고, 메틸에틸케톤을 용제로 사용한 점접착제 조성물로부터 15㎛의 상기 제1 점접착층이 제조되었다.
상기 제1 점접착층을 통해 상기 터치 센서층의 중앙부에 두께 80㎛ TAC 보호필름 상에 두께 20㎛의 폴리비닐알코올(PVA) 편광자를 부착시킨 편광판을 접합하였다.
상기 터치 센서층의 말단부의 트레이스들을 FPCB와 연결 시키고, 상기 편광판과 200 ㎛의 이격거리를 유지하도록 상기 터치 센서층의 말단부에서 상기 연성회로 기판을 함께 덮도록 지지 구조물을 부착하였다. 상기 지지 구조물로서 닛토덴코 사의 아크릴계 테이프(제품 번호: 360A)를 절단하여 사용하였다.
제1 점접착층의 인장 탄성률은 0.517 N/mm2로 측정되었으며, 구체적으로 Shimazdu사의 AG-X장비를 사용하여 ASTM D638의 방법에 준하여 측정하였다.
실시예 2
제1 점접착층의 두께를 30㎛로 조절하고, 제1 점접착층의 인장 탄성률을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서 사용된 제1 점착층과 동일한 재질, 두께 및 인장 탄성률을 갖는 제2 점접착층을 터치 센서층 및 보호 필름 사이에 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 4
터치 센서층의 상면 및 저면 상에 각각 동일한 재질, 두께, 인장 탄성률을 갖는 제1 점접착층 및 제2 점접착층을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 5
제2 점접착층의 두께를 50㎛로 조절하고 인장 탄성률을 변경한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 6
편광판과 지지 구조물의 이격 거리를 600㎛로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 1
점접착층이 생략된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 터치 센서 모듈을 준비하였다.
비교예 2
제2 점접착층의 두께를 5㎛로 조절하고 인장 탄성률을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 3
제2 점접착층의 두께를 30 ㎛로 조절하고 인장 탄성률을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예들 및 비교예들의 터치 센서 모듈에 있어서, 점접착층들의 물성, 및 상기 이격 거리는 아래 표 1에 기재된 바와 같다.
제1 점접착층 제2 점접착층 이격거리
(㎛)		 굴곡강성
(N·nm)
두께
(㎛)		 인장 탄성률
(N/mm2)		 푸아송
비		 두께
(㎛)		 인장 탄성률
(N/mm2)		 푸아송
비
실시예 1 15 0.517 0.35 - - - 200 0.17
실시예 2 30 0.247 0.35 - - - 200 0.63
실시예 3 - - - 15 0.517 0.35 200 0.17
실시예 4 15 0.517 0.35 15 0.517 0.35 200 0.17
실시예 5 15 0.517 0.35 50 0.300 0.35 200 0.77
실시예 6 15 0.517 0.35 - - - 600 0.17
비교예 1 - - - - - - 200 -
비교예 2 5 0.213 0.35 - - - 200 0.01
비교예 3 - - - 30 2.153 0.35 200 5.52
실험예
실시예들 및 비교예들의 터치 센서 모듈에 대해 도 8에 도시된 바와 같이 1R 굴곡 평가 지그를 사용하여 상온 720hr 굴곡 시험이 수행 되었다.
상기 굴곡 시험 이후 연성회로기판(FPCB)의 박리 및 터치 센서층에 포함된 트레이스들의 크랙 발생 여부를 관찰하였다. 박리 또는 크랙이 미관찰된 경우, 하기 표 2에 "OK", 관찰된 경우 "NG"로 기재하였다.
또한, 굴곡 시험 후, 터치 센싱 기능이 수행되는지 터치센서 기능 검사기로 구동 여부를 평가하였다. 구체적으로, 센싱 기능이 유지되는 경우 하기 표 2에 "OK", 센싱 기능이 구현되지 않는 경우 "NG"로 기재하였다.
FPCB 박리 트레이스 크랙 터치 센싱 기능
실시예 1 OK OK OK
실시예 2 OK OK OK
실시예 3 OK OK OK
실시예 4 OK OK OK
실시예 5 OK OK OK
실시예 6 OK NG OK
비교예 1 NG NG NG
비교예 2 NG NG NG
비교예 3 NG NG NG
표 2를 참조하면, 상술한 범위의 굴곡 강성 값을 갖는 점접착층이 포함된 실시예들의 경우, 연성회로기판 및 터치 센서층의 안정성이 유지되면서 터치 센싱 기능이 유지되었다.
점접착층이 생략되거나, 상술한 굴곡 강성 범위를 벗어나는 비교예들의 경우, 구조물의 박리, 손상이 초래되면서 터치 센싱 기능이 구현되지 않았다.
50: 보호 필름 60: 제1 점접착층
70: 제2 점접착층 100: 터치 센서층
110: 제1 센싱 전극 115: 연결부
120: 제2 센싱 전극 125: 브릿지 전극
127: 센싱 전극 130: 제1 트레이스
135: 제2 트레이스 137: 트레이스
140: 제1 접속부 145: 제2 접속부
150: 광학층 155: 갭
160: 연성 회로 기판 170: 지지 구조물
172: 기재층 174: 지지층

Claims (19)

  1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층의 상면의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판;
    상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물; 및
    상기 터치 센서층의 적어도 일면 상에 형성된 점접착층을 포함하며, 상기 점접착층은 0.01 내지 5 N·nm 범위의 하기 수식 1로 정의되는 굴곡 강성을 갖는, 터치 센서 모듈:
    [수식 1]
    굴곡 강성=Eh3/12(1-v2)
    (수식 1 중, E는 점접착층의 인장 탄성률(MPa)이고, h는 점접착층의 두께(㎛)이며, v는 점접착층의 푸아송 비(Poisson's ratio)임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 상기 상면 상에 형성된 제1 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 제1 점접착층과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 저면 상에 형성된 제2 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 점접착층을 통해 상기 터치 센서층과 결합된 보호 필름을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 점접착층은 상기 터치 센서층의 상면 및 저면 상에 각각 형성된 제1 점접착층 및 제2 점접착층을 포함하며, 상기 제1 점접착층 및 상기 제2 점접착층 중 적어도 하나가 0.01 내지 5 N·nm 범위의 굴곡 강성 값을 갖는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 점접착층은 0.1 내지 1 N·nm 범위의 굴곡 강성 값을 갖는, 터치 센서 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 센싱 전극들이 배치되는 표시 영역, 상기 트레이스들이 배치되는 트레이스 영역 및 상기 트레이스의 말단부들이 배치되는 접속 영역을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 접속 영역에서 상기 트레이스의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되며,
    상기 지지 구조물은 평면 방향에서 상기 접속 영역 및 상기 트레이스 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 표시 영역 및 상기 트레이스 영역 사이에 상기 일부의 상기 센싱 전극들이 배열된 마진 영역을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 평면 방향에서 상기 마진 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 터치 센서층의 상기 표시 영역 상에 배치되는 광학층을 더 포함하며,
    상기 지지 구조물 및 상기 광학층은 수평 방향으로 이격되어 갭(gap)이 형성된, 터치 센서 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 지지 구조물 상기 광학층의 이격 거리는 500㎛이하인, 터치 센서 모듈.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 지지층은 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층과 함께 접촉하는, 터치 센서 모듈.
  17. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
  18. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며,
    상기 터치 센서 모듈의 상기 터치 센서층의 일부분 및 상기 연성 회로 기판은 상기 지지 구조물과 함께 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
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