KR20200084210A - 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR20200084210A
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김건
이재현
김종민
석경민
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 베이스 층, 베이스 층의 제1 영역 상에 배치되며 복수의 터치 센싱 단위 전극들, 베이스 층의 제2 영역 상에 배치되며 서로 다른 층에 배치된 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들을 포함하는 지문 센싱 전극층, 및 터치 센싱 단위 전극들과 이격되어 터치 센싱 단위 전극들과 평면 방향에서 중첩되도록 형성된 더미 전극들을 포함한다. 더미 전극을 통해 전극 시인을 감소시킬 수 있다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 패턴화된 센싱 전극들을 포함하는 터치 센서 및 이를 포함하는 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. 예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 해상도가 QHD(Quad High Definition), UHD(Ultra High Definition) 등의 수준으로 향상됨에 따라, 상기 터치 센서의 해상도 역시 증가될 필요가 있다. 또한, 최근 디스플레이 장치에 예를 들면, 지문 센싱과 같은 다양한 센싱 기능이 확장 적용됨에 따라 서로 다른 형태, 사이즈의 센싱 전극들이 상기 터치 센서에 함께 포함될 수 있다.
이 경우, 복수의 타입, 규격의 센싱 전극들이 존재함에 따라 광학적 편차에 의해 사용자의 육안에 전극들이 관찰되는 문제가 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 디스플레이 장치의 화상 품질 역시 저하될 수 있다. 따라서, 복수의 센싱 기능을 구현하면서 전극 시인을 방지하기 위한 방법 개발이 필요하다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적 특성을 가지며 우수한 센싱 기능을 갖는 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적 특성을 가지며 우수한 센싱 기능을 갖는 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 베이스 층; 상기 베이스 층의 상기 제1 영역 상에 배치되는 복수의 터치 센싱 단위 전극들; 상기 베이스 층의 상기 제2 영역 상에 배치되며, 서로 다른 층에 배치된 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들을 포함하는 지문 센싱 전극층; 및 상기 터치 센싱 단위 전극들과 이격되어 상기 터치 센싱 단위 전극들과 평면 방향에서 중첩되도록 형성된 더미 전극들을 포함하는, 터치 센서.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들은 상기 터치 센싱 단위 전극들보다 작은 사이즈 및 작은 간격으로 배열된, 터치 센서.
3. 위 2에 있어서, 상기 더미 전극들은 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들 각각과 동일한 사이즈를 갖는, 터치 센서.
4. 위 3에 있어서, 상기 더미 전극들은 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들의 평면 방향에서의 배열과 동일한 배열을 갖는, 터치 센서.
5. 위 1에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들 및 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들은 동일 층 상에 위치하는, 터치 센서.
6. 위 5에 있어서, 상기 더미 전극들 및 상기 제2 지문 센싱 단위 전극들은 동일 층 상에 위치하는, 터치 센서.
7. 위 6에 있어서, 상기 베이스 층 상에서 상기 터치 센싱 단위 전극들 및 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들을 덮는 절연층을 더 포함하는, 터치 센서.
8. 위 7에 있어서, 상기 더미 전극들 및 상기 제2 지문 센싱 단위 전극들은 상기 절연층 상에 함께 배치된, 터치 센서.
9. 위 7에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들은 서로 교차하는 방향으로 배열된 제1 터치 센싱 단위 전극들 및 제2 터치 센싱 단위 전극들을 포함하는, 터치 센서.
10. 위 9에 있어서, 이웃하는 상기 제2 터치 센싱 단위 전극들을 전기적으로 연결하는 브릿지 전극을 더 포함하는, 터치 센서.
11. 위 10에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 절연층을 관통하며, 상기 더미 전극과 함께 상기 절연층 상에 배치된, 터치 센서.
12. 위 1에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들은 내부에 형성된 홀들을 포함하는, 터치 센서.
13. 위 12에 있어서, 상기 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 홀들과 중첩되는 위치에 배열되는, 터치 센서.
14. 위 1에 있어서, 상기 지문 센싱 전극층은
상기 제1 지문 센싱 단위 전극들을 서로 연결시키는 제1 지문 센싱 연결부들; 및 상기 제2 지문 센싱 단위 전극들을 서로 연결시키는 제2 지문 센싱 연결부들을 더 포함하는, 터치 센서.
15. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 위 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
16. 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상에 적층되며 위 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센서는 터치 센싱 영역 및 지문 센싱 영역을 하나의 센서 구조 내에 함께 포함할 수 있다. 따라서, 서로 다른 해상도를 통해 복수의 센싱 기능을 하나의 상기 터치 센서 내에서 구현할 수 있다.
상기 지문 센싱 영역에 포함된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱 영역에 포함된 센싱 전극들에 비해 미세 피치, 미세 사이즈를 가질 수 있으며, 고 해상도의 센싱이 구현될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센싱 영역의 센싱 전극들과 중첩되도록 더미 전극을 형성하여 상기 터치 센싱 영역 및 상기 지문 센싱 영역에서의 패턴 유사도가 증가할 수 있다. 따라서, 영역별 패턴 형상 편차 및 색감 편차에 따른 전극 시인을 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 제2 영역에서의 센싱 전극 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 형상 및 배열을 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 배열을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 형상 및 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센싱 전극들 및 지문 센싱 전극들을 포함하며, 패턴 유사도가 증가되어 광학적 특성이 향상된 터치센서를 제공한다. 또한, 상기 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치가 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.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다. 본 출원에 사용된 용어 "터치 센서"는 사용자의 손가락 또는 도구의 터치에 따라 명령이 입력되거나, 신호를 생성시키는 센서 및 손가락의 지문 형상을 인식하여 신호를 생성하는 센서를 포괄하는 의미로 사용된다.
도 1을 참조하면, 상기 터치 센서는 베이스 층(100) 상에 형성된 제1 센싱 전극층(130) 및 제2 센싱 전극층(160)을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함하며, 이에 따라 베이스 층(100) 역시 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(I)은 터치 센싱 영역, 제2 영역(II)은 지문 센싱 영역으로 제공될 수 있다.
베이스 층(100)은 센싱 전극층들(130, 160) 형성을 위해 지지층, 층간 절연층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 베이스 층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 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.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서가 삽입되는 화상 표시 장치의 층 또는 필름 부재가 베이스 층(100)으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함되는 인캡슐레이션 층 또는 패시베이션 층 등이 베이스 층(100)으로 제공될 수도 있다.
베이스 층(100)의 제1 영역(I) 부분 상에는 제1 센싱 전극층(130)이 배치될 수 있다. 제1 센싱 전극층(130)은 절연층(170)을 사이에 두고 배치되는 터치 센싱 전극층(110) 및 상부 도전층(120)을 포함할 수 있다.
베이스 층(100)의 제2 영역(II) 부분 상에는 제2 센싱 전극층(160)이 배치될 수 있다. 제2 센싱 전극층(160)은 절연층(170)을 사이에 두고 배치되는 제1 지문 센싱 전극층(140) 및 제2 지문 센싱 전극층(150)을 포함할 수 있다.
터치 센싱 전극층(110) 및 제1 지문 센싱 전극층(140)은 동일 층 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다. 예를 들면, 터치 센싱 전극층(110) 및 제1 지문 센싱 전극층(140)은 베이스 층(100)의 상면 상에 함께 위치할 수 있다.
절연층(170)은 베이스 층(100) 상에서 터치 센싱 전극층(110) 및 제1 지문 센싱 전극층(140)을 덮도록 형성될 수 있다. 상부 도전층(120) 및 제2 지문 센싱 전극층(150)은 절연층(170)의 상면 상에서 동일 층 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
제1 및 제2 센싱 전극층들(130, 160)은 각각 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.
제1 및 제2 센싱 전극층들(130, 160)은 각각 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 센싱 전극층들(130, 160)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 센싱 전극층들(130, 160)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.
제1 센싱 전극층(130)은 터치 센싱 단위 전극들을 포함하며, 제2 센싱 전극층(160)은 지문 센싱 단위 전극을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 센싱 전극층(160)은 미세 피치의 지문 형상의 인식을 위해 고해상도 센싱이 구현되도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 상기 지문 센싱 단위 전극은 상기 터치 센싱 단위 전극 보다 미세한 피치, 사이즈를 가질 수 있다.
터치 센싱 전극층(130) 및 지문 센싱 전극층(160)의 전극 형상, 구조에 대해서는 도 2 내지 도 6을 통해 보다 상세히 후술된다.
절연층(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)이 서로 이격 또는 분리될 수 있다.
그러나, 일부 실시예들에 있어서, 제2 영역(II)은 제1 영역(I) 내에 포함될 수도 있다. 예를 들면, 제1 영역(I) 내의 일 영역이 제2 영역(II)으로 할당될 수도 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 제2 영역에서의 센싱 전극 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 2는 도 1의 제2 지문 센싱 전극층(160)에 포함된 전극 패턴의 배열을 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 제1 지문 센싱 전극층(140)은 제1 지문 센싱 단위 전극들(142) 및 제1 지문 센싱 연결부들(145)을 포함할 수 있다. 제2 지문 센싱 전극층(150)은 제2 지문 센싱 단위 전극들(152) 및 제2 지문 센싱 연결부들(155)을 포함할 수 있다.
제1 지문 센싱 단위 전극들(142) 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(152)은 각각 서로 교차하는 다른 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 제1 지문 센싱 단위 전극들(142)은 제1 지문 센싱 연결부들(145)에 의해 서로 일체로 연결되어 제1 지문 센싱 전극 행이 정의될 수 있다. 복수의 제2 지문 센싱 단위 전극들(152)은 제2 지문 센싱 연결부들(155)에 의해 서로 일체로 연결되어 제2 지문 센싱 전극 열이 정의될 수 있다.
상기 제1 지문 센싱 전극 행들 및 상기 제2 지문 센싱 전극 열들은 서로 교차하는 방향으로 연장 및 배열될 수 있다. 제1 지문 센싱 연결부(145) 및 제2 지문 센싱 연결부(155)는 평면 방향에서 서로 중첩되며 교차하되, 제1 지문 센싱 단위 전극들(142) 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(152)은 평면 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열될 수 있다.
제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152)은 각각 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152)의 형상은 전극 시인을 방지하기 위해 적절히 변형될 수 있다.
제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152) 각각의 너비는 예를 들면, 10 내지 100㎛ 범위일 수 있으며 지문 센싱에 필요한 해상도에 따라 적절히 변경될 수 있다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 형상 및 배열을 나타내는 개략적인 평면도들이다. 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 배열을 나타내는 개략적인 단면도이다.
구체적으로 도 3은 제1 센싱 전극층(130)에 포함된 터치 센싱 전극층(110)의 구조 및 형상을 도시하고 있다. 도 4는 제1 센싱 전극층(130)에 포함된 상부 전극층(120)과 터치 센싱 전극층(110)을 함께 도시하고 있다. 도 5는 예를 들면, 도 4의 I-I' 라인을 따라 터치 센서의 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 영역(I) 상에 형성된 터치 센싱 전극층(110)은 제1 터치 센싱 단위 전극들(112) 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)을 포함할 수 있다. 제1 터치 센싱 단위 전극들(112) 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)은 실질적으로 동일 층 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다. 예를 들면, 제1 터치 센싱 단위 전극들(112) 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)은 모두 베이스 층(100)의 상면 상에서 제2 센싱 전극층(160)의 제1 지문 센싱 전극층(140)과 함께 배열될 수 있다.
제1 터치 센싱 단위 전극들(112) 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)은 각각 서로 교차하는 다른 방향을 따라 배열될 수 있다. 제1 터치 센싱 단위 전극들(112)은 예를 들면, 도 3의 평면에서 수평 방향을 따라 배열될 수 있으며, 이웃하는 제1 터치 센싱 단위 전극들(112)은 제1 터치 센싱 연결부들(114)에 의해 서로 일체로 연결되어 제1 터치 센싱 전극 행이 정의될 수 있다. 복수의 상기 제1 터치 센싱 전극 행들은 도 3의 평면에서 수직 방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 터치 센싱 단위 전극들(115)은 예를 들면, 상기 수직 방향을 따라 배열될 수 있다. 이웃하는 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)은 상기 제1 터치 센싱 전극 행에 포함된 제1 터치 센싱 연결부(114)를 사이에 두고 상기 수직 방향으로 서로 이격될 수 있다.
제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115)은 각각 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115)의 형상은 전극 시인을 방지하기 위해 적절히 변형될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115)의 테두리는 물결 형상, 톱니 형상, 복수의 리세스들을 포함한 형상 등을 가질 수도 있다.
제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115) 각각의 너비는 예를 들면, 1 내지 5mm 범위일 수 있으며 터치 센싱에 필요한 해상도에 따라 적절히 변경될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115) 각각의 내부에는 홀(119)이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115) 각각에 복수의 홀들(119)이 규칙적으로 혹은 랜덤하게 형성될 수 있다. 홀들(119)은 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115)을 관통할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상술한 터치 센싱 전극층(110)을 덮는 절연층(170)이 형성될 수 있다. 절연층(170)은 제1 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(112, 115) 내부에 형성된 홀들(119)을 채울 수 있다.
절연층(170) 상에는 상부 전극층(120)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상부 전극층(120)은 브릿지 전극(117) 및 더미 전극(125)을 포함할 수 있다.
브릿지 전극(117)은 절연층(170)을 관통하며 제1 터치 센싱 연결부(114)를 사이에 두고 이격된 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 수직 방향으로 연장된 제2 터치 센싱 전극 열이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제2 터치 센싱 전극 열들이 상기 수평 방향을 따라 배열될 수 있다.
더미 전극(125)은 절연층(170) 상에서 도 3에 도시된 홀(119)과 평면 방향에서 중첩되도록 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 더미 전극(125)은 홀(119)이 형성된 위치와 평면 방향에서 실질적으로 일치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 더미 전극들(125)은 홀들(119)의 배열과 실질적으로 대응되는 배열을 가질 수 있다.
더미 전극(125)은 터치 센싱 전극층(110)과 전기적, 물리적으로 분리되며 절연층(170) 상에 형성된 플로팅 전극 또는 섬(island) 전극으로 제공될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 영역(II)에서는 보다 고 해상도의 지문 센싱을 구현하기 위해 미세 피치의 지문 센싱 단위 전극들이 배치되며, 이에 따라 제1 지문 센싱 전극층(140) 및 제2 지문 센싱 전극층(150)을 포함하는 2층 구조의 제2 센싱 전극층(160)이 배치될 수 있다.
한편, 제1 영역(I)에서는 상대적으로 큰 피치를 갖는 터치 센싱 전극층(110)이 제1 터치 센싱 단위 전극들(112) 및 제2 터치 센싱 단위 전극들(115)을 포함하는 단층 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)의 전극층 수의 차이에 따라 색감 차이가 발생하며, 사용자에게 전극 시인을 유발할 수 있다.
그러나, 제1 영역(I)의 절연층(170) 부분 상에 터치 센싱 단위 전극들(112, 115)과 중첩되는 더미 전극(125)을 배열함으로써, 제2 영역(II)과 전극 적층 구조 유사도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 색감 차이에 따른 전극 시인 현상을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 제1 영역에서의 전극 형상 및 배열을 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 3 내지 도 5를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 더미 전극들(127)은 도 2를 참조로 설명한 제2 영역(II)에서의 제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152)과 실질적으로 동일한 배열로 형성될 수 있다.
예를 들면, 각 더미 전극(127)은 제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152) 각각의 사이즈와 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 더미 전극들(127)은 제1 및 제2 지문 센싱 단위 전극들(142, 152)이 평면 방향에서 형성하는 배열과 실질적으로 동일한 배열(예를 들면, 동일한 간격의 배열)을 형성할 수 있다.
이에 따라, 더미 전극(127)을 통한 전극 층 수의 정합과 함께, 제1 및 제2 영역(I, II)에서의 패턴 형상 유사도 역시 증가될 수 있다. 그러므로, 패턴 형상 차이에 따른 전극 시인 현상 역시 감소될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 윈도우 적층체(250)는 윈도우 기판(230), 편광층(210) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서(200)을 포함할 수 있다.
윈도우 기판(230)은 예를 들면 하드 코팅 필름을 포함하며, 일 실시예에 있어서, 윈도우 기판(230)의 일면의 주변부 상에 차광 패턴(235)이 형성될 수 있다. 차광 패턴(235)은 예를 들면 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수 있으며, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 차광 패턴(235)에 의해 화상 표시 장치의 베젤부 혹은 비표시 영역이 정의될 수 있다.
편광층(210)은 코팅형 편광자 또는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 코팅형 편광자는 중합성 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정 코팅층을 포함할 수 있다. 이 경우, 편광층(210)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.
편광층(210)은 윈도우 기판(230)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제1 점접착층(220)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서(200)는 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(250)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서(200)는 제2 점접착층(225)를 통해 편광층(210)과 결합될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 편광층(210) 및 터치 센서(200) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서(200)의 전극층이 편광층(210) 아래에 배치되므로 전극 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 센서(200)는 윈도우 기판(230) 또는 편광층(210) 상에 직접 전사될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 터치 센서(200) 및 편광층(210) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(360) 및 표시 패널(360) 상에 결합된 상술한 윈도우 적층체(250)를 포함할 수 있다.
표시 패널(360)은 패널 기판(300) 상에 배치된 화소 전극(310), 화소 정의막(320), 표시층(330), 대향 전극(340) 및 인캡슐레이션 층(350)을 포함할 수 있다.
패널 기판(300) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(310)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(320)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(310)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(310) 상에는 표시층(330)이 형성되며, 표시 층(330)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막(320) 및 표시층(330) 상에는 대향 전극(340)이 배치될 수 있다. 대향 전극(340)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 대향 전극(340) 상에 표시 패널(360) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(350)이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(360) 및 윈도우 적층체(250)는 점접착층(260)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층(260)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(220, 225) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(360)로부터의 노이즈를 차폐할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 윈도우 적층체(250)의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
상기 화상 표시 장치의 해상도가 증가함에 따라, 상기 화소 영역의 치수도 감소하며, 터치 센서(300)에 포함되는 센싱 전극들의 피치, 치수 역시 감소될 수 있다. 또한, 지문 센서 기능이 포함되면서, 서로 다른 형상, 치수, 적층 구조의 센싱 전극들이 터치 센서(300) 내에 존재할 수 있다.
그러나 상술한 바와 같이, 더미 전극(120, 127)을 활용해 패턴 유사도를 증가시키면서 전극 시인을 방지하고, 화상 표시 장치의 이미지 품질을 증진할 수 있다.
100: 베이스 층 110: 터치 센싱 전극층
112: 제1 터치 센싱 단위 전극 114: 제1 터치 센싱 연결부
115: 제2 터치 센싱 단위 전극 117: 브릿지 전극
119: 홀 120: 상부 도전층
125, 127: 더미 전극 130: 제1 센싱 전극층
140: 제1 지문 센싱 전극층 142: 제1 지문 센싱 단위 전극
145: 제1 지문 센싱 연결부 152: 제2 지문 센싱 단위 전극
155: 제2 지문 센싱 연결부 160: 제2 센싱 전극층
170: 절연층

Claims (16)

  1. 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 베이스 층;
    상기 베이스 층의 상기 제1 영역 상에 배치되는 복수의 터치 센싱 단위 전극들;
    상기 베이스 층의 상기 제2 영역 상에 배치되며, 서로 다른 층에 배치된 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들을 포함하는 지문 센싱 전극층; 및
    상기 터치 센싱 단위 전극들과 이격되어 상기 터치 센싱 단위 전극들과 평면 방향에서 중첩되도록 형성된 더미 전극들을 포함하는, 터치 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들은 상기 터치 센싱 단위 전극들보다 작은 사이즈 및 작은 간격으로 배열된, 터치 센서.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 더미 전극들은 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들 각각과 동일한 사이즈를 갖는, 터치 센서.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 더미 전극들은 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들 및 제2 지문 센싱 단위 전극들의 평면 방향에서의 배열과 동일한 배열을 갖는, 터치 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들 및 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들은 동일 층 상에 위치하는, 터치 센서.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 더미 전극들 및 상기 제2 지문 센싱 단위 전극들은 동일 층 상에 위치하는, 터치 센서.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 베이스 층 상에서 상기 터치 센싱 단위 전극들 및 상기 제1 지문 센싱 단위 전극들을 덮는 절연층을 더 포함하는, 터치 센서.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 더미 전극들 및 상기 제2 지문 센싱 단위 전극들은 상기 절연층 상에 함께 배치된, 터치 센서.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들은 서로 교차하는 방향으로 배열된 제1 터치 센싱 단위 전극들 및 제2 터치 센싱 단위 전극들을 포함하는, 터치 센서.
  10. 청구항 9에 있어서, 이웃하는 상기 제2 터치 센싱 단위 전극들을 전기적으로 연결하는 브릿지 전극을 더 포함하는, 터치 센서.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 브릿지 전극은 상기 절연층을 관통하며, 상기 더미 전극과 함께 상기 절연층 상에 배치된, 터치 센서.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센싱 단위 전극들은 내부에 형성된 홀들을 포함하는, 터치 센서.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 홀들과 중첩되는 위치에 배열되는, 터치 센서.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 지문 센싱 전극층은
    상기 제1 지문 센싱 단위 전극들을 서로 연결시키는 제1 지문 센싱 연결부들; 및
    상기 제2 지문 센싱 단위 전극들을 서로 연결시키는 제2 지문 센싱 연결부들을 더 포함하는, 터치 센서.
  15. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
  16. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
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