KR20200084677A - 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서 모듈은 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층, 터치 센서층 상에서 센싱 전극들을 덮는 광학층, 및 터치 센서층의 일단부 상에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되며 광학층을 향해 볼록한 제1 굴곡부를 포함하는 회로 연결 구조물을 포함한다. 회로 연결 구조물의 굴곡부를 통해 터치 센서 모듈의 광학적, 기계적 안정성이 향상될 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, 상기 화상 표시 장치에는 편광판, 위상차 필름 등과 같은 이미지 품질 향상을 위한 광학 부재 또는 광학 필름이 함께 포함된다. 예를 들어, 상기 광학 부재 및 터치 센서가 인접하여 배치되는 경우 상기 터치 센서와 연결되는 외부 회로 및 상기 광학 부재 사이에 공차, 단차 혹은 간극이 생성되며, 이에 따라 광학적 교란, 이미지 품질 저하가 초래될 수 있다. 또한, 상기 외부 회로 연결을 위한 본딩 공정 시 상기 광학 부재가 함께 손상될 수도 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 결합된 터치 센서 또는 터치 스크린 패널이 개발되고 있다. 그러나 상술한 바와 같이 광학 부재 및 터치 센서와의 정합성을 향상시키기 위한 연구가 필요하다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 포함하는 윈도우 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 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 센서층 상에서 상기 센싱 전극들을 덮는 광학층; 및 상기 터치 센서층의 일단부 상에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되며 상기 광학층을 향해 볼록한 제1 굴곡부를 포함하는 회로 연결 구조물을 포함하는, 터치 센서 모듈.
2. 위 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물의 일단부에 의해 상기 트레이스들과 접합되는 본딩부가 정의되며, 상기 본딩부 및 상기 광학층은 서로 이격되어 갭을 형성하는, 터치 센서 모듈.
3. 위 2에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 본딩부로부터 연장하여 상기 갭을 적어도 부분적으로 차단하는, 터치 센서 모듈.
4. 위 3에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 광학층의 측벽과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
5. 위 2에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 본딩부로부터 상기 터치 센서층의 상측 방향으로 굴곡된, 터치 센서 모듈.
6. 위 5에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 상기 제1 굴곡부와 마주보며 상기 터치 센서층의 하측 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
7. 위 6에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부 사이에 상기 터치 센서 모듈의 길이 방향으로 연장하는 연장부를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
8. 위 7에 있어서, 상기 연장부 및 상기 본딩부를 서로 접합하는 접착 패턴을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
9. 위 2에 있어서, 상기 회로 연결 구조물의 상기 본딩부 및 상기 트레이스들 사이에 배치되는 도전성 중개 구조를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
10. 위 9에 있어서, 상기 도전성 중개 구조는 이방성 도전 필름(ACF)을 포함하는, 터치 센서 모듈.
11. 위 1에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
12. 위 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는, 터치 센서 모듈.
13. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 위 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
14. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 위 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
15. 위 14에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며, 상기 터치 센서 모듈의 상기 회로 연결 구조물의 단부는 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센서 모듈은 터치 센서 층의 표시 영역을 덮는 광학층 및 터치 센서 층의 본딩 영역 상에 배치되는 회로 연결 구조물을 포함할 수 있다. 상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물 사이의 갭을 적어도 부분적으로 차단하도록 상기 회로 연결 구조물이 굴곡될 수 있다. 따라서, 상기 갭을 통한 빛샘, 반사 등에 의한 이미지 및 광학 특성의 교란을 방지할 수 있다.
또한, 상기 회로 연결 구조물은 터치 센서층의 상측 방향으로 굴곡된 후 예를 들면, 구동 회로 연결을 위해 다시 터치 센서층의 하측 방향으로 굴곡될 수 있다. 따라서, 굴곡에 따른 인장력이 분산 또는 완화되어 상기 회로 연결 구조물의 탈락 또는 층간 박리 현상을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 4는 비교예에 따른 터치 센서 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센서층, 상기 터치 센서층 상에 배치되는 광학층 및 회로 연결 구조물을 포함하며, 상기 회로 연결 구조물의 굴곡 구조를 통해 광학적, 기계적, 전기적 안정성이 향상된 터치 센서 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 터치 센서 모듈을 포함하는 윈도우 적층체 및 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 1은 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 회로 연결 구조물(170), 및 상기 터치 센서 층(100)의 상면 상에 배치되는 광학층(150)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) 형성을 위한 기재층 또는 베이스층으로 제공될 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 센싱 전극, 트레이스 등의 도전성 패턴들을 포함할 수 있으며, 상기 도전성 패턴들의 상호 절연을 위한 절연층을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(100)의 구성 및 구조에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조로 보다 상세히 후술한다.
광학층(150)은 터치 센서층(100) 상에 적층되어 센싱 전극들(110, 120)(도 2 참조)을 덮을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광학층(150)은 터치 센서층(100)의 활성 영역 또는 화상 표시 장치의 디스플레이 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광학층(150)은 도 2에 도시된 본딩 영역(B)을 제외한 나머지 터치 센서층(100) 부분을 덮을 수 있다.
광학층(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. 일부 실시예들에 있어서, 광학층(150)은 편광판을 포함할 수 있다.
회로 연결 구조물(170)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 회로 연결 구조물(170)에 포함된 회로 배선이 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)와 같은 도전성 중개 구조(160)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다
회로 연결 구조물(170)은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)은 코어층(175), 및 코어층(175)의 저면 및 상면 상에 각각 형성된 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코어층(175)을 관통하여 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)을 연결시키는 관통 비아(미도시)가 형성될 수도 있다.
코어층(175)은 수지 또는 액정 고분자를 포함할 수 있다. 회로 배선들(174a, 174b)은 예를 들면 구리(Cu) 또는 구리 합금과 같은 금속을 포함할 수 있다. 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)의 표면은 각각 하부 커버레이 층(172a) 및 상부 커버레이 층(172b)에 의해 커버될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하부 커버레이 층(172a)의 일부를 제거하여 하부 회로 배선(174a)을 노출시킬 수 있다. 노출된 하부 회로 배선(174a) 부분을 도전성 중개 구조(160) 상에 정렬한 후 회로 연결 구조물(170) 상으로 가압 및/또는 가열 공정을 포함하는 본딩 공정을 수행하여 회로 연결 구조물(170)을 터치 센서층(100)과 접합시킬 수 있다.
광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170) 사이에는 정렬 마진 및 상기 본딩 공정에 의한 광학층(150) 손상 방지를 위해 갭(gap)(180)이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)의 일단부는 터치 센서층(100)의 상측 방향으로 굴곡된 제1 굴곡부(C1)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 굴곡부(C1)는 광학층(150)의 측벽을 향해 볼록한 커브드(curved) 형상 혹은 U자 형상을 가질 수 있다.
제1 굴곡부(C1)에 의해 평면 방향에서, 갭(180)이 적어도 부분적으로 차단 혹은 필링(filling)될 수 있다. 따라서, 갭(180)을 통해 발생할 수 있는 빛샘 현상 또는 광반사에 의한 이미지 품질 저하, 도전 패턴 시인을 억제할 수 있다.
또한, 화상 표시 장치 또는 터치 센서층이 소형화, 고집적화 되면서 갭(180)의 거리도 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 본딩 공정에서 발생하는 열에 의해 광학층(150)이 손상될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예들에 따르면 회로 연결 구조물(170)의 제1 굴곡부(C1)가 광학층(150)으로 전달되는 열의 차단 패턴으로 제공될 수 있다. 또한, 제1 굴곡부(C1)는 회로 연결 구조물(170) 중 본딩 공정이 수행되는 부분과 광학층(150)의 이격 거리를 제공하는 패턴으로 제공될 수 있다.
따라서, 제1 굴곡부(C1)를 통해 광학층(150)의 광학적, 기계적 안정성이 확보될 수 있다.
회로 연결 구조물(170)은 제1 굴곡부(C1)의 상부로부터 다시 제1 방향으로 연장되는 연장부(E)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)은 예를 들면, 터치 센서 구동 집적 회로(IC)와 연결되기 위해 터치 센서층(100)의 하측 방향으로 다시 굴곡될 수 있다. 이에 따라, 회로 연결 구조물(170)은 제1 굴곡부(C1)와 반대측에 제2 굴곡부(C2)를 포함할 수 있다.
제2 굴곡부(C2)를 통해 회로 연결 구조물(170)은 다시 제3 방향으로 연장할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로 연결 구조물(170)의 타단부는 다시 상기 제1 방향으로 굴곡되어 상기 터치 센서 구동 IC칩과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 구조물(170) 중 상기 본딩 공정이 수행되는 본딩부 및 연장부(E) 사이에는 접착 패턴(190)이 형성될 수 있다. 연장부(E)는 접착 패턴(190)에 의해 상기 본딩부에 실질적으로 고정될 수 있다. 따라서, 제2 굴곡부(C2) 형성 시, 회로 연결 구조물(170)이 터치 센서층(100)으로부터 탈락되거나, 제1 굴곡부(C1)의 위치, 형상이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)의 상면 상에는 광학층(150)의 접합을 위한 점접착층 또는 터치 센서층(100)의 보호를 위한 패시베이션 층이 더 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 패시베이션 층은 도 2에 도시된 본딩 영역(B)에서 부분적으로 제거될 수 있다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 2를 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.
센싱 전극들(110, 120)이 배열된 영역에 의해 터치 센서층(100)으로부터 터치 센싱이 실질적으로 구현되는 활성 영역이 정의될 수 있다. 상기 활성 영역은 화상 표시 장치의 이미지가 구현되는 디스플레이 영역과 실질적으로 대응될 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 형성되어 제1 센싱 전극들(110)과 실질적으로 단일 부재로 제공될 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.
터치 센서층(100) 또는 보호 필름(50)의 일 단부에 본딩 영역(B)이 할당될 수 있다. 트레이스들(130, 135)은 상기 활성 영역의 주변부로부터 연장되어 본딩 영역(B)으로 집합될 수 있다.
예를 들면, 제1 트레이스들(130)은 터치 센서층(100)의 양 측부로부터 각 제1 센싱 전극 행으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 상기 제2 방향으로 벤딩된 후 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 본딩 영역(B)으로 진입할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 트레이스들(130)은 터치 센서층(100)의 상기 양 측부에 교대로 분포될 수 있다. 터치 센서층(100)의 상기 양 측부에 제1 트레이스들(130)이 고르게 분포되므로, 예를 들면, 터치 센서층(100)이 굴곡되는 경우 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 본딩 영역(B)으로 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
트레이스(130, 135)의 말단부들은 본딩 영역(B) 내에 집합되어 회로 연결 구조물(170)과 전기적으로 연결되는 접속부(패드부 또는 단자부)로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(130) 및 제2 트레이스(135)로부터 각각 제1 접속부(140) 및 제2 접속부(145)가 정의되어 본딩 영역(P) 영역 내에 배치될 수 있다.
트레이스들(130, 135)은 센싱 전극들(110, 120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 회로 연결 구조물(170)은 본딩 영역(B) 상에서 도전성 중개 구조(160)를 통해 접속부들(140, 145)과 접합될 수 있다. 도 2의 평면 방향에서 광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170) 사이의 나머지 본딩 영역(B) 공간에 의해 갭(180)이 정의될 수 있다. 상술한 바와 같이, 갭(180) 내에는 회로 연결 구조물(170)의 제1 굴곡부(C1)가 위치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 센서층(100)의 센싱 전극들(127) 및 트레이스들(137)은 자기 정전 용량(Self Capacitance) 방식으로 구동되도록 배열될 수 있다.
터치 센서층(100)은 각각 독립된 섬(island) 패턴 형상을 가지며 개별 센싱 도메인으로 제공되는 센싱 전극들(127)을 포함할 수 있다. 또한, 트레이스들(137)은 각각의 센싱 전극(127)으로 분기되어 본딩 영역(B)으로 연장할 수 있다. 트레이스들(137)의 말단부들은 접속 영역(B)에서 집합되어 회로 연결 구조물(170)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는 비교예에 따른 터치 센서 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조/구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 회로 연결 구조물(170)의 일단부는 상술한 바와 같이 본딩 공정을 통해 터치 센서층(100)의 트레이스들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 본딩 공정 이후, 회로 연결 구조물(170)의 타단부를 터치 센서 구동 IC 칩과 연결시키기 위해 터치 센서층(100) 하측 방향으로 바로 굴곡시킬 수 있다.
비교예의 경우, 상기 굴곡 공정에서 인장력이 바로 회로 연결 구조물(170)에 전달되므로 본딩 영역(B)에서의 접합력 및 기계적 안정성이 저하될 수 있다. 따라서, 외부 충격에 의해 회로 연결 구조물(170)이 쉽게 탈락되거나 박리될 수 있다.
또한, 상기 인장력이 상기 본딩부로 바로 전파되면서 회로 연결 구조물(170) 내의 회로 배선들(174a, 174b)이 손상되거나 박리될 수도 있다.
그러나, 상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)을 터치 센서층(100)의 하측으로 굴곡시키기 전에 먼저 제1 굴곡부(C1)를 형성할 수 있다. 따라서, 제2 굴곡부(C2) 형성 시 인가되는 인장력을 완화 또는 감소시킬 수 있다.
또한, 접착 패턴(190)을 통해 회로 연결 구조물(170)의 연장부(E)를 고정시켜 상기 인장력의 전파를 효과적으로 차단할 수 있다.
따라서, 회로 연결 구조물(170)의 기계적 안정성을 향상시키면서, 터치 센서 구동 IC 칩으로부터의 신호 전달 속도, 신뢰성 역시 향상될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 화상 표시 장치는 표시 패널(360) 및 메인 보드(370)를 포함하며, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 활성 영역 또는 디스플레이 영역을 커버하는 광학층(150)을 포함할 수 있다.
회로 연결 구조물(170)의 일단부는 본딩 영역(B)에 형성된 도전성 중개 구조(160)를 통해 터치 센서층(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본딩 공정 이후 회로 연결 구조물(170)은 터치 센서층(100)의 상측으로 굴곡된후 접착 패턴(190)에 의해 고정될 수 있다.
회로 연결 구조물(170)은 다시 터치 센서층(100)의 하측으로 굴곡될 수 있다. 회로 연결 구조물(170)의 타단부는 다시 화상 표시 장치의 길이 방향(예를 들면, 제1 방향)으로 벤딩되어 메인 보드(370)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 회로 연결 구조물(170)은 메인 보드(300)의 저면에 형성된 본딩 패드(375)와 접속될 수 있다. 메인 보드(370) 상에는 터치 센서 구동 IC칩이 실장될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 구조물(170)의 상기 타단부는 표시 패널(360) 및 메인 보드(370) 사이로 삽입되어 메인 보드(370)의 상면에 형성된 회로 부재와 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 윈도우 적층체(250)는 윈도우 기판(230) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 예를 들면, 터치 센서층(200) 및 터치 센서층(200)의 표시 영역 상에 적층된 광학층(210)을 포함할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 회로 연결 구조물(170)의 도시는 생략되었으며, 도 5에서 설명한 바와 같이 화상 표시 장치 내에 배치될 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.
광학층(210)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 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 포함할 수 있다. 이 경우, 광학층(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.
광학층(210)은 윈도우 기판(230)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제1 점접착층(220)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서층(200)은 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(250)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서층(200)은 제2 점접착층(225)를 통해 광학층(210)과 결합될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 광학층(210) 및 터치 센서층(200) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서층(200)의 센싱 전극들이 편광자 또는 편광판을 포함하는 광학층(210) 아래에 배치되므로 패턴 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 터치 센서층(200) 및 광학층(210) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(360), 및 표시 패널(360) 상에 결합되며 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는 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)은 유연성 수지 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 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 캐소드(cathode)로 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)은 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.
C1: 제1 굴곡부 C2: 제2 굴곡부
50: 보호 필름 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 160: 도전성 중개 구조
170: 회로 연결 구조물 180: 갭

Claims (15)

  1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층 상에서 상기 센싱 전극들을 덮는 광학층; 및
    상기 터치 센서층의 일단부 상에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되며 상기 광학층을 향해 볼록한 제1 굴곡부를 포함하는 회로 연결 구조물을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물의 일단부에 의해 상기 트레이스들과 접합되는 본딩부가 정의되며, 상기 본딩부 및 상기 광학층은 서로 이격되어 갭을 형성하는, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 본딩부로부터 연장하여 상기 갭을 적어도 부분적으로 차단하는, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 광학층의 측벽과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 굴곡부는 상기 본딩부로부터 상기 터치 센서층의 상측 방향으로 굴곡된, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 상기 제1 굴곡부와 마주보며 상기 터치 센서층의 하측 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부 사이에 상기 터치 센서 모듈의 길이 방향으로 연장하는 연장부를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 연장부 및 상기 본딩부를 서로 접합하는 접착 패턴을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 회로 연결 구조물의 상기 본딩부 및 상기 트레이스들 사이에 배치되는 도전성 중개 구조를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 도전성 중개 구조는 이방성 도전 필름(ACF)을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  13. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
  14. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며,
    상기 터치 센서 모듈의 상기 회로 연결 구조물의 단부는 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
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