KR20210020527A - 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 시각 영역, 벤딩 영역 및 패드 영역을 포함하는 터치 센서층, 터치 센서층의 패드 영역 상에서 터치 센서층과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판, 연성 회로 기판 및 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물, 터치 센서층의 시각 영역 상에 배치되며 지지 구조물과 수평 방향으로 이격되어 갭을 형성하는 광학층, 갭을 적어도 부분적으로 채우는 필링 층, 및 터치 센서층의 시각 영역의 저면 상에 형성된 점접착층을 포함한다. 지지 구조물 및 필링층에 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. 시각 영역, 벤딩 영역 및 패드 영역을 포함하는 터치 센서층; 상기 터치 센서층의 상기 패드 영역 상에서 상기 터치 센서층과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판; 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물; 상기 터치 센서층의 상기 시각 영역 상에 배치되며, 상기 지지 구조물과 수평 방향으로 이격되어 갭을 형성하는 광학층; 상기 갭을 적어도 부분적으로 채우는 필링 층; 및 상기 터치 센서층의 상기 시각 영역의 저면 상에 형성된 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
2. 위 1에 있어서, 상기 필링층은 상기 광학층 및 상기 지지 구조물보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
3. 위 1에 있어서, 상기 필링층은 상기 지지 구조물 상면을 부분적으로 덮으며, 상기 광학층 보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
4. 위 1에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 시각 영역 상에 배열된 센싱 전극들; 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되어 상기 벤딩 영역 및 상기 패드 영역으로 연장되는 트레이스들을 포함하는, 터치 센서 모듈.
5. 위 4에 있어서, 상기 트레이스들의 말단부들은 상기 패드 영역 상에서 상기 연성 회로 기판과 전기적으로 연결되는, 터치 센서 모듈.
6. 위 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 터치 센서층의 상기 벤딩 영역을 부분적으로 덮는, 터치 센서 모듈.
7. 위 6에 있어서, 상기 필링 층은 상기 벤딩 영역의 나머지 부분을 덮는, 터치 센서 모듈.
8. 위 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하고, 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층과 함께 접촉하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
9. 위 1에 있어서, 상기 필링층은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
10. 위 1에 있어서, 상기 벤딩 영역의 상기 터치 센서층 부분의 저면 상에 형성된 하부 지지 구조물을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
11. 위 10에 있어서, 상기 하부 지지 구조물은 하부 기재층; 및 상기 하부 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하고, 상기 터치 센서층의 상기 저면 상에 접합되는 하부 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
12. 위 11에 있어서, 상기 하부 기재층은 상기 하부 지지층보다 높은 모듈러스를 갖는, 터치 센서 모듈.
13. 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.
14. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 위 1 내지 13 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
15. 위 1 내지 13 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈; 및
상기 터치 센서 모듈의 상기 점접착층을 통해 상기 터치 센서층과 결합되는 디스플레이 패널을 포함하는, 화상 표시 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며, 상기 터치 센서 모듈의 상기 벤딩 영역에서 상기 터치 센서층 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.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서 모듈은 상기 터치 센서 층 상에 배치된 광학 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 지지 구조물 및 상기 광학 필름 사이에는 갭(gap)이 형성될 수 있으며, 상기 갭을 채우는 필링 층이 형성될 수 있다. 상기 필링 층에 의해 상기 지지 구조물의 접합력 또는 밀착력이 보다 향상될 수 있으며, 벤딩 영역에서의 크랙 등의 불량을 추가적으로 차단할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 시각 영역에서의 터치 센서층 부분 아래에만 선택적으로 점접착층이 형성되어 벤딩 영역에서의 유연성을 유지하면서, 상기 시각 영역에서 디스플레이 패널과 같은 추가 구조물을 결합시킬 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 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 4 내지 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도들이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센서층, 광학층, 연성 회로 기판 및 점접착성 구조물들을 포함하며, 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, 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) 상에 배치되는 광학 층(150) 및 연성 회로 기판(160), 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물(170), 및 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에 형성된 필링 층(165)을 포함할 수 있다.
터치 센서층(100)은 예를 들면, 하부 절연층 및 상기 하부 절연층 상에 형성된 센싱 전극 및 트레이스들을 포함할 수 있다. 터치 센서층(100)의 구성 및 구조에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조로 보다 상세히 후술한다.
터치 센서층(100) 또는 상기 터치 센서 모듈은 시각 영역(VA), 벤딩 영역(BA) 및 패드 영역(PA)을 포함할 수 있다. 시각 영역(VA)은 터치 센서층(100)의 중앙 영역을 포함하며, 패드 영역(PA)은 터치 센서층(100)의 일 단부에 할당될 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 시각 영역(VA) 및 패드 영역(PA) 사이에 위치할 수 있다.
시각 영역(VA)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 표시 영역 또는 사용자의 터치가 센싱되는 활성 영역을 포함할 수 있다.
연성 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board)(FPCB)(160)은 패드 영역(PA)에서의 터치 센서 층(100)의 부분 상에 배치되며, 터치 센서 층(100)에 포함된 트레이스들과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 트레이스의 말단에 형성된 패드부와 상기 연성회로 기판(160)에 포함된 회로 배선이 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전 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 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 패드 영역(PA)에 형성된 상기 패시베이션 층 부분은 제거될 수 있다.
지지 구조물(170)은 패드 영역(PA) 상에서 연성 회로 기판(160) 상에 형성 또는 부착되며, 벤딩 영역(BA)으로 연장되어 터치 센서층(100) 부분을 덮을 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 벤딩 영역(BA)에서 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.
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)을 벤딩 영역(BA) 및 패드 영역(PA)에서 함께 홀딩할 수 있다.
기재층(172)은 지지층(174)보다 모듈러스 또는 탄성율이 높은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기재층(172)은 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 폴리우레탄(PU), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함하는 고분자 필름이 기재층(172)으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 지지 구조물(170)은 기재층(172) 상에 점접착성 물질이 도포되어 지지층(174)이 형성된 테이프 형태일 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, 터치 센서층(100)의 시각 영역(VA)을 덮을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 광학층(150) 및 지지 구조물(170)은 벤딩 영역(BA) 상에서 수평적으로 소정의 거리로 이격될 수 있다. 이에 따라, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에는 갭(gap)(155)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 갭(155)은 지지 구조물(170)의 정렬을 위한 마진(margin) 영역으로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 갭(155)을 채우는 필링(filiing) 층(165)이 형성될 수 있다. 필링 층(165)은 갭(155)을 적어도 부분적으로 채우며, 터치 센서층(100)의 상면, 및 광학층(150) 및 지지 구조물(170)의 측벽들과 함께 접촉할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필링 층(165)은 광학층(150) 및 터치 센서층(100) 각각의 상면보다 낮은 상면을 갖도록 형성될 수 있다.
필링 층(165)은 점접착성 레진 조성물을 갭(155) 내에 충진한 후, 상온 경화, 열 경화 또는 자외선 경화 공정 등을 통해 경화 시켜 형성될 수 있다. 상기 레진 조성물은 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및/또는 러버(rubber) 계열 레진을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 레진 조성물은 용매, 광중합성 단량체, 중합 개시제, 경화제 등을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 구조물(170)의 부착 공정 시, 광학층(150)과 접촉하는 것을 방지하기 위해 갭(155)을 통해 정렬 마진을 먼저 확보할 수 있다. 이후, 상기 레진 조성물을 별도로 충진하여 갭(155)을 채움으로써 필링 층(165)을 형성할 수 있다. 따라서, 필링 층(165)에 의해 터치 센서층(100)의 노출 영역이 감소되어 센싱 전극의 보호 효과가 추가적으로 향상될 수 있다. 또한, 필링 층(165)이 광학층(150) 및 지지 구조물(170)의 측벽과 접촉하며 홀딩함에 따라, 지지 구조물(170) 및 광학층(150)의 박리, 들뜸을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필링 층(165)의 점도는 상온(25℃)에서 약 1000 내지 5000cP일 수 있으며, 바람직하게는 약 1000 내지 4000cP일 수 있다. 상기 점도 범위 내에서 필링 층(165)이 실질적으로 갭(155) 내부를 충진하면서, 레진 물질의 아웃플로우(outflow)를 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필링 층(165)의 인장 탄성률은 약 5 내지 3500MPa일 수 있으며, 바람직하게는 약 1000 내지 3500MPa일 수 있다. 상기 인장 탄성률 범위 내에서 터치 센서 모듈의 벤딩 영역에서의 센싱 전극 손상이 효과적으로 억제될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필링 층(165)의 터치 센서층(100)의 접합면에 대한 밀착력은 약 2 N/25mm 이상일 수 있으며, 바람직하게는 약 5 N/25mm 이상일 수 있다. 이 경우 터치 센서 모듈의 벤딩 시 필링 층(165) 및 터치 센서층(100)의 전극 박리를 충분히 억제할 수 있다.
필링 층(165)의 두께는 상술한 점도, 인장 탄성률 및 밀착력을 만족할 수 있는 범위로 조절될 수 있으며, 예를 들면 약 20 내지 100㎛ 범위로 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)의 시각 영역(VA)에서의 상면 상에는 광학층(150)의 접합을 위한 점접착층이 더 형성될 수 있다.
시각 영역(VA)에서의 터치 센서층(100) 저면 상에는 점접착층(80)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 점접착층(80)은 시각 영역(VA) 내에 형성되며, 벤딩 영역(BA)으로는 연장되지 않을 수 있다. 따라서, 벤딩 영역(BA)에서의 벤딩 또는 굴곡 동작을 촉진하면서 시각 영역(VA)에서 디스플레이 패널과 같은 추가 구조물을 결합시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 2를 참조하면, 터치 센서층(100)은 하부 절연층(90), 및 하부 절연층(90) 상에 배열된 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. 하부 절연층(90)은 센싱 전극들(110, 120) 및 트레이스들(130, 135) 형성을 위한 베이스 층 또는 지지층으로 제공될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120)은 터치 센서층(100)의 시각 영역(VA) 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), 몰리브텐(Mo), 칼슘(Ca) 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 2에 도시된 바와 같이, 트레이스들(130, 135)은 시각 영역(VA)의 주변부로부터 연장되어 벤딩 영역(BA)을 거쳐 패드 영역(PA)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 벤딩 영역(BA)으로 진입하면서 벤딩되어 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 패드 영역(PA)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 벤딩 영역(BA) 내에서 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 이후, 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 패드 영역(PA)으로 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
트레이스(130, 135)의 말단부들은 패드 영역(PA) 내에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결되는 패드부로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(130) 및 제2 트레이스(135)의 말단부들로부터 각각 제1 패드부(140) 및 제2 패드부(145)가 정의되어 패드 영역(PA) 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 패드 영역(PA) 상에서 패드부들(140, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 연성 회로 기판(160) 및 패드부들(140, 145) 사이에는 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물이 배치될 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 벤딩 영역(BA) 및 패드 영역(PA)을 함께 덮을 수 있다. 지지 구조물(170)에 의해 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100) 사이의 접합력이 증가되어 연성 회로 기판(160) 및/또는 트레이스들(130, 135)의 탈락과 같은 기계적 불량을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 구조물(170)은 벤딩 영역(BA)을 부분적으로 덮으며, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에 갭(155)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 필링 층(165)은 벤딩 영역(BA)의 나머지 부분을 채울 수 있다.
지지 구조물(170)이 벤딩 영역(BA) 상에서 트레이스들(130, 135) 일부를 덮도록 배치됨에 따라, 접힘 또는 벤딩 발생시 트레이스들(130, 135)의 파단, 박리 등의 기계적 불량을 억제할 수 있다. 또한, 필링 층(165)이 벤딩 영역(BA)의 나머지 부분을 채움에 따라 트레이스들(130, 135) 의 기계적 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
도 3을 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 패드 영역(PA)으로 연장할 수 있다. 트레이스들(137)의 말단부들은 패드 영역(PA)에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 구조물(170)은 패드 영역(PA) 및 벤딩 영역(BA) 상에서 터치 센서층(100) 및 연성 회로 기판(160)을 함께 덮을 수 있다. 또한, 벤딩 영역(BA)의 나머지 부분은 상술한 바와 같이 필링 층(165)에 의해 채워질 수 있다.
도 4 내지 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도들이다. 도 1을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 필링 층(165)은 갭(155)을 채우며 지지 구조물(170)의 상면을 함께 부분적으로 덮을 수 있다. 이에 따라, 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)의 벤딩 시 지지 구조물(170)이 보다 안정적으로 고정될 수 있다.
필링 층(165)의 상면은 광학층(150)보다 낮게 형성될 수 있다. 이에 따라, 필링 층(165)은 광학 층(150)의 상면을 덮지 않도록 형성되며, 필링 층(165)에 의해 광학층(150) 특성이 교란되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 터치 센서층(100)의 벤딩 영역(BA) 및 패드 영역(PA) 부분의 저면으로 하부 지지 구조물(85)이 결합될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하부 지지 구조물(85)은 지지 구조물(170)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 하부 지지 구조물(85)은 하부 기재층(81) 및 점접착성 물질을 포함하는 하부 지지층(83)을 포함하며, 하부 지지층(83)이 터치 센서층(100)의 저면으로 부착될 수 있다.
터치 센서층(100)의 시각 영역(VA)의 저면 상에는 점접착층(80)이 형성되며, 벤딩 영역(BA)의 저면 상에는 하부 지지 구조물(85)이 형성됨에 따라 모듈러스가 우수한 하부 기재층(81)에 의해 벤딩 안정성을 확보하고, 점접착층(80)을 통해 디스플레이 패널과 같은 추가 구조물을 결합시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 상기 터치 센서 모듈은 시각 영역(VA)에서 점접착층(80)을 통해 디스플레이 패널(200)과 결합될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 벤딩 영역(BA) 및 패드 영역(PA)의 터치 센서층(100) 아래에는 하부 지지 구조물(85)이 결합될 수도 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 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 6을 참조로 설명한 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 시각 영역(VA) 상에 적층된 광학층(150)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 지지 구조물(170) 및 연성 회로 기판(160)의 도시는 생략되었으며, 도 8을 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 포함할 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, 제1 점접착층(60)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 제2 점접착층(70)를 통해 광학층(150)과 결합될 수 있다.
도 7에 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.
상기 화상 표시 장치는 디스플레이 패널(200) 및 디스플레이 패널(200) 상에 결합되며, 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는 상술한 윈도우 적층체(190)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(200)은 패널 기판(205) 상에 배치된 화소 전극(210), 화소 정의막(220), 표시층(230), 대향 전극(240) 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.
도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(200)은 점접착층(80)을 통해 터치 센서층(100)과 결합될 수 있다. 예를 들면, 점접착층(80)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(60, 70) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80
Figure pat00001
에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(200)로부터의 노이즈를 차폐할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 윈도우 적층체(190)의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 8은 터치 센서 모듈의 연성 회로 기판을 통한 구동 회로 접속을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 디스플레이 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 시각 영역(VA) 상에 배치되는 광학층(150)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 터치 센서층(100)의 벤딩 영역(BA)으로부터 벤딩이 개시되어 상기 제1 방향을 따라 상기 제3 방향(예를 들면, 화상 표시 장치의 두께 방향)으로 절곡될 수 있다. 이에 따라, 패드 영역(PA)에 포함된 트레이스들의 패드부들이 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, 패드 영역(PA) 및/또는 벤딩 영역(BA))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, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에 필링 층(165)이 형성됨에 따라 벤딩 개시 영역에서의 센싱 전극의 크랙과 같은 기계적 손상이 억제될 수 있다.
예를 들면, 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈은 굴곡 반경 0.2R 이상의 벤딩에서도 트레이스의 크랙이 발생하지 않을 수 있으며, 바람직하게는 굴곡반경 1R 이상의 벤딩에서도 트레이스들의 기계적, 동작 신뢰성이 유지될 수 있다.
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 패드부
145: 제2 패드부 150: 광학층
155: 갭 160: 연성 회로 기판
165: 필링 층 170: 지지 구조물
172: 기재층 174: 지지층

Claims (16)

  1. 시각 영역, 벤딩 영역 및 패드 영역을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층의 상기 패드 영역 상에서 상기 터치 센서층과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판;
    상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물;
    상기 터치 센서층의 상기 시각 영역 상에 배치되며, 상기 지지 구조물과 수평 방향으로 이격되어 갭을 형성하는 광학층;
    상기 갭을 적어도 부분적으로 채우는 필링 층; 및
    상기 터치 센서층의 상기 시각 영역의 저면 상에 형성된 점접착층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 필링층은 상기 광학층 및 상기 지지 구조물보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필링층은 상기 지지 구조물 상면을 부분적으로 덮으며, 상기 광학층 보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센서층은,
    상기 시각 영역 상에 배열된 센싱 전극들; 및
    상기 센싱 전극들로부터 분기되어 상기 벤딩 영역 및 상기 패드 영역으로 연장되는 트레이스들을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 트레이스들의 말단부들은 상기 패드 영역 상에서 상기 연성 회로 기판과 전기적으로 연결되는, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 터치 센서층의 상기 벤딩 영역을 부분적으로 덮는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 필링 층은 상기 벤딩 영역의 나머지 부분을 덮는, 터치 센서 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하고, 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층과 함께 접촉하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 필링층은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 벤딩 영역의 상기 터치 센서층 부분의 저면 상에 형성된 하부 지지 구조물을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 하부 지지 구조물은 하부 기재층; 및 상기 하부 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하고, 상기 터치 센서층의 상기 저면 상에 접합되는 하부 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 하부 기재층은 상기 하부 지지층보다 높은 모듈러스를 갖는, 터치 센서 모듈.
  13. 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.
  14. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
  15. 청구항 1에 따른 터치 센서 모듈; 및
    상기 터치 센서 모듈의 상기 점접착층을 통해 상기 터치 센서층과 결합되는 디스플레이 패널을 포함하는, 화상 표시 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며,
    상기 터치 센서 모듈의 상기 벤딩 영역에서 상기 터치 센서층 및 상기 연성 회로 기판은 상기 지지 구조물과 함께 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
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