KR20210048042A - 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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박용수
이재현
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서는 복수의 센싱 전극들, 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들, 트레이스들 각각의 일 단에 연결된 패드들을 포함한다. 패드들 중 일부 패드들이 행 방향으로 배열되어 제1 패드 행을 형성하고 패드들 중 일부 패드들이 행 방향으로 배열되어 제2 패드 행을 형성한다. 제1 패드 행 및 제2 패드 행에 포함된 패드들의 개수가 상이하다. 패드들의 분산 배열에 따라 본딩 마진을 충분히 확보할 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, 센싱 전극 및 트레이스를 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 지문 센싱이 구현될 수 있는 미세 피치의 센싱 전극 및 트레이스가 터치 센서 내에 보다 고 집적도로 포함될 수 있다.
그러나, 예를 들면, 트레이스의 밀도가 증가함에 따라 인접한 트레이스들 사이의 마진이 감소하여 신호 간섭이 발생할 수 있으며, 본딩 공정에서의 불량 발생, 공정 신뢰성 저하가 초래될 수 있다.
따라서, 기계적, 전기적 신뢰성을 유지하면서 고해상도의 센싱 기능이 구현될 수 있는 터치 센서의 개발이 필요하다.
한국 공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 전기적, 동작 신뢰성을 갖는 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 전기적, 동작 신뢰성을 갖는 터치 센서를 포함하는 윈도우 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 전기적, 동작 신뢰성을 갖는 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 복수의 센싱 전극들; 상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들; 및 상기 트레이스들 각각의 일 단에 연결된 패드들을 포함하고,
상기 패드들 중 일부 패드들이 행 방향으로 배열되어 제1 패드 행을 형성하고, 상기 패드들 중 일부 패드들이 상기 행 방향으로 배열되어 제2 패드 행을 형성하며, 상기 제1 패드 행 및 상기 제2 패드 행에 포함된 패드들의 개수가 상이한, 터치 센서.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 패드 행은 상기 제2 패드 행 보다 상기 센싱 전극들에 인접하게 배치되며, 상기 제1 패드 행에 포함된 상기 패드들의 개수가 상기 제2 패드 행에 포함된 상기 패드들의 개수보다 큰, 터치 센서.
3. 위 2에 있어서, 하기의 식 1을 만족하는, 터치 센서:
[식 1]
1 < D < 2C/(A-B)
(식 1 중, A는 패드의 폭, B는 트레이스의 폭, C는 트레이스 및 패드를 포함하는 채널들의 평균 피치, D는 제2 패드 행에 포함된 패드 개수 대비 제1 패드 행에 포함된 패드 개수의 비율임).
4. 위 1에 있어서, 상기 패드들 중 적어도 하나의 패드의 중심선 및 상기 패드와 연결된 상기 트레이스의 중심선이 어긋난, 터치 센서.
5. 위 1에 있어서, 상기 패드들과 각각 정렬된 본딩 패드들 및 상기 본딩 패드들 각각으로부터 연결되어 연장하는 회로 배선들을 더 포함하는, 터치 센서.
6. 위 5에 있어서, 하기의 식 1을 만족하는, 터치 센서:
[식 1]
1 < D < 2C/(A-B)
(식 1 중, A는 본딩 패드의 폭, B는 회로 배선의 폭, C는 회로 배선 및 본딩 패드를 포함하는 채널들의 평균 피치, D는 제2 패드 행에 포함된 본딩 패드 개수 대비 제1 패드 행에 포함된 본딩 패드 개수의 비율임).
7. 위 5에 있어서, 상기 패드들과 전기적으로 연결되는 연성 인쇄 회로 기판을 더 포함하며, 상기 본딩 패드들 및 상기 회로 배선들은 상기 연성 인쇄 회로 기판에 포함되는, 터치 센서.
8. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 상기 행 방향으로 서로 연결되도록 배열되어 복수의 제1 센싱 전극 행들을 형성하는 제1 센싱 전극들; 및 열 방향으로 서로 연결되도록 배열되어 복수의 제2 센싱 전극 열들을 형성하는 제2 센싱 전극들을 포함하고,
상기 트레이스들은 상기 제1 센싱 전극 행 각각으로부터 연장되는 제1 트레이스들 및 상기 제2 센싱 전극 열 각각으로부터 연장되는 제2 트레이스들을 포함하는, 터치 센서.
9. 위 8에 있어서, 상기 제1 센싱 전극 행들 및 상기 제2 센싱 전극 열들은 서로 다른 층에 배치되며,
상기 제1 트레이스들 및 상기 제2 트레이스들은 동일한 층에 배치되는, 터치 센서.
10. 위 9에 있어서, 상기 제1 트레이스들 및 상기 제1 센싱 전극 행들을 각각 전기적으로 연결시키는 콘택들을 더 포함하는, 터치 센서.
11. 위 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 지문 센싱 전극으로 제공되는, 터치 센서.
12. 윈도우 기판; 및 위 1 내지 11 중 어느 한 항의 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
13. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 위 1 내지 11 중 어느 한 항의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들과 전기적으로 연결되는 패드들 및 본딩 패드들을 복수의 행으로 분산시켜 배열할 수 있다. 이에 따라, 이웃하는 본딩 패드들 사이의 간격 또는 마진을 증가시켜 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)의 본딩 공정 신뢰성을 증가시키고, 트레이스들의 밀도를 증가시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 패드 행 및 제2 패드 행에 포함되는 패드들의 개수를 다르게 배치하여, 본딩 간격 또는 본딩 마진을 추가적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도들이다.
도 5 및 도 6은 각각 비교예에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 7은 비교예에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 패드 개수 비율의 변경에 따른 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프들이다.
본 발명의 실시예들은 본딩 영역에서 복수의 행들로 패드들을 분산시켜, 본딩 마진 및 본딩 신뢰성이 향상된 터치 센서를 제공한다. 또한, 상기 터치 센서를 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 베이스 층(100)의 상면에 평행하며 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 너비 방향 또는 행 방향, 상기 제2 방향은 길이 방향 또는 열 방향에 해당될 수 있다.
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 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 터치 센서는 베이스 층(100) 및 베이스 층(100) 상에 배열된 센싱 전극들(110, 140)을 포함할 수 있다.
베이스 층(100)은 센싱 전극들(110, 140) 형성을 위해 지지층으로 사용되는 필름 타입 기재, 층간 절연층, 또는 센싱 전극들(110, 140)이 형성되는 대상체를 포괄하는 의미로 사용된다. 일부 실시예들에 있어서, 베이스 층(100)은 센싱 전극들(110, 140)이 직접 형성되는 표시 패널을 지칭할 수도 있다.
예를 들면, 베이스 층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 기판, 또는 필름 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 플렉시블 특성을 갖는 고분자 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자의 비제한적인 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.
센싱 전극들(110, 140)은 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)을 포함할 수 있다. 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)은 서로 다른 레벨 또는 다른 층에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 센싱 전극들(110)은 제2 센싱 전극들(140)의 상층부에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 센싱 전극들(140)은 베이스 층(100)의 상면 상에 형성될 수 있다. 절연층(120)(도 3 참조)은 베이스 층(100) 상에 형성되어 제2 센싱 전극들(140)을 덮을 수 있다. 제1 센싱 전극들(110)은 절연층(120) 상에 형성될 수 있다.
절연층(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 절연층(120)은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 프린팅, 오프셋 프린팅 등과 같은 코팅 공정 또는 프린팅 공정을 통해 형성될 수 있다. 절연층(120)은 화학 기상 증착(CVD) 공정, 물리 기상 증착(PVD) 공정 등과 같은 증착 공정을 통해 형성될 수도 있다.
제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)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.
제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)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 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(140)은 상술한 도전성 물질을 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 공정과 같은 PVD 공정을 통해 증착한 후, 습식 또는 건식 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 센싱 전극들(110)은 제1 연결부들(115)에 의해 서로 연결되며 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 행이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제1 센싱 전극 행들이 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 연결부(115) 및 제1 센싱 전극 전극들(110)은 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로서 제공될 수 있다.
제1 트레이스들(130)은 상기 제1 센싱 전극 행 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 센싱 전극 행의 단부로부터 서브 트레이스(117)가 연장되며, 제1 트레이스(130)는 콘택(119)을 통해 서브 트레이스(117)와 전기적으로 연결될 수 있다.
콘택(119)은 예를 들면, 절연층(120)을 관통하며, 제1 트레이스(130)는 베이스 층(100) 상에 배치되어 콘택(119)을 통해 상층부에 배치된 상기 제1 센싱 전극 행과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 트레이스(130)는 터치 센서 혹은 베이스 층(100)의 양 측부(예를 들면, 상기 제1 방향으로의 양 측부)에 교대로 분산되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 트레이스(130)는 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 센싱 전극 행의 일단부 및 타단부로부터 번갈아 분기될 수 있다.
제1 트레이스들(130)을 터치 센서의 양 측부에 교대로 분산시킴에 따라, 인접하는 제1 트레이스들(130) 사이의 간격 또는 피치가 증가될 수 있다. 따라서, 제1 트레이스들(130)의 개수 또는 집적도를 유지하면서, 전기적 접속 마진 또는 정렬 마진을 증가시킬 수 있다.
제2 센싱 전극들(140)은 제2 연결부(145)를 통해 서로 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 센싱 전극들(140)은 평면 방향에서 제1 센싱 전극들(110)과 중첩되지 않도록 배열될 수 있다.
예를 들면, 제2 센싱 전극들(140)은 제2 연결부들(145)에 의해 서로 연결되어 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 열이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제2 센싱 전극 열들이 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 연결부(145) 및 제2 센싱 전극 전극들(140)은 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로서 제공될 수 있다.
제2 트레이스들(150)은 상기 제2 센싱 전극 열 각각으로부터 분기되어 연장할 수 있다. 예를 들면, 제2 트레이스들(150)은 각각의 상기 제2 센싱 전극 열의 일 단부로부터 분기되어 연장할 수 있다.
예시적인 실시에들에 따르면, 제1 및 제2 트레이스들(130, 150)은 동일 층 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다. 예를 들면, 제1 트레이스들(130) 및 제2 트레이스들(150)은 베이스 층(100)의 상면 상에서 연장하며 터치 센서 일 단부에 할당된 본딩 영역(BA)에서 서로 이격되며 집합될 수 있다.
예를 들면, 제1 트레이스들(130) 및 제2 트레이스들(150)의 말단부들은 본딩 영역(BA) 내에 함께 집합되어 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)(200)와 같은 회로 연결 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 절연층(120) 상에는 패시베이션 층(미도시)이 형성되어, 예를 들면, 제1 센싱 전극들(110) 및 제1 트레이스들(130)을 덮을 수 있다. 상기 패시베이션 층은 본딩 영역(BA)에서 부분적으로 제거되어 연성 인쇄 회로 기판(200)과의 본딩 공정을 위해 트레이스들(130, 150)에 연결된 패드들(170)(도 2 참조)을 노출시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도들이다. 구체적으로, 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 I-I' 라인 및 II-II' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도들이다.
도 1에 도시된 제1 및 제2 트레이스들(130, 150)은 트레이스들(160)로 함께 설명된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본딩 영역(BA)에서 트레이스들(160)의 각각의 말단부에는 패드(170)가 연결될 수 있다. 패드(170)는 트레이스(160)와 실질적으로 일체로 연결되며, 트레이스(160)의 폭이 확장된 말단부일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패드(170)는 트레이스(160)의 상기 말단부 상에 추가 도전층(예를 들면, 투명 금속 산화물 층)이 형성되어 정의될 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 패드(170) 상에는 본딩 패드(210)가 정렬되며, 본딩 공정을 통해 본딩 패드(210) 및 패드(170)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 본딩 패드(210) 및 패드(170) 사이에 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조를 삽입한 후, 가열 압착을 통해 상기 본딩 공정이 수행될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 본딩 패드들(210)은 연성 인쇄 회로 기판(200)에 포함될 수 있다. 본딩 패드들(210)은 각각 연성 회로 기판(200)에 포함된 회로 배선(220)과 연결될 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(200) 상에는 구동 집적 회로(IC) 칩(미도시)이 실장될 수 있다. 회로 배선(220)을 통해 패드(170) 및 상기 구동 IC 칩이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동 IC 칩을 통한 터치 센서로의 스캔 전류 송신, 센싱 신호 수신 등이 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 패드들(170)은 평면 방향에서 복수의 행들을 형성하도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 일부 패드들(170)이 상기 제1 방향을 따라 배열되어 제1 패드 행(PR1)이 정의되고, 일부 패드들(170)이 제1 패드 행(PR1)과 상기 제2 방향으로 이격되며, 상기 제1 방향을 따라 배열되어, 제2 패드 행(PR2)이 정의될 수 있다. 제1 패드 행(PR1)은 터치 센서의 센싱 전극들(110, 140)에 제2 패드 행(PR2) 보다 인접하게 배치될 수 있다.
패드들(170) 위로 정렬되는 본딩 패드들(210) 역시 패드들(170)에 대응되어 제1 패드 행(PR1) 및 제2 패드 행(PR2)으로 분산 배열될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 본딩 패드(210) 및 회로 배선(220)의 형상, 개수, 배열 간격은 실질적으로 패드(170) 및 트레이스(160)와 각각 동일하거나 유사할 수 있다.
예를 들면, 패드(170)의 너비 및 피치는 각각 본딩 패드(210)의 너비 및 피치와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 트레이스(160)의 너비 및 피치는 각각 회로 배선(220)의 너비 및 피치와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 패드 행(PR1)에 속한 패드들(170)의 개수 및 제2 패드 행(PR2)에 속한 패드들(170)의 개수는 서로 상이할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 140)에 인접한 제1 패드 행(PR1)에 속한 패드들(170)의 개수가 제2 패드 행(PR2)에 속한 패드들(170)의 개수보다 클 수 있다.
이 경우, 상대적으로 패드(170)까지의 신호 전송 거리가 짧은 제1 패드 행(PR1)에 더 많은 패드들(170)을 배치하여 신호 전달 효율을 증가시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 패드(170)의 폭은 "A"로 표시되고, 트레이스(160)의 폭은 "B"로 표시될 수 있다. 서로 연결된 트레이스(160) 및 패드(170)를 포함하는 채널들 사이의 평균 피치(pitch)는 "C"로 정의될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본딩 패드(210)의 폭 및 회로 배선(220)의 폭 역시 각각 "A" 및 "B"로 표시되며, 서로 연결된 본딩 패드(210) 및 회로 배선(220)를 포함하는 채널들 사이의 평균 피치 역시 "C"로 표시될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 패드 행(PR2)에 속한 패드들 혹은 채널들의 수 대비 제1 패드 행(PR1)에 속한 패드들 혹은 채널들의 수의 비율(D)은 하기의 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
1 < D < 2C/(A-B)
상기 식 1을 만족할 경우, 도 3에 도시된 제1 패드 행(PR1)에서의 채널 간격(S1) 및 제2 패드 행(PR1)에서의 채널 간격(S2)을 균형있게 충분히 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 패드(170)는 트레이스 라인(160)의 연장 방향의 직선으로부터 수평 방향(제1 방향)으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 트레이스 라인(160)의 중심선 및 패드(170)의 중심선은 불일치 혹은 어긋나도록 패드(170)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 패드들(170) 또는 본딩 패드들(210) 사이의 정렬 마진을 추가적으로 증가시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 각각 비교예에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 5의 III-III' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 비교예에서, 패드들(170)은 상기 제1 방향을 따라 배열되어 실질적으로 하나의 패드 행 내에 모두 포함될 수 있다.
이 경우, 채널 간격(S1a)은 모두 동일해지며, 본딩 패드들(210)을 통한 충분한 본딩 마진이 확보되지 않을 수 있다.
도 7은 비교예에 따른 터치 센서의 본딩 영역을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7에 도시된 비교예에서는, 제1 패드 행(PR1) 및 제2 패드 행(PR2)은 모두 동일한 수의 패드들(170)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 패드 행(PR1)에서의 채널 간격(본딩 간격)(S1b)은 충분히 확보될 수 있으나, 제2 패드 행(PR2)에서의 채널 간격(S2b)은 감소될 수 있다.
그러나, 상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 패드 행(PR1) 및 제2 패드 행(PR2)에서의 패드들(170)의 개수를 다르게 배열하여(예를 들면, 식 1을 만족하도록 배열), 제1 패드 행(PR1) 및 제2 패드 행(PR2) 각각 에서의 본딩 간격을 충분히 확보할 수 있다.
따라서, 지문 센서와 같이 채널 수가 증가되고, 피치가 현저히 감소하는 경우에도 충분한 본딩 마진을 확보하여, 인접하는 채널들 사이의 단락 없이 신호 전달 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8을 참조하면, 윈도우 적층체(300)는 윈도우 기판(350), 편광층(330) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서(310)을 포함할 수 있다.
윈도우 기판(350)은 예를 들면 하드 코팅 필름을 포함하며, 일 실시예에 있어서, 윈도우 기판(350)의 일면의 주변부 상에 차광 패턴(360)이 형성될 수 있다. 차광 패턴(360)은 예를 들면 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수 있으며, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 차광 패턴(360)에 의해 화상 표시 장치의 베젤부 혹은 비표시 영역이 정의될 수 있다.
편광층(330)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(330)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(330)은 윈도우 기판(350)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제1 점접착층(340)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서(310)는 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(300)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서(310)는 제2 점접착층(320)를 통해 편광층(330)과 결합될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(350), 편광층(330) 및 터치 센서(310) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서(310)의 센싱 전극들이 편광층(330) 아래에 배치되므로 전극 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 센서(310)는 윈도우 기판(350) 또는 편광층(330) 상에 직접 전사될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(350), 터치 센서(310) 및 편광층(330) 순으로 배치될 수도 있다.
터치 센서(310)가 지문 센서로 적용되는 경우, 터치 센서(310)는 화상 표시 장치 또는 윈도우 적층체(300)의 국소 영역에 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(400) 및 표시 패널(400) 상에 결합된 상술한 윈도우 적층체(300)를 포함할 수 있다.
표시 패널(400)은 패널 기판(405) 상에 배치된 화소 전극(410), 화소 정의막(420), 표시층(430), 대향 전극(440) 및 인캡슐레이션 층(450)을 포함할 수 있다.
패널 기판(405) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(410)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(420)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(410)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(410) 상에는 표시층(430)이 형성되며, 표시 층(430)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막(420) 및 표시층(430) 상에는 대향 전극(440)이 배치될 수 있다. 대향 전극(440)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 대향 전극(440) 상에 표시 패널(400) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(450)이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(400) 및 윈도우 적층체(300)는 점접착층(370)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층(370)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(340, 320) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80
Figure pat00001
에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(400)로부터의 노이즈를 차폐할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 윈도우 적층체(300)의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실험예를 제시하나, 하기의 실험예는 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.
실험예 1
패드 폭(A) 20㎛, 트레이스 폭(B) 8㎛ 및 채널 평균 피치(C) 40㎛로 패드 및 본딩 패드들, 및 트레이스들 및 본딩 배선들을 형성하였다. 제2 패드 행의 패드 개수 대비 제1 패드 행 패드 개수 비율(D)을 변경하면서 제1 패드 행에서의 본딩 간격(제1항 space) 및 제2 패드 행에서의 본딩 간격(제2 행 space)을 각각 시뮬레이션 하였다.
시뮬레이션 결과는 도 9의 그래프로 도시되었다. 제1 패드 행에서의 본딩 간격 및 제2 패드 행에서의 본딩 간격 중 최소 간격(Min. space)이 도 9에 함께 표시되었다.
도 9를 참조하면, 상술한 식 1에서의 2C/(A-B) 값이 6.67인 경우 패드 개수 비율(D)을 2 내지 6(2:1 내지 6:1)으로 조절하는 경우, 패드 개수 비율(D)이 1인 경우(즉, 1:1 배열)의 최소 간격 26㎛ 보다 넓은 최소 간격이 확보되었다.
실험예 2
패드 폭(A) 20㎛, 트레이스 폭(B) 6㎛ 및 채널 평균 피치(C) 40㎛로 패드 및 본딩 패드들, 및 트레이스들 및 본딩 배선들을 형성하고, 실험예 1과 동일한 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과는 도 10의 그래프로 도시되었다
도 10을 참조하면, 상술한 식 1에서의 2C/(A-B) 값이 5.71인 경우 패드 개수 비율(D)을 2 내지 5(2:1 내지 5:1)로 조절하는 경우, 패드 개수 비율(D)이 1인 경우(즉, 1:1 배열)의 최소 간격 27㎛ 보다 넓은 최소 간격이 확보되었다.
실험예 3
패드 폭(A) 20㎛, 트레이스 폭(B) 4㎛ 및 채널 평균 피치(C) 40㎛로 패드 및 본딩 패드들, 및 트레이스들 및 본딩 배선들을 형성하고, 실험예 1과 동일한 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과는 도 11의 그래프로 도시되었다
도 11을 참조하면, 상술한 식 1에서의 2C/(A-B) 값이 5인 경우 패드 개수 비율(D)을 2 내지 4(2:1 내지 4:1)로 조절하는 경우, 패드 개수 비율(D)이 1인 경우(즉, 1:1 배열)의 최소 간격 28㎛ 보다 넓은 최소 간격이 확보되었다.
100: 베이스 층 110: 제1 센싱 전극
115: 제1 연결부 120: 절연층
130: 제1 트레이스 140: 제2 센싱 전극
145: 제2 연결부 150: 제2 트레이스
160: 트레이스 170: 패드
200: 연성 인쇄 회로 기판 210: 본딩 패드
220: 회로 배선

Claims (13)

  1. 복수의 센싱 전극들;
    상기 센싱 전극들과 전기적으로 연결되는 트레이스들; 및
    상기 트레이스들 각각의 일 단에 연결된 패드들을 포함하고,
    상기 패드들 중 일부 패드들이 행 방향으로 배열되어 제1 패드 행을 형성하고, 상기 패드들 중 일부 패드들이 상기 행 방향으로 배열되어 제2 패드 행을 형성하며, 상기 제1 패드 행 및 상기 제2 패드 행에 포함된 패드들의 개수가 상이한, 터치 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 패드 행은 상기 제2 패드 행 보다 상기 센싱 전극들에 인접하게 배치되며,
    상기 제1 패드 행에 포함된 상기 패드들의 개수가 상기 제2 패드 행에 포함된 상기 패드들의 개수보다 큰, 터치 센서.
  3. 청구항 2에 있어서, 하기의 식 1을 만족하는, 터치 센서:
    [식 1]
    1 < D < 2C/(A-B)
    (식 1 중, A는 패드의 폭, B는 트레이스의 폭, C는 트레이스 및 패드를 포함하는 채널들의 평균 피치, D는 제2 패드 행에 포함된 패드 개수 대비 제1 패드 행에 포함된 패드 개수의 비율임).
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 패드들 중 적어도 하나의 패드의 중심선 및 상기 패드와 연결된 상기 트레이스의 중심선이 어긋난, 터치 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 패드들과 각각 정렬된 본딩 패드들 및 상기 본딩 패드들 각각으로부터 연결되어 연장하는 회로 배선들을 더 포함하는, 터치 센서.
  6. 청구항 5에 있어서, 하기의 식 1을 만족하는, 터치 센서:
    [식 1]
    1 < D < 2C/(A-B)
    (식 1 중, A는 본딩 패드의 폭, B는 회로 배선의 폭, C는 회로 배선 및 본딩 패드를 포함하는 채널들의 평균 피치, D는 제2 패드 행에 포함된 본딩 패드 개수 대비 제1 패드 행에 포함된 본딩 패드 개수의 비율임).
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 패드들과 전기적으로 연결되는 연성 인쇄 회로 기판을 더 포함하며,
    상기 본딩 패드들 및 상기 회로 배선들은 상기 연성 인쇄 회로 기판에 포함되는, 터치 센서.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은
    상기 행 방향으로 서로 연결되도록 배열되어 복수의 제1 센싱 전극 행들을 형성하는 제1 센싱 전극들; 및
    열 방향으로 서로 연결되도록 배열되어 복수의 제2 센싱 전극 열들을 형성하는 제2 센싱 전극들을 포함하고,
    상기 트레이스들은 상기 제1 센싱 전극 행 각각으로부터 연장되는 제1 트레이스들 및 상기 제2 센싱 전극 열 각각으로부터 연장되는 제2 트레이스들을 포함하는, 터치 센서.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 센싱 전극 행들 및 상기 제2 센싱 전극 열들은 서로 다른 층에 배치되며,
    상기 제1 트레이스들 및 상기 제2 트레이스들은 동일한 층에 배치되는, 터치 센서.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 트레이스들 및 상기 제1 센싱 전극 행들을 전기적으로 연결시키는 콘택들을 더 포함하는, 터치 센서.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 지문 센싱 전극으로 제공되는, 터치 센서.
  12. 윈도우 기판; 및
    청구항 1의 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
  13. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
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