KR20210081660A - 터치 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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electrode layer
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권도형
김지연
이기덕
이철훈
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 베이스 층, 베이스 층의 상면 상에 배열되며 제1 더미 전극들 및 내부에 제1 홀들을 포함하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 제1 전극층, 베이스 층 상에서 제1 전극층을 덮는 층간 절연층, 및 층간 절연층의 상면 상에 배열되며 제2 더미 전극들 및 내부에 제2 홀들을 포함하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 제2 전극층을 포함한다. 홀 및 전극 패턴들의 중첩 배열을 통해 전극 시인을 억제할 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, 복수의 센싱 전극층들을 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.
상기 터치 센서의 경우, 사용자의 터치 센싱을 위한 금속과 같은 도전 물질을 포함하는 센싱 전극들이 기판 상에 배열될 수 있다. 상기 터치 센서가 디스플레이 장치에 삽입되는 경우, 상기 센싱 전극에 의해 디스플레이 장치에 의해 구현되는 이미지의 품질이 저하될 수 있다. 예를 들면, 상기 센싱 전극이 사용자에게 시인되어 상기 이미지를 교란시킬 수 있다. 또한, 상기 센싱 전극에 의해 이미지의 색감이 변화할 수 있다.
따라서, 터치 센싱을 위한 소정의 전도성, 감도는 유지하면서, 이미지 품질 향상을 위한 광학적 특성도 함께 고려하여 상기 센싱 전극을 설계할 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있으나, 상술한 바와 같이 광학적 특성이 향상된 터치 센서 또는 터치 패널의 요구가 지속되고 있다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적 특성 및 전기적 신뢰성을 갖는 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 베이스 층; 상기 베이스 층의 상면 상에 배열되며 제1 더미 전극들 및 내부에 제1 홀들을 포함하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 제1 전극층; 상기 베이스 층 상에서 상기 제1 전극층을 덮는 층간 절연층; 및 상기 층간 절연층의 상면 상에 배열되며 제2 더미 전극들 및 내부에 제2 홀들을 포함하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 제2 전극층을 포함하는, 터치 센서.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 제2 홀들 각각과 겹쳐지는, 터치 센서.
3. 위 1에 있어서, 상기 제2 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 제1 홀들과 각각 겹쳐지는, 터치 센서.
4. 위 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극들, 상기 제2 더미 전극들, 상기 제1 홀들 및 상기 제2 홀들은 동일한 형상 및 사이즈를 갖는, 터치 센서.
5. 위 1에 있어서, 이웃하는 상기 제1 더미 전극들 사이에 제1 스페이스들이 정의되는, 터치 센서.
6. 위 5에 있어서, 상기 제2 센싱 전극 각각은 규칙적으로 반복되며 서로 일체로 연결된 제2 단위 패턴들을 포함하고,
상기 제2 단위 패턴들은 평면 방향에서 상기 제1 스페이스들과 각각 겹쳐지는 터치 센서.
7. 위 5에 있어서, 상기 제1 스페이스들은 꼭지점이 개방된 다각형 형상을 갖는, 터치 센서.
8. 위 1에 있어서, 이웃하는 상기 제2 더미 전극들 사이에 제2 스페이스들이 정의되는, 터치 센서.
9. 위 8에 있어서, 상기 제1 센싱 전극 각각은 규칙적으로 반복되며 서로 일체로 연결된 제1 단위 패턴들을 포함하고,
상기 제1 단위 패턴들은 평면 방향에서 상기 제2 스페이스들과 각각 겹쳐지는 터치 센서.
10. 위 8에 있어서, 상기 제2 스페이스들은 꼭지점이 개방된 다각형 형상을 갖는, 터치 센서.
11. 위 1에 있어서, 상기 제1 전극층은 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 행 방향을 따라 연결시키는 제1 연결부들을 더 포함하고, 상기 제2 전극층은 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들을 열 방향을 따라 연결시키는 제2 연결부들을 더 포함하는, 터치 센서.
12. 위 11에 있어서, 상기 제1 홀들은 상기 제1 센싱 전극들 및 상기 제1 연결부들에 걸쳐 분포하며, 상기 제2 홀들은 상기 제2 센싱 전극들 및 상기 제2 연결부들에 걸쳐 분포하는, 터치 센서.
13. 위 1에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 투명 도전성 산화물 층을 포함하는, 터치 센서.
14. 위 13에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 상기 투명 도전성 산화물 층 및 금속층을 포함하는 복층 구조를 갖는, 터치 센서.
15. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판 상에 적층된 위 1 내지 14 중 어느 한 항의 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
16. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층된 위 1 내지 14 중 어느 한 항의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 제1 센싱 전극들 및 제2 센싱 전극들을 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 통상의 브릿지 전극이 생략되어 전극 시인 현상을 감소시킬 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들 및 상기 제2 센싱 전극들에 각각 제1 홀들 및 제2 홀들을 형성하고, 상기 제1 홀들 및 제2 홀들을 평면 방향에서 채우는 더미 전극들을 형성할 수 있다.
상기 더미 전극들을 통해 전체적인 적층 구조에서 굴절률, 반사율 차이를 감소시키고, 패턴 배열에 따른 공간 주파수를 고주파 성분으로 변환시킬 수 있다. 따라서, 터치 센서의 전극 시인 발생을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 전극 패턴들의 중첩을 감소시켜 기생 커패시턴스에 의한 센싱 오류, 센싱 감도 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 제1 전극층의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 5 내지 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 제2 전극층의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극층들의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 제1 전극층 및 제2 전극층이 절연층을 사이에 두고 다른 층에 배치되며, 전극 시인 및 기생 커패시턴스 발생을 방지할 수 있는 터치 센서를 제공한다. 또한, 상기 터치 센서를 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, 터치 센서 또는 베이스 층(100)의 상면에 평행하며 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다.
본 출원에 사용된, "제1", "제2", "행 방향", "열 방향" 등의 용어는 상이한 구성, 방향을 구별하기 위해 상대적으로 사용되는 것이며, 절대적인 순서, 방향을 지칭하는 것이 아니다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 터치 센서는 베이스 층(100) 상에 배치된 제1 전극층 및 제2 전극 층을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 층간 절연층(130)을 사이에 두고 서로 두께 방향으로 이격될 수 있다.
베이스 층(100)은 상기 전극 층들 및 층간 절연층(130)의 형성을 위한 지지층 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.
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.
상기 제1 전극층은 제1 센싱 전극들(110) 및 제1 더미 전극들(120)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층은 베이스 층(100)의 상면 상에 형성될 수 있다. 제1 센싱 전극(110) 내부에는 제1 홀(115)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극층의 구성 및 구조에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조로 보다 상세히 후술한다.
층간 절연층(130)은 베이스 층(100)의 상기 상면 상에 형성되어 상기 제1 전극층을 덮을 수 있다. 층간 절연층(130)은 예를 들면, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지 등과 같은 유기 절연 물질, 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극층은 제2 센싱 전극들(140) 및 제2 더미 전극들(150)을 포함할 수 있다. 제2 센싱 전극(140) 내부에는 제2 홀(145)이 형성될 수 있다. 상기 제2 전극층은 층간 절연층(130)의 상면 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극층의 구성 및 구조에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조로 보다 상세히 후술한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 도전성 산화물은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 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), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC))을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 투명도전성 산화물층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 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.
층간 절연층(130) 상에는 상기 제2 전극층을 덮는 패시베이션 층(160)이 형성될 수도 있다. 상기 패시베이션 층은 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지 등과 같은 유기 절연 물질, 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 제1 전극층의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다. 구체적으로, 도 2는 제1 센싱 전극(110)을 분리 도시한 평면도이다. 도 3은 제1 더미 전극(120)을 분리 도시한 평면도이다. 도 4는 제1 센싱 전극(110) 및 제1 더미 전극(120)을 함께 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제1 센싱 전극(110)은 예를 들면, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면 복수의 제1 센싱 전극들(110)이 제1 방향(예를 들면, X 방향 또는 행 방향)을 따라 배열될 수 있다. 상기 제1 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 제1 연결부(117)에 의해 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 복수의 제1 센싱 전극들(110)이 제1 연결부들(117)에 의해 서로 일체로 연결되어 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 센싱 채널 행이 형성될 수 있다. 복수의 상기 제1 센싱 채널 행들이 제2 방향(예를 들면, Y 방향 또는 열 방향)을 따라 배열될 수 있다. 제1 연결부(117)는 제1 센싱 전극(110)과 단일의 구성으로 간주될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 센싱 전극(110) 내부에는 제1 홀들(115)이 형성될 수 있다. 제1 홀들(115) 각각은 예를 들면, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
제1 홀들(115)은 제1 센싱 전극(110) 전체 영역에 걸쳐 규칙적으로(예를 들면, 일정 간격, 일정 형상) 형성될 수 있다. 제1 홀들(115)은 제1 연결부(117)에도 형성될 수 있다.
제1 홀(115)은 제1 센싱 전극(110) 및 제1 연결부(117)를 관통하도록 형성되며, 예를 들면, 제1 홀(115)을 통해 베이스 층(100)의 상면이 노출될 수 있다.
제1 홀들(115)이 제1 센싱 전극(110) 내에 규칙적으로 반복 형성됨에 따라, 제1 센싱 전극(110)은 예를 들면, 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 갖는 제1 단위 패턴들이 서로 일체로 연결된 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 더미 전극들(120)이 베이스 층(100) 상에 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 더미 전극들(120)은 평면 방향에서 관찰할 때 베이스 층(100)의 상면 중 제1 센싱 전극(110) 및 제1 연결부(117)가 형성되지 않은 부분 상에 배열될 수 있다. 제1 더미 전극들(120)은 제1 센싱 전극(110) 및 제1 연결부(117) 주변에 배열되며, 제1 센싱 전극(110) 및 제1 연결부(117)와 이격될 수 있다.
제1 더미 전극들(120)은 각각 분리된 플로팅 패턴 또는 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 더미 전극들(120) 각각은 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 더미 전극들(120) 각각은 제2 홀(145)(도 5 참조)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 제1 더미 전극(120)은 제1 홀(115)과도 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
이웃하는 제1 더미 전극들(120) 사이에는 제1 스페이스들(125)이 정의될 수 있다. 예를 들면, 이웃하는 4 개의 제1 더미 전극들(120) 사이에 제1 스페이스(125)가 정의될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 스페이스(125)는 꼭지점이 개방된 마름모 형상을 가질 수 있다. 제1 스페이스(125)는 제1 홀(115) 및/또는 제2 홀(145)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이 상기 제1 전극층은 베이스 층(100)의 상면 상에 함께 배열된 제1 센싱 전극들(110) 및 제1 더미 전극들(120)을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1 더미 전극들(120)이 제1 센싱 전극(110)과 인접하며, 제1 센싱 전극(110) 주변에 배치될 수 있다. 또한, 제1 더미 전극들(120) 사이에는 제1 홀(115)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 갖는 제1 스페이스(125)들이 반복 배열될 수 있다.
따라서, 베이스 층(100)의 상기 상면 상에는 전체적으로 전극 패턴들 및 홀/스페이스들이 규칙적으로 반복된 구조가 형성될 수 있다. 예를 들면, 베이스 층(100)의 상기 상면은 상기 전극 패턴들 및 홀/스페이스들에 의해 전체적으로 고주파 성분들을 포함하는 공간 주파수 형태의 배열 구조로 균일화될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 제2 전극층의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다. 구체적으로, 도 5는 제2 센싱 전극(140)을 분리 도시한 평면도이다. 도 6은 제2 더미 전극(150)을 분리 도시한 평면도이다. 도 7은 제2 센싱 전극(140) 및 제2 더미 전극(150)을 함께 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 센싱 전극(140)은 예를 들면, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면 복수의 제2 센싱 전극들(140)이 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 상기 제2 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(140)은 제2 연결부(147)에 의해 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 복수의 제2 센싱 전극들(140)이 제2 연결부들(147)에 의해 서로 일체로 연결되어 상기 제2 방향으로 연장하는 제2 센싱 채널 열이 형성될 수 있다. 복수의 상기 제2 센싱 채널 열들이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 제2 연결부(147)는 제2 센싱 전극(140)과 단일의 구성으로 간주될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 센싱 전극(140) 내부에는 제2 홀들(145)이 형성될 수 있다. 제2 홀들(145) 각각은 예를 들면, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
제2 홀들(145)은 제2 센싱 전극(140) 전체 영역에 걸쳐 규칙적으로(예를 들면, 일정 간격, 일정 형상) 형성될 수 있다. 제2 홀들(145)은 제1 연결부(117)에도 형성될 수 있다.
제2 홀(145)은 제2 센싱 전극(140) 및 제2 연결부(147)를 관통하도록 형성되며, 예를 들면, 제2 홀(145)을 통해 층간 절연층(130)의 상면이 노출될 수 있다.
제2 홀들(145)이 제2 센싱 전극(140) 내에 규칙적으로 반복 형성됨에 따라, 제2 센싱 전극(140)은 예를 들면, 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 갖는 제2 단위 패턴들이 서로 일체로 연결된 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 홀(145)은 상기 제1 전극층의 제1 더미 전극(120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 홀(145)은 제1 홀(115)과도 실질적으로 동일하거나 유사한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 더미 전극들(150)이 층간 절연층(130) 상에 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 더미 전극들(150)은 평면 방향에서 관찰할 때 층간 절연층(130)의 상면 중 제2 센싱 전극(140) 및 제2 연결부(147)가 형성되지 않은 부분 상에 배열될 수 있다. 제2 더미 전극들(150)은 제2 센싱 전극(140) 및 제2 연결부(147) 주변에 배열되며, 제2 센싱 전극(140) 및 제2 연결부(147)와 이격될 수 있다.
제2 더미 전극들(150)은 각각 분리된 플로팅 패턴 또는 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 더미 전극들(150) 각각은 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 더미 전극(150) 각각은 제1 센싱 전극(110) 내에 포함된 제1 홀(115)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 제2 더미 전극(150)은 제1 더미 전극(120)과도 실질적으로 동일하거나 유사한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
이웃하는 제2 더미 전극들(150) 사이에는 제2 스페이스들(155)이 정의될 수 있다. 예를 들면, 이웃하는 4 개의 제2 더미 전극들(150) 사이에 제2 스페이스(155)가 정의될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 스페이스(155)는 꼭지점이 개방된 마름모 형상을 가질 수 있다. 제2 스페이스(155)는 제1 스페이스(125), 제1 홀(115) 및/또는 제2 홀(145)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 상기 제2 전극층은 층간 절연층(130)의 상면 상에 함께 배열된 제2 센싱 전극들(140) 및 제2 더미 전극들(150)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 제2 더미 전극들(150)이 제2 센싱 전극(140)과 인접하며, 제2 센싱 전극(140) 주변에 배치될 수 있다. 또한, 제2 더미 전극들(150) 사이에는 제2 홀(145)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 갖는 제2 스페이스(155)들이 반복 배열될 수 있다.
따라서, 층간 절연층(130)의 상기 상면 상에는 전체적으로 규칙적인 전극 패턴들 및 홀/스페이스들이 규칙적으로 반복된 구조가 형성될 수 있다. 예를 들면, 층간 절연층(130)의 상기 상면은 상기 전극 패턴들 및 홀/스페이스들에 의해 전체적으로 고주파 성분들을 포함하는 공간 주파수 형태의 배열 구조로 균일화될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서의 전극층들의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 구체적으로, 도 8은 도 4에 도시된 제1 전극층 및 도 7에 도시된 제2 전극층을 평면 방향에서 함께 투영시킨 평면도이다.
도 8을 참조하면, 제2 센싱 전극(140) 내에 포함된 제2 홀(145)은 평면 방향에서 상기 제1 전극층에 포함된 제1 더미 전극(120)과 겹쳐질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 더미 전극(120)은 평면 방향에서 제2 홀(145) 내에 완전히 포함될 수 있다.
상기 제2 전극층에 포함된 제2 더미 전극(150)은 제1 센싱 전극(110) 내에 포함된 제1 홀(115)과 평면 방향에서 겹쳐질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 더미 전극(150)은 평면 방향에서 제1 홀(115) 내에 완전히 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 더미 전극들(120) 사이에 형성된 제1 스페이스(125)는 평면 방향에서 제2 센싱 전극(140)에 포함된 상술한 제2 단위 패턴과 겹쳐질 수 있다. 또한, 제2 더미 전극들(150) 사이에 형성된 제2 스페이스(155)는 평면 방향에서 제1 센싱 전극(110)에 포함된 상술한 제1 단위 패턴과 겹쳐질 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극층 및 제2 전극층을 층간 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치시킬 수 있다. 비교예에 있어서, 동일 평면 상에 제1 센싱 전극들 및 제2 센싱 전극들을 형성하는 경우 브릿지 전극이 별도의 층에 형성되어 제1 센싱 전극들(또는 제2 센싱 전극들)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이 경우, 브릿지 전극에 의해 야기되는 반사, 굴절에 의해 브릿지 전극이 사용자에게 시인될 수 있다.
그러나, 예시적인 실시예들에 따르면 브릿지 전극을 생략함에 따라 전극 시인 현상을 감소시킬 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 평면 방향에서 홀(스페이스) 및 전극 패턴들이 서로 겹쳐지게 배열됨에 따라, 예를 들면 터치 센서의 상면에서 관찰할 때 패턴의 불규칙성이 실질적으로 제거되고, 사용자에게 시인되지 않는 고주파 성분들에 의해 터치 센서의 상면이 균일화될 수 있다.
또한, 터치 센서의 상면으로부터 전체적으로 반사율, 굴절률이 평준화, 균일화 될 수 있다. 따라서, 터치 센서의 전극 시인 현상을 실질적으로 감소 또는 제거할 수 있다.
또한, 홀(스페이스) 및 전극 패턴들이 서로 겹쳐지게 배열됨에 따라 두께 방향으로 전극 패턴들이 겹쳐지는 경우 발생하는 기생 커패시턴스를 억제할 수 있다. 따라서, 층간 절연층(130)의 두께를 늘리지 않고도 기생 커패시턴스를 충분히 억제할 수 있으므로, 박형의 터치 센서가 구현될 수 있다.
도 2 내지 도 8에서는 홀(스페이스) 및 더미 전극들의 형상을 마름모 형상으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각형과 같은 다른 다각형 또는 원형 등과 같이 다양하게 변경될 수 있다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 9를 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 포할 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 9에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 편광층(210) 및 터치 센서(200) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서(200)의 센싱 전극들이 편광층(210) 아래에 배치되므로 전극 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
터치 센서(200)가 기판을 포함하는 경우, 상기 기판은 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스, 시클로올레핀, 시클로올레핀 공중합체, 폴리노르보르넨 공중합체 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 정면 위상차가 ±2.5nm 이하일 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, 표시층(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 차페할 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.
터치 센서(200)는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 홀(스페이스) 및 전극 패턴 구조를 포함하며, 이에 따라 표시 패널(360)에서 구현되는 이미지의 품질의 저하를 감소시키며 향상된 터치 감도를 구현할 수 있다.
100: 베이스 층 110: 제1 센싱 전극
115: 제1 홀 117: 제1 연결부
120: 제1 더미 전극 125: 제1 스페이스
130: 층간 절연층 140: 제2 센싱 전극
145: 제2 홀 150: 제2 더미 전극
155: 제2 스페이스 160: 패시베이션 층

Claims (16)

  1. 베이스 층;
    상기 베이스 층의 상면 상에 배열되며 제1 더미 전극들 및 내부에 제1 홀들을 포함하는 제1 센싱 전극들을 포함하는 제1 전극층;
    상기 베이스 층 상에서 상기 제1 전극층을 덮는 층간 절연층; 및
    상기 층간 절연층의 상면 상에 배열되며 제2 더미 전극들 및 내부에 제2 홀들을 포함하는 제2 센싱 전극들을 포함하는 제2 전극층을 포함하는, 터치 센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 제2 홀들 각각과 겹쳐지는, 터치 센서.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 더미 전극들은 평면 방향에서 상기 제1 홀들과 각각 겹쳐지는, 터치 센서.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극들, 상기 제2 더미 전극들, 상기 제1 홀들 및 상기 제2 홀들은 동일한 형상 및 사이즈를 갖는, 터치 센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 이웃하는 상기 제1 더미 전극들 사이에 제1 스페이스들이 정의되는, 터치 센서.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 센싱 전극 각각은 규칙적으로 반복되며 서로 일체로 연결된 제2 단위 패턴들을 포함하고,
    상기 제2 단위 패턴들은 평면 방향에서 상기 제1 스페이스들과 각각 겹쳐지는 터치 센서.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 스페이스들은 꼭지점이 개방된 다각형 형상을 갖는, 터치 센서.
  8. 청구항 1에 있어서, 이웃하는 상기 제2 더미 전극들 사이에 제2 스페이스들이 정의되는, 터치 센서.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 센싱 전극 각각은 규칙적으로 반복되며 서로 일체로 연결된 제1 단위 패턴들을 포함하고,
    상기 제1 단위 패턴들은 평면 방향에서 상기 제2 스페이스들과 각각 겹쳐지는 터치 센서.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 제2 스페이스들은 꼭지점이 개방된 다각형 형상을 갖는, 터치 센서.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극층은 이웃하는 상기 제1 센싱 전극들을 행 방향을 따라 연결시키는 제1 연결부들을 더 포함하고,
    상기 제2 전극층은 이웃하는 상기 제2 센싱 전극들을 열 방향을 따라 연결시키는 제2 연결부들을 더 포함하는, 터치 센서.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 홀들은 상기 제1 센싱 전극들 및 상기 제1 연결부들에 걸쳐 분포하며,
    상기 제2 홀들은 상기 제2 센싱 전극들 및 상기 제2 연결부들에 걸쳐 분포하는, 터치 센서.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 투명 도전성 산화물 층을 포함하는, 터치 센서.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 각각 상기 투명 도전성 산화물 층 및 금속층을 포함하는 복층 구조를 갖는, 터치 센서.
  15. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판 상에 적층된 청구항 1의 터치 센서를 포함하는, 윈도우 적층체.
  16. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층된 청구항 1의 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
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