KR20210101376A - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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sensing
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Abstract

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는 베이스층, 상기 베이스층 상에 서로 이격하여 배열되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극, 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 상에 배치되는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 전극에 연결되는 도전 패턴, 및 상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하되, 상기 제1 절연층은 상기 제1 연결부와 상기 제2 감지 전극 사이의 제1 분리 영역의 일부, 상기 제1 연결부의 일부, 및 상기 제2 감지 전극의 일부 중 적어도 하나를 노출하는 제1 개구를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 도전 패턴과 이격한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 정보 입력 기능을 구비하는 방향으로 개발되고 있다. 표시 장치의 정보 입력 기능은 일반적으로 사용자의 터치 또는 소정의 도구로부터의 터치를 입력 받기 위한 입력 감지 유닛으로 구현될 수 있다.
터치 센서와 같은 입력 감지 유닛은 영상 표시 기능을 구현하는 표시 패널의 일면에 부착되거나, 표시 패널과 일체로 형성되어 사용된다. 사용자는 표시 패널에서 구현되는 이미지를 시청하면서 입력 감지 유닛을 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
입력 감지 유닛의 제조 공정 중 또는 사용 과정 등에서 발생되는 정전기에 의해 내부 회로의 단락 또는 단선과 같은 불량이 발생할 수 있으며, 정전기로 인한 불량을 방지하기 위한 연구가 진행 중이다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 제조 과정에서 정전기에 강건한 특성을 갖는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는 베이스층, 상기 베이스층 상에 서로 이격하여 배열되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극, 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 상에 배치되는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 전극에 연결되는 도전 패턴, 및 상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하되, 상기 제1 절연층은 상기 제1 연결부와 상기 제2 감지 전극 사이의 제1 분리 영역의 일부, 상기 제1 연결부의 일부, 및 상기 제2 감지 전극의 일부 중 적어도 하나를 노출하는 제1 개구를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 도전 패턴과 이격한다.
상기 제1 감지 전극은 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 제2 감지 전극은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 상기 제1 감지 전극, 상기 제2 감지 전극, 및 상기 제1 연결부는 동일층 상에 배치될 수 있다.
서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 전극 패턴을 더 포함하되, 상기 전극 패턴은, 상기 제1 감지 전극과 동일층 상에 상기 제1 감지 전극에 둘러싸여 배치되고 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극과 이격되도록 배치된 전극 패턴일 수 있다.
상기 제1 절연층은 상기 전극 패턴과 상기 제1 연결부 사이의 제2 분리 영역과 중첩하는 제2 개구를 더 포함하고, 상기 제2 개구는 상기 전극 패턴의 일부 및 상기 제1 연결부의 일부를 노출할 수 있다.
상기 제1 절연층은 상기 제2 분리 영역과 중첩하는 제3 개구를 더 포함하고, 상기 제3 개구는 상기 전극 패턴의 다른 일부 및 상기 제1 감지 전극의 일부를 노출할 수 있다.
상기 도전 패턴은, 상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 전극 패턴에 연결되고, 상기 도전 패턴 및 상기 전극 패턴은 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 구성할 수 있다.
상기 도전 패턴은, 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들 중 하나와 상기 전극 패턴에 연결되는 제1 브릿지 전극, 및 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들 중 다른 하나와 상기 전극 패턴에 연결되는 제2 브릿지 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 감지 전극들, 상기 제2 감지 전극들, 및 상기 전극 패턴 중 적어도 하나는, 평면상에서 볼 때 가장자리로부터 내측 방향으로 함몰된 오목부를 포함하되, 상기 오목부는 상기 제1 브릿지 전극과 상기 제2 브릿지 전극 중 하나와 중첩할 수 있다.
상기 제1 개구는 상기 제1 분리 영역에서 상기 베이스층의 일부를 노출하고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 개구를 통해 상기 베이스층과 접촉할 수 있다.
상기 제2 절연층은 상기 제1 개구에 의해 노출된 상기 제1 연결부의 일부 및 상기 제2 감지 전극의 일부와 접촉할 수 있다.
상기 제1 절연층은 상기 제1 감지 전극과 상기 제2 감지 전극 사이의 상기 제1 분리 영역, 상기 제1 감지 전극의 일부 및 상기 제2 감지 전극의 일부를 노출하는 제4 개구를 더 포함할 수 있다.
상기 도전 패턴은 상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제1 감지 전극, 상기 제2 감지 전극, 및 상기 제1 연결부는 투명 도전 물질을 포함할 수 있다.
상기 도전 패턴은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서는 감지 영역을 포함하는 베이스층, 상기 베이스층의 상기 감지 영역 상에 배치되는 감지 전극층, 상기 감지 전극층 상에 배치되는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 감지 전극층의 일부에 연결되는 도전 패턴, 및 상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하고, 상기 감지 전극층은, 평면상에서 볼 때, 가장자리로부터 내측 방향으로 함몰된 오목부를 포함하되, 상기 오목부는 상기 도전 패턴과 중첩한다.
상기 감지 전극층은, 제1 방향을 따라 배열되는 제1 감지 전극, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 감지 전극과 제1 거리로 이격된 제2 감지 전극, 및 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하되, 상기 오목부는 상기 제1 감지 전극과 상기 제2 감지 전극의 가장자리에 인접하여 형성되고, 상기 도전 패턴은 상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 인접한 상기 제2 감지 전극을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 오목부를 포함하는 영역에서 서로 인접하는 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 사이의 제2 거리는 상기 제1 거리보다 클 수 있다.
상기 감지 전극층은 투명 도전 물질을 포함하고, 상기 도전 패턴은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
상기 오목부는, 평면상에서 볼 때, 다각형 및 반원형 중 하나일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자를 커버하는 봉지층을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서는, 베이스층, 상기 베이스층 상에 서로 이격하여 배열되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극, 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 상에 배치되는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 전극에 연결되는 도전 패턴, 및 상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하되, 상기 제1 절연층은 상기 제1 연결부와 상기 제2 감지 전극 사이의 제1 분리 영역, 상기 제1 연결부의 일부, 및 상기 제2 감지 전극의 일부를 노출하는 제1 개구를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 도전 패턴과 이격한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 고전압의 정전기가 축적되는 것을 최소화하는 개구를 포함함으로써, 정전기 유입에 의한 터치 센서의 단락 불량 등이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의한 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 고전압의 정전기가 축적되는 것을 최소화하는 오목부를 포함함으로써, 제조 과정에서 정전기 유입에 의한 터치 센서의 단락 불량 등이 개선될 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4a는 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 일 예를 나타내는 확대도이다.
도 4b는 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 5는 도 4a의 터치 센서의 A-A' 부분의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4a의 터치 센서의 B-B' 부분의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 8은 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 9는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 일 예를 나타내는 확대도이다.
도 10a는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 10b는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 실시예들의 명확한 설명을 위해 일부 구성 요소가 생략되거나 과장되게 도시될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 표시면(DD-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 대체로 평행할 수 있다. 표시면(DD-IS)의 법선 방향, 즉 표시 장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시할 수 있다.
이하에서 설명되는 각 부재들, 층들, 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분될 수 있다. 그러나, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하며, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향들은 상대적인 개념으로서 다른 방향들로 변환될 수 있다.
도 1에 도시된 표시 장치(DD)는 평면형 표시면을 구비할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면 등 화상을 표시할 수 있는 다양한 형태의 표시면을 구비할 수 있다.
표시 장치(DD)는 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 폴더블 표시 장치, 벤더블 표시 장치, 롤러블 표시 장치 등에 적용될 수 있다. 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 리지드 표시 장치일 수도 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)의 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 표시 영역(DD-DA) 및 표시 영역(DD-DA)에 인접한 비표시 영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(DD-NDA)은 표시 영역(DD-DA)의 외측에 배치될 수 있다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 표시 장치(DD)를 구성하는 기능성 패널 및/또는 기능성 유닛들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1, 예를 들어 터치 센서), 및 윈도우 유닛(WL, WP)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 반사 방지 유닛을 더 포함할 수도 있다.
표시 패널(DP), 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP) 중 적어도 일부의 구성들은 연속 공정에 의해 형성되거나, 적어도 일부의 구성들은 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2c에 도시된 접착 부재는 일 예로서 광학 투명 접착 부재(OCA)일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 베이스층, 회로 소자, 표시 소자 및 봉지층을 포함할 수 있다.
회로 소자는 베이스층 상에 배치되며 신호 라인, 화소의 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 소자는 화소 정의막 및 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자는 회로 소자 상에 배치되며, 회로 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 다이오드는 유기 발광 다이오드 또는 무기 발광 다이오드일 수 있다. 표시 소자는 화소를 구성할 수 있다.
봉치층은 표시 소자를 커버 및 밀봉하도록 배치될 수 있다. 봉지층은 적어도 하나의 유기막 및 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 봉지층은 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1)의 베이스층이 될 수 있다.
일 실시예에서, 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1)은 표시 장치(DD)의 표시면(DD-IS)에 대한 손이나 펜과 같은 외부 매체에 의한 접촉 또는 입력을 감지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP) 중 다른 구성과 연속 공정을 통해 형성된 해당 구성은 "층"으로 표현된다. 터치 센서 및 윈도우 유닛 중 다른 구성과 접착 부재를 통해 결합된 구성은 "패널"로 표현된다.
입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP)은 베이스층의 유/무에 따라 입력 감지 패널, 윈도우 패널(WP) 또는 입력 감지층(ISL), 윈도우층(WL)으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바과 같이, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL), 반사 방지 패널(RPP), 및 윈도우 패널(WP)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP)에 직접 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)과 표시 패널(DP) 상에 배치된 입력 감지층(ISL)을 포함하여 표시 모듈(DM)로 정의될 수 있다. 표시 모듈(DM)과 반사 방지 패널(RPP) 사이, 반사 방지 패널(RPP)과 윈도우 패널(WP) 사이 각각에 광학 투명 접착 부재(OCA)가 배치될 수 있다.
입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP)의 내부 또는 표시 패널(DP)의 상부에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다.
반사 방지 패널(RPP)은 윈도우 패널(WP)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 일 실시예에서, 반사 방지 패널(RPP)은 위상 지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상 지연자는 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있다.
일 실시예에서, 반사 방지 패널(RPP)은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 컬러 필터들은 소정의 배열을 갖는다. 표시 패널(DP)에 포함된 화소들의 발광 컬러들을 고려하여 컬러 필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사 방지 패널(RPP)은 컬러 필터들에 인접한 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우 패널(WP)은 베이스 필름(WP-BS) 및 차광 패턴(WP-BZ)을 포함할 수 있다. 베이스 필름(WP-BS)은 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 베이스 필름(WP-BS)은 단층으로 제한되지 않는다. 베이스 필름(WP-BS)은 접착부재로 결합된 2 이상의 필름들을 포함할 수 있다.
차광 패턴(WP-BZ)은 베이스 필름(WP-BS)에 부분적으로 중첩한다. 차광 패턴(WP-BZ)은 베이스 필름(WP-BS)의 배면에 배치되어 표시 장치(DD)의 베젤 영역 즉, 비표시영역(DD-NDA, 도 1 참조)을 정의할 수 있다.
윈도우 패널(WP)은 베이스 필름(WP-BS)의 상면에 배치되는 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL), 반사 방지층(RPL), 및 윈도우층(WL)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)로부터 접착부재들이 생략되고, 표시 패널(DP)에 제공하는 베이스면 상에 입력 감지층(ISL), 반사 방지층(RPL), 및 윈도우층(WL)이 연속공정으로 형성될 수 있다. 입력 감지층(ISL)과 반사 방지층(RPL)의 적층 순서는 변경될 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 표시 장치(DD)는 별도의 반사 방지 유닛을 포함하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL-1), 및 윈도우 패널(WP)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 감지층(ISL-1)은 반사 방지 기능을 더 가질 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력 감지 유닛은 표시 패널에 전체적으로 중첩하는 것으로 도시하였다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 입력 감지 유닛은 표시 영역(DD-DA)의 일부분에만 중첩하거나, 비표시 영역(DD-NDA)에만 중첩할 수도 있다. 입력 감지 유닛은 사용자의 터치를 감지하는 터치 감지 패널이거나, 사용자 손가락의 지문 정보를 감지하는 지문 감지 패널일 수 있다. 이하에서 설명되는 감지전극들의 피치, 감지전극들의 너비들은 입력감지유닛의 용도에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 터치 센서(TS)는 베이스층(BL), 감지 전극층(SE), 및 신호 라인(CL)을 포함할 수 있다. 터치 센서(TS)는 신호 라인(CL)에 연결되는 패드부(PD)를 더 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 투명한 절연성 소재로 형성될 수 있다. 베이스층(BL)이 플라스틱으로 만들어질 경우 플렉서블(flexible) 기판으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(SAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 중 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 베이스층(BL)은 무기 물질일 수도 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 표시 패널(도 1 의 DP)의 봉지층의 최상층에 상응할 수 있다. 이 경우, 베이스층(BL)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 사용자의 터치를 인식하는 감지 영역(SA)과 사용자의 터치를 인식하지 않는 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 도면에서는 감지 영역(SA)과 비감지 영역(NSA)이 사각 형상인 것을 도시하였으나 이에 한정되지 않는다.
감지 영역(SA)은 베이스층(BL)의 일 면에 배치될 수 있는 표시 패널(미도시)의 표시 영역과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA)은 표시 영역의 형상과 동일한 형상일 수 있다. 비감지 영역(NSA)은 표시 패널의 비 표시 영역과 중첩될 수 있다.
감지 영역(SA)에는 복수의 감지 전극층(SE)이 제공될 수 있고, 비감지 영역(NSA)에는 패드부(PD) 및 감지 전극층(SE)을 패드부(PD)와 연결하는 신호 라인(CL)들이 제공될 수 있다. 패드부(PD)는 복수의 패드(CL_P)들을 포함할 수 있다. 각각의 패드(CL_P)는 신호 라인(CL)을 통해 감지 전극층(SE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
감지 전극층(SE)은 제1 방향(DR1)으로 배열되는 제1 감지 전극(SS1)들을 포함할 수 있다. 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 제1 감지 전극(SS1)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(SS1)들은 제1 방향(DR1)으로 연장되는 복수의 감지 전극 라인들을 구성할 수 있다.
또한, 감지 전극층(SE)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되는 제2 감지 전극(SS2)들을 포함할 수 있다. 제2 감지 전극(SS2)들은 제2 방향(DR2)을 따라 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 감지 전극(SS2)들은 제2 방향(DR2)으로 연장되는 복수의 감지 전극 라인들을 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 방향(DR1)으로 배열되는 제1 감지 전극(SS1)들은 일체형으로 형성되거나, 연결 패턴을 통해 인접한 제1 감지 전극(SS1)들이 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 방향(DR2)으로 배열되는 제2 감지 전극(SS2)들은 일체형으로 형성되거나, 연결 패턴을 통해 인접한 제2 감지 전극(SS2)들이 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 감지 전극(SS1)들을 포함하는 감지 전극 라인들(예를 들어, 감지 전극 행) 및 제2 감지 전극(SS2)을 포함하는 감지 전극 라인들(예를 들어, 감지 전극 열)은 각각 신호 라인(CL)을 통해 각각의 패드(CL_P)와 연결될 수 있다. 감지 전극 행과 감지 전극 열 중 하나는 신호 라인(CL)을 통해 터치 감지를 위한 구동 신호를 수신하고, 다른 하나는 신호 라인(CL)을 통해 터치 감지 신호를 전달할 수 있다.
패드부(PD)는 위치 검출 회로와 같은 외부의 구동 회로(미도시)와 연결되고, 감지 전극층(SE)과 외부의 구동 회로가 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a는 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 일 예를 나타내는 확대도이다. 도 4b는 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 다른 예를 나타내는 확대도이다. 도 5는 도 4a의 터치 센서의 A-A' 부분의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 4a의 터치 센서의 B-B' 부분의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 7은 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 터치 센서(TS)는 베이스층(BL), 감지 전극층(SE), 제1 절연층(INS1), 도전 패턴(MTP), 및 제2 절연층(INS2)을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 감지 전극층(SE)은 베이스층(BL) 상에 배치될 수 있다. 감지 전극층(SE)은 제1 감지 전극(SS1)들, 제2 감지 전극(SS2)들, 제1 연결부(CNE1), 및 전극 패턴(IEP)을 포함할 수 있다. 감지 전극층(SE)은 감지 영역(SA)의 대부분을 차지할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 방향(DR1)을 따라 인접하는 제1 감지 전극(SS1)들은 제1 연결부(CNE1)를 통해 서로 연결될 수 있다. 설명의 편의상 제1 감지 전극(SS1)과 제1 연결부(CNE1)를 구분하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 연결부(CNE1)는 제1 감지 전극(SS1)들의 일부일 수 있으며, 제1 연결부(CNE1)와 제1 감지 전극(SS1)은 일체로 형성될 수 있다.
제2 감지 전극(SS2)은 제1 감지 전극(SS1) 및 제1 연결부(CNE1)와 이격하여 배치될 수 있다. 제2 방향(DR2)을 따라 인접하는 제2 감지 전극(SS2)들은 제2 연결부(CNE2)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제2 연결부(CNE2)는 전극 패턴(IEP) 및 도전 패턴(MTP)으로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 패턴(IEP)과 도전 패턴(MTP)은 서로 다른 층에 배치되며, 제1 절연층(INS1)을 관통하는 컨택홀(CNT)을 통해 연결될 수 있다. 우선 전극 패턴(IEP)에 대해 자세히 설명하며, 도전 패턴(MTP)은 후술하기로 한다.
전극 패턴(IEP)은 제1 감지 전극(SS1)에 둘러싸여 배치될 수 있고, 제1 감지 전극(SS1)들 및 제2 감지 전극(SS2)들과 이격되도록 배치될 수 있다. 전극 패턴(IEP)은 서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들 중 하나의 제2 감지 전극(SS2)과 다른 하나의 제2 감지 전극(SS2)의 사이에 위치할 수 있다. 전극 패턴(IEP)은 제1 감지 전극(SS1)들 및 제2 감지 전극(SS2)들과 동일층 상에 배치될 수 있다.
서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들 사이에 전극 패턴(IEP)이 형성될 경우, 제2 감지 전극(SS2)들을 연결하기 위한 도전 패턴(MTP)의 길이가 짧게 형성될 수 있으므로(예를 들어, 도 7의 도전 패턴(MTP)보다 짧게 형성됨), 도전 패턴(MTP)에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 도전 패턴(MTP)이 불투명한 물질을 포함하더라도 길이가 짧게 형성되므로 사용자에게 시인되지 않을 수 있다.
한편, 제2 연결부(CNE2)는 상술한 바에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 터치 센서(TS_1)의 제2 연결부(CNE2_1)는 도전 패턴(MTP)만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 전극 패턴(IEP)은 형성되지 않을 수 있고, 도전 패턴(MTP)은 서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들을 직접 연결할 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 복수의 제2 연결부(CNE2)가 서로 인접한 2개의 제2 감지 전극(SS2)을 연결할 수 있다. 도 4a에는 2개의 제2 연결부(CNE2)가 서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들을 연결하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 4개 이상의 제2 연결부(CNE2)가 형성될 수도 있다. 또한, 도 4a에는 제2 연결부(CNE2)가 제1 연결부(CNE1)와 중첩하지 않는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 연결부(CNE2)의 일부는 제1 연결부(CNE1)의 일부에 중첩할 수 있다.
감지 전극층(SE)은 베이스층(BL) 상에 도포된 제1 도전층을 마스크 등을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다.
제1 감지 전극(SS1)들, 제2 감지 전극(SS2)들, 제1 연결부(CNE1), 및 전극 패턴(IEP)에 포함되는 도전 물질은 투명 도전 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 감지 전극(SS1)들, 제2 감지 전극(SS2)들, 제1 연결부(CNE1), 및 전극 패턴(IEP)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 투명 도전 물질은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그래핀 등을 포함할 수도 있다.
감지 전극층(SE) 상에 제1 절연층(INS1) 배치될 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 유기 재료를 포함하는 유기 절연층 및 무기 재료를 포함한 무기 절연층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(INS1)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 감지 전극층(SE)과 도전 패턴(MTP) 사이에 배치되어, 도전 패턴(MTP)에 의해 제1 감지 전극(SS1)과 제2 감지 전극(SS2)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.
제1 절연층(INS1)은 감지 전극층(SE)을 부분적으로 노출시키는 개구(OP)를 포함할 수 있다. 개구(OP)는 제1 절연층(INS1)의 다양한 영역에 형성될 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 복수의 개구(OP)들을 포함할 수 있다. 개구(OP)는 감지 전극층(SE)과 적어도 일부가 중첩하되, 도전 패턴(MTP)과 중첩하지 않고 이격될 수 있다. 일 실시예로, 개구(OP)는 제1 개구(OP-1), 제2 개구(OP-2), 및 제3 개구(OP-3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 개구(OP-1)는 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2) 사이의 제1 분리 영역(SA1)과 중첩하여 형성될 수 있다. 즉, 제1 분리 영역(SA1)에서 제1 개구(OP-1)는 베이스층(BL)의 일부를 노출할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 분리 영역(SA1)은 제1 감지 전극(SS1)과 제2 감지 전극(SS2) 사이의 정전 용량을 형성하기 위해 제1 감지 전극(SS1)과 제2 감지 전극(SS2)을 서로 분리시키는 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 분리 영역(SA1)에 의해 제1 연결부(CNE1) 및 제1 감지 전극(SS1)은 제2 감지 전극(SS2)과 서로 분리될 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 개구(OP-1)의 폭(WOP)은 제1 분리 영역(SA1)의 폭(WSA)보다 넓을 수 있다. 일 실시예로, 제1 개구(OP-1)는 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제2 감지 전극(SS2)의 일부를 노출할 수 있다. 다만, 제1 개구(OP-1)가 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 제1 개구(OP-1)는 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 제2 감지 전극(SS2)의 일부 중 하나만 노출하거나, 제1 연결부(CNE1) 및 제2 감지 전극(SS2)을 노출하지 않을 수 있다.
제2 개구(OP-2)는 제1 연결부(CNE1)와 전극 패턴(IEP) 사이의 제2 분리 영역(SA2)과 중첩하여 형성될 수 있다. 즉, 제2 분리 영역(SA2)에서 제2 개구(OP-2)는 베이스층(BL)의 일부를 노출할 수 있다. 여기서 제2 분리 영역(SA2)은 전극 패턴(IEP)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 제2 분리 영역(SA2)에 의해 전극 패턴(IEP)과 제1 연결부(CNE1)는 서로 분리될 수 있다.
일 실시예로, 제2 개구(OP-2)는 제2 분리 영역(SA2)에 인접한 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 제2 분리 영역(SA2)에 인접한 전극 패턴(IEP)의 일부를 노출할 수 있다. 다만, 제2 개구(OP-2)가 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 제2 개구(OP-2)는 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 전극 패턴(IEP)의 일부 중 하나만 노출하거나, 제1 연결부(CNE1) 및 전극 패턴(IEP)을 노출하지 않을 수 있다.
제3 개구(OP-3)는 제1 감지 전극(SS1)과 전극 패턴(IEP) 사이의 제2 분리 영역(SA2)과 중첩하여 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 분리 영역(SA2)은 전극 패턴(IEP)을 둘러싸는 영역으로, 제2 분리 영역(SA2)에서 제3 개구(OP-3)는 베이스층(BL)의 일부를 노출할 수 있다. 이 때, 제2 개구(OP-2)와 제3 개구(OP-3)는 서로 중첩하지 않을 수 있다. 제2 분리 영역(SA2)에 의해 전극 패턴(IEP)과 제1 감지 전극(SS1)은 서로 분리될 수 있다.
일 실시예로, 제3 개구(OP-3)는 제2 분리 영역(SA2)에 인접한 제1 감지 전극(SS1)의 일부 및 제2 분리 영역(SA2)에 인접한 전극 패턴(IEP)의 일부를 노출할 수 있다. 다만, 제3 개구(OP-3)가 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 제3 개구(OP-3)는 제1 감지 전극(SS1)의 일부 및 전극 패턴(IEP)의 일부 중 하나만 노출하거나, 제1 감지 전극(SS1) 및 전극 패턴(IEP)을 노출하지 않을 수 있다.
개구(OP)의 형성 위치는 상술한 바에 한정되지 않으며, 더욱 다양한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 터치 센서(TS')의 개구(OP')는 제4 개구(OP-4)를 더 포함할 수 있다. 제4 개구(OP-4)는 제1 감지 전극(SS1)과 제2 감지 전극(SS2) 사이의 제1 분리 영역(SA1)과 중첩하여 형성될 수 있다. 제1 분리 영역(SA1)에서 제4 개구(OP-4)는 베이스층(BL)의 일부를 노출할 수 있다. 제1 분리 영역(SA1)에 의해 제1 감지 전극(SS1)과 제2 감지 전극(SS2)은 서로 분리될 수 있다.
일 실시예로, 제4 개구(OP-4)는 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제1 감지 전극(SS1)의 일부 및 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제2 감지 전극(SS2)의 일부를 노출할 수 있다. 다만, 제4 개구(OP-4)가 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 제4 개구(OP-4)는 제1 감지 전극(SS1)의 일부 및 제2 감지 전극(SS2)의 일부 중 하나만 노출하거나, 제1 감지 전극(SS1) 및 제2 감지 전극(SS2)을 노출하지 않을 수 있다.
한편, 제1 절연층(INS1)에는 제2 감지 전극(SS2)과 도전 패턴(MTP)의 연결 및 전극 패턴(IEP)과 도전 패턴(MTP)의 연결을 위한 컨택홀(CNT)이 정의될 수 있다. 컨택홀(CNT)에 의해 제2 감지 전극(SS2) 및 전극 패턴(IEP) 각각의 일부분이 노출될 수 있다. 컨택홀(CNT)과 개구(OP)는 서로 다른 부분으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 절연층(INS1)이 증착된 후, 컨택홀(CNT)에 대응하는 제1 절연층(INS1)의 일부가 식각되어 제2 감지 전극(SS2)의 일부가 노출될 수 있다.
도전 패턴(MTP)은 제1 절연층(INS1) 상에 배치될 수 있다. 즉, 도전 패턴(MTP)은 감지 전극층(SE)과 다른 층에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도전 패턴(MTP)은 제1 연결부(CNE1), 제1 감지 전극(SS1), 제2 감지 전극(SS2), 및 전극 패턴(IEP)과 다른 층에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 도전 패턴(MTP)은 제1 절연층(INS1)을 사이에 두고 제1 감지 전극(SS1), 제2 감지 전극(SS2), 및 전극 패턴(IEP)의 상부에 배치될 수 있다.
도전 패턴(MTP)은 제1 브릿지 전극(BMT1) 및 제2 브릿지 전극(BMT2)을 포함할 수 있다. 제1 브릿지 전극(BMT1)은 서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들 중 하나와 전극 패턴(IEP)을 연결하고, 제2 브릿지 전극(BMT2)은 서로 인접한 제2 감지 전극(SS2)들 중 다른 하나와 전극 패턴(IEP)을 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 도전 패턴(MTP)의 제1 브릿지 전극(BMT1)은 제1 절연층(INS1)을 관통하는 컨택홀(CNT)을 통해 전극 패턴(IEP)에 접촉할 수 있고, 제1 절연층(INS1)을 관통하는 다른 컨택홀(CNT)을 통해 제2 감지 전극(SS2)에 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 도전 패턴(MTP)은 불투명한 금속을 포함할 수 있다. 도전 패턴(MTP)은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 도전 패턴(MTP)은 몰리브덴(Mo)/알루미늄(Al)/몰리브덴(Mo)의 3층 구조일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 도전 패턴(MTP)의 재료는 상술한 바에 한정되지 않는다.
도전 패턴(MTP)은 제1 절연층(INS1) 상에 증착된 제2 도전층을 마스크 등을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다. 컨택홀(CNT)에는 도전 패턴(MTP)에 포함되는 물질이 채워질 수 있다.
제1 절연층(INS1) 상에 도전 패턴(MTP)을 커버하도록 제2 절연층(INS2)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 도전 패턴(MTP)이 외부로 노출되는 것을 방지함으로써, 도전 패턴(MTP)의 부식 및 오염을 최소화할 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 유기 절연층 및 무기 절연층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제2 절연층(INS2)은 제1 절연층(INS1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(INS1)과 제2 절연층(INS2)이 동일한 물질을 포함하는 경우에도, 제1 절연층(INS1)과 제2 절연층(INS2)이 서로 다른 제조 과정에서 형성되므로, 제1 절연층(INS1)과 제2 절연층(INS2) 사이에 경계면이 형성될 수 있다. 다만, 제2 절연층(INS2)의 재료는 상술한 바에 한정되지 않는다. 다른 실시예로, 제2 절연층(INS2)은 제1 절연층(INS1)과 상이한 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(INS2)은 제1 절연층(INS1)의 개구(OP)에 의해 노출된 영역을 커버할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 절연층(INS2)은 제1 개구(OP-1)에 의해 베이스층(BL)이 노출된 부분을 덮을 수 있다. 이에 따라, 제2 절연층(INS2)은 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2) 사이의 제1 분리 영역(SA1)에서 베이스층(BL)과 접촉할 수 있다.
또한, 제2 절연층(INS2)은 제1 개구(OP-1)에 의해 감지 전극층(SE)이 노출된 부분을 덮을 수 있다. 예를 들어, 제2 절연층(INS2)은 제1 개구(OP-1)에 의해 노출된 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 제2 감지 전극(SS2)의 일부를 덮을 수 있으며, 제1 연결부(CNE1)의 일부 및 제2 감지 전극(SS2)과 접촉할 수 있다.
한편, 도 2a를 더 참조하면, 터치 센서(TS)(또는, 입력 감지층(ISL)) 상에 윈도우 패널(WP, 또는, 윈도우 유닛)이 배치될 수 있다. 도전 패턴(MTP)은 감지 전극층(SE)과 윈도우 패널(WP)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 도전 패턴(MTP)은 감지 전극층(SE) 보다 윈도우 패널(WP)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
터치 센서(TS)의 제조 과정에서, 외부 요인(예컨대, 포토리소그래피 공정)에 의해 정전기가 발생되며, 외부로부터 정전기가 터치 센서(TS)의 감지 영역(SA)으로 유입될 수 있다.
예를 들어, 감지 전극층(SE) 및 제1 절연층(INS1) 형성 후, 도전 패턴(MTP) 형성 전에 외부로부터 터치 센서(TS)에 정전기가 유입될 경우, 서로 인접한 감지 전극층(SE)(예컨대, 서로 인접한 제1 연결부(CNE1) 및 제2 감지 전극(SS2)) 및 서로 인접한 감지 전극층(SE) 사이에 배치된 제1 절연층(INS1)에 의해 정전용량이 형성되어 정전기가 축적될 수 있다. 고전압의 정전기가 축적될 경우, 발열 등에 의해 제1 절연층(INS1)이 변형될 수 있고, 제1 절연층(INS1)이 손상될 수 있다. 제1 절연층(INS1)의 손상이 발생될 경우, 추후 제조 공정에서, 제2 감지 전극(SS2)이 단락되는 불량 등 다양한 불량이 발생될 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서(TS)는 고전압의 정전기가 축적되는 것을 최소화하는 개구(OP)를 포함함으로써, 정전기 유입에 의한 제조 과정에서의 터치 센서(TS)의 단락 불량 등이 개선될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2) 사이의 제1 분리 영역(SA1), 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제1 연결부(CNE1)의 일부, 및 제1 분리 영역(SA1)에 인접한 제2 감지 전극(SS2)의 일부가 제1 개구(OP-1)에 의해 노출될 경우, 제조 공정 중 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2) 사이에 제1 절연층(INS1)보다 유전율이 낮은 공기층이 위치하므로, 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2) 사이에 정전용량이 발생하지 않거나, 최소화될 수 있다. 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2)에는 실질적으로 서로 동일한 전위가 형성될 수 있으며, 외부로부터 정전기가 유입되더라도 제1 연결부(CNE1)와 제2 감지 전극(SS2)의 사이에 정전기가 축적되지 않고, 유입된 정전기는 다른 경로를 통해 용이하게 방전될 수 있다. 따라서, 터치 센서(TS)는 제조 과정에서 정전기에 강건한 특성을 가질 수 있다.
이하 터치 센서의 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하고, 그 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 8은 도 3의 터치 센서의 EA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다. 도 9는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 일 예를 나타내는 확대도이다. 도 10a는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 다른 예를 나타내는 확대도이다. 도 10b는 도 8의 터치 센서의 CA 부분의 또 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 8 내지 도 10b의 실시예는 상술한 도 3 내지 도 6의 실시예와 비교하여, 터치 센서(TS_2)가 오목부(CP)를 더 포함하는 점에서 차이가 있으며, 이 외의 구성들은 실질적으로 동일하다.
도 4a, 및 도 8 내지 도 10b를 참조하면, 터치 센서(TS_2)는 감지 전극층(SE_2) 및 감지 전극층(SE_2) 상에 배치되는 도전 패턴(MTP)을 포함할 수 있다. 감지 전극층(SE_2)은 제1 감지 전극(SS1_2), 제2 감지 전극(SS2_2), 및 서로 인접한 제1 감지 전극(SS1_2)들을 연결하는 제1 연결부(CNE1)를 포함할 수 있다. 감지 전극층(SE_2)은 제1 감지 전극(SS1_2)에 둘러싸여 배치되고, 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2)에 이격된 전극 패턴(IEP_2)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 감지 전극층(SE_2)은 적어도 하나의 오목부(CP)를 포함할 수 있다. 오목부(CP)는 복수 개일 수 있으며, 감지 전극층(SE_2)의 다양한 영역에 형성될 수 있다. 오목부(CP)는 도전 패턴(MTP)과 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 오목부(CP)는 제1 오목부(CP-1), 제2 오목부(CP-2), 제3 오목부(CP-3), 및 제4 오목부(CP-4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 오목부(CP-1)는 감지 전극층(SE_2)의 서로 인접하게 배치된 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2) 사이에 위치할 수 있다. 제1 오목부(CP-1)는 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으며, 평면에서 볼 때, 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리로부터 제1 감지 전극(SS1_2)의 내측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 오목부(CP-1)는 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리에 형성되고, 제1 감지 전극(SS1_2)이 둘러싸는 전극 패턴(IEP_2) 측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 제1 오목부(CP-1)는 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리의 적어도 일부가 제거된 영역을 의미할 수 있다.
제1 오목부(CP-1)는 도전 패턴(MTP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제1 오목부(CP-1)는 도전 패턴(MTP)의 제1 브릿지 전극(BMT1)과 중첩할 수 있다.
제2 오목부(CP-2)는, 제1 오목부(CP-1)와 유사하게, 감지 전극층(SE_2)의 서로 인접하게 배치된 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2) 사이에 위치할 수 있다. 제2 오목부(CP-2)는 제2 감지 전극(SS2_2)의 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으며, 평면에서 볼 때, 제2 감지 전극(SS2_2)의 가장자리로부터 제2 감지 전극(SS2_2)의 내측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 제2 오목부(CP-2)는 제2 감지 전극(SS2_2)의 가장자리의 적어도 일부가 제거된 영역을 의미할 수 있다.
제2 오목부(CP-2)는 도전 패턴(MTP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제2 오목부(CP-2)는 도전 패턴(MTP)의 제1 브릿지 전극(BMT1)과 중첩할 수 있다.
제3 오목부(CP-3)는 감지 전극층(SE_2)의 서로 인접하게 배치된 제1 감지 전극(SS1_2) 및 전극 패턴(IEP) 사이에 위치할 수 있다. 제3 오목부(CP-3)는 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으며, 평면에서 볼 때, 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리로부터 제1 감지 전극(SS1_2)의 내측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 제3 오목부(CP-3)는 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리의 적어도 일부가 제거된 영역을 의미할 수 있다.
제3 오목부(CP-3)는 도전 패턴(MTP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제3 오목부(CP-3)는 도전 패턴(MTP)의 제2 브릿지 전극(BMT2)과 중첩할 수 있다.
제4 오목부(CP-4)는 감지 전극층(SE_2)의 서로 인접하게 배치된 제1 감지 전극(SS1_2) 및 전극 패턴(IEP) 사이에 위치할 수 있다. 제4 오목부(CP-4)는 전극 패턴(IEP)의 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으며, 평면에서 볼 때, 전극 패턴(IEP)의 가장자리로부터 전극 패턴(IEP)의 내측으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 제4 오목부(CP-4)는 전극 패턴(IEP)의 가장자리의 적어도 일부가 제거된 영역을 의미할 수 있다.
제4 오목부(CP-4)는 도전 패턴(MTP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제4 오목부(CP-4)는 도전 패턴(MTP)의 제2 브릿지 전극(BMT2)과 중첩할 수 있다.
상술한 바와 같이, 터치 센서(TS_2)의 감지 전극층(SE_2)이 도전 패턴(MTP)과 중첩하는 영역에서 오목부(CP)를 포함하는 경우, 터치 센서(TS_2)의 제조 과정에서, 서로 인접하는 감지 전극층(SE_2)의 전극들(예컨대, 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2)) 사이에 정전기가 축적되는 것이 감소될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 터치 센서(TS_2)는 제조 과정에서 정전기로 인해 감지 전극층(SE_2)이 손상되는 것을 최소화 할 수 있다.
구체적으로, 제조 과정에서 정전기로 인한 불량을 방지하기 위해, 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2) 각각은 신호 라인(도 3의 CL)을 통해 대전 방지 구조물에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 감지 전극(SS1_2)에 유입된 정전기는 제1 연결부(CNE1) 및 제1 감지 전극(SS1_2)들을 통해 대전 방지 구조물로 이동되어 방전될 수 있고, 제2 감지 전극(SS2_2)에 유입된 정전기는 제2 연결부(CNE2) 및 제2 감지 전극(SS2_2)들을 통해 대전 방지 구조물로 이동되어 방전될 수 있다.
도 9를 예로 들어 설명하면, 제2 감지 전극(SS2_2)에 유입된 정전기는 컨택홀(CNT)을 통해 도전 패턴(MTP)으로 이동되고, 도전 패턴(MTP)을 따라 다른 제2 감지 전극(SS2_2) 또는 대전 방지 구조물로 이동되어 방전될 수 있다. 유입된 정전기가 도전 패턴(MTP)을 통해 이동하는 과정에서, 도전 패턴(MTP)에 중첩하는 영역에도 정전기가 축적(또는, 전압이 발생)될 수 있다. 즉, 도전 패턴(MTP)에 중첩하는 영역에서 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2)의 사이에 정전기가 축적될 수 있다.
제1 감지 전극(SS1_2)이 제1 오목부(CP-1)를 포함하지 않는 경우, 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2) 사이의 거리가 제1 거리(G1)로 좁게 형성되므로 큰 정전용량이 형성되어 고전압의 정전기가 축적될 수 있다.
상술한 바와 같이, 고전압의 정전기가 축적될 경우, 발열 등에 의해 감지 전극층(SE_2)을 덮는 제1 절연층(INS1)이 변형될 수 있고, 제1 절연층(INS1)이 손상될 수 있다. 특히, 제1 감지 전극(SS1_2)의 가장자리와 도전 패턴(MTP)의 교차 지점인 제1 지점(ESD1)에 고전압의 정전기가 축적될 수 있고, 정전기로 인해 제1 지점(ESD1)의 제1 절연층(INS1)이 손상될 경우, 제1 감지 전극(SS1_2)의 일부가 노출되어 도전 패턴(MTP)과 단락되는 불량이 발생할 수 있다.
이에, 도 9에 도시된 바와 같이, 터치 센서(TS_2)가 제1 오목부(CP-1)를 포함하는 경우, 제1 감지 전극(SS1_2)의 정전기가 축적되는 영역이 제1 지점(ESD1)에서 제2 지점(ESD2)으로 변경될 수 있다. 또한, 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2) 사이의 거리는 제1 거리(G1)에서 제2 거리(G2)로 증가할 수 있다. 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2) 사이의 거리가 증가함에 따라 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2) 사이의 정전용량은 감소할 수 있으며, 제1 감지 전극(SS1_2)과 제2 감지 전극(SS2_2) 사이에 정전기가 축적되어 제1 절연층(INS1)이 손상되는 것이 최소화될 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9에서는 평면상 오목부(CP)의 형상이 직사각형인 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 오목부(CP)를 포함하는 영역에서 서로 인접한 감지 전극층(SE_2)(예컨대, 제1 감지 전극(SS1_2) 및 제2 감지 전극(SS2_2))들 간의 제2 거리(G2)가 오목부(CP)를 포함하지 않는 영역에서 서로 인접한 감지 전극층(SE_2)들 간의 제1 거리(G1)보다 큰 경우라면, 오목부(CP)의 형상이 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(TS_2a)는 평면상 형상이 삼각형인 오목부(CPa)를 포함할 수 있다. 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 터치 센서(TS_2b)는 평면상 형상이 반원형인 오목부(CPb)를 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
TS: 터치 센서 BL: 베이스층
SA: 감지 영역 NSA: 비감지 영역
SE: 감지 전극층 SS1: 제1 감지 전극
SS2: 제2 감지 전극 CNE1: 제1 연결부
CNE2: 제2 연결부 INS1: 제1 절연층
INS2: 제2 절연층 IEP: 전극 패턴
MTP: 도전 패턴 BMT1: 제1 브릿지 전극
BMT2: 제2 브릿지 전극 OP: 개구
CP: 오목부

Claims (20)

  1. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 서로 이격하여 배열되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극;
    서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부;
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 상에 배치되는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 전극에 연결되는 도전 패턴; 및
    상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하되,
    상기 제1 절연층은 상기 제1 연결부와 상기 제2 감지 전극 사이의 제1 분리 영역의 일부, 상기 제1 연결부의 일부, 및 상기 제2 감지 전극의 일부 중 적어도 하나를 노출하는 제1 개구를 포함하고,
    상기 제1 개구는 상기 도전 패턴과 이격하는 터치 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극은 제1 방향을 따라 배열되고,
    상기 제2 감지 전극은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며,
    상기 제1 감지 전극, 상기 제2 감지 전극, 및 상기 제1 연결부는 동일층 상에 배치되는 터치 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 전극 패턴을 더 포함하되,
    상기 전극 패턴은,
    상기 제1 감지 전극과 동일층 상에 상기 제1 감지 전극에 둘러싸여 배치되고, 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극과 이격되도록 배치된 전극 패턴인 터치 센서.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 절연층은 상기 전극 패턴과 상기 제1 연결부 사이의 제2 분리 영역과 중첩하는 제2 개구를 더 포함하고,
    상기 제2 개구는 상기 전극 패턴의 일부 및 상기 제1 연결부의 일부를 노출하는 터치 센서.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 절연층은 상기 제2 분리 영역과 중첩하는 제3 개구를 더 포함하고,
    상기 제3 개구는 상기 전극 패턴의 다른 일부 및 상기 제1 감지 전극의 일부를 노출하는 터치 센서.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은,
    상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 전극 패턴에 연결되고,
    상기 도전 패턴 및 상기 전극 패턴은 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 구성하는 터치 센서.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은,
    서로 인접한 상기 제2 감지 전극들 중 하나와 상기 전극 패턴에 연결되는 제1 브릿지 전극; 및
    서로 인접한 상기 제2 감지 전극들 중 다른 하나와 상기 전극 패턴에 연결되는 제2 브릿지 전극을 포함하는 터치 센서.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극들, 상기 제2 감지 전극들, 및 상기 전극 패턴 중 적어도 하나는, 평면상에서 볼 때, 가장자리로부터 내측 방향으로 함몰된 오목부를 포함하되,
    상기 오목부는 상기 제1 브릿지 전극과 상기 제2 브릿지 전극 중 하나와 중첩하는 터치 센서.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 개구는 상기 제1 분리 영역에서 상기 베이스층의 일부를 노출하고,
    상기 제2 절연층은 상기 제1 개구를 통해 상기 베이스층과 접촉하는 터치 센서.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 절연층은 상기 제1 개구에 의해 노출된 상기 제1 연결부의 일부 및 상기 제2 감지 전극의 일부와 접촉하는 터치 센서.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연층은 상기 제1 감지 전극과 상기 제2 감지 전극 사이의 상기 제1 분리 영역, 상기 제1 감지 전극의 일부 및 상기 제2 감지 전극의 일부를 노출하는 제4 개구를 더 포함하는 터치 센서.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 터치 센서.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극, 상기 제2 감지 전극, 및 상기 제1 연결부는 투명 도전 물질을 포함하는 터치 센서.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 단층 또는 다층 구조인 터치 센서.
  15. 감지 영역을 포함하는 베이스층;
    상기 베이스층의 상기 감지 영역 상에 배치되는 감지 전극층;
    상기 감지 전극층 상에 배치되는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 감지 전극층의 일부에 연결되는 도전 패턴; 및
    상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 감지 전극층은, 평면상에서 볼 때, 가장자리로부터 내측 방향으로 함몰된 오목부를 포함하되,
    상기 오목부는 상기 도전 패턴과 중첩하는 터치 센서.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 감지 전극층은,
    제1 방향을 따라 배열되는 제1 감지 전극;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 감지 전극과 제1 거리로 이격된 제2 감지 전극; 및
    서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하되,
    상기 오목부는 상기 제1 감지 전극과 상기 제2 감지 전극의 가장자리에 인접하여 형성되고,
    상기 도전 패턴은 상기 제1 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 인접한 상기 제2 감지 전극을 전기적으로 연결하는 터치 센서.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 오목부를 포함하는 영역에서 서로 인접하는 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 사이의 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰 터치 센서.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 감지 전극층은 투명 도전 물질을 포함하고,
    상기 도전 패턴은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 단층 또는 다층 구조인 터치 센서.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 오목부는, 평면상에서 볼 때, 다각형 및 반원형 중 하나인 터치 센서.
  20. 발광 소자 및 상기 발광 소자를 커버하는 봉지층을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 서로 이격하여 배열되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극;
    서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부;
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 상에 배치되는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 전극에 연결되는 도전 패턴; 및
    상기 도전 패턴을 커버하도록 상기 제1 절연층 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하되,
    상기 제1 절연층은 상기 제1 연결부와 상기 제2 감지 전극 사이의 제1 분리 영역, 상기 제1 연결부의 일부, 및 상기 제2 감지 전극의 일부를 노출하는 제1 개구를 포함하고,
    상기 제1 개구는 상기 도전 패턴과 이격하는 표시 장치.
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