WO2019235753A1 - 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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WO2019235753A1
WO2019235753A1 PCT/KR2019/005902 KR2019005902W WO2019235753A1 WO 2019235753 A1 WO2019235753 A1 WO 2019235753A1 KR 2019005902 W KR2019005902 W KR 2019005902W WO 2019235753 A1 WO2019235753 A1 WO 2019235753A1
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WO
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touch sensor
layer
support structure
sensor module
circuit board
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PCT/KR2019/005902
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권혜림
유성우
손동진
이진우
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동우화인켐 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor module, a window stack including the same, and an image display device including the same. More particularly, the present invention relates to a touch sensor module including a sensing electrode and an insulating structure, and a window stack and an image display device including the same.
  • a flat panel display device having features such as thinness, light weight, and low power consumption, for example, a liquid crystal display device, a plasma display panel device, Electro luminescent display devices and organic light-emitting diode display devices have been studied.
  • a touch panel or a touch sensor which is an input device attached to the display device and inputs a user's command by selecting an instruction displayed on the screen with a human hand or an object, is combined with a display device to display an image display function and Electronic devices in which information input functions are implemented are being developed.
  • the touch sensor also needs to be developed to have a proper physical property, design, and structure to be applied to a flexible display.
  • the touch sensor needs to be disposed and designed in consideration of connection reliability with a main board, a circuit board, and the like included in the image display device.
  • One object of the present invention is to provide a touch sensor module having improved electrical and mechanical reliability.
  • One object of the present invention is to provide a window laminate including a touch sensor module having improved electrical and mechanical reliability.
  • One object of the present invention is to provide an image display device including a touch sensor module having improved electrical and mechanical reliability.
  • a touch sensor layer comprising sensing electrodes and traces branching from the sensing electrodes; A flexible circuit board electrically connected to the traces at one end of the touch sensor layer; And a support structure in common, partially covering the flexible circuit board and the touch sensor layer.
  • touch sensor layer includes a display area in which the sensing electrodes are disposed, a trace area in which the traces are disposed, and a connection area in which end portions of the traces are disposed.
  • the flexible circuit board is electrically connected with the distal ends of the trace in the connection area
  • connection area covers the connection area and the trace area in a planar direction.
  • touch sensor layer further includes a margin area in which some sensing electrodes of the sensing electrodes are arranged between the display area and the trace area.
  • the touch sensor module In the above 5, wherein the margin area is provided as a bending (bending) area, the touch sensor module.
  • the support structure is a base layer; And a support layer formed on the substrate layer and including an adhesive material.
  • the tensile modulus of the support structure is 1500 to 5000 MPa, touch sensor module.
  • the adhesion of the support structure to the touch sensor layer is 2 N / 12mm or more, the adhesion of the support structure to the flexible circuit board is 0.5 N / 0.5mm or more, the touch sensor module.
  • a touch sensor layer comprising sensing electrodes and traces branching from the sensing electrodes; A flexible circuit board electrically connected to the traces at one end of the touch sensor layer; A support structure commonly and partially covering the flexible circuit board and the touch sensor layer; An optical layer disposed on a center portion of the touch sensor layer and spaced apart from the support structure in a horizontal direction to form a gap; And a filling layer at least partially filling the gap.
  • the viscosity of the peeling layer is a touch sensor module of 1000 to 5000cP at room temperature.
  • the tensile modulus of the peeling layer is 5 to 3500MPa, the touch sensor module.
  • the adhesion of the peeling layer to the touch sensor layer surface is more than 2 N / 25mm, touch sensor module.
  • the optical layer includes at least one of a polarizer, a polarizer, a retardation film, a reflection sheet, a brightness enhancement film, or a refractive index matching film.
  • window substrate And a touch sensor module according to any one of the above 1 to 18 stacked on one surface of the window substrate.
  • the touch sensor module may include a support structure that partially covers the touch sensor layer and the flexible printed circuit board together.
  • the support structure may prevent peeling of the flexible printed circuit board when the touch sensor module is folded or bent, and may prevent damage of the sensing electrode or the trace in the bending area.
  • the touch sensor module may further include an optical film disposed on the touch sensor layer.
  • a gap may be formed between the support structure and the optical film, and a filling layer may be formed to fill the gap. Bonding or adhesion of the support structure may be further improved by the peeling layer, and damage of the sensing electrode or trace may be further suppressed when peeling off the protective film under the touch sensor layer.
  • the touch sensor module may be made of, for example, a thin film of a substrate type and may be effectively applied to an image display device such as a flexible display.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments.
  • FIGS. 4 and 5 are plan views illustrating a schematic structure of a touch sensor layer according to example embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a window stack and an image display device according to example embodiments.
  • FIG. 7 and 8 are schematic cross-sectional views illustrating an image display apparatus in which a touch sensor module is coupled according to example embodiments.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the flexure test evaluation equipment / method.
  • Embodiments of the present invention provide a touch sensor layer, an optical film disposed on a display area of the touch sensor layer, a flexible printed circuit board and a touch sensor layer and the flexible circuit board connected to a peripheral area of the touch sensor layer. It provides a touch sensor module comprising a support structure to partially cover the.
  • embodiments of the present invention provide an image display device including the touch sensor module.
  • first direction and the second direction two directions that are parallel to the upper surface of the protective film or the touch sensor layer and cross, for example, perpendicular to each other, are defined as the first direction and the second direction.
  • first direction may correspond to the longitudinal direction of the touch sensor module
  • second direction may correspond to the width direction of the touch sensor module.
  • a direction perpendicular to the first and second directions is defined as a third direction.
  • the third direction may correspond to the thickness direction of the touch sensor module.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments.
  • the touch sensor module includes a touch sensor layer 100, a flexible circuit board 160 connected to one end of the touch sensor layer 100, and a flexible circuit board 160 and a touch sensor layer 100. ) May comprise a support structure 170 partially covering together.
  • the touch sensor layer 100 may be disposed on the protective film 50.
  • the protective film 50 may include, for example, an inorganic insulating film and / or an organic insulating film.
  • cyclic olefin polymer COP
  • PET polyethylene terephthalate
  • PAR polyacrylate
  • PEI polyetherimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PI polyallylate
  • PI polyallylate
  • PI polyallylate
  • CAP polyether sulfone
  • TAC cellulose triacetate
  • PC cyclic olefin copolymer
  • COC polymethyl meta A polymer film including acrylate (PMMA) or the like may be used as the protective film 50.
  • the protective film 50 is formed to protect the sensing electrode, the trace, etc. during the manufacturing process of the touch sensor layer 100, may be removed after the touch sensor module is formed.
  • the touch sensor layer 100 may include conductive patterns such as the sensing electrode and the trace, and may further include an insulating layer for mutual insulation of the conductive patterns.
  • the structure and structure of the touch sensor layer 100 will be described later in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the flexible printed circuit board (FPCB) 160 is disposed on one end of the touch sensor layer 100 and may be electrically connected to traces included in the touch sensor layer 100.
  • the terminal portion or pad portion formed at the end of the trace and the circuit wiring included in the flexible circuit board 160 may be formed by a conductive intermediate structure such as an anisotropic conductive film (ACF). It can be electrically connected to each other.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the flexible circuit board 160 may include, for example, a core layer including a resin or a liquid crystal polymer and the circuit wiring printed on the core layer.
  • the coverlay layer may further include a coverlay layer covering the circuit wiring on the core layer. A portion of the coverlay layer may be removed to expose a portion of the circuit wiring connected to the terminal portion or the pad portion of the touch sensor layer 100.
  • the touch sensor layer 100 may further include a passivation layer protecting the sensing electrode and the traces.
  • the passivation layer portion formed in the connection region connected with the flexible circuit board 160 may be removed.
  • the support structure 170 may be formed on portions of the flexible circuit board 160 and the touch sensor layer 100 disposed on the connection area. Accordingly, the support structure 170 may commonly and partially cover the ends of the touch sensor layer 100 and the flexible circuit board 160.
  • the support structure 170 may be a protective pattern that prevents damage such as peeling, cracking, or the like of the sensing electrode or trace, which occurs during peeling, folding, or bending of the flexible circuit board 160 caused by external stress in the connection region. Can be provided. In addition, when removing the protective film 50 by the support structure 170 as described above, by holding the flexible circuit board 160 and / or touch sensor layer 100 may be reduced or prevented mechanical damage.
  • the support structure 170 may have a multilayer structure.
  • the support structure 170 can include a base layer 172 and a support layer 174 formed on the surface of the base layer 172.
  • the support layer 174 includes, for example, an acrylic, silicon, urethane, and / or rubber based adhesive material, and ends at the connection area of the flexible circuit board 160 and the touch sensor layer 100. It can be held in contact with them.
  • the base layer 172 may include, for example, a polymer material as described above in the protective film 50.
  • the touch sensor module may further include an optical layer 150.
  • the optical layer 150 may include a film or layer structure known in the art for improving image visibility of the image display device.
  • Non-limiting examples of the optical layer 150 include a polarizing plate, a polarizer, a retardation film, a reflection sheet, a brightness enhancement film, a refractive index matching film, and the like. These may be included alone or in two or more layers.
  • the optical layer 150 may be positioned substantially on the same layer or at the same level as the support structure 170.
  • the optical layer 150 and the support structure 170 may be spaced horizontally at a distance. Accordingly, a gap 155 may be formed between the optical layer 150 and the support structure 170.
  • the gap 155 may be provided as a margin area in consideration of folding or bending of the touch sensor module. It may also be provided as a margin area for alignment of the support structure 170.
  • the gap 155 may appropriately implement processability, flexible characteristics, and protection of conductive structures such as sensing electrodes of the image display device.
  • an adhesive layer for bonding the optical layer 150 may be further formed on the top surface of the touch sensor layer 100. In some embodiments, an adhesive layer may be formed between the protective film 50 and the touch sensor layer 100.
  • the tensile modulus of the support structure 170 may range from about 1500 to 5000 MPa.
  • the tensile modulus of the support structure 170 When the tensile modulus of the support structure 170 is less than about 1500 MPa, breakage of the support structure 170 or peeling of the flexible circuit board 160 may occur when folding or bending. When the tensile modulus of elasticity of the support structure 170 exceeds about 5000 MPa, the hardness of the support structure 170 may be excessively increased and sufficient flexibility may not be secured. In one preferred embodiment, the tensile modulus of the support structure 170 may be adjusted in the range of about 1500 to 4000 MPa.
  • the adhesion of the support structure 170 may be different on the touch sensor layer 100 and the flexible circuit board 160, respectively. According to example embodiments, the adhesion of the support structure 170 on the touch sensor layer 100 may be greater than the adhesion of the support structure 170 on the flexible circuit board 160. Accordingly, the support structure 170 may be stably coupled with the touch sensor layer 100 to fix the flexible circuit board 160. Accordingly, peeling and dropping of the flexible circuit board 160 may be more effectively suppressed during folding or bending.
  • the adhesion on the touch sensor layer 100 of the support structure 170 may be about 2 N / 12 mm or more, and the adhesion on the flexible circuit board 160 may be about 0.5 N / 0.5 mm or more. .
  • the support layer 174 of the support structure 170 may be bonded to a passivation layer (not shown) covering the sensing electrodes 110 and 120 in the touch sensor layer 100.
  • the support structure 170 may include a coverlay layer included in the flexible circuit board 160.
  • the passivation layer of the support layer 174 of the support structure 170 and the touch sensor layer 100 may include substantially the same series of resin materials (eg, acrylic resins), thereby increasing adhesion. Can be.
  • the coverlay layer of the flexible circuit board 160 may include, for example, polyimide, thereby further improving flexibility.
  • the thickness of the support structure 170 may be adjusted in a range capable of satisfying the above-described tensile modulus and adhesion, for example, may be about 5 to 100 ⁇ m.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments. Detailed descriptions of components / structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIG. 1 will be omitted.
  • the optical layer 150 and the support structure 170 may be horizontally spaced apart by a predetermined distance. Accordingly, a gap 155 may be formed between the optical layer 150 and the support structure 170. The gap 155 may be provided as a margin area for alignment of the support structure 170.
  • a filling layer 165 may be formed to fill the gap 155.
  • the filling layer 165 at least partially fills the gap 155 and may be in contact with the top surface of the touch sensor layer 100 and the sidewalls of the optical layer 150 and the support structure 170.
  • the filling layer 165 may be formed to have a lower top surface than the top surface of each of the optical layer 150 and the touch sensor layer 100.
  • the filling layer 165 may be formed by filling the gap adhesive 155 in the gap 155 and then curing the same through an ambient temperature curing, a thermal curing, or an ultraviolet curing process.
  • the resin composition may include acrylic, silicone, urethane, and / or rubber based resins.
  • the resin composition may further include a solvent, a photopolymerizable monomer, a polymerization initiator, a curing agent and the like.
  • an alignment margin may be secured first through the gap 155 to prevent contact with the optical layer 150.
  • the filling composition may be separately filled to fill the gap 155 to form the filling layer 165.
  • the exposed area of the touch sensor layer 100 may be reduced by the peeling layer 165, thereby further improving the protective effect of the sensing electrode.
  • the peeling layer 165 contacts and holds the sidewalls of the optical layer 150 and the support structure 170, even when the protective film 50 is peeled off and removed at a high speed, the support structure 170 and the optics are removed. Peeling and lifting of the layer 150 can be suppressed.
  • the generation of cracks in the sensing electrode may be significantly reduced in the protective film 50 peeling process.
  • the viscosity of the filling layer 165 may be about 1000 to 5000 cP at room temperature (25 ° C.), preferably about 1000 to 4000 cP.
  • the filling layer 165 may substantially fill the gap 155 within the viscosity range, while preventing the outflow of the resin material.
  • the tensile modulus of the filling layer 165 may be about 5 to 3500 MPa, preferably about 1000 to 3500 MPa.
  • the sensing electrode damage in the bending area of the touch sensor module within the tensile modulus of elasticity can be effectively suppressed.
  • the adhesion of the filling layer 165 to the bonding surface of the touch sensor layer 100 may be about 2 N / 25 mm or more, and preferably about 5 N / 25 mm or more. In this case, the peeling of the peeling layer 165 and the touch sensor layer 100 may be sufficiently suppressed when the touch sensor module is bent.
  • the thickness of the filling layer 165 may be adjusted to a range that can satisfy the above-described viscosity, tensile modulus and adhesion, for example, it may be adjusted to a range of about 20 to 100 ⁇ m.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a touch sensor module according to example embodiments. Detailed descriptions of configurations / structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.
  • the filling layer 165 may fill the gap 155 and partially cover the top surface of the support structure 170 together. Accordingly, the support structure 170 may be more stably fixed during the bending of the flexible circuit board 160 and / or the peeling process of the protective film 50.
  • the top surface of the filling layer 165 may be formed lower than the optical layer 150. Accordingly, the filling layer 165 may be formed so as not to cover the top surface of the optical layer 150, and may prevent the characteristics of the optical layer 150 from being disturbed by the filling layer 165.
  • FIGS. 4 and 5 are plan views illustrating a schematic structure of a touch sensor layer according to example embodiments.
  • the touch sensor layer may include sensing electrodes 110 and 120 and traces 130 and 135.
  • the sensing electrodes 110 and 120 may be arranged to be driven by a mutual capacitance method.
  • the touch sensor layer may include a display area D, a trace area T, and a connection area P.
  • the display area D may include a central area of the touch sensor layer, and may be an area where an image of an image display device to which the touch sensor module is applied is implemented to a user.
  • connection area P may be disposed at one end of the touch sensor layer in the first direction, and may be an area where electrical connection with the flexible circuit board 160 is implemented. As shown in FIG. 4, the display area D, the trace area T, and the connection area P may be sequentially disposed along the first direction. In some embodiments, a margin area M may be disposed between the display area D and the trace area T.
  • the sensing electrodes 110 and 120 may be arranged in the display area D of the touch sensor layer.
  • the sensing electrodes 110 and 120 may include the first sensing electrodes 110 and the second sensing electrodes 120.
  • the first sensing electrodes 110 may be arranged along the second direction (eg, the width direction), for example. Accordingly, a first sensing electrode row extending in the second direction may be formed by the plurality of first sensing electrodes 110. In addition, a plurality of the first sensing electrode rows may be arranged along the first direction.
  • the first sensing electrodes 110 neighboring in the second direction may be physically or electrically connected to each other by the connection unit 115.
  • the connection unit 115 may be formed integrally with the first sensing electrodes 110 at the same level.
  • the second sensing electrodes 120 may be arranged along the first direction (eg, the longitudinal direction). In some embodiments, the second sensing electrodes 120 may be physically separated from each other by island electrodes. In this case, the second sensing electrodes 120 neighboring in the first direction may be electrically connected to each other by the bridge electrode 125.
  • a second sensing electrode column extending in the first direction may be formed. Also, a plurality of the second sensing electrode columns may be arranged along the second direction.
  • the sensing electrodes 110 and 120 and / or the bridge electrode 125 may include a metal, an alloy, or a transparent conductive oxide.
  • the sensing electrodes 110 and 120 and / or the bridge electrode 125 may include silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), and palladium (Pd). , Chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni) , Zinc (Zn), tin (Sn) or alloys thereof (eg silver-palladium-copper (APC)). These may be used alone or in combination of two or more.
  • the sensing electrodes 110 and 120 and / or the bridge electrode 125 may be formed of, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZTO), or cadmium. It may also include a transparent conductive oxide such as tin oxide (CTO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • IZTO indium zinc oxide
  • CTO transparent conductive oxide
  • the sensing electrodes 110 and 120 and / or the bridge electrode 125 may include a stacked structure of a transparent conductive oxide and a metal.
  • the sensing electrodes 110 and 120 and / or the bridge electrode 125 may have a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer-transparent conductive oxide layer.
  • the signal transmission speed may be improved by lowering the resistance, and the corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the bridge electrode 125 may be formed on an insulating layer (not shown).
  • the insulating layer may at least partially cover the connection part 115 included in the first sensing electrode 110 and at least partially cover the second sensing electrodes 120 around the connection part 115.
  • the bridge electrode 125 may pass through the insulating layer and may be electrically connected to the second sensing electrodes 120 adjacent to each other with the connection portion 115 therebetween.
  • the insulating layer may include an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, or an organic insulating material such as acrylic resin or siloxane resin.
  • Traces 130 and 135 may include a first trace 130 extending from each of the first sensing electrode rows and a second trace 135 extending from each of the second sensing electrode columns.
  • the traces 130 and 135 may extend from the periphery of the display area D and may be collected into the trace area T.
  • the first traces 130 may branch from each side of the first sensing electrode row from both sides of the touch sensor layer and extend in the first direction.
  • the first traces 130 may be bent while entering the trace area T to extend in the second direction.
  • the first traces 130 may be bent in the first direction again to extend in the first direction in the connection area P.
  • the first traces 130 may be alternately distributed on both sides of the touch sensor layer. Since the first traces 130 are evenly distributed on both sides of the touch sensor layer, it is possible to uniformly distribute the stress generated during the bending application to be described later. In addition, since the first traces 130 are alternately disposed at both sides, an alignment margin between neighboring first traces 130 may be increased.
  • the second traces 135 may branch from each of the second sensing electrode rows to extend in the second direction in the trace area T. FIG. Thereafter, it may be bent again in the first direction to extend in the first direction to the connection region P.
  • the distal ends of the traces 130 and 135 may be provided in a connection portion which is collected in the connection area P and electrically connected to the flexible circuit board 160.
  • the first connection part 140 and the second connection part 145 may be defined from the first trace 130 and the second trace 135, respectively, and disposed in the connection area P.
  • Traces 130 and 135 may include a conductive material substantially the same as or similar to sensing electrodes 110 and 120.
  • the flexible circuit board 160 may be electrically connected to the connection portions 140 and 145 on the connection region P.
  • a conductive intermediate structure such as an anisotropic conductive film (ACF) may be disposed between the flexible circuit board 160 and the connections 140 and 145.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the support structure 170 may cover the connection area P and the trace area T together in the planar direction.
  • the bonding force between the flexible circuit board 160 and the touch sensor layer 100 is increased by the support structure 170 to allow the flexible circuit board 160 and / or traces in subsequent processes, such as the peeling process of the protective film 50. It is possible to prevent mechanical failure such as falling off of 130 and 135.
  • a margin area M may be further included between the display area D and the trace area T.
  • the margin area M may be an area where bending or folding of the touch sensor module starts.
  • the margin area M may be provided as a buffer area for transmitting a touch signal through the sensing electrodes 120 and 110 between the display area D and the trace area T.
  • the support structure 170 may extend to the margin area M in the planar direction. In some embodiments, the support structure 170 may entirely cover the margin area M in the planar direction. In some embodiments, the support structure 170 may partially cover the margin area M such that a gap 155 is formed, as shown in FIG. 1. In this case, the support structure 170 may partially overlap the sensing electrodes 110 and 120 in the planar direction. The optical layer 150 illustrated in FIG. 1 may entirely cover the display area D in the planar direction.
  • the filling layer 165 shown in FIGS. 2 and 3 may fill the remainder of the margin area M, for example.
  • the support structure 170 is disposed to cover a part of the sensing electrodes 110 and 120 on the margin area M, breakage or peeling of the sensing electrodes 110 and 120 when folding or bending occurs in the margin area M.
  • FIG. Mechanical defects such as can be suppressed.
  • the filling layer 165 fills the remaining portion of the margin area M, process stability of the sensing electrodes 110 and 120 may be further improved.
  • the sensing electrodes 127 and the traces 137 of the touch sensor layer may be arranged to be driven in a self capacitance method.
  • the touch sensor layer may include sensing electrodes 127 provided in independent island patterns, respectively.
  • the traces 137 may branch to each sensing electrode 127 and extend to the trace area T.
  • the distal ends of the traces 137 may be gathered in the connection area P to be electrically connected to the flexible circuit board 160.
  • the support structure 170 may cover the touch sensor layer and the flexible circuit board 160 together on the trace area T and the connection area P.
  • some of the sensing electrodes 127 may be extended to extend over the margin area M.
  • FIG. In some embodiments, the remaining portion of the margin area M may be filled by the filling layer 165 as described above.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a window stack and an image display device according to example embodiments.
  • the window stack 190 may include a window substrate 180 and a touch sensor module according to the above-described exemplary embodiments.
  • the touch sensor module may include, for example, the touch sensor layer 100 described with reference to FIGS. 4 and 5 and the optical layer 150 stacked on the display area D of the touch sensor layer 100. have.
  • the support structure 170 and the flexible circuit board 160 are omitted for convenience of description and will be described in more detail with reference to FIG. 7.
  • the window substrate 180 may include, for example, a hard coating film.
  • the light blocking pattern 185 may be formed on a periphery of one surface of the window substrate 180.
  • the light blocking pattern 185 may include, for example, a color printing pattern, and may have a single layer or a multilayer structure.
  • the bezel part or the non-display area of the image display device may be defined by the light blocking pattern 185.
  • the optical layer 150 may include various optical films or optical structures included in the image display device, and in some embodiments, may include a coated polarizer or a polarizing plate.
  • the coated polarizer may include a liquid crystal coating layer including a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye.
  • the optical layer 150 may further include an alignment layer for imparting orientation to the liquid crystal coating layer.
  • the polarizing plate may include a polyvinyl alcohol polarizer and a protective film attached to at least one surface of the polyvinyl alcohol polarizer.
  • the optical layer 150 may be directly bonded to the one surface of the window substrate 180 or may be attached through the first adhesive layer 60.
  • the touch sensor layer 100 may be included in the window stack 190 in the form of a film or panel. In one embodiment, the touch sensor layer 100 may be combined with the optical layer 150 through the second adhesive layer 70.
  • the window substrate 180, the optical layer 150, and the touch sensor layer 100 may be disposed in the order from the user's visual recognition side.
  • the sensing electrodes of the touch sensor layer 100 are disposed under the optical layer 150 including the polarizer or the polarizing plate, pattern recognition may be more effectively prevented.
  • the window substrate 180, the touch sensor layer 100, and the optical layer 150 may be arranged in order from the user's visual recognition side.
  • the image display device may include the window stack 190 described above, which is coupled to the display panel 200 and the display panel 200 and includes a touch sensor module according to example embodiments.
  • the display panel 200 may include a pixel electrode 210, a pixel defining layer 220, a display layer 230, an opposite electrode 240, and an encapsulation layer 250 disposed on the panel substrate 205. Can be.
  • the panel substrate 205 may include a flexible resin material, in which case the image display device may be provided as a flexible display.
  • a pixel circuit including a thin film transistor TFT may be formed on the panel substrate 205, and an insulating layer covering the pixel circuit may be formed.
  • the pixel electrode 210 may be electrically connected to the drain electrode of the TFT, for example.
  • the pixel defining layer 220 may be formed on the insulating layer to expose the pixel electrode 210 to define a pixel region.
  • the display layer 230 is formed on the pixel electrode 210, and the display layer 230 may include, for example, a liquid crystal layer or an organic emission layer.
  • the opposite electrode 240 may be disposed on the pixel defining layer 220 and the display layer 230.
  • the counter electrode 240 may be provided as, for example, a common electrode or a cathode of the image display device.
  • An encapsulation layer 250 for protecting the display panel 200 may be stacked on the counter electrode 240.
  • the display panel 200 and the window stack 190 may be coupled through the adhesive layer 80.
  • the thickness of the adhesive layer 80 may be greater than the thickness of each of the first and second adhesive layers 60 and 70, and the viscoelasticity at ⁇ 20 to 80 ° C. may be about 0.2 MPa or less.
  • the viscoelasticity may be about 0.01 to 0.15 MPa.
  • FIGS. 7 and 8 are schematic cross-sectional views illustrating an image display apparatus in which a touch sensor module is coupled according to example embodiments.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating a driving circuit connection through a flexible circuit board of a touch sensor module.
  • the image display device may include a display panel 200 and a main board 300, and may include a touch sensor module according to the above-described exemplary embodiments.
  • the touch sensor module may include the touch sensor layer 100 and the optical layer 150 disposed on the display area D of the touch sensor layer 100.
  • connection portions of the traces included in the connection area P may be electrically connected to the main board 300 through the flexible circuit board 160.
  • the flexible circuit board 160 may be connected to, for example, a bonding pad 350 formed on a bottom surface of the main board 300.
  • the distal end of the touch sensor module or the touch sensor layer 100 may be bent more than 180 degrees ( o ). Accordingly, the distal end may extend in the first direction again. The distal end may face an unbent portion of the touch sensor layer 100 in the third direction.
  • the support structure 170 fixes the coupling of the flexible circuit board 160 and the touch sensor layer 100, thereby suppressing breakage, separation, and the like of circuits, wires, and electrodes. can do.
  • a peeling layer 165 may be formed between the support structure 170 and the optical layer 150 to further improve mechanical stability when sudden bending is applied. .
  • a touch sensor sample (manufactured by Dongwoo Finechem) including 0.14 ⁇ m thick electrode patterns and traces including ITO attached to a 20 ⁇ m PET protective film was prepared.
  • the traces of the distal end of the touch sensor layer were connected with the FPCB, and a support structure was attached to cover the FPCB together at the distal end of the touch sensor layer.
  • a support structure a tape (Nitto Denko Co., product number: 360A) in which an acrylic adhesive layer (thickness: 25 ⁇ m) was formed as a support layer on a polyimide (PI) substrate layer (thickness: 53 ⁇ m) was used.
  • Tensile modulus of the support structure was measured to be 2120 MPa, specifically, according to the method of ASTM D638 using Shimazdu AG-X equipment
  • the adhesion to the touch sensor sample and the FPCB surface of the support structure was measured to be 3.1 N / 12 mm and 0.7 N / 0.5 mm, respectively.
  • Adhesion to the surface of the touch sensor was measured as follows. After attaching the adhesive layer on the surface of the touch sensor and bonding it with soda glass to prepare the adhesive force measuring surface, the specimen was cut to have a width of 12mm and a length of 100mm to prepare a specimen. A test sample was prepared by attaching the support structure specimen to the touch sensor surface using a roller, and then pressing it for about 20 minutes in an autoclave (50 ° C., 5 atmospheres).
  • the support structure may be peeled off at a peel angle of 180 ° and a peel rate of 300 mm / min from the touch sensor surface.
  • adhesion was measured.
  • the adhesion to the FPCB surface is prepared by attaching an adhesive layer on the bottom of the FPCB and bonding it with soda glass to prepare the FPCB surface measuring surface.Then, the specimen is cut to have a width of 0.5mm and a length of 100mm. Adhesion was measured in the same manner as in the adhesion measurement.
  • a touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the support layer was formed to have a thickness of 50 ⁇ m, and the support layer had a thickness of 15 ⁇ m to change tensile modulus and adhesion.
  • a touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the support layer material of the support structure was formed of PET and the thickness was 50 ⁇ m, and the thickness of the support layer was 20 ⁇ m, thereby changing the tensile modulus and adhesion. It was.
  • the touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the support layer material of the support structure was formed of PET and the thickness was 25 ⁇ m, and the thickness of the support layer was 40 ⁇ m to change the tensile modulus and adhesion. .
  • the touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the support layer material of the support structure was formed of PET, 50 ⁇ m thick, and the support layer was 25 ⁇ m thick to change the tensile modulus and adhesion. .
  • the touch sensor module was formed in the same manner as in Example 1, except that the support layer material of the support structure was formed to have PI and a thickness of 25 ⁇ m, and the support layer was formed of a silicon-based adhesive layer and a thickness of 25 ⁇ m to change the tensile modulus and adhesion.
  • the support layer material of the support structure was formed to have PI and a thickness of 25 ⁇ m
  • the support layer was formed of a silicon-based adhesive layer and a thickness of 25 ⁇ m to change the tensile modulus and adhesion.
  • the touch sensor module was formed in the same manner as in Example 1, except that the support layer material of the support structure was formed to have PI and a thickness of 53 ⁇ m, and the support layer was formed of a silicon adhesive layer and a thickness of 25 ⁇ m to change the tensile modulus and adhesion. was prepared.
  • the touch sensor module was formed in the same manner as in Example 1, except that the support structure was formed of PET, 53 ⁇ m in thickness, and the support layer was formed of an acrylic adhesive layer and 25 ⁇ m in thickness, thereby changing tensile modulus and adhesion. Prepared.
  • the touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the supporting structure was omitted.
  • the room temperature 500hr bending test was performed using the 1R bending evaluation jig for the touch sensor modules of the above-described embodiments and comparative examples.
  • a touch sensor sample (manufactured by Dongwoo Finechem) including 0.14 ⁇ m thick electrode patterns and traces including ITO attached to a 20 ⁇ m PET protective film was prepared.
  • the polarizing plate which attached the polyvinyl alcohol (PVA) polarizer of 20 micrometers in thickness on the 80 micrometers TAC protective film at the center part of the said touch sensor layer was bonded.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the traces of the distal end of the touch sensor layer were connected to the FPCB, and the support structure was attached to the distance between the polarizing plate and 10 ⁇ m so as to cover the FPCB together at the distal end of the touch sensor layer.
  • an acrylic tape product number: 360A manufactured by Nitto Denko was cut and used.
  • a filling layer was formed by filling a resin composition with ultraviolet light and curing the ultraviolet ray.
  • the resin composition was prepared by adding 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone as an acrylic copolymer and a photopolymerization initiator.
  • the acrylic copolymer was prepared by adding n-butyl acrylate, methacrylate, benzyl methacrylate, acrylic acid and 4-hydroxybutyl acrylate and azobisisobutylonitrile as an initiator to ethyl acetate and then reacting.
  • the viscosity of the peeling layer was measured at 25 ° C. using a PP-50 tip using Anton's rheometer MCR-300 instrument.
  • the adhesion of the peeling layer was measured as follows.
  • the sheet was coated on the PET film so that the thickness of the peeling layer was 25um, and the release film was bonded thereon to irradiate UV lamps (10mW, 1000mJ).
  • the peeled sheet was manufactured by cutting so that the width
  • the sample was prepared by pressing for 20 minutes. Then, using the autograph (AG-1S, SHIMADZU Co., Ltd.) was measured at 23 ° C, 50 RH% peeling angle 180 °, peeling strength when peeling at 300 mm / min peel.
  • Viscosity, tensile modulus, and adhesion of the peeling layer were changed as shown in Table 1 by varying the amount of UV curing, the content of the acrylic copolymer and / or the photopolymerization initiator content of the peeling layer.
  • the touch sensor module was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the filling layer was omitted.

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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서 모듈은 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층, 터치 센서층의 일단부에서 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판, 및 연성 회로 기판 및 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물을 포함한다. 지지 구조물에 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
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.
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. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층; 상기 터치 센서층의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판; 및 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물을 포함하는, 터치 센서 모듈.
2. 위 1에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 센싱 전극들이 배치되는 표시 영역, 상기 트레이스들이 배치되는 트레이스 영역 및 상기 트레이스의 말단부들이 배치되는 접속 영역을 포함하는, 터치 센서 모듈.
3. 위 2에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 접속 영역에서 상기 트레이스의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되며,
상기 지지 구조물은 평면 방향에서 상기 접속 영역 및 상기 트레이스 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
4. 위 3에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 표시 영역 및 상기 트레이스 영역 사이에 상기 센싱 전극들 중 일부 센싱 전극들이 배열된 마진 영역을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
5. 위 4에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 평면 방향에서 상기 마진 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
6. 위 5에 있어서, 상기 마진 영역은 벤딩(bending) 영역으로 제공되는, 터치 센서 모듈.
7. 위 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
8. 위 1에 있어서, 상기 지지 구조물의 인장 탄성률은 1500 내지 5000 MPa인, 터치 센서 모듈.
9. 위 8에 있어서, 상기 지지 구조물의 상기 터치 센서층에 대한 밀착력은 상기 연성 회로 기판에 대한 밀착력보다 큰, 터치 센서 모듈.
10. 위 9에 있어서, 상기 지지 구조물의 상기 터치 센서층에 대한 밀착력은 2 N/12mm 이상이며, 상기 지지 구조물의 상기 연성 회로 기판에 대한 밀착력은 0.5 N/0.5mm 이상인, 터치 센서 모듈.
11. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층; 상기 터치 센서층의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판; 상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물; 상기 터치 센서층의 중앙부 상에 배치되며, 상기 지지 구조물과 수평 방향으로 이격되어 갭을 형성하는 광학층; 및 상기 갭을 적어도 부분적으로 채우는 필링 층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
12. 위 11에 있어서, 상기 필링층은 상기 광학층 및 상기 지지 구조물보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
13. 위 11에 있어서, 상기 필링층은 상기 지지 구조물 상면을 부분적으로 덮으며, 상기 광학층 보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
14. 위 11에 있어서, 상기 필링층의 점도는 상온에서 1000 내지 5000cP인 터치 센서 모듈.
15. 위 11에 있어서, 상기 필링층의 인장 탄성률은 5 내지 3500MPa인, 터치 센서 모듈.
16. 위 11에 있어서, 상기 필링층의 상기 터치 센서층 표면에 대한 밀착력은 2 N/25mm 이상인, 터치 센서 모듈.
17. 위 11에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
18. 위 11에 있어서, 상기 필링층은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
19. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 위 1 내지 18 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
20. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 위 1 내지 18 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 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, 터치 센서 층 아래의 보호 필름 박리 시, 센싱 전극 또는 트레이스의 손상을 추가적으로 억제할 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 2는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 7 및 도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9는 굴곡 시험 평가 장비/방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센서층, 상기 터치 센서층의 표시 영역 상에 배치되는 광학 필름, 상기 터치 센서층의 주변 영역과 연결되는 상에 연성 인쇄 회로 기판 및 상기 터치 센서층 및 상기 연성 회로 기판을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물을 포함하는 터치 센서 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 터치 센서 모듈을 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, 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 연성 회로 기판(160), 및 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100)을 함께 부분적으로 덮는 지지 구조물(170)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)의 제조 공정 중, 센싱 전극, 트레이스 등의 보호를 위해 형성되며, 상기 터치 센서 모듈 형성 후 제거될 수도 있다.
터치 센서층(100)은 상기 센싱 전극, 상기 트레이스 등의 도전성 패턴들을 포함할 수 있으며, 상기 도전성 패턴들의 상호 절연을 위한 절연층을 더 포함할 수도 있다. 터치 센서층(100)의 구성 및 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조로 보다 상세히 후술한다.
연성 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board)(FPCB)(160)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 상기 연성회로 기판(160)에 포함된 회로 배선이 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)와 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 단자부 또는 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 접속 영역에 형성된 상기 패시베이션 층 부분은 제거될 수 있다.
지지 구조물(170)은 상기 접속 영역 상에 배치된 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100) 부분들 상에 형성될 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 상기 접속 영역에서 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. 또한, 지지 구조물(170)에 의해 상술한 바와 같이 보호 필름(50)을 제거할 때 연성 회로 기판(160) 및/또는 터치 센서층(100)을 홀딩하여 기계적 손상이 감소 또는 방지될 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)의 상기 접속 영역에서의 단부들과 함께 접촉하여 홀딩할 수 있다.
기재층(172)은 예를 들면, 보호 필름(50)에서 상술한 바와 같은 고분자 물질을 포함할 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 위치할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광학층(150) 및 지지 구조물(170)은 수평적으로 소정의 거리로 이격될 수 있다. 이에 따라, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에는 갭(gap)(155)이 형성될 수 있다.
갭(155)은 상기 터치 센서 모듈의 접힘 또는 벤딩을 고려한 마진(margin) 영역으로 제공될 수 있다. 또한, 지지 구조물(170)의 정렬을 위한 마진 영역으로 제공될 수 있다.
갭(155)을 통해 화상 표시 장치의 공정 용이성, 플렉시블 특성 및 센싱 전극과 같은 도전성 구조물의 보호를 적절히 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)의 상면 상에는 광학층(150)의 접합을 위한 점접착층이 더 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 보호 필름(50) 및 터치 센서층(100) 사이에 점접착층이 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 지지 구조물(170)의 인장 탄성률은 약 1500 내지 5000MPa 범위일 수 있다.
지지 구조물(170)의 인장 탄성률이 약 1500 MPa 미만인 경우, 접힘 또는 벤딩 시 지지 구조물(170)의 파단 또는 연성 회로 기판(160)의 박리가 초래될 수 있다. 지지 구조물(170)의 인장 탄성률이 약 5000MPa를 초과하는 경우, 지지 구조물(170)의 경도가 지나치게 증가하여 충분한 유연성이 확보되지 않을 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 지지 구조물(170)의 인장 탄성률은 약 1500 내지 4000MPa 범위로 조절될 수 있다.
지지 구조물(170)의 밀착력은 터치 센서층(100) 및 연성 회로 기판(160) 상에서 각각 상이할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센서층(100) 상에서 지지 구조물(170)의 밀착력이 연성 회로 기판(160) 상에서 지지 구조물(170)의 밀착력보다 클 수 있다. 이에 따라, 지지 구조물(170)이 터치 센서층(100)과 안정적으로 결합되어 연성 회로 기판(160)을 고정시킬 수 있다. 따라서, 접힘 또는 벤딩 시 연성 회로 기판(160)의 박리, 탈락을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)의 터치 센서층(100) 상에서 밀착력은 약 2 N/12mm 이상일 수 있으며, 연성 회로 기판(160) 상에서의 밀착력은 약 0.5 N/0.5mm 이상일 수 있다.
지지 구조물(170)의 지지층(174)은 터치 센서층(100)에서 센싱 전극들(110, 120)을 덮는 패시베이션 층(미도시)과 접합될 수 있다. 또한, 지지 구조물(170)은 연성 회로 기판(160)에 포함된 커버레이 층을 포함할 수 있다. 지지 구조물(170)의 지지층(174) 및 터치 센서층(100)의 상기 패시베이션 층은 실질적으로 동일한 계열의 수지 물질(예를 들면, 아크릴계 수지)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 밀착력이 보다 증가될 수 있다.
연성 회로 기판(160)의 상기 커버레이 층은 예를 들면, 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 이에 따라 유연성이 보다 향상될 수 있다.
지지 구조물(170)의 두께는 상술한 인장 탄성률, 밀착력을 만족시킬 수 있는 범위에서 조절될 수 있으며, 예를 들면 약 5 내지 100 ㎛일 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성/구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 광학층(150) 및 지지 구조물(170)은 수평적으로 소정의 거리로 이격될될 수 있다. 이에 따라, 광학층(150) 및 지지 구조물(170) 사이에는 갭(gap)(155)이 형성될 수 있다. 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, 보호 필름(50)을 빠른 속도로 박리하여 제거하는 경우에도 지지 구조물(170) 및 광학층(150)의 박리, 들뜸을 억제할 수 있다. 또한, 보호 필름(50) 박리 공정에서 상기 센싱 전극의 크랙 발생을 현저히 감소시킬 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.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성/구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 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)의 벤딩 및/또는 보호 필름(50)의 박리 공정 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 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 4를 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.
상기 터치 센서층은 표시 영역(D), 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P)을 포함할 수 있다. 표시 영역(D)은 상기 터치 센서 층의 중앙 영역을 포함하며, 상기 터치 센서 모듈이 적용되는 화상 표시 장치의 이미지가 사용자에게 구현되는 영역일 수 있다.
접속 영역(P)은 상기 터치 센서층의 상기 제1 방향으로의 일 단부에 배치되며, 연성회로기판(160)과의 전기적 접속이 구현되는 영역일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향을 따라, 표시 영역(D), 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P)이 순차적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에는 마진 영역(M)이 배치될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120)은 상기 터치 센서층의 표시 영역(D) 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) 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 4에 도시된 바와 같이, 트레이스들(130, 135)은 표시 영역(D)의 주변부로부터 연장되어 트레이스 영역(T)으로 집합될 수 있다.
예를 들면, 제1 트레이스들(130)은 상기 터치 센서층의 양 측부로부터 각 제1 센싱 전극 행으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 트레이스 영역(T)으로 진입하면서 벤딩되어 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 접속 영역(P)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 트레이스 영역(T) 내에서 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 이후, 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 접속 영역(P)으로 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
트레이스(130, 135)의 말단부들은 접속 영역(P) 내에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결되는 접속부로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(130) 및 제2 트레이스(135)로부터 각각 제1 접속부(140) 및 제2 접속부(145)가 정의되어 접속 영역(P) 영역 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 접속 영역(P) 상에서 접속부들(140, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 연성 회로 기판(160) 및 접속부들(140, 145) 사이에는 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물이 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 접속 영역(P) 및 트레이스 영역(T)을 함께 덮을 수 있다. 지지 구조물(170)에 의해 연성 회로 기판(160) 및 터치 센서층(100) 사이의 접합력이 증가되어 보호 필름(50)의 박리 공정과 같은 후속 공정 시 연성 회로 기판(160) 및/또는 트레이스들(130, 135)의 탈락과 같은 기계적 불량을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에 마진 영역(M)이 더 포함될 수 있다. 마진 영역(M)은 상기 터치 센서 모듈의 벤딩 또는 접힘이 시작되는 영역일 수 있다. 또한, 마진 영역(M)은 표시 영역(D) 및 트레이스 영역(T) 사이에서 센싱 전극(120, 110)을 통한 터치 신호 전달의 버퍼 영역으로 제공될 수 있다.
지지 구조물(170)은 평면 방향에서 마진 영역(M)까지 연장될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 마진 영역(M)을 전체적으로 덮을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 지지 구조물(170)은 도 1에 도시된 바와 같이, 갭(155)이 형성되도록 마진 영역(M)을 부분적으로 덮을 수 있다. 이 경우, 지지 구조물(170)은 평면 방향에서 센싱 전극들(110, 120)과도 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 1에 도시된 광학층(150)은 평면 방향에서 표시 영역(D)을 전체적으로 덮을 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 필링 층(165)은 예를 들면, 마진 영역(M)의 나머지 부분을 채울 수 있다.
지지 구조물(170)이 마진 영역(M) 상에서 센싱 전극들(110, 120) 일부를 덮도록 배치됨에 따라, 마진 영역(M)에서 접힘 또는 벤딩 발생시 센싱 전극들(110, 120)의 파단, 박리 등의 기계적 불량을 억제할 수 있다. 또한, 필링 층(165)이 마진 영역(M)의 나머지 부분을 채움에 따라 센싱 전극들(110, 120)의 공정 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
도 5를 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 트레이스 영역(T)으로 연장할 수 있다. 트레이스들(137)의 말단부들은 접속 영역(P)에서 집합되어 연성 회로 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 구조물(170)은 트레이스 영역(T) 및 접속 영역(P) 상에서 상기 터치 센서층 및 연성 회로 기판(160)을 함께 덮을 수 있다. 또한, 마진 영역(M) 상으로 연장하여 센싱 전극들(127) 중 일부를 덮을 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 마진 영역(M)의 나머지 부분은 상술한 바와 같이 필링 층(165)에 의해 채워질 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
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 4 및 도 5를 참조로 설명한 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 표시 영역(D) 상에 적층된 광학층(150)을 포함할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 지지 구조물(170) 및 연성 회로 기판(160)의 도시는 생략되었으며, 도 7을 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 6에 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.
일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(180), 터치 센서층(100) 및 광학층(150) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(200) 및 표시 패널(200) 상에 결합되며, 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는 상술한 윈도우 적층체(190)를 포함할 수 있다.
표시 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.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(200) 및 윈도우 적층체(190)은 점접착층(80)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층(80)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(60, 70) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 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 7 및 도 8은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다. 예를 들면, 도 7 및 도 8은 터치 센서 모듈의 연성 회로 기판을 통한 구동 회로 접속을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 표시 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 표시 영역(D) 상에 배치되는 광학층(150)을 포함할 수 있다.
도 4 또는 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 터치 센서층(100)의 마진 영역(M)으로부터 벤딩이 개시되어 상기 제1 방향을 따라 상기 제3 방향(예를 들면, 화상 표시 장치의 두께 방향)으로 절곡될 수 있다. 이에 따라, 접속 영역(P)에 포함된 트레이스들의 접속부들이 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, 접속 영역(P) 및/또는 트레이스 영역(T))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.
도 8을 참조하면, 도 2 및 도 3을 참조로 설명한 바와 같이 지지 구조물(170) 및 광학층(150) 사이에 필링 층(165)이 형성되어 급격한 벤딩 인가시 기계적 안정성이 보다 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이들 실시예는 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: 지지 구조물 형성에 따른 굴곡 이후 크랙/터치 센싱 평가
실시예 1-1
20㎛ PET 보호필름이 부착된 ITO를 포함하는 0.14㎛ 두께의 전극 패턴들 및 트레이스들을 포함하는 터치 센서 샘플(동우 화인켐 제조)을 준비하였다.
상기 터치 센서층의 말단부의 트레이스들을 FPCB와 연결 시키고, 상기 터치 센서층의 말단부에서 상기 FPCB를 함께 덮도록 지지 구조물을 부착하였다. 상기 지지 구조물로서 폴리이미드(PI) 기재층(두께: 53㎛) 상에 지지층으로서 아크릴계 점접착층(두께: 25㎛)이 형성된 테이프(닛토덴코사 제조, 제품번호: 360A)를 사용하였다.
상기 지지 구조물의 인장 탄성률은 2120 MPa 로 측정되었으며, 구체적으로 Shimazdu사의 AG-X장비를 사용하여 ASTM D638의 방법에 준하여 측정하였다
상기 지지 구조물의 터치 센서 샘플 및 FPCB 표면에 대한 밀착력은 각각 3.1N/12mm 및 0.7N/0.5mm로 측정되었다.
상기 터치센서 표면에 대한 밀착력은 다음과 같이 측정되었다. 터치센서 표면에 점착층을 부착하여 소다 글라스와 접합하여 밀착력 측정면을 준비한 후, 지지구조물의 폭이 12mm, 길이가 100mm가 되도록 재단하여 시편을 제조하고, JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 지지구조물 시편을 터치센서면에 부착 후, 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 약 20분 동안 압착 처리하여 측정 샘플을 제조하였다.
이후, 오토그라프(AG-1S, SHIMADZU사)를 이용하여 23℃, 50RH%에서 1시간 동안 상기 샘플을 방치하였을 때 지지구조물이 터치센서 표면으로부터 박리각도 180 o, 박리속도 300mm/min으로 박리될 때의 밀착력을 측정 하였다.
FPCB 표면에 대한 밀착력은 FPCB 하부에 점착층을 부착하여 소다 글라스와 접합하여 FPCB면 측정 면을 준비한 후, 지지구조물의 폭이 0.5mm, 길이가 100mm가 되도록 재단하여 시편을 제조하고, 터치센서면 밀착력 측정과 동일한 방법으로 밀착력을 측정하였다.
실시예 1-2
지지 구조물의 지지층 두께를 50㎛로 형성하고, 지지층의 두께를 15㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-3
지지 구조물의 지지층 재질을 PET, 두께를 50㎛m로 형성하고, 지지층의 두께를 20㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-4
지지 구조물의 지지층 재질을 PET, 두께를 25㎛로 형성하고, 지지층의 두께를 40㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-5
지지 구조물의 지지층 재질을 PET, 두께를 50㎛로 형성하고, 지지층의 두께를 25㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-6
지지 구조물의 지지층 재질을 PI, 두께를 25㎛로 형성하고, 지지층은 실리콘계 접착층, 두께를 25㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-7
지지 구조물의 지지층 재질을 PI, 두께를 53㎛로 형성하고, 지지층은 실리콘계 접착층, 두께를 25㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예 1-8
지지 구조물의 재질을 PET, 두께를 53㎛로 형성하고, 지지층은 아크릴계 접착층, 두께를 25㎛로 형성하여 인장 탄성률 및 밀착력을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 1
지지 구조물을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실시예들 및 비교예에서의 인장 탄성률 및 밀착력 수치들은 하기의 표 1에 기재되었다.
상술한 실시예들 및 비교예들의 터치 센서 모듈에 대해 도 9에 도시된 바와 같이 1R 굴곡 평가 지그를 사용하여 상온 500hr 굴곡 시험이 수행 되었다.
상기 굴곡 시험 이후 연성회로기판(FPCB)의 박리 및 터치 센서층에 포함된 트레이스들의 크랙 발생 여부를 관찰하였으며, 평가 결과를 하기 표 1에 함께 기재하였다.. 박리 또는 크랙이 미관찰된 경우, 하기 표 2에 "○", 부분적인 박리/크랙이 관찰된 경우 "△", FPCB 및 터치 센서층 전체적으로 박리/크랙이 전파된 경우 "×"로 기재하였다.
또한, 굴곡 시험 후, 터치 센싱 기능이 수행되는지 터치센서 기능 검사기로 구동 여부를 평가하였다. 구체적으로, 센싱 기능이 유지되는 경우 하기 표 1에 "○", 부분적인 미감지 영역이 발생하는 경우 "△", 전체적으로 센싱 구동이 실패한 경우 "×"로 기재하였다.
Figure PCTKR2019005902-appb-img-000001
실험예 2: 필링 층 형성에 따른 크랙 발생 평가
실시예 2-1
20㎛ PET 보호필름이 부착된 ITO를 포함하는 0.14㎛ 두께의 전극 패턴들 및 트레이스들을 포함하는 터치 센서 샘플(동우 화인켐 제조)을 준비하였다.
상기 터치 센서층의 중앙부에 두께 80㎛ TAC 보호필름 상에 두께 20㎛의 폴리비닐알코올(PVA) 편광자를 부착시킨 편광판을 접합하였다.
상기 터치 센서층의 말단부의 트레이스들을 FPCB와 연결 시키고, 상기 터치 센서층의 말단부에서 상기 FPCB를 함께 덮도록 지지 구조물을 상기 편광판과 이격거리가 10㎛가 되도록 부착하였다. 상기 지지 구조물로서 닛토덴코 사의 아크릴계 테이프(제품 번호: 360A)를 절단하여 사용하였다.
상기 편광판 및 상기 지지 구조물 사이의 이격 공간에는 레진 조성물을 충진 후 자외선 경화시켜 필링 층을 형성하였다. 상기 레진 조성물은 아크릴계 공중합체, 광중합개시제 로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤을 첨가하여 제조 되었다. 상기 아크릴계 공중합체는 n-부틸아크릴레이트, 메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 아크릴산 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 및 개시제로서 아조비스이소부틸로니트릴을 아세트산 에틸에 첨가한 후 반응시켜 제조되었다.
상기 필링 층의 점도, 두께, 인장 탄성률 및 밀착력을 각각 별도로 측정하였으며, 측정 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
필링 층의 점도는 Anton사의 레오미터 MCR-300장비를 사용하여 PP-50팁을 이용하여 25℃에서 측정 하였다.
필링 층의 인장 탄성률은 Shimazdu사의 AG-X장비를 사용하여 ASTM D638의 방법에 준하여 측정하였다
필링층의 밀착력은 다음과 같이 측정되었다. PET 필름위에 필링층의 두께가 25um가 되도록 도포하고 그 위에 이형필름을 접합하여 UV램프(10mW, 1000mJ)을 조사하여 시트를 제작하였다. 제작한 시트의 폭이 25mm이고, 길이가 100mm가 되도록 재단하여 필링 시트를 제조하였다. 이어서, 필링층의 다른 한 면에 부착되어있는 이형필름을 박리하고, JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 필링 시트를 터치센서 표면에 부착 후, 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 약 20분 동안 압착 처리하여 샘플을 제조하였다. 이후, 오토그라프(AG-1S, SHIMADZU사)를 이용하여 23℃, 50RH%에서 박리각도 180°, 박리속도 300mm/min으로 박리될 때의 밀착력을 측정 하였다.
실시예 2-2 내지 2-10
필링층의 자외선 경화량, 아크릴계 공중합체의 함량 및/또는 광중합개시제 함량을 변화시켜 필링층의 점도, 인장 탄성률 및 밀착력을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변화시켰다.
비교예 2
필링 층 형성을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제작하였다.
터치 센서층 크랙 발생 측정
실시예들 및 비교예의 터치 센서 모듈에 있어서, 터치 센서층의 저면에 부착된 상기 PET 보호필름을 박리시킨 후 터치 센서층에 포함된 전극 패턴 또는 트레이스의 크랙이 관찰되는지 여부를 관찰하였다.
보호 필름 박리 속도를 변경시키면서 크랙 발생을 관찰하였으며, 크랙이 발생되지 않은 경우"○", 크랙이 관찰된 경우 "×"로 기재하였다.
평가결과는 하기의 표 2에 함께 나타내었다.
Figure PCTKR2019005902-appb-img-000002
표 2를 참조하면, 필링층이 생략된 비교예의 경우 보호 필름 박리 시 터치 센서층의 전극 크랙이 발생하였다. 한편, 필링층의 점도가 지나치게 낮거나 높은 실시예 2-9 내지 2-11의 경우 박리 속도가 증가하면서 일부 전극 크랙이 관찰되었다.

Claims (20)

  1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판; 및
    상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 센싱 전극들이 배치되는 표시 영역, 상기 트레이스들이 배치되는 트레이스 영역 및 상기 트레이스의 말단부들이 배치되는 접속 영역을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 접속 영역에서 상기 트레이스의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되며,
    상기 지지 구조물은 평면 방향에서 상기 접속 영역 및 상기 트레이스 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 터치 센서층은 상기 표시 영역 및 상기 트레이스 영역 사이에 상기 센싱 전극들 중 일부 센싱 전극들이 배열된 마진 영역을 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 평면 방향에서 상기 마진 영역을 덮는, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 마진 영역은 벤딩(bending) 영역으로 제공되는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 지지 구조물은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성되며 점접착성 물질을 포함하는 지지층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 지지 구조물의 인장 탄성률은 1500 내지 5000 MPa인, 터치 센서 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 지지 구조물의 상기 터치 센서층에 대한 밀착력은 상기 연성 회로 기판에 대한 밀착력보다 큰, 터치 센서 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 지지 구조물의 상기 터치 센서층에 대한 밀착력은 2 N/12mm 이상이며, 상기 지지 구조물의 상기 연성 회로 기판에 대한 밀착력은 0.5 N/0.5mm 이상인, 터치 센서 모듈.
  11. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층의 일단부에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 연성 회로 기판;
    상기 연성 회로 기판 및 상기 터치 센서층을 공통적으로, 부분적으로 덮는 지지 구조물;
    상기 터치 센서층의 중앙부 상에 배치되며, 상기 지지 구조물과 수평 방향으로 이격되어 갭을 형성하는 광학층; 및
    상기 갭을 적어도 부분적으로 채우는 필링 층을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층은 상기 광학층 및 상기 지지 구조물보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층은 상기 지지 구조물 상면을 부분적으로 덮으며, 상기 광학층 보다 낮은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층의 점도는 상온에서 1000 내지 5000cP인 터치 센서 모듈.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층의 인장 탄성률은 5 내지 3500MPa인, 터치 센서 모듈.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층의 상기 터치 센서층 표면에 대한 밀착력은 2 N/25mm 이상인, 터치 센서 모듈.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 필링층은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  19. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
  20. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
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