WO2021162380A1 - 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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WO2021162380A1
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김병인
맹창준
허윤호
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동우화인켐 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an antenna insertion electrode structure and an image display device including the same. More particularly, it relates to an antenna insertion electrode structure including an antenna pattern and a sensing electrode, and an image display device including the same.
  • the image display device is combined with a communication device such as a smart phone.
  • a communication device such as a smart phone.
  • an antenna for realizing high-frequency or ultra-high frequency communication in the range of 3G to 5G or higher may be mounted on the image display device.
  • a design design for inserting a plurality of electrodes in a limited space is required.
  • the touch sensing electrodes and the radiation electrode of the antenna are formed together, it is not easy to form the radiation electrode in a desired shape for securing predetermined radiation characteristics.
  • the touch sensing electrodes overlap the pixel structure of the image display device, the image quality of the image display device may be deteriorated due to an optical phenomenon such as a moiré phenomenon.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2014-0092366 a touch screen panel in which a touch sensor is coupled to various image display devices has recently been developed.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2013-0095451 discloses an antenna integrated into a display panel.
  • One object of the present invention is to provide an antenna insertion electrode structure having improved radiation characteristics and space efficiency.
  • An object of the present invention is to provide an image display device including an antenna insertion electrode structure having improved radiation characteristics and space efficiency.
  • a base layer including a touch sensing region and a touch sensing-antenna region; sensing electrodes disposed on the touch sensing region and the touch sensing-antenna region of the base layer; and an antenna pattern including a radiation pattern disposed on the touch sensing-antenna region of the base layer,
  • the sensing electrodes and the radiation pattern include a hybrid mesh structure, wherein the hybrid mesh structure has a different shape and arrangement and includes a first mesh structure and a second mesh structure integrally coupled to each other, the antenna insertion electrode structure .
  • the first mesh structure includes first electrode lines and second electrode lines crossing each other, the antenna insertion electrode structure.
  • the third electrode lines and the fourth electrode lines extend in different directions from the first electrode lines and the second electrode lines and intersect the first electrode lines and the second electrode lines; Antenna insertion electrode structure.
  • the fifth electrode lines and the sixth electrode lines extend in different directions from the third electrode lines and the fourth electrode lines, the antenna insertion electrode structure.
  • sensing electrodes include first sensing electrodes arranged along a column direction and second sensing electrodes arranged along a row direction.
  • connecting portions are formed from the hybrid mesh structure and integrally connect the first sensing electrodes along the column direction, and the second sensing electrodes are electrically connected to each other along the second direction Antenna insertion electrode structure, further comprising bridge electrodes.
  • An image display device comprising the antenna insertion electrode structure according to the above-described embodiments.
  • the radiation pattern of the antenna pattern may be formed on the same layer or on the same level between the sensing electrodes of the touch sensor. Accordingly, the touch sensor and the antenna pattern can be packaged or modularized together without adding a separate space for accommodating the antenna pattern.
  • the sensing electrodes and the radiation pattern share a mesh structure
  • the mesh structure may have a hybrid structure of a first mesh structure and a second mesh structure having different shapes.
  • the first mesh structure may include unit cells corresponding to the array of sensing electrodes of the touch sensor, and the second mesh structure may include extension lines of the edge of the radiation electrode.
  • the radiation pattern may have a substantially seamless edge. Accordingly, the characteristics of a radiation pattern having a desired frequency and directivity can be implemented with high reliability.
  • FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a sensing electrode structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic plan cross-sectional view for explaining a first mesh structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • FIG. 4 is a partially enlarged plan view for explaining a second mesh structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • FIG. 5 is a partially enlarged plan view for explaining a mesh structure in which first and second mesh structures of an antenna insertion electrode structure are mixed according to exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic plan view for explaining an electrode arrangement of an antenna insertion electrode structure according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of an image display apparatus according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna insertion electrode structure in which an antenna pattern and a sensing electrode are arranged together in the same plane.
  • an image display device including the antenna insertion electrode structure.
  • first direction used in the present application do not designate an absolute specific direction but are mutually exclusive. Used in a relative sense to distinguish different directions.
  • FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a sensing electrode structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments. Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I' of FIG. 1 in the thickness direction.
  • each electrode is shown in a solid pattern in order to explain the arrangement structure of the electrodes of the antenna insertion electrode structure.
  • each electrode may be formed from a mesh structure.
  • the antenna insertion electrode structure may include a base layer 100 , and sensing electrodes 110 and 130 and an antenna pattern 170 arranged on the base layer 100 . .
  • the base layer 100 or the antenna insertion electrode structure may include a touch sensing region TR and a touch sensing-antenna region TAR.
  • the touch sensing region TR includes a central portion of the base layer 100 and may be provided as an active region of a touch sensor in which a user's touch input is sensed.
  • the touch sensing-antenna area may be, for example, an area in which the antenna pattern 170 for realizing high-frequency or ultra-high frequency communication (eg, 3G, 4G, 5G communication or more) is mounted. According to examples, some of the sensing electrodes 110 and 130 of the touch sensor may be distributed together with the antenna pattern 170 in the touch sensing-antenna area TAR.
  • the touch sensing-antenna area TAR may be allocated to one end and/or one side of the base layer 100 to be adjacent to the touch sensing area TR.
  • the first sensing electrodes 110 and the second sensing electrodes 130 may be arranged on the touch sensing region TR and the touch sensing-antenna region TAR of the base layer 100 . According to example embodiments, touch sensing may be implemented through mutual capacitance between the first and second sensing electrodes 110 and 130 .
  • the substrate layer 100 is used to encompass a support layer or a film-type substrate for forming the sensing electrodes 110 and 130 and the antenna pattern 170 .
  • the base layer 100 may be a film material commonly used in a touch sensor without any particular limitation, and may include, for example, glass, a polymer, and/or an inorganic insulating material.
  • polymer examples include cyclic olefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), poly Allylate (polyallylate), polyimide (PI), cellulose acetate propionate (CAP), polyethersulfone (PES), cellulose triacetate (TAC), polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymer (COC), poly Methyl methacrylate (PMMA), etc. are mentioned.
  • the inorganic insulating material examples include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and metal oxide.
  • a layer or a film member of the image display device into which the touch sensor-antenna structure is inserted may be provided as the base layer 100 .
  • an encapsulation layer or a passivation layer included in the display panel may be provided as the base layer 100 .
  • the base layer 100 may serve as a dielectric layer of the antenna pattern 170 .
  • the dielectric constant of the base layer 100 may be adjusted in the range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency is excessively reduced, so that driving in a desired high frequency band may not be realized.
  • the first sensing electrodes 110 may be arranged along a column direction (eg, a Y-direction or a longitudinal direction).
  • the first sensing electrodes 110 adjacent in the column direction may be connected to each other by a connection part 115 .
  • the first sensing electrodes 110 and the connection part 115 may be integrally connected to each other and may be provided as a substantially single member.
  • the first sensing electrodes 110 and the connection part 115 are patterned together from the same conductive layer (eg, a mesh structure), and may be positioned on the same layer or on the same level.
  • a first sensing electrode column extending in the column direction may be defined, and a plurality of first sensing electrode columns may be arranged in a row direction.
  • the second sensing electrodes 130 may be arranged along the row direction (eg, the X-direction or the width direction). Each of the second sensing electrodes 130 may have an independent island pattern shape, and the second sensing electrodes 130 adjacent in the row direction may be electrically connected to each other by a bridge electrode 135 . .
  • a second sensing electrode row extending in the row direction may be defined, and a plurality of second sensing electrode rows may be arranged along the column direction.
  • the second sensing electrode row includes the bridge electrode 135 and the first sensing electrode column includes the connection part 115 , but the present invention is not limited thereto.
  • a first sensing electrode column may be defined through a bridge electrode, and a second sensing electrode row may be defined through a connection unit.
  • the sensing electrodes 110 and 130 and/or the bridge electrode 135 may include silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), and chromium (Cr). ), titanium (Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn) ), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), etc. or an alloy containing at least one of them (for example, silver-palladium-copper (APC) or copper-calcium (CuCa)) may include These may be used alone or in combination of two or more.
  • APC silver-palladium-copper
  • CuCa copper-calcium
  • the sensing electrodes 110 and 130 and/or the bridge electrode 135 are, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc tin oxide (IZTO), and cadmium.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • CTO transparent conductive oxide
  • CTO tin oxide
  • the sensing electrodes 110 and 130 and the bridge electrode 135 may include a stacked structure of a transparent conductive oxide and a metal.
  • the sensing electrodes 110 and 130 and/or the bridge electrode 135 may have a two-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer or a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer-transparent conductive oxide layer. have.
  • the signal transmission speed may be improved by lowering the resistance, and corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the insulating layer 140 at least partially covering the sensing electrodes 110 and 130 and the connection part 115 may be formed on the base layer 100 .
  • the bridge electrode 135 may be disposed on the insulating layer 140 to electrically connect the adjacent second sensing electrodes 130 to each other through, for example, a contact hole 145 formed in the insulating layer 140 . have.
  • a passivation layer 150 for protecting the touch sensor may be formed on the insulating layer 140 and the bridge electrode 135 .
  • the insulating layer 140 and the passivation layer 150 may include an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, and/or an organic insulating material such as an acrylic resin or a siloxane-based resin.
  • the sensing electrodes 110 and 130 and the bridge electrode 135 may be arranged in a bottom-bridge structure.
  • the bridge electrode 135 may be disposed under the sensing electrodes 110 and 130 .
  • the bridge electrode 135 may include a low-resistance metal, and by disposing the bridge electrode 135 away from the viewing surface (eg, the upper surface of the passivation layer 150 ), the electrode by light reflection Visibility and channel resistance can be reduced together.
  • the sensing electrodes 110 and 130 and the antenna pattern 170 may be arranged together on the touch sensing-antenna region TAR of the base layer 100 . According to example embodiments, the sensing electrodes 110 and 130 and the antenna pattern 170 may be located together on the same layer or on the same level.
  • the antenna pattern 170 may include a radiation pattern 160 , a transmission line 162 , and a signal pad 165 .
  • the edge of the radiation pattern 160 may have, for example, a polygonal shape such as a diamond shape or a diamond shape.
  • the transmission line 162 may extend from one end of the radiation pattern 160 .
  • the signal pad 165 may be electrically connected to an end of the transmission line 162 .
  • the antenna pattern 170 may include a conductive material substantially the same as or similar to that of the sensing electrodes 110 and 130 .
  • the antenna pattern 170 may include the above-described metal or alloy, or a transparent conductive oxide, and may have a multilayer structure of a metal layer and a transparent conductive oxide layer.
  • the radiation pattern 160 and the transmission line 162 may be formed from a mesh structure including a plurality of electrode lines crossing each other therein.
  • the radiation pattern 160 and the transmission line 162 may be formed of a substantially single member formed from the mesh structure.
  • the signal pad 165 may be formed, for example, in a solid pattern including the above-described metal or alloy to reduce power supply resistance.
  • a ground pad (not shown) may be further disposed around each signal pad 165 .
  • the signal pad 165 may be electrically connected to the antenna driving IC chip through a conductive intermediary structure such as, for example, a flexible printed circuit board (FPCB) and an anisotropic conductive film (ACF).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • ACF anisotropic conductive film
  • the radiation pattern 160 may have a shape inserted between the sensing electrodes 110 and 130 in the touch sensing-antenna area TAR. Accordingly, the sensing electrodes 110 and 130 adjacent to the radiation pattern 160 are cut from the shape of the sensing electrodes 110 and 130 in the touch sensing region TR by the radiation pattern 160 to partially remove them. may have a given shape.
  • the antenna pattern 160 of the antenna pattern 170 can be implemented together from one electrode layer.
  • FIGS. 3 to 5 are partial enlarged plan views for explaining the sensing electrodes and the mesh structure included in the radiation pattern.
  • FIGS. 3 to 5 are partially enlarged plan views for explaining a sensing electrode and a radiation pattern region in the touch sensing-antenna region TAR shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a first mesh structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • 4 is a partially enlarged plan view for explaining a second mesh structure of an antenna insertion electrode structure according to exemplary embodiments.
  • FIGS. 3 and 4 show the first mesh structure and the second mesh structure separately from the integrated hybrid mesh structure.
  • 5 is a partially enlarged plan view for explaining a mesh structure in which first and second mesh structures of an antenna insertion electrode structure are mixed according to exemplary embodiments.
  • the first mesh structure 50 may include first electrode lines 52 and second electrode lines 54 that cross each other.
  • the first electrode lines 52 may extend in a first direction.
  • the second electrode lines 54 may extend in the second direction.
  • the first direction is parallel to the upper surface of the base layer 100 and may be inclined at a predetermined angle with respect to the column direction.
  • the second direction may be parallel to the upper surface of the base layer 100 and inclined at a predetermined angle with respect to the row direction.
  • the first mesh structure 50 may have a structure in which the first unit cells 56 are aggregated.
  • the first unit cell 56 may have a rhombus or diamond shape.
  • the first sensing electrodes 110 and the second sensing electrodes 130 described with reference to FIG. 1 may form a mesh structure along a predetermined sensing electrode area allocated to the first mesh structure 50 . As indicated by dotted rhombuses in FIG. 3 , a first sensing electrode region 112 and a second sensing electrode region 132 may be allocated to the first mesh structure 50 .
  • the first sensing electrode 110 and the second sensing electrode 130 may have a polygonal shape such as a rhombus or diamond. Accordingly, the first sensing electrode region 112 and the second sensing electrode region 132 may also have substantially the same shape as the first sensing electrode 110 and the second sensing electrode 130 .
  • first sensing electrode 110 and the second sensing electrode 130 each include a first sensing electrode region 112 and a second sensing electrode region ( 132) can be set.
  • the second mesh structure 60 may include third electrode lines 62 and fourth electrode lines 64 crossing each other.
  • the third electrode lines 62 may extend in a third direction.
  • the fourth electrode lines 64 may extend in a fourth direction.
  • the third direction is parallel to the upper surface of the base layer 100 and may be inclined at a predetermined angle with respect to the column direction.
  • the fourth direction may be parallel to the upper surface of the base layer 100 and inclined at a predetermined angle with respect to the row direction.
  • the third direction may be different from the first direction.
  • the fourth direction may be different from the second direction. Accordingly, the third and fourth electrode lines 62 and 64 included in the second mesh structure 60 may extend in different directions from the first and second electrode lines 52 and 54 .
  • the second mesh structure 60 may have a structure in which the second unit cells 66 are aggregated.
  • the second unit cell 66 may have, for example, a polygonal shape such as a rhombus or a diamond shape.
  • the radiation pattern 160 described with reference to FIG. 1 may be formed by etching the mesh structure along the radiation pattern area allocated to the second mesh structure 60 . As indicated by a dotted rhombus in FIG. 4 , a radiation pattern area 161 may be allocated to the second mesh structure 60 .
  • the second mesh structure 60 may be formed by extending an electrode line from each side of the radiation pattern 160 . Accordingly, each of the third and fourth electrode lines 62 and 64 may be an extension line from each side of the radiation pattern 160 .
  • some of the second unit cells 66 included in the second mesh structure 60 may substantially form an edge of the radiation pattern 160 .
  • the mesh structure 70 may have a structure in which the first mesh structure 50 and the second mesh structure 60 described with reference to FIGS. 3 and 4 , respectively, are mixed into one conductive layer. . Accordingly, the mesh structure 70 may have a structure in which the first to fourth electrode lines 52 , 54 , 62 , and 64 cross together.
  • the radiation pattern 160 may be formed by etching the mesh structure 70 along the radiation pattern area 161 shown in FIG. 4 .
  • the edge of the radiation pattern 160 may be substantially defined by one second unit cell 66 included in the second mesh structure 60 . Accordingly, the edge of the radiation pattern 160 may have a substantially seamless continuous straight shape without, for example, a tip or a protrusion generated as the electrode line portion between the vertices of the unit cell is cut. .
  • the sensing electrodes 110 and 130 have a mesh structure 70 such that a portion of the mesh structure 70 corresponding to the radiation pattern 160 is not etched or cut along the sensing electrode regions 112 and 132 described with reference to FIG. 3 . ) can be formed by etching.
  • a portion of the mesh structure 70 corresponding to the transmission line 162 is patterned together while etching the radiation pattern region 161 to be connected to the radiation pattern 160 .
  • a portion of the mesh structure 70 corresponding to the connection part 115 may be patterned together to be connected to the first sensing electrode 110 .
  • the sensing electrodes 110 and 130 and the radiation pattern 160 may be formed by etching one mesh structure 70 . Accordingly, it is possible to provide a thin electrode structure in which touch sensing and antenna radiation are implemented together without a separate process for inserting the antenna pattern 170 or insertion of a separate layer.
  • the mesh structure 70 has a structure in which the first and second mesh structures 50 and 60 are mixed, randomness may be increased. Accordingly, regular overlap with the pixel structure of the display panel to which the antenna insertion electrode structure is applied is reduced, and thus the moiré phenomenon may also be reduced or eliminated.
  • FIG. 6 is a schematic plan view for explaining an electrode arrangement of an antenna insertion electrode structure according to some exemplary embodiments. For convenience of description, illustration of the sensing electrodes 110 and 130 or the first mesh structure is omitted in FIG. 6 .
  • the base layer 100 may include a touch sensing region TR and a touch sensing-antenna region TAR.
  • the touch sensing-antenna area TAR may be allocated around the touch sensing area TR.
  • the touch sensing-antenna area TAR may be allocated to at least one of both side areas, an upper area, and a lower area of the base layer 100 in the planar direction. have.
  • the lower region and one side region of the base layer 100 may be allocated as the touch sensing-antenna region TAR, and the antenna pattern 170 may be inserted therein.
  • the first radiation patterns 160a may be included in the lower region
  • the second radiation patterns 160b may be included in the one side region.
  • the first radiation pattern 160a and the second radiation pattern 160b may have different sizes.
  • the third and fourth electrode lines 62 and 64 may extend from the edge of the first radiation pattern 160a to define a second mesh structure.
  • the fifth and sixth electrode lines 82 and 84 may extend from the edge of the second radiation pattern 160b to define a third mesh structure.
  • the mesh structure for forming the sensing electrodes 110 and 130 and the radiation patterns 160a and 160b may have a hybrid structure of the first to third mesh structures.
  • radiation patterns of different sizes may be inserted by adding the mesh structure. Accordingly, it is possible to implement an antenna insertion electrode structure capable of radiating at a plurality of resonant frequencies.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of an image display apparatus according to example embodiments.
  • Fig. 7 shows an external shape including a window of the image display device.
  • the image display apparatus 200 may include a display area 210 and a peripheral area 220 .
  • the peripheral area 220 may be disposed on both sides and/or both ends of the display area 210 .
  • the peripheral region 220 may correspond to, for example, a light blocking part or a bezel part of the image display device.
  • the above-described antenna insertion electrode structure is disposed over the display area 210 and the peripheral area 220 of the image display apparatus 200, and the first and second sensing electrodes 110 and 130 of the touch sensing area TR. may be arranged in the display area 210 .
  • the touch sensing-antenna area TAR may be positioned over the display area 210 and the peripheral area 220 .
  • the radiation pattern 160 of the antenna pattern 170 and the sensing electrodes 110 and 130 around the radiation pattern 160 may also be at least partially arranged in the display area 210 . As described above, it is possible to prevent the radiation patterns 160 and the sensing electrodes 110 and 130 from being recognized by the user by using the mesh structure.
  • the visibility of the radiation pattern 160 can be further reduced, and the moiré phenomenon with the pixel structure of the display panel can be effectively suppressed.
  • the signal pad 165 of the antenna pattern 170 shown in FIG. 1 may be disposed in the peripheral area 220 .
  • a touch sensor driving IC chip and an antenna driving IC chip are disposed in the peripheral region 220 , respectively, electrically with traces connected to the sensing electrodes 110 and 130 and the signal pad 165 of the antenna pattern 170 . can be connected

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Abstract

안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층, 기재층의 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들, 및 기재층의 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되고 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함한다. 센싱 전극들 및 방사 패턴은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함한다.

Description

안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
본 발명은 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 패턴 및 센싱 전극을 포함하는 안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 표시 장치와 함께 터치 센서가 결합되어 화상 표시 장치 에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력가능한 전자 기기들이 예를 들면, 스마트 폰, 태블릿 PC 형태 등과 같은 다양한 형태로 개발되고 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치가 스마트 폰과 같은 통신 기기와 결합되고 있다. 예를 들면, 3G 내지 5G 범위 또는 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 통신 구현을 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 실장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 터치 센서 및 안테나가 하나의 화상 표시 장치 내에 적용되는 경우, 제한된 공간 내에 다수의 전극들을 삽입하기 위한 디자인 설계가 필요하다. 예를 들면, 터치 센싱 전극들과 안테나의 방사 전극을 함께 형성하는 경우, 소정의 방사 특성을 확보하기 위한 원하는 형상대로 방사 전극을 형성하는 것이 용이하지 않다.
또한, 상기 터치 센싱 전극들이 화상 표시 장치의 화소 구조와 중첩됨에 따라 모아레 현상과 같은 광학적 현상에 의해 화상 표시 장치의 이미지 품질이 저하될 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있다. 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층; 상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들; 및 상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함하고,
상기 센싱 전극들 및 상기 방사 패턴은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제1 전극 라인들 및 제2 전극 라인들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
3. 위 2에 있어서, 상기 제2 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제3 전극 라인들 및 제4 전극 라인들을 포함하며,
상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하며, 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 교차하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
4. 위 3에 있어서, 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 방사 패턴의 테두리로부터 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
5. 위 4에 있어서, 상기 방사 패턴의 테두리는 서로 교차하는 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들에 의해 정의되는 단위 셀들 중 하나의 단위 셀에 의해 정의되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
6. 위 5에 있어서, 상기 방사 패턴의 테두리는 상기 제3 전극 라인 및 상기 제4 전극 라인의 연장 방향을 따라 연장하는 직선 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
7. 위 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 방사 패턴 및 제2 방사 패턴을 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 제3 메쉬 구조체를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 제3 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제5 전극 라인들 및 제6 전극 라인들을 포함하며,
상기 제5 전극 라인들 및 상기 제6 전극 라인들은 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
9. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 방사 패턴과 일체로 연결된 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단부와 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
10. 위 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
11. 위1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 열 방향을 따라 배열된 제1 센싱 전극들 및 행 방향을 따라 배열된 제2 센싱 전극들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
12. 위 11에 있어서, 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 제1 센싱 전극들을 상기 열 방향을 따라 일체로 연결시키는 연결부들, 및 상기 제2 센싱 전극들을 상기 제2 방향을 따라 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극들을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
13. 위 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱-안테나 영역 내에 배열되며 상기 방사 패턴과 인접한 센싱 전극들과 다른 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
14. 위 13에 있어서, 상기 방사 패턴과 인접한 센싱 전극들은 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들의 형상이 상기 방사 패턴의 경계에 의해 절단되거나 부분적으로 제거된 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
15. 상술한 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 삽입 전극 구조체에 있어서, 안테나 패턴의 방사 패턴을 터치 센서의 센싱 전극들 사이에 동일 층 혹은 동일 레벨에 형성할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴을 수용하기 위한 별도 공간 추가 없이 터치 센서와 안테나 패턴을 함께 패키지화 또는 모듈화할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들 및 방사 패턴은 메쉬 구조체를 공유하며, 상기 메쉬 구조체는 서로 다른 형상의 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체의 혼성 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 메쉬 구조체는 터치 센서의 센싱 전극 배열에 대응되는 단위 셀들을 포함하며, 상기 제2 메쉬 구조체는 방사 전극의 테두리의 연장선들을 포함할 수 있다.
방사 패턴의 테두리에 대응되도록 형성된 상기 제2 메쉬 구조체를 상기 제1 메쉬 구조체와 함께 혼성시킴에 따라, 방사 패턴은 실질적으로 심리스(seamless) 테두리를 가질 수 있다. 따라서, 원하는 주파수, 지향성을 갖는 방사 패턴의 특성을 고신뢰성으로 구현할 수 있다.
또한, 상이한 2종의 메쉬 구조체가 혼성됨에 따라, 전체 메쉬 구조체의 불규칙성이 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 삽입 전극 구조체 및 디스플레이 패널의 화소들 사이의 중첩에 따른 모아레 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 센싱 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 메쉬 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제2 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 패턴 및 센싱 전극이 동일 평면 내에 함께 배열된 안테나 삽입 전극 구조체를 제공한다. 또한, 상기 안테나 삽입 전극 구조체를 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.
본 출원에 사용된 용어 "제1 방향", "제2 방향", "제3 방향", "제4 방향", "열 방향", "행 방향" 등은 절대적인 특정 방향을 지정하는 것이 아니라 서로 다른 방향들을 구별하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 센싱 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2는 안테나 삽입 전극 구조체의 전극들의 배열 구조를 설명하기 위해 각 전극들은 속이 찬(solid) 패턴으로 도시하고 있다. 그러나, 도 3 내지 도 5를 참조로 후술하는 바와 같이, 각 전극들은 메쉬 구조체로부터 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 삽입 전극 구조체는 기재층(100), 및 기재층(100) 상에 배열된 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)을 포함할 수 있다.
기재층(100) 또는 상기 안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR)을 포함할 수 있다.
터치 센싱 영역(TR)은 기재층(100)의 중앙부를 포함하며, 사용자의 터치 입력이 센싱되는 실질적인 터치 센서의 활성 영역으로 제공될 수 있다.
터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 예를 들면, 고주파 또는 초고주파 통신 구현(예를 들면, 3G, 4G, 5G 통신 또는 그 이상을 위한 안테나 패턴(170)이 실장되는 영역일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 내에는 안테나 패턴(170)과 함께 터치 센서의 센싱 전극들(110, 130) 일부가 함께 분포할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 기재층(100)의 일 단부 및/또는 일 측부에 터치 센싱 영역(TR)과 인접하도록 할당될 수 있다.
기재층(100)의 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 상에는 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)이 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 센싱 전극들(110, 130) 사이의 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)을 통해 터치 센싱이 구현될 수 있다.
기재층(100)은 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170) 형성을 위한 지지층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 기재층(100)은 터치 센서에 통상적으로 사용되는 필름 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 글래스, 고분자 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자의 예로서, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있다. 상기 무기 절연 물질의 예로서, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 금속 산화물 등을 들 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 터치 센서-안테나 구조체가 삽입되는 화상 표시 장치의 층 또는 필름 부재가 기재층(100)으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함되는 인캡슐레이션 층 또는 패시베이션 층 등이 기재층(100)으로 제공될 수도 있다.
기재층(100)은 안테나 패턴(170)의 유전층으로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 기재층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
제1 센싱 전극들(110)은 열 방향(예를 들면, Y-방향 또는 길이 방향)을 따라 배열될 수 있다. 상기 열 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 연결부(115)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 센싱 전극들(110) 및 연결부(115)는 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 센싱 전극들(110) 및 연결부(115)는 동일한 도전막(예를 들면, 메쉬 구조체)으로부터 함께 패터닝되어 형성되며, 동일 층 혹은 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 열 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 열이 정의되며, 복수의 상기 제1 센싱 전극 열들이 행 방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 센싱 전극들(130)은 상기 행 방향(예를 들면, X-방향 또는 너비 방향)을 따라 배열될 수 있다. 제2 센싱 전극들(130)은 각각 독립된 섬(island) 패턴 형태를 가질 수 있으며, 상기 행 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)은 브릿지 전극(135)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 행 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 제2 센싱 전극 행들이 상기 열 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 1에서는 제2 센싱 전극 행이 브릿지 전극(135)을 포함하고, 제1 센싱 전극 열이 연결부(115)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 센싱 전극 열이 브릿지 전극을 통해 정의되고, 제2 센싱 전극 행이 연결부를 통해 정의될 수도 있다.
센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(135)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), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 칼슘(Ca) 등과 같은 금속 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 또는 구리-칼슘(CuCa)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(135)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, 130) 및 브릿지 전극(135)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 130) 및/또는 브릿지 전극(135)은 투명 도전성 산화물층-금속층의 2층 구조 또는 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.
도 2에 도시된 바와 같이, 기재층(100) 상에 센싱 전극들(110, 130) 및 연결부(115)를 적어도 부분적으로 덮는 절연층(140)이 형성될 수 있다. 브릿지 전극(135)은 절연층(140) 상에 배치되어, 예를 들면 절연층(140) 내에 형성된 콘택 홀(145)을 통해 이웃하는 제2 센싱 전극들(130)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
절연층(140) 및 브릿지 전극(135) 상에는 상기 터치 센서 보호를 위한 패시베이션 층(150)이 형성될 수도 있다.
절연층(140) 및 패시베이션 층(150)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 및/또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 130) 및 브릿지 전극(135)은 바텀-브릿지(Bottom Bridge) 구조로 배열될 수도 있다. 이 경우, 브릿지 전극(135)이 센싱 전극들(110, 130)의 아래에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 브릿지 전극(135)은 저저항 금속을 포함할 수 있으며, 브릿지 전극(135)을 시인면(예를 들면, 패시베이션 층(150)의 상면)으로부터 멀리 배치함으로써, 광반사에 의한 전극 시인 및 채널 저항을 함께 감소시킬 수 있다.
기재층(100)의 터치 센싱-안테나 영역(TAR) 상에는 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)이 함께 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 130) 및 안테나 패턴(170)은 동일 층 또는 동일 레벨에 함께 위치할 수 있다.
안테나 패턴(170)은 방사 패턴(160), 전송 선로(162) 및 신호 패드(165)를 포함할 수 있다. 방사 패턴(160)의 테두리는 예를 들면, 마름모 형상 또는 다이아몬드 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(162)는 방사 패턴(160)의 일단으로부터 연장될 수 있다. 신호 패드(165)는 전송 선로(162)의 말단과 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 패턴(170)은 센싱 전극들(110, 130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(170)은 상술한, 금속 또는 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 금속층 및 투명 도전성 산화물 층의 복층 구조를 가질 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조로 후술하는 바와 같이, 방사 패턴(160) 및 전송 선로(162)는 내부에 서로 교차하는 복수의 전극 라인들을 포함하는 메쉬 구조체로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 패턴(160) 및 전송 선로(162)는 상기 메쉬 구조체로부터 형성된 실질적인 단일 부재로 형성될 수 있다.
신호 패드(165)는 예를 들면, 급전 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 패턴으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 각 신호 패드(165) 주변에는 그라운드 패드(미도시)가 더 배치될 수 있다. 신호 패드(165)는 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB) 및 이방성 도전 필름(ACF)와 같은 도전성 중개 구조물을 통해 안테나 구동 IC 칩과 전기적으로 연결될 수 있다.
방사 패턴(160)은 터치 센싱-안테나 영역(TAR)에서 센싱 전극들(110, 130) 사이로 삽입된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 방사 패턴(160)과 인접한 센싱 전극들(110, 130)은 터치 센싱 영역(TR)에서의 센싱 전극들(110, 130)의 형상으로부터 방사 패턴(160)에 의해 절단되어 일부가 제거된 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 패턴(170)의 방사 패턴(160)을 센싱 전극들(110, 130)과 동일 평면 또는 동일 층에 배치시키고, 센싱 전극들(110, 130) 사이에 삽입시킴으로써, 안테나 패턴(170)을 터치 센서와 일체화시켜 터치 센싱 및 안테나 방사를 하나의 전극층으로부터 함께 구현할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 센싱 전극들 및 방사 패턴에 포함된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도들이다. 예를 들면, 도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 터치 센싱-안테나 영역(TAR)에서의 센싱 전극 및 방사 패턴의 영역을 설명하기 위한 부분 확대 평면도들이다.
구체적으로, 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 메쉬 구조체를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제2 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
설명의 편의를 위해 도 3 및 도 4는 일체화된 혼성 메쉬 구조체로부터 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 별도로 분리하여 도시하고 있다. 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 제1 및 제2 메쉬 구조체들이 혼성된 메쉬 구조체를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 메쉬 구조체(50)는 서로 교차하는 제1 전극 라인들(52) 및 제2 전극 라인들(54)을 포함할 수 있다. 제1 전극 라인들(52)은 제1 방향으로 연장할 수 있다. 제2 전극 라인들(54)은 제2 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제1 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하며 상기 열 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다. 상기 제2 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하여 상기 행 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극 라인들(52, 54)이 서로 교차함에 따라, 제1 메쉬 구조체(50)는 제1 단위 셀들(56)이 집합된 구조를 가질 수 있다. 제1 단위 셀(56)은 마름모 혹은 다이아몬드 형상을 가질 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(130)은 제1 메쉬 구조체(50)에 대해 할당된 소정의 센싱 전극 영역을 따라 메쉬 구조체를 형성될 수 있다. 도 3에서 점선 마름모들로 각각 표시된 바와 같이, 제1 메쉬 구조체(50)에 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132)이 할당될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)은 마름모 혹은 다이아몬드와 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132) 역시 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 센싱 전극(110) 및 제2 센싱 전극(130)은 각각 소정의 개수의 제1 단위 셀들(56)을 포함하도록 제1 센싱 전극 영역(112) 및 제2 센싱 전극 영역(132)이 설정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 메쉬 구조체(60)는 서로 교차하는 제3 전극 라인들(62) 및 제4 전극 라인들(64)을 포함할 수 있다. 제3 전극 라인들(62)은 제3 방향으로 연장할 수 있다. 제4 전극 라인들(64)은 제4 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제3 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하며 상기 열 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다. 상기 제4 방향은 기재층(100)의 상면에 평행하여 상기 행 방향에 대해 소정의 각도로 경사질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 상이할 수 있다. 상기 제4 방향은 상기 제2 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 제2 메쉬 구조체(60)에 포함된 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)은 제1 및 제2 전극 라인들(52, 54)과 서로 다른 방향으로 연장할 수 있다.
제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)이 서로 교차함에 따라, 제2 메쉬 구조체(60)는 제2 단위 셀들(66)이 집합된 구조를 가질 수 있다. 제2 단위 셀(66)은 예를 들면, 마름모 혹은 다이아몬드 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 방사 패턴(160)은 제2 메쉬 구조체(60)에 할당된 방사 패턴 영역을 따라 메쉬 구조체를 식각하여 형성될 수 있다. 도 4에서 점선 마름모로 표시된 바와 같이, 제2 메쉬 구조체(60)에 방사 패턴 영역(161)이 할당될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 메쉬 구조체(60)는 방사 패턴(160)의 각 변으로부터 전극 라인을 연장시켜 형성될 수 있다. 이에 따라, 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)은 각각 방사 패턴(160)의 각 변으로부터의 연장 라인일 수 있다.
또한, 제2 메쉬 구조체(60)에 포함된 제2 단위 셀들(66) 중 일부 단위 셀들이 실질적으로 방사 패턴(160) 테두리를 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 메쉬 구조체(70)은 도 3 및 도 4를 각각 참조로 설명한 제1 메쉬 구조체(50) 및 제2 메쉬 구조체(60)가 하나의 도전층으로 혼성된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 메쉬 구조체(70)는 제1 내지 제4 전극 라인들(52, 54, 62, 64)이 함께 교차하는 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 메쉬 구조체(70) 형성 후, 도 4에 도시된 방사 패턴 영역(161)을 따라 메쉬 구조체(70)를 식각하여 방사 패턴(160)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 방사 패턴(160)의 테두리는 제2 메쉬 구조체(60) 내에 포함된 하나의 제2 단위 셀(66)에 의해 실질적으로 정의될 수 있다. 이에 따라, 방사 패턴(160)의 테두리는 예를 들면, 단위 셀의 꼭지점 사이의 전극 라인 부분이 절단됨에 따라 발생하는 첨단부 혹은 돌기 없이 실질적으로 심리스(seamless)한 연속적인 직선 형상을 가질 수 있다.
따라서, 방사 패턴(160)을 통해 구현되는 방사 지향성, 방사 신뢰성을 향상시키고, 상기 첨단부 또는 돌기들에 의한 방사 효율성 저하를 방지할 수 있다.
센싱 전극들(110, 130)은 도 3을 참조로 설명한 센싱 전극 영역들(112, 132)을 따라 방사 패턴(160)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 식각 또는 절단되지 않도록 메쉬 구조체(70)를 식각하여 형성될 수 있다.
설명의 편의를 위해 도 3 및 도 5에 상세히 도시하지는 않았으나, 방사 패턴 영역(161)을 식각하면서 전송 선로(162)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 함께 패터닝되어 방사 패턴(160)과 연결될 수 있다. 또한, 연결부(115)에 해당하는 메쉬 구조체(70) 부분이 함께 패터닝되어 제1 센싱 전극(110)과 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 130) 및 방사 패턴(160)을 하나의 메쉬 구조체(70)를 식각하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(170) 삽입을 위한 별도의 공정 또는 별도의 층의 삽입 없이 터치 센싱 및 안테나 방사가 함께 구현된 박형의 전극 구조체를 제공할 수 있다.
또한, 메쉬 구조체(70)는 제1 및 제2 메쉬 구조체(50, 60)가 혼성된 구조를 가지므로 랜덤성이 증가될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 삽입 전극 구조체가 적용되는 디스플레이 패널의 화소 구조와의 규칙적 중첩이 감소되며, 이에 따라 모아레 현상도 감소 또는 제거될 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 6에서는 센싱 전극들(110, 130) 또는 제1 메쉬 구조체의 도시는 생략되었다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이, 기재층(100)은 터치 센싱 영역(TR) 및 터치 센싱-안테나 영역(TAR)을 포함할 수 있다. 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 터치 센싱 영역(TR) 주변에 할당될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 점선 사각형으로 표시된 바와 같이, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 평면 방향에서 기재층(100) 양 측부 영역들, 상부 영역 및 하부 영역 중 적어도 하나의 영역에 할당될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기재층(100)의 하부 영역 및 일 측부 영역이 터치 센싱-안테나 영역(TAR)으로 할당되어 안테나 패턴(170)이 삽입될 수 있다. 예를 들면, 제1 방사 패턴들(160a)이 상기 하부 영역에 포함되고, 제2 방사 패턴들(160b)이 상기 일 측부 영역에 포함될 수 있다. 제1 방사 패턴(160a) 및 제2 방사 패턴(160b)은 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다.
제1 방사 패턴(160a)의 테두리로부터 제3 및 제4 전극 라인들(62, 64)이 연장되어 제2 메쉬 구조체가 정의될 수 있다. 제2 방사 패턴(160b)의 테두리로부터 제5 및 제6 전극 라인들(82, 84)이 연장되어 제3 메쉬 구조체가 정의될 수 있다.
이에 따라, 센싱 전극들(110, 130) 및 방사 패턴들(160a, 160b) 형성을 위한 메쉬 구조체는 제1 내지 제3 메쉬 구조체의 혼성 구조를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 서로 다른 사이즈의 방사 패턴들을 메쉬 구조체 추가를 통해 삽입할 수 있다. 따라서, 복수의 공진 주파수에서 방사 가능한 안테나 삽입 전극 구조체를 구현할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 7은 화상 표시 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 화상 표시 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
상술한 안테나 삽입 전극 구조체는 화상 표시 장치(200)의 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)에 걸쳐 배치되며, 터치 센싱 영역(TR)의 제1 및 제2 센싱 전극들(110, 130)은 표시 영역(210) 내에 배열될 수 있다.
또한, 터치 센싱-안테나 영역(TAR)은 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)에 걸쳐 위치할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(170)의 방사 패턴(160) 및 방사 패턴(160) 주변의 센싱 전극들(110, 130) 역시 표시 영역(210) 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 상술한 바와 같이, 메쉬 구조체를 활용하여 방사 패턴들(160) 및 센싱 전극들(110, 130)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 혼성 메쉬 구조체를 활용함에 따라, 방사 패턴(160)의 시인성을 보다 감소시키면서, 디스플레이 패널의 화소 구조와의 모아레 현상도 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1에 도시된 안테나 패턴(170)의 신호 패드(165)는 주변 영역(220) 내에 배치될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 터치 센서 구동 IC 칩 및 안테나 구동 IC 칩이 배치되어, 센싱 전극들(110, 130)과 연결된 트레이스들 및 안테나 패턴(170)의 신호 패드(165)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

Claims (15)

  1. 터치 센싱 영역 및 터치 센싱-안테나 영역을 포함하는 기재층;
    상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 및 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 센싱 전극들; 및
    상기 기재층의 상기 터치 센싱-안테나 영역 상에 배치되는 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함하고,
    상기 센싱 전극들 및 상기 방사 패턴은 혼성 메쉬 구조체를 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 서로 다른 형상 및 배열을 가지며 서로 일체로 결합된 제1 메쉬 구조체 및 제2 메쉬 구조체를 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제1 전극 라인들 및 제2 전극 라인들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제3 전극 라인들 및 제4 전극 라인들을 포함하며,
    상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하며, 상기 제1 전극 라인들 및 상기 제2 전극 라인들과 교차하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들은 상기 방사 패턴의 테두리로부터 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 방사 패턴의 테두리는 서로 교차하는 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들에 의해 정의되는 단위 셀들 중 하나의 단위 셀에 의해 정의되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 방사 패턴의 테두리는 상기 제3 전극 라인 및 상기 제4 전극 라인의 연장 방향을 따라 연장하는 직선 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 방사 패턴 및 제2 방사 패턴을 포함하며, 상기 혼성 메쉬 구조체는 제3 메쉬 구조체를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제3 메쉬 구조체는 서로 교차하는 제5 전극 라인들 및 제6 전극 라인들을 포함하며,
    상기 제5 전극 라인들 및 상기 제6 전극 라인들은 상기 제3 전극 라인들 및 상기 제4 전극 라인들과 다른 방향으로 연장하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 방사 패턴과 일체로 연결된 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 말단부와 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 전극들은 열 방향을 따라 배열된 제1 센싱 전극들 및 행 방향을 따라 배열된 제2 센싱 전극들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 혼성 메쉬 구조체로부터 형성되며 상기 제1 센싱 전극들을 상기 열 방향을 따라 일체로 연결시키는 연결부들, 및 상기 제2 센싱 전극들을 상기 행 방향을 따라 서로 전기적으로 연결시키는 브릿지 전극들을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들은 상기 터치 센싱-안테나 영역 내에 배열되며 상기 방사 패턴과 인접한 센싱 전극들과 다른 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 방사 패턴과 인접한 센싱 전극들은 상기 터치 센싱 영역 내에 배열된 센싱 전극들의 형상이 상기 방사 패턴의 경계에 의해 절단되거나 부분적으로 제거된 형상을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  15. 청구항 1의 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
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