KR102327554B1 - 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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Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센싱 영역 및 안테나-터치 센싱 영역을 포함하는 기재층, 기재층의 터치 센싱 영역 내에 배열되는 제1 센싱 전극들, 기재층의 안테나-터치 센싱 영역 내에 배열되는 제2 행 센싱 전극들 및 제2 열 센싱 전극들, 행 방향으로 이웃하는 제2 행 센싱 전극들을 연결하는 제2 브릿지 전극들, 열 방향으로 이웃하는 제2 열 센싱 전극들을 연결시키는 제2 연결부들, 및 안테나 패턴들을 포함한다. 안테나 패턴은 기재층의 안테나-터치 센싱 영역 내에 배치되며, 상기 제2 행 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극 각각보다 큰 면적을 가지고, 평면 방향에서 제2 브릿지 전극들 및 제2 연결부들을 회피하여 배치되는 방사 전극을 각각 포함한다.

Description

안테나 삽입 전극 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{ANTENNA-INSERTED ELECTRODE STRUCTURE AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
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 의에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력가능한 전자 기기들이 예를 들면 태블릿 PC 형태와 같은 다양한 형태로 개발되고 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치가 스마트 폰과 같은 통신 기기와 결합되고 있다. 따라서, 3G 내지 5G 범위의 고주파 통신 구현을 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 실장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 터치 센서 및 안테나가 하나의 화상 표시 장치 내에 실장되는 경우, 제한된 공간 내에 다수의 전극들을 삽입하기 위한 디자인 설계가 필요하다. 또한, 상기 안테나에 의해 터치 센서의 센싱 전극들의 연결이 단절되거나 센싱 채널 저항이 증가될 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. 그러나, 안테나 및 터치 센서를 함께 효율적으로 배치시킨 화상 표시 장치를 개시하고 있지 않다.
한국 공개특허 제2014-0092366호 한국공개특허 제2013-0095451호
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 터치 센싱 영역 및 안테나-터치 센싱 영역을 포함하는 기재층; 상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 내에 배열되는 제1 센싱 전극들; 상기 기재층의 상기 안테나-터치 센싱 영역 내에 배열되는 제2 행 센싱 전극들 및 제2 열 센싱 전극들; 행 방향으로 이웃하는 상기 제2 행 센싱 전극들을 연결하는 제2 브릿지 전극들; 열 방향으로 이웃하는 상기 제2 열 센싱 전극들을 연결시키는 제2 연결부들; 및 상기 기재층의 상기 안테나-터치 센싱 영역 내에 배치되며, 평면 방향에서 상기 제2 브릿지 전극들 및 상기 제2 연결부들을 회피하여 배치되는 방사 전극들을 각각 포함하는 복수의 안테나 패턴들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극들은 상기 방사 전극 주변에 배치되며, 상기 방사 전극 테두리를 따라 연장하는 바(bar) 패턴 또는 꺾임 패턴 형상을 갖는 서브 행 센싱 전극을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
3. 위 1에 있어서, 상기 제2 연결부들은 상기 방사 전극 주변에서 상기 방사 전극 테두리를 따라 연장하며 꺾임부를 포함하는 변형 연결부를 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
4. 위 1에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들은
제1 행 센싱 전극들 및 제1 열 센싱 전극들; 행 방향으로 이웃하는 상기 제1 행 센싱 전극들을 연결하는 제1 브릿지 전극들; 열 방향으로 이웃하는 상기 제1 열 센싱 전극들을 연결시키는 제1 연결부들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
5. 위 4에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극 및 상기 제2 행 센싱 전극은 동일한 면적을 가지며, 상기 제1 열 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극은 동일한 면적을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
6. 위 4에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극은 상기 제2 행 센싱 전극보다 큰 면적을 가지며, 상기 제1 열 센싱 전극은 상기 제2 열 센싱 전극보다 큰 면적을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
7. 위 6에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극은 각각 상기 제1 행 센싱 전극 및 상기 제1 열 센싱 전극의 4n(n은 자연수) 분할에 대응되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
8. 위 6에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극들은 행 방향을 따라 서로 연결되어 제1 센싱 전극 행들을 형성하며, 상기 제2 행 센싱 전극들은 행 방향을 따라 서로 연결되어 제2 센싱 전극 행들을 형성하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
9. 위 8에 있어서, 상기 터치 센싱 영역에서 상기 제1 센싱 전극 행들 각각으로부터 연장하는 제1 행 트레이스들; 및 상기 안테나-터치 센싱 영역에서 복수의 상기 제2 센싱 전극 행들을 병합하며 연장하는 제2 행 트레이스를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
10. 위 1에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들, 상기 제2 행 센싱 전극들, 제2 열 센싱 전극들 및 상기 안테나 패턴들은 모두 동일 층 또는 동일 레벨에 배치된, 안테나 삽입 전극 구조체.
11. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
12. 위 11에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 메쉬 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
13. 위 12에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들, 상기 제2 행 센싱 전극들 및 상기 제2 열 센싱 전극들은 상기 방사 전극과 동일한 메쉬 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
14. 위 13에 있어서, 상기 제2 브릿지 전극들은 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
15. 위 12에 있어서, 상기 방사 전극 주변을 둘러싸는 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
16. 위 12에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 일단부와 연결되며 속이 찬(solid) 패턴 구조를 갖는 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
17. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극의 면적은 상기 제2 행 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극 각각의 면적보다 큰, 안테나 삽입 전극 구조체.
18. 위 17에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극 또는 상기 제2 열 센싱 전극 각각은 상기 방사 전극의 4n(n은 자연수임) 분할에 대응되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
19. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극들의 중심부들은 평면 방향에서 각각 상기 제2 브릿지 전극들 및 상기 제2 연결부들이 배열되는 정렬 라인들 사이에 배치되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
20. 상술한 실시예들의 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 삽입 전극 구조체에 있어서, 안테나 패턴의 방사 전극을 터치 센서의 센싱 전극들의 상호 연결을 위한 연결부 및/또는 브릿지 전극을 회피하여 배치시킬 수 있다. 이에 따라, 방사 전극 삽입에 의해 센싱 전극들의 정션부가 단절되는 것을 방지하며, 안테나 패턴의 삽입에도 원하는 터치 센싱 감도를 유지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사 전극 주변의 센싱 전극들은 상기 방사 전극과 동일한 형상을 가지며, 상기 방사 전극보다 작은 면적을 갖도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴이 상기 브릿지 전극 및/또는 연결부와 완전히 겹치지 않도록 용이하게 배열시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사 전극 및 센싱 전극들은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 방사 전극 및 센싱 전극들 사이에 더미 메쉬 전극을 더 포함시킬 수 있다. 이에 따라, 전극 시인 현상을 방지하며, 화상 표시 장치의 표시 영역에서의 투과율, 이미지 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 영역들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시에들에 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 "열 방향" 및 "행 방향"은 절대적인 방향을 지칭하는 것이 아니라, 서로 다른 두 방향을 지칭하기 위해 상대적인 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 영역들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
설명의 편의를 위해 도 1에서는 센싱 전극 및 안테나 패턴의 도시는 생략되었으며, 도 2를 참조로 보다 상세히 후술한다.
도 1을 참조하면, 터치 센서-안테나 구조체는 센싱 전극 및 안테나 패턴이 배열되는 기재층(100)을 포함할 수 있다.
기재층(100) 또는 상기 안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센싱 영역(TR), 안테나-터치 센싱 영역(AR) 및 회로 연결 영역(CR)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.
안테나-터치 센싱 영역(AR)(도 1에서 점선으로 표시됨)은 터치 센싱 영역(TR)의 양 단부들 및 양 측부들 중 적어도 하나와 인접하게 배치될 수 있다.
예를 들면, 일 실시예에 있어서, 안테나-터치 센싱 영역(AR)은 터치 센싱 영역(TR)의 일 측부 또는 일 단부에 인접하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나-터치 센싱 영역(AR)은 터치 센싱 영역(TR)의 일 측부 및 일 단부에 연속적으로 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나-터치 센싱 영역(AR)은 터치 센싱 영역(TR)의 주변부를 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
안테나-터치 센싱 영역(AR)은 예를 들면, 고주파 또는 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 이동 통신 구현을 위한 안테나 패턴이 실장되는 영역일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나-터치 센싱 영역(AR) 내에는 안테나 패턴과 함께 터치 센서의 센싱 전극들 일부가 함께 분포할 수 있다.
회로 연결 영역(CR)은 기재층(100) 또는 상기 안테나 삽입 전극 구조체의 외곽 영역을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 영역(TR) 및 회로 연결 영역(CR) 사이에 안테나-터치 센싱 영역(AR)이 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 영역(CR) 내에는 안테나 패턴의 신호 패드가 배치될 수 있다. 또한, 회로 연결 영역(CR) 내에는 센싱 전극과 연결된 트레이스들이 분기되어 연장될 수 있다.
상기 안테나 삽입 전극 구조체는 터치 센서 및 안테나 패턴의 구동, 제어를 위한 집적 회로(IC) 칩을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구동 IC 칩(190)은 회로 연결 영역(CR)의 기재층(100)의 일 단부 상에서 상기 안테나 패턴의 상기 신호 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 센서 구동 IC 칩(195)은 회로 연결 영역(CR)의 기재층(100)의 타단부에 터치 센싱 영역(TR)과 인접하도록 배치되어 센싱 전극들로부터 분기되는 상기 트레이스의 말단부들과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구동 IC 칩(190) 및 상기 신호 패드 사이, 및 터치 센서 구동 IC 칩(195) 및 상기 트레이스의 말단부 사이에는 각각 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 구동 IC 칩(190)은 상기 연성 인쇄 회로 기판 상에 직접 실장될 수 있다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 3은 터치 센싱 영역에서의 센싱 전극 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 안테나 삽입 전극 구조체는 기재층(100)의 상면 상에 배열된 안테나 패턴 및 터치 센싱을 위한 센싱 전극들을 포함한다.
기재층(100)은 상기 센싱 전극들 및 안테나 패턴 형성을 위한 지지층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 기재층(100)은 터치 센서 또는 안테나 유전층에 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 안테나 삽입 전극 구조체가 실장되는 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.
상기 센싱 전극들은 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 구동될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 센싱 전극들은 터치 센싱 영역(TR) 상에 배열된 제1 행 센싱 전극들(110) 및 제1 열 센싱 전극들(120)을 포함할 수 있다. 상기 센싱 전극들은 안테나-터치 센싱 영역(AR) 상에 배열된 제2 행 센싱 전극들(130) 및 제2 열 센싱 전극들(140)을 포함할 수 있다.
제1 행 센싱 전극들(110) 및 제2 행 센싱 전극들(130)은 행 방향을 따라 배열되며, 각각 독립된 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있다. 상기 행 방향을 따라 서로 이웃하는 제1 행 센싱 전극들(110)은 제1 브릿지 전극(115)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 행 방향을 따라 서로 이웃하는 제2 행 센싱 전극들(130)은 제2 브릿지 전극(135)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 터치 센싱 영역(TR) 상에서 상기 행 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 제1 센싱 전극 행들이 열 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한, 안테나-터치 센싱 영역(AR) 상에서 상기 행 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 행이 정의되며, 복수의 상기 제2 센싱 전극 행들이 열 방향을 따라 배열될 수 있다.
제1 열 센싱 전극들(120) 및 제2 열 센싱 전극들(140)은 상기 열 방향을 따라 배열될 수 있다. 제1 열 센싱 전극들(120)은 제1 연결부(125)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 열 센싱 전극들(120) 및 제1 연결부(125)는 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다. 제2 열 센싱 전극들(140)은 제2 연결부(145)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제2 열 센싱 전극들(140) 및 제2 연결부(145)는 서로 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다.
예를 들면, 제1 열 센싱 전극들(120) 및 제2 열 센싱 전극들(140)은 제1 연결부(125) 및 제2 연결부(145)를 통해 함께 상기 열 방향을 따라 연장할 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 영역(TR) 및 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 걸쳐 상기 열 방향으로 연장하는 센싱 전극 열이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 센싱 전극 열들이 상기 행 방향을 따라 배열될 수 있다.
예를 들면, 제1 연결부(125) 및 제2 연결부(145)는 상기 열 방향으로 연장하는 바(bar) 형상을 가질 수 있다.
상술한 센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 및 브릿지 전극(115, 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), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC), 구리-칼슘(Cu-Ca)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 및 브릿지 전극(115, 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, 120, 130, 140) 및 브릿지 전극(115, 135)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 및 브릿지 전극(115, 135)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.
안테나-터치 센싱 영역(AR) 상에는 상기 안테나 패턴이 배치되며, 상기 안테나 패턴 주변에 제2 행 센싱 전극들(130) 및 제2 열 센싱 전극들(140)이 배열될 수 있다. 예를 들면, 상기 행 방향을 따라 복수의 안테나 패턴들이 배열될 수 있다.
상기 안테나 패턴은 방사 전극(50), 전송 선로(60) 및 신호 패드(70)를 포함할 수 있다. 방사 전극(50)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며 방사 전극(50)으로부터 전송 선로(60)가 분기되어 연장될 수 있다. 신호 패드(70)는 전송 선로(60)의 말단과 전기적으로 연결될 수 있다.
방사 전극(50)은 안테나-터치 센싱 영역(AR) 상에서 제2 행 센싱 전극들(130) 및 제2 열 센싱 전극들(140)과 함께 배열될 수 있다. 신호 패드(70)는 회로 연결 영역(CR) 상에 배치될 수 있다. 전송 선로(60)는 방사 전극(50)으로부터 연장되어 회로 연결 영역(CR) 상에서 신호 패드(70)와 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 영역(CR) 상에는 그라운드 패드(75)가 더 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들(75)이 신호 패드(70)를 사이에 두고 서로 마주보도록 신호 패드(70)와 이격되어 배치될 수 있다.
상기 안테나 패턴은 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 패턴은 상술한 금속 또는 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 금속층 및 투명 도전성 산화물의 복층 구조를 가질 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 패턴은 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)과 동일 층 또는 동일 레벨에 형성될 수 있다. 예를 들면, 기재층(100)의 상면 상에 상술한 금속 또는 합금(예를 들면, Cu-Ca 또는 APC) 또는 투명 도전성 산화물을 포함하는 도전층을 형성할 수 있다. 상기 도전층을 식각하여 센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 및 상기 안테나 패턴이 함께 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴을 터치 센서의 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)과 함께 동일 층 또는 동일 레벨에 포함시킴으로써, 안테나 삽입 전극 구조체의 두께를 감소시키면서 안테나 패턴의 방사 특성(예를 들면, 수직 방사)이 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)에 의해 차폐되거나 교란되는 것을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기재층(100)의 상기 상면 상에는 상기 안테나 패턴 및 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)을 함께 덮는 절연층(160)이 형성될 수 있다. 브릿지 전극들(115, 135)은 절연층(160) 상에 형성될 수 있다. 브릿지 전극들(115, 135)은 절연층(160)을 관통하여 이웃하는 행 센싱 전극들(110, 130)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
절연층(160) 상에는 브릿지 전극들(115, 135)을 덮도록 패시베이션 층(170)이 형성될 수 있다. 절연층(160) 및 패시베이션 층(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사 전극(50)은 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)과 실질적으로 동일한 형상을 가지며, 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140) 각각 보다 큰 면적을 가질 수 있다.
예를 들면, 방사 전극(50), 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)은 각각 마름모 또는 다이아몬드 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)은 방사 전극(50)보다 작은 면적을 가지며, 예를 들면 방사 전극(50)의 4n 분할에 대응될 수 있다. n은 자연수이며, 예를 들면 1 내지 4일 수 있다.
본 출원에서 사용된 용어 "4n 분할에 대응된다"는 정확히 4n 분할 면적과 동일한 것뿐만 아니라, 실질적으로 4n 분할을 통해 형성되고 전극들간 독립성, 정렬/배치/연결 등을 위한 공차/오차를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
일 실시예에 있어서, 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)은 방사 전극(50)의 실질적으로 4분할에 대응될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센싱 영역(TR)에 포함된 센싱 전극들(110, 120)도 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 포함된 센싱 전극들(130, 140)과 동일한 면적을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 4를 참조로 후술하는 바와 같이 터치 센싱 영역(TR)에 포함된 센싱 전극들(110, 120)은 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 포함된 센싱 전극들(130, 140)보다 큰 면적을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센싱 영역(TR)에 포함된 센싱 전극들(110, 120)은 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 포함된 센싱 전극들(130, 140)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(50)은 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)과 상이한 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)은 바(bar) 형상을 가질 수도 있으며, 방사 전극(50)은 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 또한, 방사 전극(50), 제2 행 센싱 전극(130) 및 제2 열 센싱 전극(140)의 형상은 터치 센서의 회로 설계, 화상 표시 장치의 공간 제약 등을 고려하여 다양하게 변경될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 브릿지 전극(135) 및 제2 연결부(145)는 평면 방향에서 관찰할 때, 방사 전극(50)을 회피하여 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 행 센싱 전극들(130)은 방사 전극(50) 주변에 배치된 서브(sub) 행 센싱 전극(133)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 서브 행 센싱 전극(133)은 방사 전극(50)의 테두리 형상을 따라 연장하는 바(bar) 패턴 또는 꺾임 패턴 형상을 가질 수 있다.
서브 행 센싱 전극(133)은 인접한 제2 행 센싱 전극(130)과 제2 브릿지 전극(135)을 통해 서로 연결되어 상기 제2 센싱 전극 행을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 연결부들(145) 중 방사 전극(50)에 인접한 제2 연결부(145)(이하, 변형 연결부(143)로 지칭될 수 있다)는 변형된 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 변형 연결부(143)는 방사 전극(50)의 테두리의 프로파일을 따라 꺾임부를 포함하는 라인 형상을 가질 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나-터치 센싱 영역(AR)에서는 센싱 전극들(130, 140)의 면적을 방사 전극(50)보다 작게 형성할 수 있다. 이에 따라, 복수의 안테나 패턴의 방사 구현을 위한 방사 전극들(50)의 피치(pitch)(예를 들면, 공진 주파수의 반파장) 및 센싱 전극들(130, 140)의 피치가 서로 다름에 따라 발생하는 브릿지 전극 및/또는 연결부의 단선을 보다 용이하게 회피할 수 있다.
또한, 서브 행 센싱 전극(133) 및 변형 연결부(143)를 사용하여 방사 전극(50) 주변에서의 제2 센싱 전극 행 및 제2 센싱 전극 열의 연속성을 유지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 영역(CR)과 인접한 상기 제2 센싱 전극 행의 연속성을 유지하기 위해 일부 제2 브릿지 전극(135)은 안테나 패턴의 전송 선로(60) 위로 연장할 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴에서의 전류, 전계 흐름의 교란을 방지하기 위해 전송 선로(60) 위로의 제2 브릿지 전극(135)은 생략될 수도 있다(도 5 참조).
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(50)의 면적은 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)의 면적보다 작거나 동일하게 형성될 수도 있다.
이 경우에도, 방사 전극(50)은 안테나-터치 센싱 영역(AR)에서 제2 브릿지 전극(135) 및 제2 연결부(145)를 회피하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 브릿지 전극들(135) 및 제2 연결부들(145)은 평면 방향에서 서로 교차하며 함께 도 2에서 열 방향의 가상의 직선들(정렬 라인들)을 따라 배치될 수 있다.
방사 전극들(50)은 각각의 중심부가 평면 방향에서 상기 정렬 라인들 사이에 배치되도록 예를 들면, 상기 행 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 4를 참조하면, 터치 센싱 영역(TR) 상에 배치된 센싱 전극(110, 120)은 안테나-터치 센싱 영역(AR) 상에 배치된 센싱 전극(130, 140)보다 큰 면적을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 행 센싱 전극(110)의 면적은 제2 행 센싱 전극(130)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 행 센싱 전극(130)은 제1 행 센싱 전극(110)의 실질적으로 4n 분할(n은 자연수, 예를 들면, 1 내지 4)에 대응될 수 있으며, 예를 들면 사분할에 대응될 수 있다.
제1 열 센싱 전극(120)의 면적은 제2 열 센싱 전극(140)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 열 센싱 전극(140)은 제1 열 센싱 전극(120)의 실질적으로 4n 분할(n은 자연수, 예를 들면, 1 내지 4)에 대응될 수 있으며, 예를 들면 사분할에 대응될 수 있다.
터치 센싱 영역(TR)에서는 센싱 전극(110, 120)의 면적을 높여 패터닝 공정의 용이성을 확보하면서, 센싱 채널의 저항을 낮출 수 있다.
또한, 안테나-터치 센싱 영역(AR)에서는 상술한 바와 같이 안테나 패턴의 피치를 고려하여 보다 작은 사이즈의 센싱 전극들(130, 140)을 삽입할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴에서의 방사 특성 및 안테나 패턴 주변에서의 터치 센싱을 위한 채널 특성을 함께 확보할 수 있다.
상술한 센싱 전극 행 및 센싱 전극 열의 말단부로부터 각각 행 트레이스(180) 및 열 트레이스가(185)가 연장될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 배치된 복수의(예를 들면, 2개의) 센싱 전극 열들이 터치 센싱 영역(TR)에서 하나의 센싱 전극 열로 병합될 수 있다. 이에 따라, 각 센싱 전극 열마다 하나의 열 트레이스가 분기될 수 있다.
터치 센싱 영역(TR)에 배치된 제1 센싱 전극 행마다 행 트레이스(180)(예를 들면, 제1 행 트레이스)가 연장되며, 안테나-터치 센싱 영역(AR)에 배치된 복수의 제2 센싱 전극 행들(예를 들면, 2개의 제2 센싱 전극 행들)이 병합되어 하나의 행 트레이스(180)(예를 들면, 제2 행 트레이스)로 커플링될 수 있다.
예를 들면, 안테나-터치 센싱 영역(AR)에서 제1 서브 행 트레이스(180a) 및 제2 서브 행 트레이스(180b)가 하나의 행 트레이스(180)로 병합될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 삽입 전극 구조체의 전극 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 5를 참조하면, 안테나 패턴, 예를 들면 방사 전극(50) 및 전송 선로(60)는 메쉬 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 역시 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
방사 전극(50) 주변에는 더미 메쉬 전극(80)이 배치될 수 있다. 더미 메쉬 전극(80)은 평면 방향에서 방사 전극(50), 및 제2 행 및 제2 열 센싱 전극들(130, 140) 사이에 배치될 수 있다.
더미 메쉬 전극(80)이 배치됨에 따라, 방사 전극(50) 및 센싱 전극들(130, 140) 사이의 노이즈 및 상호 신호 간섭이 흡수 또는 차단될 수 있다. 또한, 더미 메쉬 전극(80)에 의해 방사 전극(50) 주변의 도전체 분포 편차가 감소되어 전극 시인 현상을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
더미 메쉬 전극(80)은 방사 전극(50)과 이격되어 방사 전극(50)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 더미 메쉬 전극(80)은 회로 연결 영역(CR)으로 연장되어 전송 선로(60) 주변에도 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(70) 및 그라운드 패드(75)는 안테나 구동 IC 칩(190)과의 본딩 저항 및 급전 저항 감소를 위해 속이 찬(solid) 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 브릿지 전극들(115, 135)은 채널 저항 감소를 위해 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 브릿지 전극들(115, 135)은 ITO와 같은 투명 도전성 산화물 함유 솔리드 패턴일 수 있다.
도 6은 예시적인 실시에들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 화상 표시 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 화상 표시 장치(300)는 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)을 포함할 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 표시 영역(310)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 안테나 삽입 전극 구조체의 터치 센싱 영역(TR) 및 안테나-터치 센싱 영역(AR)은 표시 영역(310)에 포함될 수 있다. 이에 따라, 센싱 전극들(110, 120, 130, 140) 및 방사 전극(50)은 표시 영역(310) 내에 배열될 수 있다. 상술한 바와 같이, 메쉬 구조를 활용하여 방사 전극들(50) 및 센싱 전극들(110, 120, 130, 140)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
안테나 삽입 전극 구조체의 회로 연결 영역(CR)은 주변 영역(320)에 포함될 수 있다. 이에 따라, 신호 패드(70)를 통해 주변 영역(320)에서 안테나 구동 IC 칩(190)과의 전기적 연결이 구현될 수 있다.
또한, 트레이스들(180, 185)의 말단부들이 주변 영역(320)에서 터치 센서 구동 IC 칩(195)과 전기적으로 연결될 수 있다.
50: 방사 전극 60: 전송 선로
70: 신호 패드 75: 그라운드 패드
80: 더미 메쉬 전극 100: 기재층
110: 제1 행 센싱 전극들 115: 제1 브릿지 전극
120: 제1 열 센싱 전극들 125: 제1 연결부
130: 제2 행 센싱 전극들 135: 제2 브릿지 전극
140: 제2 열 센싱 전극들 145: 제2 연결부
160: 절연층 170: 패시베이션 층
180: 행 트레이스 185: 열 트레이스

Claims (20)

  1. 터치 센싱 영역 및 안테나-터치 센싱 영역을 포함하는 기재층;
    상기 기재층의 상기 터치 센싱 영역 내에 배열되는 제1 센싱 전극들;
    상기 기재층의 상기 안테나-터치 센싱 영역 내에 배열되는 제2 행 센싱 전극들 및 제2 열 센싱 전극들;
    행 방향으로 이웃하는 상기 제2 행 센싱 전극들을 연결하는 제2 브릿지 전극들;
    열 방향으로 이웃하는 상기 제2 열 센싱 전극들을 연결시키는 제2 연결부들; 및
    상기 기재층의 상기 안테나-터치 센싱 영역 내에 배치되며, 평면 방향에서 상기 제2 브릿지 전극들 및 상기 제2 연결부들을 회피하여 배치되는 방사 전극들을 각각 포함하는 복수의 안테나 패턴들을 포함하고,
    상기 제1 센싱 전극들, 상기 제2 행 센싱 전극들, 상기 제2 열 센싱 전극들, 상기 제2 연결부들 및 상기 방사 전극은 동일한 단일 층에 배치되고,
    상기 제2 행 센싱 전극들은 상기 단일 층에서 서로 물리적으로 분리되며,
    상기 제2 브릿지 전극들은 상기 제2 행 센싱 전극들과 다른 층에 배치되며, 이웃하는 상기 제2 행 센싱 전극들을 전기적으로 연결시키는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극들은 상기 방사 전극 주변에 배치되며, 상기 방사 전극 테두리를 따라 연장하는 바(bar) 패턴 또는 꺾임 패턴 형상을 갖는 서브 행 센싱 전극을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 연결부들은 상기 방사 전극 주변에서 상기 방사 전극 테두리를 따라 연장하며 꺾임부를 포함하는 변형 연결부를 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들은
    제1 행 센싱 전극들 및 제1 열 센싱 전극들;
    행 방향으로 이웃하는 상기 제1 행 센싱 전극들을 연결하는 제1 브릿지 전극들; 및
    열 방향으로 이웃하는 상기 제1 열 센싱 전극들을 연결시키는 제1 연결부들을 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극 및 상기 제2 행 센싱 전극은 동일한 면적을 가지며, 상기 제1 열 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극은 동일한 면적을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극은 상기 제2 행 센싱 전극보다 큰 면적을 가지며, 상기 제1 열 센싱 전극은 상기 제2 열 센싱 전극보다 큰 면적을 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극은 각각 상기 제1 행 센싱 전극 및 상기 제1 열 센싱 전극의 4n(n은 자연수임) 분할에 대응되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 행 센싱 전극들은 행 방향을 따라 서로 연결되어 제1 센싱 전극 행들을 형성하며, 상기 제2 행 센싱 전극들은 행 방향을 따라 서로 연결되어 제2 센싱 전극 행들을 형성하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 터치 센싱 영역에서 상기 제1 센싱 전극 행들 각각으로부터 연장하는 제1 행 트레이스들; 및
    상기 안테나-터치 센싱 영역에서 복수의 상기 제2 센싱 전극 행들을 병합하며 연장하는 제2 행 트레이스를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 메쉬 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들, 상기 제2 행 센싱 전극들 및 상기 제2 열 센싱 전극들은 상기 방사 전극과 동일한 메쉬 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제2 브릿지 전극들은 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 방사 전극 주변을 둘러싸는 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 일단부와 연결되며 속이 찬(solid) 패턴 구조를 갖는 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극의 면적은 상기 제2 행 센싱 전극 및 상기 제2 열 센싱 전극 각각의 면적보다 큰, 안테나 삽입 전극 구조체.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제2 행 센싱 전극 또는 상기 제2 열 센싱 전극 각각은 상기 방사 전극의 4n(n은 자연수임) 분할에 대응되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극들의 중심부들은 평면 방향에서 각각 상기 제2 브릿지 전극들 및 상기 제2 연결부들이 배열되는 정렬 라인들 사이에 배치되는, 안테나 삽입 전극 구조체.
  20. 청구항 1의 안테나 삽입 전극 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
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