KR20220120036A - 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR20220120036A
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이철훈
권도형
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은, 제1 주전극 및 제1 주전극과 이격되어 형성되는 제1 보조전극을 포함하는, 제1 전극층과; 제2 주전극 및 제2 주전극과 이격되어 형성되는 제2 보조전극을 포함하는, 제2 전극층과; 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 위치하며, 컨택홀(contact hole)이 구비된 절연층을 포함하며, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 중 하나 이상은, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역 선폭이 컨택홀(contact hole)보다 큰 것인, 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

Description

터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은, 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 기술이 발전함에 따라, 다양한 입력 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.
하지만, 정보화 사회의 급속한 발전에 따라, 종래의 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.
또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 손쉬운 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치센서가 개발되었다.
터치센서는, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 표시장치 위에 부가되거나 표시장치 내에 내장 설계되는 입력장치로서, 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등의 물체가 스크린에 접촉될 때 이를 입력신호로 인식하는 장치이다. 이러한 터치센서는, 근래 휴대전화(Mobile phone), PMP(Portable Multimedia Player), 스마트폰(Smart Phone) 등과 같은 모바일 기기에 많이 사용되고 있으며, 그 밖에도 내비게이션 장치, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치입력 지원 운영체제를 사용하는 데스크 탑 컴퓨터, IPTV(Internet Protocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 장갑차 등 많은 산업분야에 걸쳐 이용되고 있다.
예를 들면, 대한민국 공개특허 제 10-2014-0092366호에서와 같이 다양한 화상표시장치에 터치센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있다.
한편, 터치센서는 사용자의 터치에 의한 신호를 인식하기 위하여, 금속 등의 도전성 물질을 포함하는 복수의 전극들이 기판 상에 배열되는 것일 수 있다. 종래 터치센서는, 동일한 층에 복수의 구동전극과 센싱전극을 형성하였으며, 어느 하나의 전극은 직접 연결하고, 다른 하나의 전극은 브릿지(bridge) 전극을 사용하여 연결하는 방식에 의하여 제작되었다.
그러나, 브릿지(bridge) 전극을 포함하는 터치센서는, 브릿지(bridge) 전극이 사용자에게 시인되는 문제가 있었으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 구동전극과 센싱전극을 서로 다른 층에 형성함으로써 브릿지(bridge) 전극을 사용하지 않는 터치센서가 개발되었다.
그러나, 브릿지(bridge) 전극을 사용하지 않는 터치센서는, 브릿지(bridge) 전극에 의한 시인성을 저감시킬 수는 있었으나, 구동전극과 센싱전극이 서로 다른 층에 형성됨으로 인하여, 광학적 굴절률 차에 의해 전극 패턴이 사용자에게 시인되는 문제가 있고, 기생 커패시턴스 노이즈(parasitic capacitance noise) 최소화를 위해 전극층 사이에 형성된 절연층의 두께가 두꺼워 지는 문제가 있다. 또한, 얼라인(align) 불일치 등으로 인하여 오버레이(Overlay) 특성이 불량할 경우, 공정 간 하부 기판 내지 전극에 손상이 발생함으로 인한 신뢰성 저하 등이 발생할 수 있다.
따라서, 브릿지(bridge) 전극 시인성 문제를 개선함과 동시에, 전극패턴의 미시인성, 기생 커패시턴스 노이즈(parasitic capacitance noise) 최소화, 디바이스 신뢰성 향상 및 절연층 두께가 최소화된 초박막형 터치센서에 대한 요구가 증가하고 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2014-0092366호
본 발명은, 브릿지(bridge) 전극 시인성이 개선된 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전극패턴 시인성이 개선된 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 기생 커패시턴스 노이즈(parasitic capacitance noise) 특성이 개선된 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전극 채널 저항 특성이 개선된 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 디바이스 신뢰성이 향상된 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 절연층의 두께를 최소화 함으로써, 초박막형의 터치센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 터치센서를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명은, 제1 주전극 및 제1 주전극과 이격되어 형성되는 제1 보조전극을 포함하는, 제1 전극층과; 제2 주전극 및 제2 주전극과 이격되어 형성되는 제2 보조전극을 포함하는, 제2 전극층과; 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 위치하며, 컨택홀(contact hole)이 구비된 절연층을 포함하며, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 중 하나 이상은, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역 선폭이 컨택홀(contact hole)보다 큰 것인, 터치센서에 관한 것이다.
본 발명은, 그 제1 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되지 않는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)보다 작거나 같은 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제2 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)보다 10 내지 30㎛ 큰 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제3 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역 선폭은, 35 내지 85㎛인 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제4 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)의 임계 치수는, 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭 방향으로, 25 내지 55㎛인 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제5 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)은, 제1 주전극과 이에 대향하는 제2 보조전극; 및 제2 주전극과 이에 대향하는 제1 보조전극 중 적어도 하나 이상을 전기적으로 연결하기 위한 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제6 관점에 있어서, 상기 제1 주전극은, 제1 주전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제1 주전극 단위패턴을 포함하며, 상기 제1 보조전극은, 제1 보조전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제1 보조전극 단위패턴을 포함하며, 상기 제2 주전극은, 제2 주전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제2 주전극 단위패턴을 포함하며, 상기 제2 보조전극은, 제2 보조전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제2 보조전극 단위패턴을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제7 관점에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)은, 제1 주전극 접속부와, 이에 대향하는 제2 보조전극 접속부가 평면 방향에서 교차하는 지점; 및 제2 주전극 접속부와, 이에 대향하는 제1 보조전극 접속부가 평면 방향에서 교차하는 지점 중 적어도 하나 이상의 지점에 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제8 관점에 있어서, 상기 제1 주전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 보조전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 구와 평면 방향에서 각각 중첩되고; 상기 제1 보조전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 주전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 홀과 평면 방향에서 각각 중첩되고; 상기 제2 주전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 보조전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 구와 평면 방향에서 각각 중첩되고; 상기 제2 보조전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 주전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 홀과 평면 방향에서 각각 중첩되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제9 관점에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은, 메쉬 형상의 패턴을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제10 관점에 있어서, 상기 제1 주전극은, 제1 주전극을 행 방향을 따라 연결시키는 제1 연결부를 포함하며, 상기 제2 주전극은, 제2 주전극을 열 방향을 따라 연결시키는 제2 연결부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제11 관점에 있어서, 상기 제1 전극층은, 제1 주전극 및 제1 보조전극과 이격되어 형성되는 제1 더미전극을 포함하고, 상기 제2 전극층은, 제2 주전극 및 제2 보조전극과 이격되어 형성되는 제2 더미전극을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제12 관점에 있어서, 상기 제1 더미전극은, 제1 더미전극 단위패턴을 포함하고, 상기 제2 더미전극은, 제2 더미전극 단위패턴을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제13 관점에 있어서, 상기 제1 더미전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 더미전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 스페이스와 평면 방향에서 각각 중첩되고; 상기 제2 더미전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 더미전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 스페이스와 평면 방향에서 각각 중첩되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은, 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층된 상기 터치센서를 포함하는, 화상 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 구동전극과 센싱전극을 서로 다른 층에 형성함으로써 브릿지(bridge) 전극을 포함하지 않을 수 있어, 종래 터치센서 대비 브릿지(bridge) 전극에 의한 시인 특성이 더욱 개선되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 공간주파수를 고주파성분으로 배치한 미세 전극 패턴을 이용하여, 전극간 광학적 굴절률 차이를 감소시킴으로써, 종래 터치센서 대비 전극패턴 시인성이 더욱 개선되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 전극간 중첩을 최소화하고, 절연층에 컨택홀(contact hole)을 형성함으로써, 종래 터치센서 대비 기생 커패시턴스 노이즈(parasitic capacitance noise) 특성이 더욱 개선되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 절연층에 컨택홀(contact hole)을 형성함으로써, 종래 터치센서 대비 전극 채널 저항 특성이 더욱 개선되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 컨택홀(contact hole)이 형성된 영역에 대응되는 전극 패턴 영역에 선폭 마진(margin)을 두어, 얼라인(align) 불일치 등으로 인한 하부 기판 내지 전극의 손상을 방지함으로써, 종래 터치센서 대비 디바이스 신뢰성이 더욱 개선되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치센서에 의하면, 종래 터치센서 대비 절연층의 두께가 최소화 되어, 초박막형 터치센서의 구현을 가능하게 하는 것일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 전극층을 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택홀(contact hole)이 형성된 절연층을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는, 도 4의 S1 영역을 확대한 도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은, 도 6의 S2 영역을 확대한 도이다.
도 8은, 도 5 및 도 7의 A-A' 및 B-B'을 따라 절단한 절단면의 개략적인 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 일 비교 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 10은, 도 9의 S3 영역을 확대한 도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 비교 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 12는, 도 11의 S4 영역을 확대한 도이다.
도 13은, 도 10 및 도 12의 C-C' 및 D-D'을 따라 절단한 절단면의 개략적인 단면도이다.
본 발명은, 제1 전극층과 제2 전극층을 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성함으로써, 브릿지(bridge) 전극에 의한 시인성 문제를 해결하고, 절연층에 컨택홀(contact hole)을 형성함으로써, 기생 커패시턴스 노이즈(parasitic capacitance noise) 및 전극 채널 저항 특성을 개선하며, 컨택홀(contact hole)이 형성된 영역에 대응되는 전극 패턴 영역에 선폭 마진(margin)을 두어, 얼라인(align) 불일치 등으로 인한 디바이스 신뢰성 저하를 방지하기 위한 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은, 제1 주전극 및 제1 주전극과 이격되어 형성되는 제1 보조전극을 포함하는, 제1 전극층과; 제2 주전극 및 제2 주전극과 이격되어 형성되는 제2 보조전극을 포함하는, 제2 전극층과; 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 위치하며, 컨택홀(contact hole)이 구비된 절연층을 포함하며, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 중 하나 이상은, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)보다 큰 것인, 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시 예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.
명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 「아래」, 「저면」, 「하부」, 「위」, 「상면」, 「상부」 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 「아래」 또는 「하부」로 기술된 소자는 다른 소자의 「위」에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 「아래」는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된, 「평면 방향」은, 제1 전극층, 제2 전극층 및/또는 절연층에 대하여 직교하는 방향, 즉 사용자의 시인 측에서 바라보는 방향으로 해석될 수 있다.
<터치센서>
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도들이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 전극층을 나타내는 개략적인 평면도들이고, 도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택홀(contact hole)이 형성된 절연층을 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 5는, 도 4의 S1 영역을 확대한 도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 7은, 도 6의 S2 영역을 확대한 도이다. 도 8은, 도 5 및 도 7의 A-A' 및 B-B'을 따라 절단한 절단면의 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 8을 참조하면, 본 발명의 터치센서는, 베이스 층(10) 상에 구비된 제1 전극층과 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층과 제2 전극층은 층간 절연층(50)을 사이에 두고, 서로 두께 방향으로 이격되는 것일 수 있다. 상기 제1 전극층과 제2 전극층은, 절연층(50) 일부에 형성된 컨택홀(contact hole)(90)에 의해 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
상기 베이스 층(10)은, 상기 전극층 또는 절연층(50) 등을 구조적으로 지지할 수 있는 기재(base)로서의 역할을 수행하는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 필름 타입의 기재 등을 포함하는 것일 수 있다. 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 상기 베이스 층(10)은, 유리; 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) 등의 고분자 물질; 및/또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 금속 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
화상표시장치의 층 또는 필름 부재가 상기 터치센서의 베이스 층(10)으로 제공되는 것일 수 있다. 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 디스플레이 패널에 포함되는 인캡슐레이션(encapsulation) 층, 또는 패시베이션(passivation) 층 등이 베이스 층(10)으로 제공될 수 있다.
상기 제1 전극층은, 제1 주전극과 제1 보조전극을 포함한다. 제1 전극층은, 일 실시 예에 있어서, 제1 주전극을 구성하는 제1 주전극 단위패턴(20) 및 이를 연결하기 위한 제1 주전극 접속부(22)와, 제1 보조전극을 구성하는 제1 보조전극 단위패턴(30) 및 이를 연결하기 위한 제1 보조전극 접속부(32)를 포함하여 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 제1 주전극 및 제1 보조전극은, 메쉬 형상의 패턴을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1 전극층은, 베이스 층(10)의 상면 상에 형성되는 것일 수 있다. 제1 전극층의 구성 및 구조에 대해서는 후술되는 도면들을 참조하여, 보다 상세히 후술한다.
상기 절연층(50)은, 베이스 층(10) 상에 형성되어, 제1 전극층을 덮는 것일 수 있다. 상기 절연층(50)은, 제1 전극층과 제2 전극층을 전기적으로 절연시키는 역할을 수행하는 것이면, 특별히 제한되는 것은 아니며, 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지 등의 유기 절연 물질, 및/또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극층은, 제2 주전극과 제2 보조전극을 포함한다. 제2 전극층은, 일 실시 예에 있어서, 제2 주전극을 구성하는 제2 주전극 단위패턴(60) 및 이를 연결하기 위한 제2 주전극 접속부(62)와, 제2 보조전극을 구성하는 제2 보조전극 단위패턴(70) 및 이를 연결하기 위한 제2 보조전극 접속부(72)를 포함하여 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 제2 주전극 및 제2 보조전극은, 메쉬 형상의 패턴을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제2 전극층은, 절연층(50)의 상면 상에 형성되는 것일 수 있다. 제2 전극층의 구성 및 구조에 대해서는 후술되는 도면들을 참조하여, 보다 상세히 후술한다.
상기 컨택홀(contact hole)(90)은, 제1 전극층과 제2 전극층을 전기적으로 연결하기 위하여, 절연층(50)의 일부에 형성되는 것일 수 있으며, 구체적으로는, 제1 주전극과 이에 대향하는 제2 보조전극; 및 제2 주전극과 이에 대향하는 제1 보조전극 중 적어도 하나 이상을 전기적으로 연결하기 위한 것일 수 있다. 컨택홀(contact hole)의 구성 및 구조에 대해서는, 후술되는 도면들을 참조하여, 보다 상세히 후술한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은, 투명 도전성 산화물을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물로는, 예를 들어, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO) 및 카드뮴주석산화물(CTO) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은, 금속을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 금속으로는, 예를 들어, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC)) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은 투명 도전성 산화물층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은 각각 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉서블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은, 각각 메쉬(mesh)형상의 금속 전극 패턴을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 메쉬(mesh)형상의 금속 전극 패턴을 포함하여 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성할 경우, 전극간 또는 전극 및 배선 간의 저항을 감소시켜 터치센서의 전도성 및 검출 강도를 향상시킬 수 있고, 플렉서블(flexible) 특성을 더욱 개선시킬 수 있다는 측면에서 이점이 있다.
상기 절연층(50) 상에는, 제2 전극층을 덮는 패시베이션(passivation) 층이 형성되는 것일 수 있다. 상기 패시베이션(passivation) 층은, 외부로부터 전극층과 절연막을 보호할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지 등의 유기 절연 물질, 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 1a는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 주전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 1b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 보조전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 1c는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 더미전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 1d는, 도 1a 내지 1c를 함께 도시한 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 제1 주전극은 베이스 층(10) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 주전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제1 주전극 단위패턴(20)을 포함하는 것일 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 제1 주전극 단위 패턴(20)은, 제2 구(71)(도 2b 참조)와 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 제1 주전극 단위패턴(20)은, 행 방향을 따라 배열되는 것일 수 있으며, 행 방향으로 이웃하는 제1 주전극 단위패턴(20)은, 제1 연결부(23)에 구비된 제1 주전극 단위패턴(20)과 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 제1 주전극 단위패턴(20)은, 제1 연결부(23)에 의해 일체로 연결되어 행 방향으로 연장하는 제1 주전극 단위패턴 행이 형성되는 것일 수 있다. 상기 복수의 제1 주전극 단위패턴 행은, 열 방향을 따라 배열되는 것일 수 있다.
제1 주전극 단위패턴(20)은, 이웃하는 제1 주전극 단위패턴(20)과 제1 주전극 접속부(22)에 의해 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있으며, 상기 제1 주전극 접속부(22)는, 제1 주전극 단위패턴(20)과 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제1 주전극은, 제1 홀(21)을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제1 홀(21)은, 이웃하는 복수의 제1 주전극 단위패턴(20)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제1 홀(21)을 통해 베이스 층(10)의 상면이 노출되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 홀(21)은, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다. 제1 홀(21)은, 제1 연결부(23)에도 형성되는 것일 수 있다.
도 1b를 참조하면, 제1 보조전극은 베이스 층(10) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 보조전극은 평면방향에서 관찰할 때 베이스 층(10)의 상면 중, 제1 주전극이 형성되지 않은 부분 상에 형성되는 것일 수 있다. 제1 보조전극은 제1 주전극 주변에 형성되며, 제1 주전극과 이격되어 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 보조전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제1 보조전극 단위패턴(30)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제1 보조전극 단위패턴(30)은, 제2 홀(61)(도 2a 참조)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
제1 보조전극 단위패턴(30)은, 이웃하는 제1 보조전극 단위패턴(30)과 제1 보조전극 접속부(32)에 의해 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있으며, 상기 제1 보조전극 접속부(32)는, 제1 보조전극 단위패턴(30)과 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제1 보조전극은, 제1 구(31)를 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제1 구(31)는, 이웃하는 복수의 제1 보조전극 단위패턴(30)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제1 구(31)를 통해 베이스 층(10)의 상면이 노출되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 구(31)는, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다.
도 1c를 참조하면, 제1 더미전극은 베이스 층(10) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 더미전극은 평면방향에서 관찰할 때 베이스 층(10)의 상면 중, 제1 주전극 및 제1 보조전극이 형성되지 않은 부분 상에 형성되는 것일 수 있다. 제1 더미전극은 제1 주전극 및 제1 보조전극의 주변에 형성되며, 제1 주전극 및 제1 보조전극과 이격되어 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 더미전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제1 더미전극 단위패턴(40)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제1 더미전극 단위패턴(40)은, 제2 스페이스(81)(도 2c 참조)와 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
제1 더미전극 단위패턴(40)은, 각각 분리된 플로팅 패턴 또는 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 패턴이 연결되어 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제1 더미전극은, 제1 스페이스(41)를 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제1 스페이스(41)는, 이웃하는 복수의 제1 더미전극 단위패턴(40)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제1 스페이스(41)를 통해 베이스 층(10)의 상면이 노출되는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제1 스페이스(41)는, 이웃하는 3개의 제1 더미전극 단위패턴(40)과 이웃하는 제1 주전극 단위패턴(20) 또는 제1 보조전극 단위패턴(30)에 의해 형성된 관통구일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1 스페이스(41)는 하나 이상의 꼭지점이 개방된, 실질적으로 마름모 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일체로 형성된 제1 더미전극 단위패턴에 의해 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상술한 바와 같이, 상기 제1 전극층은 베이스 층(10)의 상면에 배열된 제1 주전극, 제1 보조전극 및 제1 더미전극을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 제1 보조전극이 제1 주전극과 일정한 이격을 두어 배치되고, 상기 이격에 제1 더미전극이 제1 주전극 및 제1 보조전극과 인접하여 배치되는 것일 수 있다.
따라서, 베이스 층(10)의 상면에는, 전체적으로 전극패턴, 홀, 구 및 스페이스가 규칙적으로 반복된 구조로 배치되는 것일 수 있고, 상기와 같은 반복 구조로 인해 전체적으로 고주파 성분들을 포함하는 공간 주파수 형태의 배열 구조로 균일화 될 수 있다.
도 2a는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 주전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 2b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 보조전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 2c는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 더미전극을 분리 도시한 평면도이고, 도 2d는, 도 2a 내지 2c를 함께 도시한 평면도이다.
도 2a를 참조하면, 제2 주전극은 절연층(50) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 주전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제2 주전극 단위패턴(60)을 포함하는 것일 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 제2 주전극 단위 패턴(60)은, 제1 구(31)(도 1b 참조)와 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 제2 주전극 단위패턴(60)은, 열 방향을 따라 배열되는 것일 수 있으며, 열 방향으로 이웃하는 제2 주전극 단위패턴(60)은, 제2 연결부(63)에 구비된 제2 주전극 단위패턴(60)과 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 제2 주전극 단위패턴(60)은, 제2 연결부(63)에 의해 일체로 연결되어 열 방향으로 연장하는 제2 주전극 단위패턴 열이 형성되는 것일 수 있다. 상기 복수의 제2 주전극 단위패턴 열은, 행 방향을 따라 배열되는 것일 수 있다.
제2 주전극 단위패턴(60)은, 이웃하는 제2 주전극 단위패턴(60)과 제2 주전극 접속부(62)에 의해 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있으며, 상기 제2 주전극 접속부(62)는, 제2 주전극 단위패턴(60)과 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제2 주전극은, 제2 홀(61)을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제2 홀(61)은, 이웃하는 복수의 제2 주전극 단위패턴(60)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제2 홀(61)을 통해 절연층(50)의 상면이 노출되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 홀(61)은, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다. 제2 홀(61)은, 제2 연결부(63)에도 형성되는 것일 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제2 보조전극은 절연층(50) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 보조전극은 평면방향에서 관찰할 때 절연층(50)의 상면 중, 제2 주전극이 형성되지 않은 부분 상에 형성되는 것일 수 있다. 제2 보조전극은 제2 주전극 주변에 형성되며, 제2 주전극과 이격되어 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 보조전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제2 보조전극 단위패턴(70)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제2 보조전극 단위패턴(70)은, 제1 홀(21)(도 1a 참조)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
제2 보조전극 단위패턴(70)은, 이웃하는 제2 보조전극 단위패턴(70)과 제2 보조전극 접속부(72)에 의해 물리적, 전기적으로 연결되는 것일 수 있으며, 상기 제2 보조전극 접속부(72)는, 제2 보조전극 단위패턴(70)과 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제2 보조전극은, 제2 구(71)를 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제2 구(71)는, 이웃하는 복수의 제2 보조전극 단위패턴(70)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제2 구(71)를 통해 절연층(50)의 상면이 노출되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 구(71)는, 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 제2 더미전극은 절연층(50) 상에 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 더미전극은 평면방향에서 관찰할 때 절연층(50)의 상면 중, 제2 주전극 및 제2 보조전극이 형성되지 않은 부분 상에 형성되는 것일 수 있다. 제2 더미전극은 제2 주전극 및 제2 보조전극의 주변에 형성되며, 제2 주전극 및 제2 보조전극과 이격되어 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 더미전극은, 마름모 형상과 같은 다각형 패턴 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 복수의 제2 더미전극 단위패턴(80)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제2 더미전극 단위패턴(80)은, 제1 스페이스(41)(도 1c 참조)와 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
제2 더미전극 단위패턴(80)은, 각각 분리된 플로팅 패턴 또는 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 패턴이 연결되어 일체로 형성되는 것일 수 있다.
제2 더미전극은, 제2 스페이스(81)를 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제2 스페이스(81)는, 이웃하는 복수의 제2 더미전극 단위패턴(80)의 배열에 의해 형성된 관통구로 정의되며, 제2 스페이스(81)를 통해 절연층(50)의 상면이 노출되는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제2 스페이스(81)는, 이웃하는 3개의 제2 더미전극 단위패턴(80)과 이웃하는 제2 주전극 단위패턴(60) 또는 제2 보조전극 단위패턴(70)에 의해 형성된 관통구일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2 스페이스(81)는 하나 이상의 꼭지점이 개방된, 실질적으로 마름모 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일체로 형성된 제2 더미전극 단위패턴에 의해 실질적으로 마름모 형상과 같은 다각형 형상을 가지고, 규칙적으로 반복되는 것일 수 있다.
도 2d를 참조하면, 상술한 바와 같이, 상기 제2 전극층은 절연층(50)의 상면에 배열된 제2 주전극, 제2 보조전극 및 제2 더미전극을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 보조전극이 제2 주전극과 일정한 이격을 두어 배치되고, 상기 이격에 제2 더미전극이 제2 주전극 및 제2 보조전극과 인접하여 배치되는 것일 수 있다.
따라서, 절연층(50)의 상면에는, 전체적으로 전극패턴, 홀, 구 및 스페이스가 규칙적으로 반복된 구조로 배치되는 것일 수 있고, 상기와 같은 반복 구조로 인해 전체적으로 고주파 성분들을 포함하는 공간 주파수 형태의 배열 구조로 균일화 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 컨택홀(contact hole)(90)은, 제1 주전극과 제2 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 2쌍의 컨택홀(90)과, 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 2쌍의 컨택홀(90)이 제1 연결부(23) 및 제2 연결부(63)와 가장 인접한 위치에 형성되는 것일 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 상기 컨택홀(90)은, 제1 주전극과 제2 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 1쌍의 컨택홀(90)과, 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 1쌍의 컨택홀(90)이 제1 연결부(23) 및 제2 연결부(63)와 가장 인접한 위치에 형성되는 것일 수 있으며, 또 다른 일부 실시 예에 있어서, 제1 연결부(23) 및 제2 연결부(63)와 일정한 이격거리를 두어 형성되는 것일 수 있다.
컨택홀(90)은, 상기 도 3에서 도시된 것 이외에도, 다양한 형태로 절연층(50) 상에 형성될 수 있으며, 제1 주전극과 제2 보조전극 및 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결함으로써, 기생 커패시턴스와 채널 저항을 최소화 할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다.
컨택홀(90)은, 공정경제성과 터치센서의 전도성 및 검출강도 등의 측면에서, 제1 주전극에 형성된 제1 주전극 접속부(22)와 제2 보조전극에 형성된 제2 보조전극 접속부(72)가 평면방향에서 서로 교차하는 지점; 및/또는 제2 주전극에 형성된 제2 주전극 접속부(62)와 제1 보조전극에 형성된 제1 보조전극 접속부(32)가 평면방향에서 서로 교차하는 지점에 형성되는 것이 바람직하다.(도 4 참조)
일 실시 예에 있어서, 컨택홀(90)은, 30㎛ x 30㎛의 크기를 나타내는 정사각형 형태일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니며, 제1 전극층과 제2 전극층의 전기적 연결을 수행할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
컨택홀(90)은, 제1 전극층과 제2 전극층, 상세하게는, 제1 주전극과 제2 보조전극, 및 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결하여, 제1 주전극과 제2 보조전극 및 제2 주전극과 제1 보조전극이 각각 등전위를 형성하게 함으로써, 기생 커패시턴스 발생을 억제할 수 있도록 함과 아울러, 전극 채널의 저항을 개선하기 위한 역할을 수행한다.
도 4는, 구체적으로, 도 1d에 도시된 제1 전극층, 도 2d에 도시된 제2 전극층, 및 도 3에 도시된 절연층(50)을 평면방향에서 함께 투영시킨 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제2 보조전극 단위패턴(70)은, 평면방향에서, 제1 주전극 내부에 형성된 제1 홀(21)과 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 보조전극 단위패턴(70)은, 평면방향에서, 제1 홀(21) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제2 주전극 단위패턴(60)은, 평면방향에서, 제1 보조전극 내부에 형성된 제1 구(31)와 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 주전극 단위패턴(60)은, 평면방향에서, 제1 구(31) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제1 보조전극 단위패턴(30)은, 평면방향에서, 제2 주전극 내부에 형성된 제2 홀(61)과 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 보조전극 단위패턴(30)은, 평면방향에서, 제2 홀(61) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제1 주전극 단위패턴(20)은, 평면방향에서, 제2 보조전극 내부에 형성된 제2 구(71)와 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 주전극 단위패턴(20)은, 평면방향에서, 제2 구(71) 내에 완전히 포함될 수 있다.
또한, 제1 연결부(23)에 형성된 제1 주전극 단위패턴(20)은, 평면방향에서, 제2 연결부(63) 내부에 형성된 제2 홀(61)과 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 주전극 단위패턴(20)은, 평면방향에서, 제2 홀(61) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제2 연결부(63)에 형성된 제2 주전극 단위패턴(60)은, 평면방향에서, 제1 연결부(23) 내부에 형성된 제1 홀(21)과 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 주전극 단위패턴(60)은, 평면방향에서, 제1 홀(21) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제1 더미전극 단위패턴(40)은, 평면방향에서, 제2 더미전극 내부에 형성된 제2 스페이스(81)와 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 더미전극 단위패턴(40)은, 평면방향에서, 제2 스페이스(81) 내에 완전히 포함될 수 있다.
제2 더미전극 단위패턴(80)은, 평면방향에서, 제1 더미전극 내부에 형성된 제1 스페이스(41)와 겹쳐질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 더미전극 단위패턴(80)은, 평면방향에서, 제1 스페이스(41) 내에 완전히 포함될 수 있다.
컨택홀(90)은, 제1 주전극과 제2 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 2쌍의 컨택홀(90)과, 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결하기 위한 2쌍의 컨택홀(90)이 형성되는 것일 수 있다.
구체적으로, 이웃하는 복수의 제1 주전극 단위패턴(20)을 열 방향으로 연결하기 위한 제1 주전극 접속부(22)와, 이웃하는 복수의 제2 보조전극 단위패턴(70)을 행 방향으로 연결하기 위한 제2 보조전극 접속부(72)가, 평면방향에서, 교차하는 지점 중, 제1 연결부(23) 및 제2 연결부(63)와 가장 인접한 위치에 형성되는 2쌍의 컨택홀(90)과, 이웃하는 복수의 제2 주전극 단위패턴(60)을 행 방향으로 연결하기 위한 제2 주전극 접속부(62)와, 이웃하는 복수의 제1 보조전극 단위패턴(30)을 열 방향으로 연결하기 위한 제1 보조전극 접속부(32)가, 평면방향에서, 교차하는 지점 중, 제1 연결부(23) 및 제2 연결부(63)와 가장 인접한 위치에 형성되는 2쌍의 컨택홀(90)이 형성되는 것일 수 있다.
일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 상기 컨택홀은, 이웃하는 복수의 제1 주전극 단위패턴을 행 방향으로 연결하기 위한 접속부와, 이웃하는 복수의 제2 보조전극 단위패턴을 열 방향으로 연결하기 위한 접속부가, 평면방향에서, 교차하는 지점; 및/또는 이웃하는 복수의 제2 주전극 단위패턴을 열 방향으로 연결하기 위한 접속부와, 이웃하는 복수의 제1 보조전극 단위패턴을 행 방향으로 연결하기 위한 접속부가, 평면방향에서, 교차하는 지점 등에 구비되는 것일 수 있으며, 반드시 규칙성을 가지고 형성되어야 하는 것은 아니고, 제1 주전극과 제2 보조전극 및 제2 주전극과 제1 보조전극을 전기적으로 연결함으로써, 기생 커패시턴스와 채널 저항을 최소화 할 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치센서는, 메쉬 형상의 전극 패턴을 포함하는 제1 전극층 및 제2 전극층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치센서에 포함되는 각 소자들은, 전술한 특성을 모두 만족하는 것으로, 실질적으로 동일한 특성을 나타내는 것일 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 비교 예에 따른 터치센서를 나타낸 개략적인 평면도이고, 도 10은, 도 9의 S3 영역을 확대한 도이고, 도 11은, 본 발명의 다른 비교 예에 따른 터치센서를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 12는, 도 11의 S4 영역을 확대한 도이다. 도 13은, 도 10 및 도 12의 C-C' 및 D-D'을 따라 절단한 절단면의 개략적인 단면도이다.
도 9 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 비교 예에 따른 터치센서는, 컨택홀(contact hole)(90)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭(T5, T6)이, 컨택홀(contact hole)(90)의 임계 치수(critical dimension; CD)(T5, T6)와 동일한 것일 수 있다. 일부 비교 예에 있어서, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이, 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)보다 작은 것일 수 있다.
컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD) 보다 작을 경우, 제2 전극층의 패터닝 공정 간 제1 전극층의 손상 등이 발생할 수 있으며, 컨택 면적이 충분하지 않아 디바이스 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 도 9 내지 13에 도시된 바와 같이, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)와 동일한 경우에도, 얼라인(align)이 틀어짐으로 인하여, 이와 같은 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 제1 전극층 및/또는 제2 전극층에서, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)보다 큰 것을 기술적 특징으로 한다. 이와 같이 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)보다 크게 형성됨으로써, 얼라인(align)이 다소 불일치 하게 되는 경우라도, 제2 전극층의 패터닝 공정 간 제1 전극층의 손상 등을 방지할 수 있고, 충분한 컨택 면적을 확보할 수 있도록 함으로써, 디바이스 신뢰성을 유지시킬 수 있다는 측면에서 이점이 있다.
구체적으로, 도 5, 7 및 8을 참조하면, 컨택홀(contact hole)(90)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭(T1, T3)이 컨택홀(contact hole)(90)의 임계 치수(CD)(T2, T4)보다 큰 것일 수 있다.
상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역은, 제1 전극층 및/또는 제2 전극층에 형성된 전극 패턴 중, 컨택홀(contact hole)과 평면방향에서 중첩되는 전극 패턴의 영역, 바람직하게는, 제1 전극층 및/또는 제2 전극층의 접속부일 수 있다.
일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역은, 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 내에서 컨택홀(contact hole)에 대응되는 일부 영역만을 의미하는 것일 수 있고, 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 자체를 지칭하는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 내에서 컨택홀(contact hole)에 대응되는 일부 영역만을 의미하는 것은, 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 내에서, 컨택홀(contact hole)과 평면방향에서 중첩되는 일부 영역과 주변 영역이 선폭의 단차를 가지고 형성되는 것일 수 있고, 이 경우, 컨택홀(contact hole)에 대응되지 않는 전극 패턴 영역은, 상기 주변 영역을 의미하는 것일 수 있다.
다른 예를 들어, 상기 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 자체를 의미하는 것은, 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 자체의 선폭이 컨택홀(contact hole)이 형성되지 않은 다른 접속부의 선폭보다 크게 형성되는 것일 수 있고, 이 경우, 컨택홀(contact hole)에 대응되지 않는 전극 패턴 영역은, 상기 다른 접속부를 의미하는 것일 수 있다.
다만, 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)보다 크게 형성되는 방식이 이에 제한되는 것은 아니며, 얼라인(align)이 다소 불일치하게 되더라도, 컨택홀(contact hole)을 모두 커버함으로써, 공정간 패턴 손상 방지 및 디바이스 신뢰성을 유지시킬 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다.
상기 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)는, 전극 패턴의 선폭 방향으로 측정된 임계 치수(CD) 값 중 가장 큰 값을 의미하는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 컨택홀(contact hole)이 정사각형 형태를 가지는 경우, 임계 치수(CD)는 정사각형의 높이를 나타내는 것일 수 있고, 직사각형 형태를 가지는 경우, 전극 패턴의 선폭 방향과 평행한 방향의 높이를 나타내는 것일 수 있고, 타원 형태를 갖는 경우, 전극 패턴의 선폭 방향과 평행한 방향의 장축 직경 또는 단축 직경을 의미하는 것일 수 있다.
상기 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)는, 특별히 제한되지 않으나, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭 방향으로 25 내지 55㎛인 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 전극층과 제2 전극층의 전기적 연결을 통한 기생 커패시턴스를 최소화 할 수 있으면서도, 충분한 컨택 면적을 확보함으로써, 디바이스 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 전극 패턴의 선폭 방향으로 측정된 선폭 값 중 가장 큰 값을 의미하는 것일 수 있다.
예를 들어, 컨택홀(contact hole)이 형성되는 접속부 내에서, 컨택홀(contact hole)과 평면방향에서 중첩되는 일부 영역과 주변 영역이 선폭의 단차를 가지고 형성되는 경우, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)과 평면방향에서 중첩되는 일부 영역의 선폭 방향으로 측정된 값 중 가장 큰 값을 의미한다.
상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 상기 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)보다 큰 것이 바람직하며, 예를 들어, 35 내지 85㎛인 것이 바람직하다. 이 경우, 전극 패턴의 시인성에 영향을 주지 않으면서도 공정 상 발생할 수 있는 얼라인(align) 불일치에도 컨택홀(contact hole)과 충분한 컨택 면적을 확보할 수 있어, 제1 전극층의 손상을 방지할 수 있고, 디바이스 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)보다 10 내지 30㎛ 큰 것일 수 있으며, 구체적으로, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭에서 상기 선폭 방향에 대한 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)를 뺀 값이 10 내지 30㎛인 것일 수 있다. 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭과 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)의 차이가 10㎛ 미만인 경우, 공정간 산포에 의해 불안정할 수 있으며, 30㎛를 초과하는 경우, 시인성의 측면에서 불리할 수 있다.
한편, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되지 않는 전극 패턴 영역은, 컨택홀(contact hole)보다 크게 형성되지 않아도 무방하며, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 컨택홀(contact hole)의 임계 치수(CD)와 같거나 작은 선폭을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 베이스 층, 상기 베이스 층 상에 제1 전극층을 형성하고, 상기 제1 전극층 상에 컨택홀을 포함하는, 절연층을 형성하고, 상기 절연층 상에 제2 전극층을 형성함으로써, 제1 전극층 및 제2 전극층을 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치 시키되, 제1 주전극과 제2 보조전극 및 제2 주전극과 제1 보조전극을 각각 전기적으로 연결시킨다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 브릿지(bridge) 전극을 생략할 수 있어, 브릿지(bridge) 전극 시인 현상을 개선시킬 수 있다.
또한, 평면 방향에서, 각각의 전극패턴과 홀, 구 또는 스페이스가 서로 겹쳐지게 배열됨에 따라, 전극 시인 현상을 개선시킬 수 있다.
구체적으로, 인간의 시감 특성은, 인간의 인식(구별)능력과 콘트라스트(contrast)를 나타내며, 공간주파수(spatial frequency)로 표현될 수 있다. 콘트라스트는 이미지의 일정 부분의 톤과 다른 부분의 톤의 강약의 차이를 말하는 것으로, 이미지의 콘트라스트가 강하다는 것은 특정 이미지의 밝고 어두운 정도의 차이가 정상보다 심한 경우를 의미한다. 전극패턴의 시인성에서는, 콘트라스트가 커질수록, 즉, 그 톤의 강약의 차이가 명확하게 드러날수록 인간의 시감 특성에 의한 구별능력은 비례관계로 증가하게 되는 것이다. 즉, 인간의 시감 특성에 의한 콘트라스트에 대한 구별능력은 공간주파수의 단일 함수로 나타낼 수 있는 것이 아니며, 그 구별능력은 공간주파수의 최고주파영역과 최저주파영역에서는 오히려 감소되는 것을 알 수 있다.
이러한 특성을 이용하여, 본 발명은, 터치센서를 평면방향에서 관찰할 때, 패턴의 불규칙성이 실질적으로 제거되고, 사용자에게 시인되지 않는 고주파 성분들에 의해 터치센서 상면의 균일화를 통해, 전극 시인 현상을 개선시킬 수 있다.
또한, 각각의 전극패턴과 홀, 구 또는 스페이스가 서로 겹쳐지게 배열됨에 따라, 두께 방향으로 전극층이 배열됨에 따른 기생 커패시턴스를 억제할 수 있으며, 절연층에 제1 전극층과 제2 전극층을 전기적으로 연결시키기 위한 컨택홀을 포함함으로써, 컨택홀을 포함하지 않는 터치센서 대비 기생 커패시턴스 및 전극 채널의 저항을 최소화 할 수 있어, 초박막형의 터치센서가 구현될 수 있다.
나아가, 컨택홀(contact hole)이 형성된 영역에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole) 보다 크게 형성됨으로써, 공정 과정에서 발생할 수 있는 얼라인(align) 불일치 등에 의한 불량 발생률을 저감시킬 수 있다.
한편, 본 명세서에서는, 각각의 전극패턴, 홀, 구 및 스페이스의 형상을 마름모 형상으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각형 등의 다른 다각형이나 원형 등과 같이 변형되어 사용될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명은 상기 터치센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 결합된 상술한 터치센서를 포함할 수 있다.
표시 패널은 패널 기판 상에 배치된 화소 전극, 화소 정의막, 표시층, 대향 전극 및 인캡슐레이션 층 등을 포함할 수 있다.
패널 기판 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소전극 상에는 표시층이 형성되며, 표시 층은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막 및 표시층 상에는 대향 전극이 배치될 수 있다. 대향 전극은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 대향 전극 상에 표시 패널 보호를 위한 인캡슐레이션 층이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널 및 터치센서는 점접착층을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층은 -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 패널로부터의 노이즈를 차페할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 터치센서의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
상기 화상 표시 장치는 VR 장비와 같은 광학 이미지 기기 내에 삽입 또는 장착될 수 있으며, 터치센서에 형성된 홀들을 통해 실질적으로 상술한 화소부 및 화소 회로 등이 은폐될 수 있다. 따라서, 원하는 이미지만이 상기 광학 이미지 기기를 통해 수집되어 편집, 변형될 수 있다.
이하, 구체적으로 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1
40㎛ 두께의 PET 기판 상에, 도 1d에 도시된 것과 동일한 전극 패턴을 포함하는, 제1 전극층을 배치한다. 제1 전극층의 최소 선폭은 30㎛ 이며, 컨택홀 절연막 형성부의 대응하는 전극 패턴 영역의 선폭은 40㎛로 설계되었다. 이후, 상기 PET 기판 상에 상기 제1 전극층을 덮는 두께 2㎛의 절연층을 도포하고, 도 3에 도시된 것과 동일한 형태로 30㎛ x 30㎛의 컨택홀(contact hole)을 형성한다. 다음으로, 상기 절연층 상에 도 2d에 도시된 것과 동일한 전극 패턴을 포함하는, 제2 전극층을 배치한다. 이후, 상기 절연층 상에 제2 전극층을 덮는, 패시베이션(Passivation) 층을 형성하여, 실시예 1의 터치센서를 제작하였다.
비교예 1
도 9에 도시된 것과 같이, 컨택홀(contact hole)이 형성된 영역에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)과 동일하게 제작한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 제조 방법에 의해 비교예 1의 터치센서를 제작하였다.
<실험예>
<에칭 평가 및 전기 특성 평가>
상기 실시예 1 및 비교예 1의 터치 센서에 대하여, 제2 전극층 패터닝 이후 제 1전극층의 에칭 데미지에 대한 평가를 실시하여, 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1의 터치 센서에 대하여, Ansys社 Q3D 시뮬레이터를 이용하여 터치 센서의 저항 및 정전 용량 특성에 대한 평가를 실시하여, 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 제1전극 컨택홀 절연막 제2전극 Overlay 선저항
(면저항 : 9 Ω/□) 		Cm (pF)
선폭 CD 선폭 불량빈도 Tx Rx
실시예1 40㎛
(30㎛)		 30㎛ 40㎛
(30㎛)		 0/10 101.62 101.62 0.94
비교예1 30㎛ 30㎛ 7/10
상기 표 1을 참조하면, 비교예 1의 터치 센서의 경우, 패턴 선폭의 산포 및 얼라인(align) 틀어짐에 의해 70% 수준의 불량률을 나타내고 있으나, 실시예 1의 터치 센서의 경우, 컨택홀(contact hole) 형성부의 전극 패턴 영역의 선폭을 조절함으로써, 공정간의 불량률을 현저히 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭만을 변경함으로써, 저항 및 정전용량의 특성에는 영향이 없어, 공정간의 불량률을 현저히 개선시키면서도 터치 센서의 성능에는 영향을 미치지 않을 수 있음을 알 수 있다.
10: 베이스 층
20: 제1 주전극 단위패턴
21: 제1 홀
22: 제1 주전극 접속부
23: 제1 연결부
30: 제1 보조전극 단위패턴
31: 제1 구
32: 제1 보조전극 접속부
40: 제1 더미전극 단위패턴
41: 제1 스페이스
50: 절연층
60: 제2 주전극 단위패턴
61: 제2 홀
62: 제2 주전극 접속부
63: 제2 연결부
70: 제2 보조전극 단위패턴
71: 제2 구
72: 제2 보조전극 접속부
80: 제2 더미전극 단위패턴
81: 제2 스페이스
90: 컨택홀(contact hole)

Claims (15)

  1. 제1 주전극 및 제1 주전극과 이격되어 형성되는 제1 보조전극을 포함하는, 제1 전극층과;
    제2 주전극 및 제2 주전극과 이격되어 형성되는 제2 보조전극을 포함하는, 제2 전극층과;
    상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 위치하며, 컨택홀(contact hole)이 구비된 절연층을 포함하며,
    상기 제1 전극층 및 제2 전극층 중 하나 이상은, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭이 컨택홀(contact hole)보다 큰 것인, 터치센서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되지 않는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)보다 작거나 같은, 터치 센서.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭은, 컨택홀(contact hole)보다 10 내지 30㎛ 큰, 터치센서.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)에 대응되는 전극 패턴 영역 선폭은, 35 내지 85㎛인, 터치센서.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)의 임계 치수는, 대응되는 전극 패턴 영역의 선폭 방향으로, 25 내지 55㎛인, 터치센서.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)은,
    제1 주전극과 이에 대향하는 제2 보조전극; 및
    제2 주전극과 이에 대향하는 제1 보조전극 중 적어도 하나 이상을 전기적으로 연결하기 위한 것인, 터치센서.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 주전극은, 제1 주전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제1 주전극 단위패턴을 포함하며,
    상기 제1 보조전극은, 제1 보조전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제1 보조전극 단위패턴을 포함하며,
    상기 제2 주전극은, 제2 주전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제2 주전극 단위패턴을 포함하며,
    상기 제2 보조전극은, 제2 보조전극 접속부에 의해 일체로 연결된 제2 보조전극 단위패턴을 포함하는, 터치센서.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 컨택홀(contact hole)은,
    제1 주전극 접속부와, 이에 대향하는 제2 보조전극 접속부가 평면 방향에서 교차하는 지점; 및
    제2 주전극 접속부와, 이에 대향하는 제1 보조전극 접속부가 평면 방향에서 교차하는 지점 중 적어도 하나 이상의 지점에 형성되는 것인, 터치센서.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 주전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 보조전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 구와 평면 방향에서 각각 중첩되고;
    상기 제1 보조전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 주전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 홀과 평면 방향에서 각각 중첩되고;
    상기 제2 주전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 보조전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 구와 평면 방향에서 각각 중첩되고;
    상기 제2 보조전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 주전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 홀과 평면 방향에서 각각 중첩되는, 터치센서.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은, 메쉬 형상의 패턴을 포함하는, 터치센서.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 주전극은, 제1 주전극을 행 방향을 따라 연결시키는 제1 연결부를 포함하며,
    상기 제2 주전극은, 제2 주전극을 열 방향을 따라 연결시키는 제2 연결부를 포함하는, 터치센서.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극층은, 제1 주전극 및 제1 보조전극과 이격되어 형성되는 제1 더미전극을 포함하고,
    상기 제2 전극층은, 제2 주전극 및 제2 보조전극과 이격되어 형성되는 제2 더미전극을 포함하는, 터치센서.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 더미전극은, 제1 더미전극 단위패턴을 포함하고,
    상기 제2 더미전극은, 제2 더미전극 단위패턴을 포함하는, 터치센서.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 더미전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제2 더미전극 단위패턴에 의해 정의되는 제2 스페이스와 평면 방향에서 각각 중첩되고;
    상기 제2 더미전극 단위패턴은, 이웃하는 복수의 제1 더미전극 단위패턴에 의해 정의되는 제1 스페이스와 평면 방향에서 각각 중첩되는, 터치센서.
  15. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층된 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항의 터치센서를 포함하는, 화상 표시 장치.
KR1020210023665A 2021-02-22 2021-02-22 터치센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 KR20220120036A (ko)

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