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KR102078855B1 - 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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

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KR102078855B1
KR102078855B1 KR1020190000839A KR20190000839A KR102078855B1 KR 102078855 B1 KR102078855 B1 KR 102078855B1 KR 1020190000839 A KR1020190000839 A KR 1020190000839A KR 20190000839 A KR20190000839 A KR 20190000839A KR 102078855 B1 KR102078855 B1 KR 102078855B1
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KR
South Korea
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touch sensor
sensor module
layer
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circuit connection
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KR1020190000839A
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English (en)
Inventor
맹창준
김헌
신현민
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
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Publication date
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Priority to CN201922425807.0U priority patent/CN211149427U/zh
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Abstract

본 발명의 실시예들의 터치 센서 모듈은 센싱 전극들 및 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층, 터치 센서층 상에서 센싱 전극들을 덮는 광학층, 광학층과 이격되도록 배치되며 터치 센서층의 일단부에서 트레이스들과 전기적으로 연결되는 회로 연결 구조물, 및 광학층 및 상기 회로 연결 구조물 사이의 갭을 채우는 착색 수지 패턴을 포함한다. 착색 수지 패턴을 통해 갭에서의 광학적 교란을 방지할 수 있다.

Description

터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{TOUCH SENSOR MODULE, WINDOW STACK STRUCTURE INCLUDING THE SAME AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 모듈, 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 센싱 전극 및 절연 구조를 포함하는 터치 센서 모듈, 및 이를 포함하는 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 기술이 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 제시되고 있다. 예를 들면, 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전계발광표시장치(Electro Luminescent Display device), 유기발광다이오드표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display device) 등이 연구되고 있다.
한편, 상기 표시 장치 상에 부착되어 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치인 터치 패널 또는 터치 센서가 디스플레이 장치와 결합되어 화상 표시 기능 및 정보 입력 기능이 함께 구현된 전자 기기들이 개발되고 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치에는 편광판, 위상차 필름 등과 같은 이미지 품질 향상을 위한 광학 부재 또는 광학 필름이 함께 포함된다. 예를 들어, 상기 광학 부재 및 터치 센서가 인접하여 배치되는 경우 상기 터치 센서와 연결되는 외부 회로 및 상기 광학 부재 사이에 공차, 단차 혹은 간극이 생성되며, 이에 따라 광학적 교란, 이미지 품질 저하가 초래될 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2014-0092366호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 결합된 터치 센서 또는 터치 스크린 패널이 개발되고 있다. 그러나 상술한 바와 같이 광학 부재 및 터치 센서와의 정합성을 향상시키기 위한 연구가 필요하다.
한국공개특허 제2014-0092366호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 포함하는 윈도우 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 터치 센서 모듈을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하는 터치 센서층; 상기 터치 센서층 상에서 상기 센싱 전극들을 덮는 광학층; 상기 광학층과 이격되도록 배치되며 상기 터치 센서층의 일단부 상에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 회로 연결 구조물; 및 상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물 사이의 갭을 채우는 착색 수지 패턴을 포함하는, 터치 센서 모듈.
2. 위 1에 있어서, 상기 광학층은 상기 회로 연결 구조물보다 높은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
3. 위 2에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물의 측벽들과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
4. 위 3에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 회로 연결 구조물의 상면을 덮는, 터치 센서 모듈.
5. 위 4에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 광학층의 상면은 덮지 않는, 터치 센서 모듈.
6. 위 1에 있어서, 상기 트레이스들의 말단부들 상의 상기 광학층 부분이 제거되어 본딩 영역이 정의되며,
상기 회로 연결 구조물은 상기 본딩 영역으로 삽입되어 상기 트레이스들의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되는, 터치 센서 모듈.
7. 위 6에 있어서, 상기 갭은 평면 방향에서 상기 본딩 영역 중 상기 회로 연결 구조물이 배치된 영역을 제외한 나머지 공간으로 정의되는, 터치 센서 모듈.
8. 위 1에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
9. 위 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는, 터치 센서 모듈.
10. 위 9에 있어서, 상기 트레이스들 및 상기 회로 연결 구조물 사이에 배치된 도전성 중개 구조를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
11. 위 10에 있어서, 상기 도전성 중개 구조는 이방성 도전 필름(ACF)을 포함하는, 터치 센서 모듈.
12. 위 1에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
13. 윈도우 기판; 및 상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
14. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
15. 위 14에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며, 상기 터치 센서 모듈의 상기 회로 연결 구조물은 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 터치 센서 모듈은 터치 센서 층의 표시 영역을 덮는 광학층 및 터치 센서 층의 본딩 영역 상에 배치되는 회로 연결 구조물을 포함할 수 있다. 상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물 사이의 갭을 채우도록 착색 수지 패턴이 형성되어, 상기 갭을 통한 빛샘, 반사 등에 의한 이미지 및 광학 특성의 교란을 방지할 수 있다.
또한, 상기 착색 수지 패턴에 의해 상기 터치 센서 층에 포함된 트레이스들이 보호되어 전기적 신뢰성이 향상될 수 있다. 상기 착색 수지 패턴은 상기 회로 연결 구조물의 지지층 혹은 접합층으로도 제공되어 상기 본딩 영역에서의 회로 연결 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센서층, 상기 터치 센서층 상에 배치되는 광학층 및 회로 연결 구조물, 및 상기 광학층 및 회로 연결 구조물 사이에 형성된 착색 수지 패턴을 포함하여, 광학적, 기계적, 전기적 안정성이 향상된 터치 센서 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 터치 센서 모듈을 포함하는 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
이하 도면들에서 예를 들면, 보호 필름 또는 터치 센서층의 상면에 평행하며 예를 들면, 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 터치 센서 모듈의 길이 방향에 대응되며, 상기 제2 방향은 터치 센서 모듈의 너비 방향에 대응될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 방향에 수직한 방향을 제3 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제3 방향은 터치 센서 모듈의 두께 방향에 대응될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 평면도들이다.
구체적으로, 도 2는 터치 센서층에 포함된 전극 구조를 설명하기 위한 평면도이며, 설명의 편의를 위해 광학층, 회로 연결 구조물 및 착색 수지 패턴의 도시는 생략된다. 도 3은 도 2에 광학층, 회로 연결 구조물 및 착색 수지 패턴이 추가된 상태의 평면도이다. 도 1은 도 3의 I-I' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 터치 센서 모듈은 터치 센서 층(100), 터치 센서 층(100)의 일단부와 연결되는 회로 연결 구조물(170), 회로 연결 구조물(170)과 이격되어 터치 센서층(100) 상에 배치되는 광학층(150), 및 회로 연결 구조물(170) 및 광학층(150) 사이에 형성된 착색 수지 패턴(185)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)은 보호 필름(50) 상에 배치될 수 있다. 보호 필름(50)은 예를 들면, 무기 절연 필름 및/또는 유기 절연 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함하는 고분자 필름이 보호 필름(50)으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호 필름(50)은 터치 센서층(100) 형성을 위한 기재층 또는 베이스층으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 보호 필름(50)은 터치 센서층(100)의 제조 공정 중, 센싱 전극, 트레이스 등의 보호를 위해 형성되며, 상기 터치 센서 모듈 형성 후 제거될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치 센서층(100)은 센싱 전극들(110, 120) 및 트레이스들(130, 135)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 120)은 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식에 의한 구동이 가능하도록 배열될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120)이 배열된 영역에 의해 터치 센서층(100)으로부터 터치 센싱이 실질적으로 구현되는 활성 영역이 정의될 수 있다. 상기 활성 영역은 화상 표시 장치의 이미지가 구현되는 디스플레이 영역과 실질적으로 대응될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극들(110, 120)은 제1 센싱 전극들(110) 및 제2 센싱 전극들(120)을 포함할 수 있다.
제1 센싱 전극들(110)은 예를 들면, 상기 제2 방향(예를 들면, 너비 방향)을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 제1 센싱 전극들(110)에 의해 상기 제2 방향으로 연장하는 제1 센싱 전극 행이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제1 센싱 전극 행들이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 방향으로 이웃하는 제1 센싱 전극들(110)은 연결부(115)에 의해 서로 물리적 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 연결부(115)는 제1 센싱 전극들(110)과 동일 레벨에서 일체로 형성되어 제1 센싱 전극들(110)과 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다.
제2 센싱 전극들(120)은 상기 제1 방향(예를 들면, 길이 방향)을 따라 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 센싱 전극들(120)은 각각 섬(island) 타입의 단위 전극들로 물리적으로 이격될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방향으로 이웃하는 제2 센싱 전극들(120)은 브릿지 전극(125)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 제2 센싱 전극들(120)이 브릿지 전극들(125)에 의해 서로 연결되어 상기 제1 방향으로 배열됨에 따라, 상기 제1 방향으로 연장하는 제2 센싱 전극 열이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제2 센싱 전극 열들이 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 금속, 합금, 또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들면, 센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 투명도전성 산화물 및 금속의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극들(110, 120) 및/또는 브릿지 전극(125)은 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 브릿지 전극(125)은 절연층(도시되지 않음) 상에 형성될 수 있다. 상기 절연층은 제1 센싱 전극(110)에 포함된 연결부(115)를 적어도 부분적으로 덮으며, 연결부(115) 주변의 제2 센싱 전극들(120)을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 브릿지 전극(125)은 상기 절연층을 관통하며, 연결부(115)를 사이에 두고 서로 이웃하는 제2 센싱 전극들(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 절연층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지, 실록산계 수지와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
트레이스들(130, 135)은 각각의 상기 제1 센싱 전극 행으로부터 연장하는 제1 트레이스(130) 및 각각의 상기 제2 센싱 전극 열로부터 연장하는 제2 트레이스(135)를 포함할 수 있다.
터치 센서층(100) 또는 보호 필름(50)의 일 단부에 본딩 영역(B)이 할당될 수 있다. 트레이스들(130, 135)은 상기 활성 영역의 주변부로부터 연장되어 본딩 영역(B)으로 집합될 수 있다.
예를 들면, 제1 트레이스들(130)은 터치 센서층(100)의 양 측부로부터 각 제1 센싱 전극 행으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 제1 트레이스들(130)은 상기 제2 방향으로 벤딩된 후 다시 상기 제1 방향으로 벤딩되어 본딩 영역(B)으로 진입할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 트레이스들(130)은 터치 센서층(100)의 상기 양 측부에 교대로 분포될 수 있다. 터치 센서층(100)의 상기 양 측부에 제1 트레이스들(130)이 고르게 분포되므로, 예를 들면, 터치 센서층(100)이 굴곡되는 경우 발생하는 스트레스를 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 제1 트레이스들(130)이 상기 양 측부에 교대로 배치되므로, 이웃하는 제1 트레이스들(130) 사이의 정렬 마진을 증가시킬 수 있다.
제2 트레이스들(135)은 각 제2 센싱 전극 열로부터 분기되어 본딩 영역(B)으로 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
트레이스(130, 135)의 말단부들은 본딩 영역(B) 내에 집합되어 회로 연결 구조물(170)과 전기적으로 연결되는 접속부(패드부 또는 단자부)로 제공될 수 있다. 제1 트레이스(130) 및 제2 트레이스(135)로부터 각각 제1 접속부(140) 및 제2 접속부(145)가 정의되어 본딩 영역(P) 영역 내에 배치될 수 있다.
트레이스들(130, 135)은 센싱 전극들(110, 120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
광학층(150)은 터치 센서층(100) 상에 적층되어 센싱 전극들(110, 120)을 덮을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 광학층(150)은 본딩 영역(B)을 제외하고 터치 센서층(100)의 실질적인 전면 상에 형성될 수 있다.
예를 들면, 터치 센서층(100)의 전체 상면을 덮도록 광학층(150)이 터치 센서층(100)과 결합된 후, 본딩 영역(B)을 덮는 광학층(150) 부분을 제거하여 본딩 영역(B) 내에 배치된 접속부들(140, 145)이 노출될 수 있다.
광학층(150)은 화상 표시 장치의 이미지 시인성을 향상시키기 위한 당해 기술 분야에 공지된 필름 또는 층 구조물을 포함할 수 있다. 광학층(150)의 비제한적인 예로서 편광판, 편광자, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름, 굴절률 정합 필름 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상의 복층 구조로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광학층(150)은 편광판을 포함할 수 있다.
회로 연결 구조물(170)을 본딩 영역(B)을 통해 터치 센서층(100)의 접속부들(140, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 트레이스들(130, 135)의 말단에 연결된 접속부들(140, 145)과 회로 연결 구조물(170)에 포함된 회로 배선이 예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)와 같은 도전성 중개 구조(160)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 연결 구조물(170)은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)은 코어층(175), 및 코어층(175)의 저면 및 상면 상에 각각 형성된 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코어층(175)을 관통하여 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)을 연결시키는 관통 비아(176)가 형성될 수도 있다.
코어층(175)은 수지 또는 액정 고분자를 포함할 수 있다. 회로 배선들(174a, 174b)은 예를 들면 구리(Cu) 또는 구리 합금과 같은 금속을 포함할 수 있다. 하부 회로 배선(174a) 및 상부 회로 배선(174b)의 표면은 각각 하부 커버레이 층(172a) 및 상부 커버레이 층(172b)에 의해 커버될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하부 커버레이 층(172a)의 일부를 제거하여 하부 회로 배선(174a)을 노출시킬 수 있다. 노출된 하부 회로 배선(174a) 부분을 도전성 중개 구조(160) 상에 정렬한 후 회로 연결 구조물(170) 상으로 가압 및/또는 가열 공정을 포함하는 본딩 공정을 수행하여 회로 연결 구조물(170)을 터치 센서층(100)과 접합시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170) 사이에는 정렬 마진 및 상기 본딩 공정에 의한 광학층(150) 손상 방지를 위해 갭(gap)(180)이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170) 사이의 이격 공간이 갭(180)으로 정의될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 평면 방향에서 본딩 영역(B) 중 회로 연결 구조물(170)에 의해 덮히지 않은 나머지 부분이 갭(180)으로 정의될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 갭(180) 내에는 착색 수지 패턴(185)이 형성될 수 있다. 착색 수지 패턴(185)은 갭(180) 내부를 적어도 부분적으로 채울 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 갭(180)은 평면 방향에서 꺾인 도랑 형상(예를 들면, ㄷ자 형상)을 가질 수 있으며, 착색 수지 패턴(185)은 상기 꺾인 도랑 형상의 갭(180)을 연속적으로 채울 수 있다.
착색 수지 패턴(185)은 예를 들면, 경화성 수지 또는 점접착성 수지를 포함하는 레진 조성물을 갭(180) 내에 충진한 후, 열 경화 또는 자외선 경화 공정을 통해 경화시켜 형성될 수 있다. 상기 레진 조성물은 착색제를 더 포함할 수 있다. 상기 착색제는 염료 및/또는 안료를 포함할 수 있다. 상기 레진 조성물은 유기 경화성 조성물 분야에서 공지된 용매, 광중합성 단량체, 중합 개시제, 경화제 등을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 착색 수지 패턴(185)은 화상 표시 장치의 베젤 패턴, 차광 패턴, 화소 격벽 등을 형성하기 위한 블랙 잉크 계열의 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170)을 터치 센서층(100)과 함께 결합 또는 모듈화시키는 경우, 광학층(150)의 손상 방지 및 회로 연결 구조물(170)의 정렬 마진을 위해 갭(180)으로 설명한 이격 거리가 필요할 수 있다. 이 경우, 갭(180)을 통해 빛샘 현상이 초래될 수 있다. 또한, 갭(180)을 통해 트레이스들(130, 135)이 부분적으로 노출될 수 있으며, 이에 따라 광반사에 의해 이미지 품질이 저하되거나, 트레이스들(130, 135)이 화상 표시 장치의 사용자에게 시인될 수도 있다.
그러나, 예시적인 실시예들에 따르면 착색 수지 패턴(185)이 갭(180)을 채움에 따라 갭(180)에서의 빛샘 및 반사 현상을 차단할 수 있다. 또한, 착색 수지 패턴(185)은 점접착성을 가질 수 있으므로 회로 연결 구조물(170)의 지지 패턴 또는 고정 패턴으로 기능할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(100)은 상술한 센싱 전극들(110, 120) 및 트레이스들(130, 135)을 덮는 패시베이션 층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 광학층(150)은 상기 패시베이션 층 상에 형성되며, 본딩 영역(B) 상에 형성된 상기 패시베이션 층 부분을 제거한 후, 회로 연결 구조물(170)을 본딩 영역(B)으로 접합할 수 있다.
이 경우, 갭(180)을 통해 트레이스들(130, 135)이 상기 패시베이션 층으로부터 부분적으로 노출될 수 있다. 그러나, 착색 수지 패턴(185)에 의해 노출된 트레이스들(130, 135)이 보호될 수 있으므로 트레이스들(130, 135)의 산화, 기계적 손상에 의한 신호 전달 불량 또는 저항 증가를 방지할 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서층의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 터치 센서층(100)의 센싱 전극들(127) 및 트레이스들(137)은 자기 정전 용량(Self Capacitance) 방식으로 구동되도록 배열될 수 있다.
터치 센서층(100)은 각각 독립된 섬(island) 패턴 형상을 가지며 개별 센싱 도메인으로 제공되는 센싱 전극들(127)을 포함할 수 있다. 또한, 트레이스들(137)은 각각의 센싱 전극(127)으로 분기되어 본딩 영역(B)으로 연장할 수 있다. 트레이스들(137)의 말단부들은 접속 영역(B)에서 집합되어 회로 연결 구조물(170)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 착색 수지 패턴(187)은 갭(180)을 채우며 회로 연결 구조물(170)의 상면을 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 상술한 레진 조성물을 갭(180)을 충분히 채우도록 형성한 후 경화시켜, 착색 수지 패턴(187)이 회로 연결 구조물(170)의 상기 상면과도 접촉하도록 형성될 수 있다.
착색 수지 패턴(187)이 회로 연결 구조물(170)의 상기 상면 및 측벽과 함께 접촉함에 따라, 회로 연결 구조물(170)의 말단부에서의 고정력이 향상될 수 있다. 따라서, 회로 연결 구조물(170)의 박리, 크랙 등의 손상을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광학층(150)의 높이는 회로 연결 구조물(170)의 높이보다 클 수 있다. 이에 따라, 회로 연결 구조물(170)의 본딩 공정 시 광학층(150)의 상면의 손상이 억제될 수 있다. 또한, 도 5의 실시예에서와 같이, 회로 연결 구조물(170)의 상면과 접촉하도록 착색 수지 패턴(187)이 형성될 수 있다. 착색 수지 패턴(187)은 광학층(150)의 측벽 일부와만 접촉하며, 광학층(150)의 상면을 덮지 않을 수 있다. 따라서, 광학층(150)의 성능에 영향을 주지 않으면서, 회로 연결 구조물(170)을 안정적으로 지지할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈이 결합된 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 화상 표시 장치는 표시 패널(360) 및 메인 보드(370)를 포함하며, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 터치 센서층(100) 및 터치 센서층(100)의 활성 영역 또는 표시 영역을 커버하는 광학층(150)을 포함할 수 있다.
회로 연결 구조물(170)의 일단부는 착색 수지 패턴(185)을 사이에 두고 광학층과 이격되어 본딩 영역(B)에 형성된 도전성 중개 구조(160)를 통해 터치 센서층(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 회로 연결 구조물(170)의 타단부는 터치 센서층(100) 아래로 벤딩되어 화상 표시 장치의 두께 방향으로 연장할 수 있다. 회로 연결 구조물(170)의 상기 타단부는 다시 화상 표시 장치의 길이 방향으로 벤딩되어 메인 보드(370)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 회로 연결 구조물(170)은 메인 보드(370)의 저면에 형성된 본딩 패드(375)와 접속될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 착색 수지 패턴(185)이 광학층(150) 및 회로 연결 구조물(170) 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 회로 연결 구조물(170)이 급격히 벤딩되더라도 갭(180)이 확장되거나 회로 연결 구조물(170)이 박리 또는 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 연결 구조물(170)의 상기 타단부는 표시 패널(360) 및 메인 보드(370) 사이로 삽입되어 메인 보드(370)의 상면에 형성된 회로 부재와 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 윈도우 적층체 및 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
윈도우 적층체(250)는 윈도우 기판(230) 및 상술한 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서 모듈은 예를 들면, 터치 센서층(200) 및 터치 센서층(200)의 표시 영역 상에 적층된 광학층(210)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 회로 연결 구조물(170)의 도시는 생략되었으며, 도 6에서 설명한 바와 같이 화상 표시 장치 내에 배치될 수 있다.
윈도우 기판(230)은 예를 들면 하드 코팅 필름을 포함하며, 일 실시예에 있어서, 윈도우 기판(230)의 일면의 주변부 상에 차광 패턴(235)이 형성될 수 있다. 차광 패턴(235)은 예를 들면 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수 있으며, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 차광 패턴(235)에 의해 화상 표시 장치의 베젤부 혹은 비표시 영역이 정의될 수 있다.
광학층(210)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 화상 표시 장치에 포함되는 다양한 광학 필름 또는 광학 구조물을 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에 있어서 코팅형 편광자 또는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 코팅형 편광자는 중합성 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정 코팅층을 포함할 수 있다. 이 경우, 광학층(210)은 상기 액정 코팅층에 배향성을 부여하기 위한 배향막을 더 포함할 수 있다
예를 들면, 상기 편광판은 폴리비닐알코올계 편광자 및 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 적어도 일면에 부착된 보호필름을 포함할 수 있다.
광학층(210)은 윈도우 기판(230)의 상기 일면과 직접 접합되거나, 제1 점접착층(220)을 통해 부착될 수도 있다.
터치 센서층(200)은 필름 또는 패널 형태로 윈도우 적층체(250)에 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 센서층(200)은 제2 점접착층(225)를 통해 광학층(210)과 결합될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 광학층(210) 및 터치 센서층(200) 순으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서층(200)의 센싱 전극들이 편광자 또는 편광판을 포함하는 광학층(210) 아래에 배치되므로 패턴 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자의 시인측으로부터 윈도우 기판(230), 터치 센서층(200) 및 광학층(210) 순으로 배치될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 표시 패널(360), 및 표시 패널(360) 상에 결합되며 예시적인 실시예들에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는 상술한 윈도우 적층체(250)를 포함할 수 있다.
표시 패널(360)은 패널 기판(300) 상에 배치된 화소 전극(310), 화소 정의막(320), 표시층(330), 대향 전극(340) 및 인캡슐레이션 층(350)을 포함할 수 있다.
패널 기판(300)은 유연성 수지 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 수 있다.
패널 기판(300) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(310)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(320)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(310)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(310) 상에는 표시층(330)이 형성되며, 표시 층(330)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
화소 정의막(320) 및 표시층(330) 상에는 대향 전극(340)이 배치될 수 있다. 대향 전극(340)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드(cathode)로 제공될 수 있다. 대향 전극(340) 상에 표시 패널(360) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(350)이 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 패널(360) 및 윈도우 적층체(250)은 점접착층(260)을 통해 결합될 수도 있다. 예를 들면, 점접착층(260)의 두께는 제1 및 제2 점접착층(220, 225) 각각의 두께보다 클 수 있으며, -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa 이하일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(360)로부터의 노이즈를 차폐할 수 있고, 굴곡 시에 계면 응력을 완화하여 윈도우 적층체(250)의 손상을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 점탄성은 약 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
87㎛ PET 보호필름에 부착되며, ITO를 포함하는 0.46㎛ 두께의 센싱 전극 패턴들 및 트레이스들을 포함하는 터치 센서 샘플(동우 화인켐 제조)을 준비하였다.
상기 터치 센서 샘플 상에 두께 86㎛ TAC 보호필름 상에 두께 20㎛의 폴리비닐알코올(PVA) 편광자를 부착시킨 편광판을 접합하였다. 상기 터치 센서 샘플의 말단부의 트레이스들이 노출되도록 편광판을 일부 제거하여 본딩 영역을 형성하였다. 상기 본딩 영역을 통해 FPCB를 편광판과 이격 거리가 0.3 mm가 되도록 부착하여 갭을 형성하였다.
상기 갭 내에는 블랙 잉크 조성물(Dymax사, 제품명: 9951LR)을 충진하여 자외선 경화를 통해 착색 수지 패턴을 형성하여 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 1
실시예에서의 착색 수지 패턴 형성을 생략하고 본딩 영역 중 FPCB를 제외한 영역 나머지 부분(갭 부분)을 편광자가 커버하도록 터치 센서 모듈을 제조하였다.
비교예 2
블랭 잉크 조성물 대신에 투명 수지 조성물(Loctite사, 제품명: ECCOBOND DS 3318BK)을 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 터치 센서 모듈을 제조하였다.
실험예: 반사율 및 색도 평가
실시예 및 비교예의 터치 센서 모듈의 반사율 및 색도(CIE 색좌표 값)를 ST-4000DLX(Minolta) 장비를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 터치 센서 모듈 전체 상면을 통한 반사율로서 400nm 내지 700nm에서의 평균 반사율을 측정하였으며, 터치 센서 모듈 전체 상면을 통한 평균 색좌표값을 측정하였다.
측정결과는 하기의 표 1에 나타낸다.
Figure 112019000838508-pat00001
표 1을 참조하면, 편광자와 FPCB 사이의 갭 내에 착색 수지 패턴이 형성된 실시예의 경우, 갭을 편광자가 채우는 비교예 1 및 갭을 투명 수지 패턴이 채우는 비교예 2에 비해 반사율이 감소되며, 본딩 영역에서의 색감차이가 감소하여 전극 시인 현상, 빛샘 현상 등이 초래되지 않았다.
50: 보호 필름 100: 터치 센서층
110: 제1 센싱 전극 115: 연결부
120: 제2 센싱 전극 125: 브릿지 전극
127: 센싱 전극 130: 제1 트레이스
135: 제2 트레이스 137: 트레이스
140: 제1 접속부 145: 제2 접속부
150: 광학층 160: 도전성 중개 구조
170: 회로 연결 구조물 180: 갭
185: 착색 수지 패턴

Claims (15)

  1. 센싱 전극들 및 상기 센싱 전극들로부터 분기되는 트레이스들을 포함하며, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 터치 센서층;
    상기 터치 센서층 상에서 상기 센싱 전극들을 덮는 광학층;
    상기 광학층과 이격되도록 배치되며 상기 터치 센서층의 일단부 상에서 상기 트레이스들과 전기적으로 연결되는 회로 연결 구조물; 및
    상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물 사이의 갭을 채우는 착색 수지 패턴을 포함하며
    상기 센싱 전극들 및 상기 착색 수지 패턴은 상기 터치 센서층의 상기 표시 영역 상에 배치되는, 터치 센서 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광학층은 상기 회로 연결 구조물보다 높은 상면을 갖는, 터치 센서 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 광학층 및 상기 회로 연결 구조물의 측벽들과 접촉하는, 터치 센서 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 회로 연결 구조물의 상면을 덮는, 터치 센서 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 상기 광학층의 상면은 덮지 않는, 터치 센서 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 트레이스들의 말단부들 상의 상기 광학층 부분이 제거되어 본딩 영역이 정의되며,
    상기 회로 연결 구조물은 상기 본딩 영역으로 삽입되어 상기 트레이스들의 상기 말단부들과 전기적으로 연결되는, 터치 센서 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 갭은 평면 방향에서 상기 본딩 영역 중 상기 회로 연결 구조물이 배치된 영역을 제외한 나머지 공간으로 정의되는, 터치 센서 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 광학층은 편광자, 편광판, 위상차 필름, 반사 시트, 휘도 향상 필름 또는 굴절률 정합 필름 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 회로 연결 구조물은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함하는, 터치 센서 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 트레이스들 및 상기 회로 연결 구조물 사이에 배치된 도전성 중개 구조를 더 포함하는, 터치 센서 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 도전성 중개 구조는 이방성 도전 필름(ACF)을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 착색 수지 패턴은 점접착성 레진을 포함하는, 터치 센서 모듈.
  13. 윈도우 기판; 및
    상기 윈도우 기판의 일면 상에 적층된 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 윈도우 적층체.
  14. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 적층되며 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 터치 센서 모듈을 포함하는, 화상 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 터치 센서 모듈 아래에 배치되는 메인 보드를 더 포함하며,
    상기 터치 센서 모듈의 상기 회로 연결 구조물은 벤딩되어 상기 메인 보드와 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
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