触摸传感器-天线模块以及包括其的显示装置的制作方法

触摸传感器
‑
天线模块以及包括其的显示装置
技术领域
1.本发明涉及一种触摸传感器
‑
天线模块以及包括其的显示装置。更具体地，本发明涉及一种包括天线图案和触摸感测结构的触摸传感器
‑
天线模块以及包括其的显示装置。


背景技术：

2.近年来，随着信息化社会的发展，wi
‑
fi、蓝牙(bluetooth)等无线通信技术已结合至显示装置以实现例如智能手机的形态。在这种情况下，天线可以耦合到显示装置以执行通信功能。
3.近年来，随着移动通信技术的演进，例如用于进行对应于3g到5g的高频或超高频带的通信的天线需要耦合到显示装置上。
4.另一方面，已通过将触摸面板或触摸传感器(允许用手或物体选择屏幕上显示的指示内容以输入用户命令的输入装置)与显示装置相结合来开发出同时实现图像显示功能和信息输入功能的电子设备。例如，已开发出如在韩国专利申请公开第2014
‑
0092366号中将触摸传感器耦合到多种图像显示装置而得的触摸屏面板。
5.当将天线电极和触摸感测电极一同安装在显示装置的有限尺寸和设计中时，天线的期望增益特性可能由于相互信号干扰而下降，并且触摸传感器的分辨率也可能劣化。此外，在显示装置的有限尺寸和设计中可能不容易实现用于控制天线和触摸传感器中的每一个的集成电路芯片的接合。
6.例如，韩国专利申请公开第2003
‑
0095557号公开了一种内置在便携式终端中的天线结构，但没有考虑到与其他电子元件(例如触摸传感器)的兼容性。


技术实现要素：

7.[技术问题]
[0008]
本发明的一目的是提供一种具有改进的信号收发可靠性和效率的触摸传感器
‑
天线模块。
[0009]
本发明的另一目的是提供一种包括具有改进的信号收发可靠性和效率的触摸传感器
‑
天线模块的显示装置。
[0010]
[技术方案]
[0011]
1.一种触摸传感器
‑
天线模块，包括：
[0012]
衬底层，其包括活性区和接合区；
[0013]
触摸传感器电极层，其设置在所述衬底层上且包括：设置在所述活性区上的感测电极、从所述感测电极延伸的迹线、以及与所述迹线的末端连接且设置在所述接合区上的触摸传感器焊盘；
[0014]
辐射电极，其设置在所述衬底层上；和
[0015]
天线焊盘，其与所述辐射电极电连接，并与所述触摸传感器焊盘一同设置在所述接合区上。
[0016]
2.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述触摸传感器焊盘和所述天线焊盘在所述接合区上形成焊盘行。
[0017]
3.根据上述2所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中在所述焊盘行中包括多个所述天线焊盘，并且多个所述触摸传感器焊盘布置在相邻的所述天线焊盘之间。
[0018]
4.根据上述3所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中相邻的所述天线焊盘之间的距离等于或大于与所述辐射电极的谐振频率对应的波长的半波长。
[0019]
5.根据上述2所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述焊盘行还包括设置在所述天线焊盘周围的接地焊盘。
[0020]
6.根据上述5所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中一对所述接地焊盘设置为相隔一个所述天线焊盘而面向彼此。
[0021]
7.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述触摸传感器焊盘和所述天线焊盘位于同一层上。
[0022]
8.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述天线焊盘位于所述触摸传感器焊盘的上层高度。
[0023]
9.根据上述8所述的触摸传感器
‑
天线模块，还包括覆盖所述感测电极的绝缘层，其中所述天线焊盘设置在所述绝缘层上。
[0024]
10.根据上述8所述的触摸传感器
‑
天线模块，还包括设置在所述触摸传感器焊盘上的覆盖图案。
[0025]
11.根据上述10所述的触摸传感器
‑
天线模块，还包括形成在所述天线焊盘上的覆盖层。
[0026]
12.根据上述10所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述覆盖图案包含透明导电氧化物。
[0027]
13.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，还包括柔性印刷电路板，其中所述柔性印刷电路板与所述天线焊盘和所述触摸传感器焊盘一同接合在所述接合区上。
[0028]
14.根据上述13所述的触摸传感器
‑
天线模块，还包括通过所述柔性印刷电路板分别电连接到所述天线焊盘和所述触摸传感器焊盘的天线驱动集成电路芯片和触摸传感器驱动集成电路芯片。
[0029]
15.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述辐射电极和所述感测电极具有网状结构。
[0030]
16.根据上述1所述的触摸传感器
‑
天线模块，其中所述辐射电极与所述感测电极设置在同一层上。
[0031]
17.一种显示装置，包括根据上述实施例的触摸传感器
‑
天线模块。
[0032]
[发明效果]
[0033]
根据本发明的实施例，触摸传感器
‑
天线模块可以在平面方向上在同一行中包括天线焊盘和触摸传感器焊盘两者。因此，无需分配单独用来安装用于驱动天线的焊盘的区域且可以通过单个工艺形成焊盘。此外，天线焊盘接合工艺也可以通过触摸传感器焊盘接合工艺来一同执行。
[0034]
在一些实施例中，可以在天线焊盘之间设置多个触摸传感器焊盘，以确保适当的间隔距离使得相互信号干扰和噪声被屏蔽。
[0035]
在一些实施例中，可以在天线焊盘周围设置接地焊盘，以防止与触摸传感器焊盘相互干扰的同时还实现水平辐射特性。
附图说明
[0036]
图1和图2分别是示出根据示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的触摸感测电极结构的示意性平面图和截面图。
[0037]
图3是示出根据示例性实施例的触摸传感器
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天线模块的焊盘和天线电极的布置的示意性平面图。
[0038]
图4是示出根据一些示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘和天线电极的布置的示意性平面图。
[0039]
图5是示出根据示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘布置的示意性截面图。
[0040]
图6是示出根据一些示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘布置的示意性截面图。
[0041]
图7是示出根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图。
具体实施方式
[0042]
本发明的实施例提供一种触摸传感器
‑
天线模块，其包括触摸传感器电极层和天线电极层，其中触摸传感器焊盘和天线焊盘一同设置在接合区中。此外，还提供一种通过上述触摸传感器
‑
天线模块具有改进的信号可靠性和信号效率的显示装置。
[0043]
图1和图2分别是示出根据示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的触摸感测电极结构的示意性平面图和截面图。具体地，图2是沿图1的线i
‑
i'在厚度方向上截取的截面图。为了便于说明，图1中省略了迹线和焊盘的图示。
[0044]
参照图1和图2，触摸传感器电极层可以设置在衬底层100上。触摸传感器电极层可以包括感测电极110、130。
[0045]
衬底层100用作包括用于形成感测电极110、130的支撑层、层间绝缘层或薄膜型衬底的含义。例如，衬底层100可以使用触摸传感器中常用的薄膜材料且没有特别限制，例如可以包含玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。聚合物的实例包括环烯烃聚合物(cop)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯酸酯(par)、聚醚酰亚胺(pei)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚苯硫醚(pps)、聚烯丙酯(polyallylate)、聚酰亚胺(pi)、醋酸丙酸纤维素(cap)、聚醚砜(pes)、三醋酸纤维素(tac)、聚碳酸酯(pc)、环烯烃共聚物(coc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等。无机绝缘材料的实例包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅和金属氧化物。
[0046]
在一些实施例中，触摸传感器被嵌入的图像显示装置的层或膜构件可用作为衬底层100。例如，包括在显示面板中的封装层或钝化层可以用作为衬底层100。
[0047]
衬底层100的上表面可以包括活性区a和活性区a周围的周边区p。感测电极110、130可以布置在衬底层100的活性区a上。
[0048]
感测电极110、130可以设置在活性区a部分的衬底层100的上表面上。当用户的触摸输入到活性区a上时，感测电极110、130会发生电容变化。因此，物理触摸可被转换为电信号以执行预定感测功能。
[0049]
感测电极110、130可以包括第一感测电极110和第二感测电极130。第一感测电极110和第二感测电极130可以沿彼此交叉的方向布置。第一感测电极110和第二感测电极130可以位于衬底层100的上表面上的同一层上。
[0050]
例如，第一感测电极110可以沿着列方向(例如，y方向)布置。第一感测电极110可以通过感测电极连接部115沿上述列方向连接。感测电极连接部115与第一感测电极110可以连接成一体以基本上提供为单个构件。
[0051]
由于多个第一感测电极110通过感测电极连接部115连接，因此可以定义在列方向上延伸的感测通道列。此外，多个感测通道列可以沿着行方向(例如，x方向)排列。
[0052]
第二感测电极130可以沿着行方向布置。每个第二感测电极130可以具有间隔开的岛图案形状。在第二方向上相邻的第二感测电极130可以通过桥接电极135彼此电连接。
[0053]
例如，相隔包括在感测通道列中的感测电极连接部115而相邻的一对第二感测电极130可以通过桥接电极135彼此电连接。因此，可以由在上述行方向上连接的多个第二感测电极130和桥接电极135定义感测通道行。此外，多个感测通道行可沿列方向排列。
[0054]
如图2所示，可以形成覆盖第一感测电极110和第二感测电极130的绝缘层120，并且桥接电极135可贯穿绝缘层120并连接相邻的第二感测电极130。
[0055]
第一感测电极110和第二感测电极130可分别使用银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、钼(mo)、钙(ca)或其合金，其中它们可以单独使用或两种以上组合使用。
[0056]
在一实施例中，第一感测电极110和第二感测电极130可以包含银(ag)或银合金以实现低电阻，例如，可以包含银
‑
钯
‑
铜(apc)合金。
[0057]
在一实施例中，第一感测电极110和第二感测电极130可以包含铜(cu)或铜合金以实现低电阻和细线宽图案。例如，第一感测电极110和第二感测电极130可以包含铜钙(cu
‑
ca)合金。
[0058]
例如，第一感测电极110和第二感测电极130可以具有包括金属或合金的网状结构。
[0059]
第一感测电极110和第二感测电极130也可分别包含透明导电氧化物(例如，氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟锌锡(izto)和氧化镉锡(cto)等)或透明导电材料(诸如银纳米线(agnw)、碳纳米管(cnt)、石墨烯、导电聚合物等)。
[0060]
在一些实施例中，第一感测电极110和第二感测电极130可以包括透明导电氧化物和金属的堆叠结构。例如，第一感测电极110和第二感测电极130可以具有透明导电氧化物层
‑
金属层
‑
透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可通过金属层在提高柔性特性的同时降低电阻以提高信号传输速度，并且可通过透明导电氧化物层提高耐腐蚀性和透明性。
[0061]
尽管在图1中示出感测电极110、130分别具有菱形图案形状，但是可考虑图案密度以及与图像显示装置的光学特性的兼容性而适当改变感测电极110、130的形状。例如，感测电极110、130可以形成为具有波浪形边缘。
[0062]
尽管在图1中示出列方向感测电极通过感测电极连接部连接成一体且行方向感测电极通过桥接电极连接，但上述列方向和行方向是旨在指代彼此交叉的两个不同方向而使
用的相对术语，并不限定具体方向。
[0063]
另外，图1所示的感测通道行数和感测通道列数以及其中包含的感测电极数为了便于说明而仅示出一部分，且可以根据活性区a的面积进行扩展。
[0064]
周边区p可以定义为活性区a外围周边的区域。例如，可以将围绕活性区a外围的区域定义为周边区。
[0065]
触摸传感器电极层还可以包括迹线140和触摸传感器焊盘150(参见图3)。
[0066]
迹线140可以从每个感测通道行和感测通道列分支并且在周边区p上延伸。迹线140可包括从感测通道列分支的第一迹线142和从感测通道行分支的第二迹线144。迹线140可以包括与感测电极110、130的导电材料和/或堆叠结构基本相同或相似的导电材料和/或堆叠结构。
[0067]
迹线140可在周边区p上延伸并聚集在接合区p中。可在接合区p中设置与迹线140的末端连接的触摸传感器焊盘150。
[0068]
在接合区p上，触摸传感器焊盘150和天线焊盘160(参照图3)可以与诸如柔性印刷电路板(fpcb)200的电路连接结构接合。可以在柔性印刷电路板200上设置触摸传感器驱动集成电路(ic)芯片210和天线驱动ic芯片220。
[0069]
可通过柔性印刷电路板200实现触摸传感器驱动ic芯片210和触摸传感器焊盘150之间的电连接并且实现天线驱动ic芯片220和天线焊盘160之间的电连接。因此，能够通过一个柔性电路板200同时执行天线馈送和触摸感测信号传输。
[0070]
在一实施例中，触摸传感器驱动集成电路(ic)芯片210和天线驱动ic芯片220可以直接贴装在柔性印刷电路板200的表面上。
[0071]
参照图1和图2，感测电极110、130可以按互电容(mutual capacitance)方式布置。
[0072]
在一些实施例中，感测电极110、130也可以按自电容(self capacitance)方式布置。在这种情况下，每个感测电极110、130可以具有独立的岛状图案形状，并且迹线140可以从每个具有岛状图案形状的感测电极110、130分支。此外，可以省略感测电极连接部115和桥接电极135。
[0073]
图3是示出根据示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘和天线电极的布置的示意性平面图。
[0074]
参照图3，如上所述，触摸传感器焊盘150可以在接合区b中连接到迹线140的末端。根据示例性实施例，天线焊盘160可以与触摸传感器焊盘150一同布置在接合区b中。
[0075]
在示例性实施例中，天线焊盘160和触摸传感器焊盘150可以在平面方向上一同定义焊盘行。例如，可以在一个焊盘行中随机或规则地重复排列多个触摸传感器焊盘150和天线焊盘160。
[0076]
在一些实施例中，可以在焊盘行中包括多个天线焊盘160，并且多个触摸传感器焊盘150可以布置在相邻的天线焊盘160之间。
[0077]
考虑到用于抑制天线图案之间的相互辐射干扰的间隔距离，触摸传感器焊盘150可以布置在相邻的天线焊盘160之间。在一些实施例中，相邻天线焊盘160之间的距离(例如，天线焊盘160的中心线之间的距离)可以等于或大于对应于谐振频率的波长的半波长(λ/2)。
[0078]
天线图案可以电连接到天线焊盘160。天线图案可以包括辐射电极165和传输线
162。
[0079]
传输线162可以从辐射电极165分支和延伸以电连接到天线焊盘160。传输线162与辐射电极165可以设为基本上形成一体的单个构件。
[0080]
辐射电极165和/或传输线162可以包含上述金属或合金。辐射电极165和/或传输线162可以包含上述透明导电氧化物。辐射电极165和/或传输线162可以包括上述透明导电氧化物层和金属层的堆叠结构。
[0081]
在一些实施例中，辐射电极165和/或传输线162可以具有例如包含前述金属或合金的网状结构。此外，感测电极110、130也可以具有网状结构。在这种情况下，能够提高触摸传感器
‑
天线模块的透射率。
[0082]
在一实施例中，天线焊盘160和触摸传感器焊盘150可具有包含金属或合金的实心结构以降低信号电阻或通道电阻。
[0083]
在一实施例中，天线图案可以位于天线焊盘160的上层或上层高度。在这种情况下，天线图案可设置在绝缘层120上，并且传输线162可以通过穿透绝缘层120的触点电连接到天线焊盘160。
[0084]
在一实施例中，天线图案可以与天线焊盘160位于同一层或同一高度上。在这种情况下，天线图案和天线焊盘160可以一同设置在绝缘层120上。
[0085]
例如，辐射电极165可以设置在图1所示的活性区a和接合区b之间。此外，辐射电极165可以形成在绝缘层120上并且位于感测电极110、130的上层高度上。因此，能够防止来自辐射电极165的天线辐射被感测电极110、130屏蔽或干扰。
[0086]
在一些实施例中，天线图案或辐射电极165可以与感测电极110、130位于同一层或同一高度上。在这种情况下，例如，传输线162可以布置成在与迹线140相同的平面上彼此不交叉。
[0087]
如上所述，通过将天线焊盘160和触摸传感器焊盘150一同布置在接合区b中，能够在一个区域中一同执行触摸传感器驱动ic芯片210和天线驱动ic芯片220的接合工艺。
[0088]
图4是示出根据一些示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘和天线电极的布置的示意性平面图。
[0089]
参照图4，可以在天线焊盘160周围设置接地焊盘162。根据示例性实施例，一对接地焊盘162可以设置为相隔天线焊盘160而面向彼此。接地焊盘162可与天线焊盘160和触摸传感器焊盘150间隔开，并且可以在接合区b中与天线焊盘160和触摸传感器焊盘150一同包括在焊盘行中。
[0090]
由于接地焊盘162设置在天线焊盘160周围，因此能够屏蔽天线焊盘160和触摸传感器焊盘150之间的相互干扰和噪声。此外，通过设置有接地焊盘162，除了通过辐射电极165的垂直辐射之外，还能实现水平辐射。
[0091]
图5是图示根据示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘布置的示意性截面图。
[0092]
参照图5，天线焊盘160和触摸传感器焊盘150可以位于同一层或同一高度上。例如，天线焊盘160和触摸传感器焊盘150可以一同布置在衬底层100的上表面上。
[0093]
在这种情况下，绝缘层120可以至少部分地覆盖天线焊盘160，并且天线图案可以设置在绝缘层120上。天线图案的传输线162可以通过穿透绝缘层120的触点电连接到天线
焊盘160。
[0094]
图6是示出根据一些示例性实施例的触摸传感器
‑
天线模块的焊盘布置的示意性截面图。
[0095]
参照图6，天线焊盘160可以位于相对于触摸传感器焊盘150的上层高度。例如，触摸传感器焊盘150可以设置在衬底层100的上表面上，并且天线焊盘160可以设置在绝缘层120上。
[0096]
在一些实施例中，可以在触摸传感器焊盘150上形成覆盖图案155。通过覆盖图案155，能够减小或去除相对于位于上层高度的天线焊盘160的阶差，从而能够提高柔性印刷电路板200的接合可靠性。
[0097]
在一实施例中，还可以在天线焊盘160上形成覆盖层170。覆盖层170可以由与覆盖图案155相同的导电层通过基本相同的蚀刻工艺形成。
[0098]
覆盖层170可以形成在天线焊盘160的顶表面和侧壁上。在一实施例中，覆盖图案155也可以同时覆盖触摸传感器焊盘150的顶面和侧壁。
[0099]
在一实施例中，覆盖图案155或覆盖层170可以包含诸如ito或izo的透明导电氧化物。在这种情况下，能够防止外部空气对触摸传感器焊盘150和天线焊盘160的氧化和腐蚀。
[0100]
图7是示出根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图。例如，图7示出了包括显示装置的窗口的外部形状。
[0101]
参照图7，显示装置300可以包括显示区310和周边区320。周边区320可以设置在显示区310的两侧和/或两端。周边区320可以至少部分地与上述触摸传感器
‑
天线模块的周边区p重叠。
[0102]
在一些实施例中，上述触摸传感器
‑
天线模块可跨显示装置300的显示区310及周边区320而设置，且感测电极110、130形成在显示区310中。
[0103]
触摸传感器
‑
天线模块的焊盘150、160可设置在周边区320中，且驱动ic芯片210、220可一同设置在周边区320中。通过将焊盘150、160设置为在周边区320中与驱动ic芯片210、220相邻，能够缩短信号收发路径以抑制信号损失。此外，通过将天线焊盘160和触摸传感器焊盘150一同布置在一个焊盘行中，能够减少驱动ic芯片210、220的安装空间。
[0104]
在一些实施例中，包括在天线图案中的辐射电极165的至少一部分可以设置在显示区310中。如上所述，通过使用网状结构能够降低辐射电极165的可见度。