天线耦合模块及包括其的显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种天线耦合模块及包括其的显示装置。尤其，本发明涉及一种包括天线图案和传感器电极的天线耦合模块以及包括该天线耦合模块的显示装置。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，诸如wi-fi、蓝牙等的无线通信技术与例如智能手机形式的显示装置相结合。在这种情况下，天线可以与显示装置结合以提供通信功能。
3.根据移动通信技术的近期发展，显示装置中需要能够实现例如3g到5g高频或超高频段通信的天线。
4.进一步地，还开发了能够通过用手指或输入工具选择显示在屏幕上的指令来输入用户的命令的触摸面板或触摸传感器。所述触摸面板或所述触摸传感器可以与显示装置结合，使得显示和信息输入功能可以在一个电子设备中实现。例如，如韩国公开专利申请第2014-0092366号中所公开，近来已开发出与包括触摸传感器的触摸屏面板结合的多样的图像显示装置。
5.当天线和触摸传感器存在于一个显示装置中时，由于相互的信号干扰，可能无法获得天线的期望增益特性，并且用于接收期望的频率的阻抗特性可能会被扰乱。进一步地，当显示装置以例如移动电话的形式实现时，用于容纳天线的空间可能会减小。当天线与触摸传感器的电极重叠时，可能会引起电极的视觉识别。
6.例如，韩国公开专利申请第2003-0095557号公开了一种嵌入在便携式终端中的天线结构，但没有考虑到与诸如触摸传感器的其他电子器件的兼容性。


技术实现要素：

7.技术问题
8.根据本发明的一方面，提供一种具有改进的信号收发的可靠性和光学特性的天线耦合模块。
9.根据本发明的一方面，提供包括具有改进的信号收发的可靠性和光学特性的天线耦合模块的显示装置。
10.技术方案
11.1.一种天线耦合模块，包括：触摸传感器层，其包括多个感测电极；天线层，其作为独立的层堆叠在所述触摸传感器层上，所述天线层包括天线图案；以及所述天线层上的偏振层。
12.2.根据上述1所述的天线耦合模块，其中，
13.所述触摸传感器层具有布置有所述感测电极的有源区域和所述有源区域周围的周边区域，并且所述天线图案被布置为在平面图中与所述周边区域中的至少一个区域重叠。
14.3.根据上述2所述的天线耦合模块，其中，所述天线图案在平面图中不与所述感测
电极重叠。
15.4.根据上述3所述的天线耦合模块，其中，所述天线图案在平面图中配置在所述有源区域和所述周边区域上。
16.5.根据上述3所述的天线耦合模块，其中，所述触摸传感器层还包括虚拟电极，该虚拟电极配置在在所述有源区域的端部区域相邻的所述感测电极之间。
17.6.根据上述5所述的天线耦合模块，其中，所述天线图案在平面图中与所述虚拟电极至少部分地重叠。
18.7.根据上述2所述的天线耦合模块，其中，所述触摸传感器层还包括走线，该走线从所述感测电极分支并延伸至所述周边区域。
19.8.根据上述7所述的天线耦合模块，还包括：触摸感测集成电路(ic)芯片，其与所述走线电连接。
20.9.根据上述8所述的天线耦合模块，还包括：天线驱动ic芯片，其与所述天线图案电连接，并且配置在所述周边区域中不同于配置有所述触摸感测ic芯片的区域的区域。
21.10.根据上述9所述的天线耦合模块，其中，所述触摸感测ic芯片和所述天线驱动ic芯片分别配置在所述天线耦合模块的长度方向上的两端部。
22.11.根据上述9所述的天线耦合模块，其中，所述触摸感测ic芯片配置在所述天线耦合模块的长度方向上的一端部，并且所述天线驱动ic芯片配置在所述天线耦合模块的宽度方向上的两个侧部中的至少一个侧部。
23.12.根据上述1所述的天线耦合模块，其中，所述天线图案包括辐射图案、焊盘、以及将所述辐射图案和所述焊盘彼此电连接的传输线路。
24.13.根据上述12所述的天线耦合模块，其中，所述焊盘还包括与所述传输线路连接的信号焊盘、以及与所述信号焊盘间隔开并且与所述传输线路电分离的接地焊盘。
25.14.根据上述1所述的天线耦合模块，其中，所述天线层还包括介电层，该介电层配置在所述天线图案与所述触摸传感器层之间。
26.15.根据上述1所述的天线耦合模块，还包括：粘合层，其形成在所述天线层与所述触摸传感器层之间。
27.16.一种显示装置，包括：显示面板；以及堆叠在所述显示面板上的根据上述实施例所述的天线耦合模块。
28.17.根据上述16所述的显示装置，其中，所述天线耦合模块的所述触摸传感器层面向所述显示面板，所述偏振层朝向用户的观看侧配置。
29.发明的效果
30.根据本发明的实施例的天线耦合模块可以包括作为独立的层形成在触摸传感器层与偏振层之间的天线图案。从而，可以增加所述天线图案的布置的自由度，并且可以在避免触摸传感器层中包括的感测电极和走线的同时布置所述天线图案。因此，可以在不扰乱感测电极中的电信号的生成的情况下提高天线图案的辐射特性的可靠性。
31.所述天线图案可以配置在所述偏振层的下方，从而可以防止由于光反射而导致的电极的视觉识别，并且可以提高显示装置的图像质量。
附图说明
32.图1是示出根据示例性实施例的天线耦合模块的示意性剖视图。
33.图2是示出根据示例性实施例的天线耦合模块中的天线图案层的构造的示意性俯视平面图。
34.图3是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的天线图案层的构造的示意性俯视平面图。
35.图4是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的触摸传感器电极层和天线图案的相互布置的示意性俯视平面图。
36.图5是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的触摸传感器电极层和天线图案的相互布置的示意性俯视平面图。
37.图6是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的触摸传感器电极层和天线图案的相互布置的示意性局部放大俯视平面图。
38.图7和图8是示出根据示例性实施例的显示装置的示意性俯视平面图。
具体实施方式
39.根据本发明的实施例，提供一种天线耦合模块，其依次堆叠有触摸传感器层、天线层和偏振层，并且防止天线图案和触摸传感器电极的视觉识别，并提高相互动作可靠性。进一步地，提供一种显示装置，其具有通过使用天线耦合模块改进的信号/感测可靠性和图像质量。
40.图1是示出根据示例性实施例的天线耦合模块的示意性剖视图。
41.参照图1，天线耦合模块包括触摸传感器层120、天线层150以及偏振层180。
42.触摸传感器层120可以包括传感器基底层100和配置在传感器基底层100上的触摸传感器电极层110。
43.传感器基底层100可以包含用于形成触摸传感器电极层110中包括的电极的支撑层或用于保护电极的薄膜型构件。例如，传感器基底层100可以不受任何特别限制地包括通常使用于触摸传感器的薄膜材料。
44.例如，传感器基底层100可以包括诸如环烯烃聚合物(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)、聚丙烯酸酯、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)等的树脂物质。
45.在一些实施例中，还可以在传感器基底层100上形成覆盖触摸传感器电极层110的保护层或封装层。触摸传感器电极层110的构造及元件将参照图4详细后述。
46.天线层150可以配置在触摸传感器电极层110上。在示例性实施例中，天线层150可以作为与触摸传感器层120分离或独立的单独的层或单独的膜层叠在触摸传感器电极层110上。在一些实施例中，天线层150可以使用第一粘合层80结合或粘合到触摸传感器层120。
47.天线层150可以包括配置在介电层130上的介电层130和天线图案层140。
48.介电层130例如可以包括透明树脂物质。例如，介电层130可以包括：聚酯-基树脂，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁
二醇酯等；纤维素基树脂，如二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等；聚碳酸酯基树脂；丙烯酸基树脂，如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸乙酯等；苯乙烯基树脂，如聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等；聚烯烃基树脂，如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃等；氯乙烯基树脂；酰胺基树脂，如尼龙、芳香族聚酰胺等；酰亚胺基树脂；聚醚砜基树脂；砜基树脂；聚醚醚酮基树脂；聚苯硫醚基树脂；乙烯醇基树脂；偏二氯乙烯基树脂；乙烯醇缩丁醛基树脂；烯丙基树脂；聚甲醛基树脂；环氧基树脂；氨基甲酸乙酯基或丙烯酸聚氨酯基树脂；硅基树脂等。这些可以单独使用或组合使用。
49.在一些实施例中，介电层130可以包括无机物质，诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、玻璃等。
50.介电层130可以是实质上单层或者可以具有包括至少两个层的多层结构。
51.可以在介电层130中创建电容或电感，从而可以控制操作天线图案层140中包括的天线图案的频率范围。在一些实施例中，介电层130的介电常数可以在约1.5至约12的范围内。如果介电常数超过约12，则驱动频率可能会过度降低，可能无法实现期望的高频或超高频辐射(例如，3g、4g、5g或更高频段)。优选地，介电层130的介电常数可以在约2至12的范围内。
52.例如，天线图案层140可以形成在介电层130的顶面上。天线图案层140的元件和构造将参照图2更详细地后述。
53.天线器件(例如，薄膜天线或天线层)例如可以由天线图案层140和介电层130定义。所述天线器件可时以是被制造为透明薄膜的微带贴片天线。所述天线器件可以应用于用于高频或超高频(例如，3g、4g、5g或更高)移动通信的通信设备或显示装置。
54.在一些实施例中，接地层(未示出)可以配置在介电层130的底面上。在一实施例中，可应用天线器件的显示装置的导电构件可以用作所述接地层。所述导电构件可以包括显示装置中包括的薄膜晶体管(tft)的栅极、诸如扫描线或数据线的各种布线、诸如像素电极、公共电极的各种电极等。
55.在一实施例中，包括配置在所述显示面板的下方的导电物质的各种结构可以用作接地层。例如，金属板(例如，诸如sus板的不锈钢板)、压力传感器、指纹传感器、电磁波屏蔽层、散热片、数字转换器等可以用作所述接地层。
56.在一实施例中，天线图案层140与所述接地层之间的距离(例如，介电层130的厚度)可以在约40至约1,000μm的范围内。在这种情况下，例如可以有效地实现上述高频或超高频通信。
57.在一实施例中，配置在天线层150与触摸传感器层120之间的第一粘合层80可以用作天线图案层140的介电层。在这种情况下，图1所示的额外的介电层130可以被省略。
58.用于保护天线图案层140中包括的天线图案的绝缘保护层(未示出)可以形成在天线图案层140上。
59.偏振层180可以配置在天线层150上。偏振层180可以包括涂层型偏振器或偏振片。所述涂层型偏振器可以包括液晶涂层，该液晶涂层包括可聚合液晶化合物和二向色性染料。在这种情况下，偏振层180还可以包括用于为所述液晶涂层提供定向的取向层。
60.例如，所述偏光板可包括聚乙烯醇基偏振器和附接于聚乙烯醇基偏振器的至少一个面的保护膜。
61.在一些实施例中，偏振层180和天线层150可以通过第二粘合层90彼此耦合或粘合。
62.第一粘合层80和第二粘合层90可以使用例如可以包括丙烯酸树脂、聚氨酯基树脂、硅基树脂等的压敏粘合剂(psa)或光学透明粘合剂(oca)形成。
63.上述天线耦合模块可以配置在例如液晶显示(lcd)装置或有机发光二极管(oled)显示装置中包括的显示面板上。
64.在示例性实施例中，触摸传感器层120可以朝向所述显示面板配置，并且偏振层180可以朝向用户的观看侧配置。天线层150可以被包括为与触摸传感器层120分离的独立的膜或层，从而可以增加布置天线图案的空间或面积。
65.此外，天线图案层140可以配置在触摸传感器电极层110上，使得天线图案的辐射和阻抗特性不会受到触摸传感器电极层110的干扰或扰乱。
66.进一步地，偏振层180可以配置在天线层150上，从而可以减少天线图案层140的光反射以防止天线图案被用户视觉识别并防止显示装置的图像质量的劣化。
67.图2是示出根据示例性实施例的天线耦合模块中的天线图案层的构造的示意性俯视平面图。
68.参照图2，多个天线图案可以设置布置在介电层130上。每个天线图案可以包括辐射图案142、传输线路144以及焊盘145。焊盘145可以包括信号焊盘146和接地焊盘148。
69.辐射图案142可以具有例如多边形板形状，并且传输线路144可以从辐射图案142的中央部延伸并与信号焊盘146电连接。传输线144可以被形成为与辐射图案142实质上一体的单一构件。
70.在一些实施例中，可以隔着信号焊盘146配置一对接地焊盘148。接地焊盘148可以与信号焊盘146和传输线路144电分离。在这种情况下，可以通过所述天线图案实质上实现水平辐射。此外，接地层可形成在上述介电层130的底面上，从而可以通过天线图案也实质上实现垂直辐射。
71.辐射图案142，传输线路144和/或焊盘145可以包括银(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)、锡(sn)、锌(zn)、钼(mo)、钙(ca)或其合金。这些可以单独使用或组合使用。
72.在一实施例中，辐射图案142可以考虑低电阻和具有微细线宽的图案形成而包括银(ag)或银合金(例如，银-钯-铜(apc)合金)，或铜(cu)或铜合金(例如，铜-钙(cu-ca)合金)。
73.辐射图案142、传输线路144和/或焊盘145可以包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟锌锡(izto)、氧化镉锡(cto)等。
74.在一些实施例中，辐射图案142、传输线路144和/或焊盘145可以包括多层结构，该多层结构包括透明导电氧化物和金属层。例如，辐射图案142、传输线路144和/或焊盘145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，可以通过金属层增强柔性，从而可以降低电阻。进一步地，可以通过所述透明导电氧化物层增强耐腐蚀性和透明性。
75.图3是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的天线图案层的构造的示意性俯视平面图。
ca))。这些可以单独使用或组合使用。
91.感测电极103和105和/或桥电极115可以包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟锌锡(izto)、氧化镉锡(cto)等。
92.在一些实施例中，感测电极103和105和/或桥电极115可以包括多层结构，该多层结构包括透明导电氧化物和金属。例如，感测电极103和105和/或桥电极115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，可以通过金属层增强柔性，并且还可以降低电阻，从而可以提高信号传输速度。进一步地，可以通过所述透明导电氧化物层增强耐腐蚀性和透明性。
93.第一走线117可以从所述第一感测电极行的每一个分支。例如，第一走线117可以在基底层100的所述行方向上的两个侧部上分散并延伸。第二走线119可以从所述第二感测电极列的每一个分支并延伸。
94.第一走线117和第二走线119可以组装到触摸传感器电极层110的焊盘区域以与触摸感测集成电路(ic)芯片210电连接。可以由触摸感测ic芯片210将感测电极103和105感测到的物理信号信号转换成电信号以实现触摸感测。
95.如参照图2所描述，天线图案141可以包括辐射图案142、传输线路144以及焊盘145。多个天线图案141可以配置在触摸传感器电极层110之上。为了便于描述，图4中将天线图案141和触摸传感器电极层110的元件在同一平面上一起示出。
96.在示例性实施例中，天线图案141可以被布置为在平面图中不与感测电极103和105以及触摸传感器电极层110的走线117和119重叠。例如，天线图案141可以被配置为在平面图中与感测电极103和105以及走线117和119偏移或交错。
97.例如，天线图案141在平面上可以配置在所述有源区域和所述周边区域上，并且可以配置在相邻的感测电极之间，以便在所述有源区域的端部不与所述感测电极重叠。
98.用于生成和传输触摸感测的信号的感测电极103和105以及走线117和119可以布置为不与天线图案141重叠，使得触摸感测信号路径不会被天线图案141扰乱。从而，可以在在提高触摸感测灵敏度的同时抑制由于天线图案141引起的信号扰乱。
99.此外，天线图案141可以以与触摸传感器电极层110间隔开的方式配置在触摸传感器电极层110上，从而可以提高辐射效率和增益特性。进一步地，可以防止当天线图案141的预定阻抗值被触摸传感器电极层110中的电信号扰乱时引起的阻抗失配。
100.天线图案141中包括的焊盘145可以与天线驱动集成电路(ic)芯片220电连接以执行馈电和信号传输。例如，天线图案141可以通过柔性印刷电路板(fpcb)(未示出)与天线驱动ic芯片220电连接。
101.例如，多个天线图案141可以被配置成阵列形式以提高通过天线图案层140的指向性和辐射强度。如图4所示，多个天线图案141可以沿行方向选择性地仅布置在未布置有感测电极103和105以及走线117和119的所述天线耦合模块的周边区域。
102.在一实施例中，多个天线图案141可以通过一个或多个天线驱动ic芯片220被独立且单独地控制和驱动。
103.如上所述，包括网状结构的虚拟图案147(见图3)可以形成在天线图案141的辐射图案142的周边。在一些实施例中，虚拟图案147可以在平面图中与触摸传感器电极层110的感测电极103和105或虚拟电极107(参见图6)实质上重叠。
104.触摸感测ic芯片210和天线驱动ic芯片220可以分离而配置在传感器基底层100或天线耦合模块的周边区域。例如，触摸感测ic芯片210和天线驱动ic芯片220可以分别配置在所述周边区域的所述列方向上的两端部。在这种情况下，可以增加触摸感测ic芯片210与天线驱动ic芯片220之间的分离距离或间隔距离，以抑制相互感测/驱动扰乱和干扰。
105.此外，天线图案141可以配置在与组装有走线117和119的传感器电极层110的所述焊盘区域相对的区域中，从而可以有效地实现与触摸传感器电极层110中的信号动作的相互独立性。
106.图5是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的触摸传感器电极层和天线图案的相互布置的示意性俯视平面图。此处将省略与参照图1至图4描述的实质上相同或相似元件和结构的详细描述。
107.参照图5，天线图案141和天线驱动ic芯片220可以配置在所述周边区域的所述行方向上的侧部。例如，天线图案141和天线驱动ic芯片220可以配置在所述周边区域的所述行方向上的第一侧部和第二侧部中的至少一个侧部。
108.图5示出天线图案141和天线驱动ic芯片220配置在所述行方向上的第一侧部和第二侧部中的一个侧部(例如，第一侧部)，但多个天线图案141可以通常地分散在第一侧部和第二侧部。
109.在这种情况下，天线驱动ic芯片220可以包括与配置在所述第一侧部的天线图案141连接的第一天线驱动ic芯片和与配置在所述第二侧部的天线图案141连接的第二天线驱动ic芯片。
110.进一步地，走线117和119可以以在平面图中不与天线图案141重叠的方式分散在所述行方向上的两个侧部(第一侧部和第二侧部)。
111.图6是示出根据一些示例性实施例的天线耦合模块中的触摸传感器电极层和天线图案的相互布置的示意性局部放大俯视平面图。
112.参照图6，触摸传感器电极层110还可以包括位于所述有源区域的外部的虚拟电极107。例如，虚拟电极107可以配置于在所述有源区域的外部处彼此相邻的感测电极103与105之间。
113.虚拟电极107可以配置在感测电极103与105之间的空间中，使得所述有源区域中的整体反射率和电极分布可以变得均匀和平均。因此，可以防止由反射率和电极布置的局部差异引起的电极的视觉识别。
114.如上所述，天线图案141可以以与触摸传感器电极层110间隔开的方式配置在触摸传感器电极层110上，并且可以在平面图中不与感测电极103和105重叠。
115.在图6所示的实施例中，天线图案141可以被配置为与触摸传感器层120的虚拟电极107至少部分地重叠。在一实施例中，天线图案141的一部分(例如，辐射图案142)可以在平面图中与触摸传感器层120的虚拟电极107重叠。
116.虚拟电极107可以是实质上不实现触摸感测的电极。因此，即使虚拟电极107在平面图中与天线图案141重叠，也不会影响触摸传感器电极层110中的触摸感测。从而，可以在额外获得用于布置天线图案141的空间的同时维持天线和触摸传感器动作的相互独立性。
117.进一步地，触摸传感器层120的虚拟电极107在平面图中隔着介电层130与辐射图案142重叠，使得虚拟电极107可以实质上用作天线图案141的接地电极。从而，来自辐射图
案142的噪声可以被触摸传感器层120的虚拟电极107吸收。
118.图7和图8是示出根据示例性实施例的显示装置的示意性俯视平面图。
119.参照图7，显示装置400可以包括上述天线耦合模块和显示面板300。
120.显示面板300可以包括配置在面板基板305上的像素电极310、像素定义层320、显示层330、对电极340以及封装层350。
121.可以在面板基板305上形成包括薄膜晶体管(tft)的像素电路，并且可以形成覆盖所述像素电路的绝缘层。像素电极310可以在所述绝缘层上与例如tft的漏电极电连接。
122.像素定义层320可以形成在所述绝缘层上以暴露出像素电极310来定义像素区域。显示层330可以形成在像素电极310上，并且显示层330可以包括例如液晶层或有机发光层。
123.对电极340可以配置在像素定义层320和显示层330上。对电极340可以用作例如图像显示装置的公共电极或阴极。用于保护显示面板300的封装层350可以堆叠在对电极340上。
124.天线耦合模块可以包括如上所述依次堆叠的触摸传感器层120、天线层150以及偏振层180。
125.例如，触摸传感器层120可以使用第三粘合层60粘合于显示面板300。例如，第三粘合层60的厚度可以大于第一粘合层80和第二粘合层90各自的厚度，并且第三粘合层60的-20至80℃下的粘弹性可以为约0.2mpa以下。在这种情况下，可以屏蔽来自显示面板300的噪声，并且可以在弯曲时减轻界面应力。在一实施例中，所述粘弹性可以为约0.01至0.15mpa。
126.偏振层180可以被配置为面向显示装置400的观看侧，并且窗口基板260可以堆叠在偏振层180上。例如，窗口基板260可以使用第四粘合层70附接于偏振层180。
127.参照图8，显示装置400可以包括显示区域410和周边区域420。周边区域420可以对应于例如显示区域410的宽度方向上的侧部和/或长度方向上的端部。周边区域420可以对应于例如图像显示装置的遮光部或边框部。周边区域420可以实质上对应于上述天线耦合模块的周边区域。
128.在一些实施例中，上述天线耦合模块跨设在显示装置400的整个显示区域410和周边区域420，并且触摸传感器电极层11的感测电极103和105可以布置在显示区域410内。
129.如图4至图6所示，天线图案141可以位于周边区域420。进一步地，触摸传感器电极层110的走线117和119可以配置在周边区域420内。
130.此外，触摸感测ic芯片210和天线驱动ic芯片220可以配置在周边区域420中。天线图案141的焊盘145可以被配置为在周边区域420中与天线驱动ic芯片220相邻，从而可以缩短信号发送/接收路径以抑制信号损失。触摸感测ic芯片210和天线驱动ic芯片220可以在周边区域420中彼此分离。
131.在一些实施例中，天线图案141中包括的辐射图案142的至少一部分可以配置在显示区域410内。在这种情况下，辐射图案142可以被配置为从感测电极103和105偏移，并且可以被配置为与触摸传感器层120的虚拟电极107重叠。