WO2019221536A1 - Pressure sensor and image display device including same - Google Patents

Pressure sensor and image display device including same Download PDF

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WO2019221536A1
WO2019221536A1 PCT/KR2019/005895 KR2019005895W WO2019221536A1 WO 2019221536 A1 WO2019221536 A1 WO 2019221536A1 KR 2019005895 W KR2019005895 W KR 2019005895W WO 2019221536 A1 WO2019221536 A1 WO 2019221536A1
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electrode layer
pressure sensor
layer
tunneling
electrode
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PCT/KR2019/005895
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Inventor
최병진
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동우화인켐 주식회사
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • the present invention relates to a pressure sensor and an image display device including the same. More specifically, the present invention relates to a pressure sensor including a plurality of electrode layers and an image display device including the same.
  • a flat panel display device having features such as thinness, light weight, and low power consumption, for example, a liquid crystal display device, a plasma display panel device, Electro luminescent display devices and organic light-emitting diode display devices have been studied.
  • various sensor members are coupled to the display device to implement a user's command input.
  • a touch sensor or a touch screen panel that receives a user's command through a touch on the screen of the display device is combined.
  • a pressure sensor may be coupled to the display device to sense the pressure applied through the user's finger so that the operation of the display device is started or the user's command is performed.
  • the thickness of the touch sensor or the pressure sensor also becomes thin.
  • even the minute unevenness and the step by the electrode, the insulating pattern, etc. of the sensor member may inhibit the overall flattening of the sensor member, and the thickness uniformity of the display device may also be deteriorated.
  • a touch screen panel in which a touch sensor is coupled to various image display devices has recently been developed, but it does not include the case where the pressure sensor is coupled together.
  • One object of the present invention is to provide a pressure sensor having improved mechanical and electrical reliability.
  • One object of the present invention is to provide an image display device including a pressure sensor having improved mechanical and electrical reliability.
  • a first electrode layer comprising a plurality of sensing electrode patterns separated from each other;
  • a second electrode layer disposed to face the first electrode layer and serving as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns; And a tunneling layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer.
  • the pressure sensor In the above 1, wherein the second electrode layer is overlapped with the plurality of sensing electrode patterns in a plane direction, the pressure sensor.
  • the pressure sensor is spaced apart from the first electrode layer.
  • the first substrate includes an active region in which the sensing electrode patterns are arranged and a peripheral region surrounding the active region.
  • the first electrode layer further comprises a first wiring branched from each of the sensing electrode patterns and extending in the active region.
  • the pressure sensor of 12 above further comprising at least one via pad arranged on the peripheral region of the first substrate and electrically connecting the via structure and the second wiring to each other.
  • the via structure penetrates through the coupling structure.
  • tunneling layer and the second electrode layer each have a single layer shape covering the sensing electrode patterns as a whole in a planar direction.
  • the pressure sensor according to the embodiments of the present invention is disposed on the first electrode layer and the first electrode layer including a plurality of sensing electrode patterns that provide a sensing domain, and is provided as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns. It may include a second electrode layer. Since the second electrode layer is provided as a common electrode layer covering the plurality of independent sensing electrode patterns, the flattening of the pressure sensor is increased and a thinner pressure sensor can be realized.
  • a tunneling layer may be disposed between the first electrode layer and the second electrode layer to provide selective signal generation in a region to which pressure is applied.
  • the tunneling layer may also be provided as a common layer for the sensing electrode patterns included in the first electrode layer, thereby improving flatness of the pressure sensor.
  • a via structure may connect the second electrode layer to the driving circuit at the same level as the first electrode layer. Accordingly, the bonding process between the second electrode layer and the first electrode layer and the flexible circuit board may be implemented in one layer, and thus, a thinned pressure sensor may be implemented while reducing the bezel area.
  • the pressure sensor can be applied to an image display device such as a flexible display to effectively provide folding or folding characteristics.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with example embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to example embodiments.
  • FIG 3 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor according to example embodiments.
  • 4 and 5 are schematic plan views for describing a tunneling layer and a second electrode layer, respectively, according to exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • FIG. 8 is a schematic plan view for explaining an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating an image display device according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide a pressure sensor including a first electrode layer including a plurality of spaced apart sensing electrode patterns and a second electrode layer disposed on the first electrode layer and provided as a common counter electrode to the sensing electrode patterns. to provide.
  • an image display device including the pressure sensor is provided.
  • the pressure sensor may be a resistive sensor.
  • an electrical signal may be generated by detecting a voltage change caused by energization according to the pressure of the first and second electrode layers.
  • the pressure sensor may be disposed on the rear side of the image display device so as not to be exposed to the user.
  • 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with example embodiments.
  • 2 is a schematic plan view illustrating an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to example embodiments.
  • 3 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor according to example embodiments.
  • 4 and 5 are schematic plan views for describing a tunneling layer and a second electrode layer, respectively, according to exemplary embodiments.
  • the pressure sensor may include a first electrode layer 110 and a second electrode layer 150 facing each other.
  • a tunneling layer 140 may be disposed on the bottom surface of the second electrode layer 150.
  • an air gap 130 may be formed between the tunneling layer 140 and the first electrode layer 110.
  • the first electrode layer 110 may be disposed on the first substrate 100a.
  • the first substrate 100a for example, a substrate material and an insulating film material which are commonly used in an image display device may be used without particular limitation.
  • the first substrate 100a may be a cyclic olefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), or polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide (PI), cellulose acetate propionate (CAP), polyethersulfone (PES), cellulose triacetate (TAC), polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymer Polymer-based materials such as (COC), polymethyl methacrylate (PMMA), and the like.
  • COP cyclic olefin polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • PAR polyacrylate
  • PEI polyetherimide
  • PEN polyethylene
  • the first electrode layer 110 may include a plurality of sensing electrode patterns 115 arranged on the top surface of the first substrate 100a.
  • the first electrode layer 110 may further include first wires 116 electrically connected to the sensing electrode patterns 115.
  • each of the sensing electrode patterns 115 may be provided to a sensing domain of a pressure sensor.
  • the sensing electrode patterns 115 may be physically spaced apart from each other to function as independent sensing domains.
  • the sensing electrode patterns 115 may be electrically separated from each other.
  • the first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 may include a transparent conductive oxide or a metal.
  • the transparent conductive oxide may include, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZTO), cadmium tin oxide (CTO), or the like.
  • the metal is, for example, silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W).
  • the first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 may be formed of the metal or the alloy, and may not include the transparent conductive oxide.
  • the pressure sensor may be disposed on the rear side of the image display device and may not be recognized by the user. Accordingly, the sensing sensitivity may be improved by forming the first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 using the metal or alloy having low resistance and high conductivity.
  • the sensing electrode patterns 115 are illustrated as having a rectangular shape, but the shape of the sensing electrode patterns 115 may be variously changed in consideration of the shape of the image display device or the pressure sensor, the pattern density, and the like. . In addition, the sensing electrode patterns 115 may include patterns having different sizes and shapes.
  • the first substrate 100a includes a first region I and a second region II, so that the pressure sensor also includes the first region I and the second region II. ) Can be separated.
  • the first region I may correspond to an active region in which pressure sensing is performed.
  • the sensing electrode patterns 115 may be arranged in the first region I.
  • the second region II may correspond to a peripheral region or a bezel region of the first substrate 100a or the pressure sensor.
  • the first region I forms an edge of the first substrate 100a from an area where the sensing electrode patterns 115 are disposed, an area between the sensing electrode patterns 115, and a side surface of the sensing electrode patterns 115. It may include a margin area up to a predetermined distance.
  • first wirings 116 connected to the sensing electrode patterns 115 may be arranged together on the first substrate 100a of the first region I.
  • the first wires 116 may branch from each of the sensing electrode patterns 115 to extend on the first region I.
  • the first interconnections 116 may be distributed in the area between the sensing electrode patterns 115 and the margin area. By arranging the first wirings 116 in the first region I provided as the active region, an area of the second region II that may serve as the bezel region may be reduced.
  • an insulating layer may be further formed on the first substrate 100a to at least partially cover the first wires 116.
  • Terminals of the first wires 116 may be assembled at the circuit connection 118.
  • the circuit connection 118 may have a tail shape protruding from the first substrate 100a.
  • the circuit connection 118 may be provided as a terminal portion of the pressure sensor.
  • the ends of the first wires 116 may be directly connected to a driving circuit such as an integrated circuit (IC) chip through the pad region P through the circuit connection 118.
  • IC integrated circuit
  • the ends of the first wires 116 may be connected to a connector of the controller board connected to the integrated circuit IC through the pad region P.
  • the circuit connection 118 may be provided as a pad portion of the pressure sensor.
  • a passivation layer is formed at the circuit connection portion 118 covering the ends of the first wires 116 or the pads connected to the first wires 116, as shown in FIG. 2.
  • the passivation layer portion may be removed at (P) to expose the ends or pads.
  • the insulating layer may extend to the circuit connection 118 to serve as the passivation layer.
  • the first wirings 116 and the driving circuit may be electrically connected to each other through a pad member P, for example, through a separate circuit member such as a flexible printed circuit board FPCB.
  • the connection with the driving circuit can be implemented without a separate circuit member such as FPCB.
  • the first electrode layer 110 may be coupled to be spaced apart from the second electrode layer 150 and the tunneling layer 140 through the coupling structure 160.
  • the coupling structure 160 may be formed along the edge of the pressure sensor, and may include a structure capable of coupling a plurality of sheet members such as, for example, a gasket.
  • the gasket may be formed of, for example, double-sided tape or by dispensing a resin-based adhesive.
  • the coupling structure 160 may have a shape substantially the same as or similar to that of the edge of the first substrate 100a, and may include an opening that exposes the first region I.
  • the sensing electrode patterns 115 may be exposed through the opening.
  • the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be sequentially disposed on the first electrode layer 110.
  • the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may have a shape substantially the same as or similar to that of the first substrate 100a.
  • the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may cover the sensing electrode patterns 115 included in the first electrode layer 110 in the planar direction. Accordingly, the second electrode layer 150 may be provided as a common counter electrode with respect to the sensing electrode patterns 115.
  • the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may substantially entirely overlap the first region I of the first substrate 100a in the planar direction. In addition, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may at least partially overlap the second region II of the first substrate 100a in the planar direction.
  • Tunneling layer 140 may comprise Quantum Tunneling Composites (QTC).
  • QTC Quantum Tunneling Composites
  • the binder resin may include a rubber or elastomeric material
  • the tunneling particles may include metal particles capable of implementing a tunneling effect such as nickel.
  • the tunneling layer 140 may directly contact the second electrode layer 150 and may face the first electrode layer 110.
  • the tunneling layer 140 may be spaced apart from the first electrode layer 110 by the coupling structure 160, and an air gap between the tunneling layer 140 and the first electrode layer 110 may be formed. 130 may be formed.
  • a local region of the tunneling layer 140 may contact the sensing electrode pattern 115 included in the first electrode layer 110.
  • An electrical signal may be generated by energization between the second electrode layer 150 and the sensing electrode pattern 115 due to the tunneling effect occurring in the local region of the tunneling layer 140.
  • the second electrode layer 150 may include a conductive material substantially the same as or similar to that of the first electrode layer 110.
  • the second electrode layer 150 may be formed of a metal or an alloy.
  • the second electrode layer 150 is provided as a common counter electrode with respect to the sensing electrode patterns 115, the second electrode layer 150 eliminates the step caused by the sensing electrode patterns 115. To function as a planarization layer.
  • the tunneling layer 140 may also be provided as a common layer to substantially eliminate the step caused by the sensing electrode patterns 115.
  • the tunneling layer 140 and the sensing electrode patterns 115 are spatially separated through the air gap 130, it is possible to suppress electric field diffusion in the horizontal direction. Therefore, as the electric field is concentrated in the vertical direction between the second electrode layer 150 and the first electrode layer 110, the resolution and sensitivity of the pressure sensor may be improved.
  • the tunneling layer 140 may be in contact with the first electrode layer 110, and the air gap 130 may be omitted.
  • a second substrate 100b may be disposed on the second electrode layer 150.
  • the first substrate 100a and the coupling structure 160 on which the first electrode layer 110 is formed are formed. Can be combined with each other.
  • the second substrate 100b may include a polymer-based material substantially the same as or similar to that of the first substrate 100a.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • the tunneling layer 140 may contact the first electrode layer 110.
  • the tunneling layer 140 substantially covers the sensing electrode patterns 115 included in the first electrode layer 110.
  • Provided as a common layer can eliminate the step.
  • the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be combined and fixed to be spaced apart from each other by the coupling structure 160 to form an air gap 130.
  • the tunneling layer 140 When the tunneling layer 140 is in contact with the first electrode layer 110, pressure is applied to the surface of the first electrode layer 110 through a user's finger, so that the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be energized. have.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • 8 is a schematic plan view for explaining an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to some exemplary embodiments.
  • 9 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
  • a via structure 155 may be formed to electrically connect the second electrode layer 150 to the driving circuit.
  • a via hole may be formed in the coupling structure 160, and a via structure may be formed in the via hole.
  • the via hole may pass through the tunneling layer 140.
  • the via structure 155 may extend from the second electrode layer 150 to penetrate the tunneling layer 140 and the coupling structure 160.
  • a second wiring 153 may be arranged on the first substrate 100a to be electrically connected to the second electrode layer 150 through the via structure 155.
  • the second wiring 153 may be arranged on the peripheral area or the second area II of the first substrate 100a.
  • the second wiring 153 may be assembled at the circuit connection portion 118 together with the first wirings 116.
  • the second wiring 153 and the first wiring 116 can be electrically connected to the driving circuit through one circuit connecting portion 118. Therefore, the electrical connection with the driving circuit of the first and second electrode layers 110 and 150 can be realized without a separate circuit member such as an FPCB or through, for example, one FPCB. Therefore, the thin pressure sensor can be easily implemented.
  • the second electrode layer 150 is formed as the common electrode as described above, the number of the second wirings 153 may be reduced to reduce the area of the bezel area.
  • via pad 157 may be disposed on which via structure 155 is seated.
  • the second wiring 153 branches and extends from the via pad 157, and the second wiring 153 extends through the second electrode layer 150, the via structure 155, the via pad 157, and the second wiring 153. Signal transmission between the electrode layer 150 and the driving circuit may be performed.
  • the pressure sensor may include at least one via structure 155.
  • a plurality of via structures 155 may be arranged along an edge of the coupling structure 160 or a peripheral area of the first substrate 100a. Therefore, the signal transfer resistance from the second electrode layer 150 to the driving circuit can be reduced.
  • the via structure 155 may be formed through a dispensing or jetting process using a conductive material such as gold, silver, copper, and carbon paste. Accordingly, the via structure 155 may be easily formed without a complicated chemical process or a plating process.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments. Detailed descriptions of substantially the same or similar structures and structures as those described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.
  • the tunneling layer 140 may include a plurality of tunneling patterns 145 separated from each other.
  • the tunneling particles 145 may be formed to be substantially separated from each other by controlling the distribution of the aforementioned tunneling particles in the tunneling layer 140 for each region.
  • the QTC composition is applied locally on the second electrode layer 150 such that the tunneling patterns 145 are substantially physically completely separated in an island type pattern, thereby tunneling patterns 145. May be formed.
  • the tunneling layer 140 includes the separated tunneling pattern 145, it is possible to more effectively suppress electric field spreading in the horizontal direction. Therefore, as the electric field is concentrated in the vertical direction between the second electrode layer 150 and the first electrode layer 110, signal interference in the horizontal direction is significantly reduced, thereby improving the resolution and sensitivity of the pressure sensor.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating an image display device according to example embodiments.
  • the image display device may include a display panel 200 and a touch sensor 270 sequentially stacked on the pressure sensor 50.
  • the pressure sensor 50 may include the structure and configuration described with reference to FIGS. 1 to 9.
  • the pressure sensor 50 may be disposed below the display panel 200 and disposed to the rear side of the image display device.
  • the display panel 200 may be stacked on the pressure sensor 50 through the first adhesive layer 202.
  • the display panel 200 may include a pixel electrode 210, a pixel defining layer 220, a display layer 230, an opposite electrode 240, and an encapsulation layer 250 disposed on the panel substrate 205. Can be.
  • a pixel circuit including a thin film transistor TFT may be formed on the panel substrate 205, and an insulating layer covering the pixel circuit may be formed.
  • the pixel electrode 210 may be electrically connected to the drain electrode of the TFT, for example.
  • the panel substrate 205 includes a flexible resin such as polyimide, in which case the image display device may be provided as a flexible display.
  • the pixel defining layer 220 may be formed on the insulating layer to expose the pixel electrode 210 to define a pixel region.
  • the display layer 230 is formed on the pixel electrode 210, and the display layer 230 may include, for example, a liquid crystal layer or an organic emission layer.
  • the opposite electrode 240 may be disposed on the pixel defining layer 220 and the display layer 230.
  • the counter electrode 240 may be provided as, for example, a common electrode or a cathode of the image display device.
  • An encapsulation layer 250 for protecting the display panel 200 may be stacked on the counter electrode 240.
  • the touch sensor 270 may be stacked on the display panel 200 through the second adhesive layer 260.
  • the touch sensor 270 may include, for example, a capacitive sensor of mutual capacitance type or self capacitance type.
  • the touch sensor 270 may be disposed on the front side of the image display device. Therefore, since the sensing electrode of the touch sensor may be visually recognized by the user, the sensing electrode may include a transparent conductive oxide having high transmittance (for example, ITO).
  • the window substrate 290 may be stacked on the touch sensor 280 through, for example, the third adhesive layer 280.
  • an optical layer such as a polarizing layer, may be further included between the window substrate 290 and the touch sensor 280, or between the touch sensor 280 and the display panel 200.
  • sensing electrode patterns (20 mm x 25 mm x length) on a first substrate (23 ⁇ m thick) made of tri-acetyl-cellulose (TAC); (1st electrode layer) was formed.
  • a pressure sensor sample was prepared by stacking a second substrate (thickness: 23 ⁇ m) made of TAC on the second electrode layer.
  • the sensing electrode patterns and the second electrode layer include a silver alloy, and the QTC layer is made of Peratech.
  • the first electrode layer has a width of 3.5 mm, a length of 62 mm, and the second electrode layer has a width of 3.5 mm and a length of 127 mm so that line patterns each include a 13 ⁇ 35 array.
  • the line patterns of the first electrode layer are arranged in the X direction and the line patterns of the second electrode layer to extend in the Y direction and intersect with each other, and are arranged at the intersection of the line pattern of the first electrode layer and the line pattern of the second electrode layer overlapping each other.
  • QTC patterns of 3 mm (width) x 3 mm (length) were formed, respectively.
  • a pressure sensor sample was prepared in the same manner as in the examples except for the configuration and conditions of the first electrode layer, the QTC pattern, and the second electrode layer.
  • Ten panels of at least 1.0 left and right with visual acuity were visually observed the pressure sensor samples of the examples and comparative examples at a distance of 30 cm under a three-wavelength lamp illumination in the direction of the second substrate.

Abstract

A pressure sensor according to embodiments of the present invention comprises: a first electrode layer including a plurality of sensing electrode patterns that are separated from each other; a second electrode layer disposed facing the first electrode layer and provided as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns; and a tunneling layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer. A thin pressure sensor having improved flatness can be achieved by means of the second electrode layer and the tunneling layer.

Description

압력 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치Pressure sensor and image display device including the same
본 발명은 압력 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 전극층을 포함하는 압력 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor and an image display device including the same. More specifically, the present invention relates to a pressure sensor including a plurality of electrode layers and an image display device including the same.
최근 정보화 사회가 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.Recently, with the development of the information society, the demand for the display field is also presented in various forms. For example, a flat panel display device having features such as thinness, light weight, and low power consumption, for example, a liquid crystal display device, a plasma display panel device, Electro luminescent display devices and organic light-emitting diode display devices have been studied.
한편, 상기 표시 장치에 사용자의 명령 입력을 구현하기 위한 각종 센서 부재들이 결합되고 있다. 예를 들면, 상기 표시 장치의 화면 상에 터치를 통해 사용자의 명령을 입력되는 터치 센서 또는 터치 스크린 패널이 결합되고 있다.Meanwhile, various sensor members are coupled to the display device to implement a user's command input. For example, a touch sensor or a touch screen panel that receives a user's command through a touch on the screen of the display device is combined.
또한, 예를 들면 사용자의 손가락을 통해 인가되는 압력을 감지하여 상기 표시 장치의 동작이 개시되거나 사용자의 명령이 수행되도록 하는 압력 센서가 상기 표시 장치에 함께 결합될 수 있다.In addition, for example, a pressure sensor may be coupled to the display device to sense the pressure applied through the user's finger so that the operation of the display device is started or the user's command is performed.
최근, 상기 표시 장치의 두께가 얇아지면서, 상기 터치 센서 또는 압력 센서의 두께 역시 얇아지고 있다. 이 경우, 상기 센서 부재의 전극, 절연 패턴 등에 의한 미세한 요철, 단차에 의해서도 상기 센서 부재의 전체적인 평탄화가 저해될 수 있으며, 표시 장치의 두께 균일성 역시 악화될 수 있다.Recently, as the thickness of the display device becomes thin, the thickness of the touch sensor or the pressure sensor also becomes thin. In this case, even the minute unevenness and the step by the electrode, the insulating pattern, etc. of the sensor member may inhibit the overall flattening of the sensor member, and the thickness uniformity of the display device may also be deteriorated.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0114820호에서와 같이 최근 다양한 화상 표시 장치에 터치 센서가 결합된 터치 스크린 패널이 개발되고 있으나, 압력 센서가 함께 결합되는 경우의 고려는 포함하고 있지 않다.For example, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0114820, a touch screen panel in which a touch sensor is coupled to various image display devices has recently been developed, but it does not include the case where the pressure sensor is coupled together.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 전기적 신뢰성을 갖는 압력 센서를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a pressure sensor having improved mechanical and electrical reliability.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 전기적 신뢰성을 갖는 압력 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an image display device including a pressure sensor having improved mechanical and electrical reliability.
1. 서로 분리된 복수의 센싱 전극 패턴들을 포함하는 제1 전극층; 상기 제1 전극층에 대향하도록 배치되며 상기 복수의 센싱 전극 패턴들에 대한 공통 전극으로 제공되는 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 사이에 배치되는 터널링 층을 포함하는, 압력 센서.1. A first electrode layer comprising a plurality of sensing electrode patterns separated from each other; A second electrode layer disposed to face the first electrode layer and serving as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns; And a tunneling layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer.
2. 위 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 평면 방향에서 상기 복수의 센싱 전극 패턴들과 전체적으로 중첩되는, 압력 센서.2. In the above 1, wherein the second electrode layer is overlapped with the plurality of sensing electrode patterns in a plane direction, the pressure sensor.
3. 위 2에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 평면 방향에서 상기 복수의 센싱 전극 패턴들과 전체적으로 중첩되는, 압력 센서.3. In the above 2, wherein the tunneling layer is overlapped with the plurality of sensing electrode patterns in the planar direction, pressure sensor.
4. 위 2에 있어서, 상기 터널링 층은 복수의 이격된 터널링 패턴을 포함하는, 압력 센서.4. The pressure sensor according to the above 2, wherein the tunneling layer includes a plurality of spaced tunneling patterns.
5. 위 1에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 제2 전극층과 접촉하며, 상기 제1 전극층과 이격되는, 압력 센서.5. In the above 1, wherein the tunneling layer is in contact with the second electrode layer, the pressure sensor is spaced apart from the first electrode layer.
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 터널링 층 사이에 에어 갭이 형성되도록 상기 제1 전극층 및 상기 터널링 층을 고정하는 결합 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.6. In the above 5, further comprising a coupling structure for fixing the first electrode layer and the tunneling layer to form an air gap between the first electrode layer and the tunneling layer, the pressure sensor.
7. 위 1에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 제1 전극층과 접촉하며, 상기 제2 전극층과 이격되는, 압력 센서.7. In the above 1, wherein the tunneling layer is in contact with the first electrode layer, spaced apart from the second electrode layer, the pressure sensor.
8. 위 7에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제2 전극 층 사이에 에어 갭이 형성되도록 상기 제2 전극층 및 상기 터널링 층을 고정하는 결합 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.8. The pressure sensor of claim 7, further comprising a coupling structure to fix the second electrode layer and the tunneling layer so that an air gap is formed between the tunneling layer and the second electrode layer.
9. 위 1에 있어서, 상기 제1 전극층이 배치되는 제1 기판을 더 포함하며,9. In the above 1, further comprising a first substrate on which the first electrode layer is disposed,
상기 제1 기판은 상기 센싱 전극 패턴들이 배열되는 활성 영역 및 상기 활성 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하는, 압력 센서.And the first substrate includes an active region in which the sensing electrode patterns are arranged and a peripheral region surrounding the active region.
10. 위 9에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 센싱 전극 패턴들 각각으로부터 분기되어 상기 활성 영역 내에서 연장하는 제1 배선을 더 포함하는, 압력 센서.10. The pressure sensor of claim 9, wherein the first electrode layer further comprises a first wiring branched from each of the sensing electrode patterns and extending in the active region.
11. 위 10에 있어서, 상기 주변 영역 내에 배열되며 상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 제2 배선을 더 포함하는, 압력 센서.11. The pressure sensor according to the above 10, further comprising a second wiring arranged in the peripheral region and electrically connected to the second electrode layer.
12. 위 11에 있어서, 상기 제2 배선 및 상기 제2 전극층을 서로 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.12. The pressure sensor of claim 11, further comprising a via structure for electrically connecting the second wire and the second electrode layer to each other.
13. 위 12에 있어서, 복수의 상기 비아 구조물들이 상기 제1 기판의 상기 주변 영역을 따라 배열되는, 압력 센서.13. The pressure sensor of above 12, wherein a plurality of the via structures are arranged along the peripheral region of the first substrate.
14. 위 12에 있어서, 상기 제1 기판의 상기 주변 영역 상에 배열되며, 상기 비아 구조물 및 상기 제2 배선을 서로 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 비아 패드를 더 포함하는, 압력 센서.14. The pressure sensor of 12 above, further comprising at least one via pad arranged on the peripheral region of the first substrate and electrically connecting the via structure and the second wiring to each other.
15. 위 12에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제1 전극층을 고정시키는 결합 구조물을 더 포함하며,15. In the above 12, further comprising a coupling structure for fixing the tunneling layer and the first electrode layer,
상기 비아 구조물은 상기 결합 구조물을 관통하는, 압력 센서.The via structure penetrates through the coupling structure.
16. 위 11에 있어서, 상기 제1 기판은 회로 접속부를 포함하며, 16. In the above 11, wherein the first substrate comprises a circuit connection,
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상기 회로 접속부에서 함께 집합되는, 압력 센서.And the first wiring and the second wiring are gathered together at the circuit connecting portion.
17. 위 1에 있어서, 상기 터널링 층은 양자 터널링 복합 재료(Quantum Tunneling Composites: QTC)를 포함하는, 압력 센서.17. The pressure sensor of 1 above, wherein the tunneling layer comprises quantum tunneling composites (QTC).
18. 위 1에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제2 전극층은 각각 평면 방향에서 상기 센싱 전극 패턴들을 전체적으로 덮는 단일 층 형상을 갖는, 압력 센서.18. The pressure sensor of claim 1, wherein the tunneling layer and the second electrode layer each have a single layer shape covering the sensing electrode patterns as a whole in a planar direction.
19. 위 1 내지 18 중 어느 한 항의 압력 센서;19. The pressure sensor of any one of 1 to 18 above;
상기 압력 센서 상에 적층되는 표시 패널; 및A display panel stacked on the pressure sensor; And
상기 표시 패널 상에 적층되는 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.And a touch sensor stacked on the display panel.
20. 위 19에 있어서, 상기 터치 센서는 정전 용량 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.20. The image display apparatus according to the above 19, wherein the touch sensor comprises a capacitive sensor.
본 발명의 실시예들에 따르는 압력 센서는 센싱 도메인을 제공하는 복수의 센싱 전극 패턴들을 포함하는 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 상에 배치되며 상기 복수의 센싱 전극 패턴들에 대해 공통 전극으로 제공되는 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층이 복수의 독립된 센싱 전극 패턴들을 덮는 공통 전극층으로 제공되므로, 상기 압력 센서의 평탄화가 상승되며, 보다 얇은 압력 센서가 구현될 수 있다.The pressure sensor according to the embodiments of the present invention is disposed on the first electrode layer and the first electrode layer including a plurality of sensing electrode patterns that provide a sensing domain, and is provided as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns. It may include a second electrode layer. Since the second electrode layer is provided as a common electrode layer covering the plurality of independent sensing electrode patterns, the flattening of the pressure sensor is increased and a thinner pressure sensor can be realized.
상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에는 터널링 층이 배치되어 압력이 인가되는 영역의 선택적 신호 생성이 제공될 수 있다. 상기 터널링 층 역시 상기 제1 전극층에 포함되는 센싱 전극 패턴들에 대해 공통 층으로 제공되어 상기 압력 센서의 평탄성이 보다 향상될 수 있다.A tunneling layer may be disposed between the first electrode layer and the second electrode layer to provide selective signal generation in a region to which pressure is applied. The tunneling layer may also be provided as a common layer for the sensing electrode patterns included in the first electrode layer, thereby improving flatness of the pressure sensor.
일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물을 통해 상기 제2 전극층을 상기 제1 전극층과 동일한 레벨에서 구동 회로와 연결시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극층 및 상기 제1 전극층과 연성 회로 기판과의 본딩 공정을 1개의 층에서 구현가능하며, 이에 따라 베젤 영역을 감소시키면서 박형화된 압력 센서를 구현할 수 있다.In some embodiments, a via structure may connect the second electrode layer to the driving circuit at the same level as the first electrode layer. Accordingly, the bonding process between the second electrode layer and the first electrode layer and the flexible circuit board may be implemented in one layer, and thus, a thinned pressure sensor may be implemented while reducing the bezel area.
상기 압력 센서는 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치에 적용되어 폴딩 또는 접힙 특성을 효과적으로 제공할 수 있다.The pressure sensor can be applied to an image display device such as a flexible display to effectively provide folding or folding characteristics.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with example embodiments.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 제1 전극층의 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.2 is a schematic plan view illustrating an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to example embodiments.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 결합 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor according to example embodiments.
도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 터널링 층 및 제2 전극층을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.4 and 5 are schematic plan views for describing a tunneling layer and a second electrode layer, respectively, according to exemplary embodiments.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 제1 전극층의 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.8 is a schematic plan view for explaining an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to some exemplary embodiments.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 결합 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.9 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 10은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.11 is a schematic cross-sectional view illustrating an image display device according to example embodiments.
본 발명의 실시예들은 복수의 이격된 센싱 전극 패턴들을 포함하는 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 상에 배치되며 상기 센싱 전극 패턴들에 대해 공통 대향 전극으로 제공되는 제2 전극층을 포함하는 압력 센서를 제공한다. 또한, 상기 압력 센서를 포함하는 화상 표시 장치가 제공된다.Embodiments of the present invention provide a pressure sensor including a first electrode layer including a plurality of spaced apart sensing electrode patterns and a second electrode layer disposed on the first electrode layer and provided as a common counter electrode to the sensing electrode patterns. to provide. In addition, an image display device including the pressure sensor is provided.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 압력 센서는 저항막 방식의 센서일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 전극층의 압력에 따른 통전에 의한 전압 변화를 감지하여 전기적 신호가 발생될 수 있다. 예를 들면, 상기 압력 센서는 화상 표시 장치의 배면 측으로 배치되어 사용자에게 노출되지 않도록 배치될 수 있다.In example embodiments, the pressure sensor may be a resistive sensor. For example, an electrical signal may be generated by detecting a voltage change caused by energization according to the pressure of the first and second electrode layers. For example, the pressure sensor may be disposed on the rear side of the image display device so as not to be exposed to the user.
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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the following drawings attached to the present specification are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the contents of the present invention serves to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention described in such drawings It should not be construed as limited to matters.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 제1 전극층의 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 결합 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 터널링 층 및 제2 전극층을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with example embodiments. 2 is a schematic plan view illustrating an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to example embodiments. 3 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor according to example embodiments. 4 and 5 are schematic plan views for describing a tunneling layer and a second electrode layer, respectively, according to exemplary embodiments.
도 1을 참조하면, 상기 압력 센서는 서로 대향하는 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(150)을 포함할 수 있다. 제2 전극층(150)의 저면 상에는 터널링(tunneling) 층(140)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1, the pressure sensor may include a first electrode layer 110 and a second electrode layer 150 facing each other. A tunneling layer 140 may be disposed on the bottom surface of the second electrode layer 150.
일부 실시예들에 있어서, 터널링 층(140) 및 제1 전극층(110) 사이에는 에어 갭(air gap)(130)이 형성될 수 있다.In some embodiments, an air gap 130 may be formed between the tunneling layer 140 and the first electrode layer 110.
제1 전극층(110)은 제1 기판(100a) 상에 배치될 수 있다. 제1 기판(100a)은 예를 들면, 화상 표시 장치에서 통상적으로 사용되는 기판 소재 및 절연성 필름 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100a)은 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) 등과 같은 고분자 계열 물질을 포함할 수 있다.The first electrode layer 110 may be disposed on the first substrate 100a. As the first substrate 100a, for example, a substrate material and an insulating film material which are commonly used in an image display device may be used without particular limitation. For example, the first substrate 100a may be a cyclic olefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), or polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide (PI), cellulose acetate propionate (CAP), polyethersulfone (PES), cellulose triacetate (TAC), polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymer Polymer-based materials such as (COC), polymethyl methacrylate (PMMA), and the like.
도 2를 참조하면, 제1 전극층(110)은 제1 기판(100a)의 상면 상에 배열된 복수의 센싱 전극 패턴들(115)을 포함할 수 있다. 제1 전극층(110)은 센싱 전극 패턴들(115)과 전기적으로 연결되는 제1 배선들(116)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the first electrode layer 110 may include a plurality of sensing electrode patterns 115 arranged on the top surface of the first substrate 100a. The first electrode layer 110 may further include first wires 116 electrically connected to the sensing electrode patterns 115.
예시적인 실시예들에 따르면, 센싱 전극 패턴들(115)은 각각 압력 센서의 센싱 도메인(domain)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 센싱 전극 패턴들(115)은 서로 물리적으로 이격되어 독립적인 센싱 도메인으로 기능할 수 있다. 또한, 센싱 전극 패턴들(115)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다.In example embodiments, each of the sensing electrode patterns 115 may be provided to a sensing domain of a pressure sensor. For example, the sensing electrode patterns 115 may be physically spaced apart from each other to function as independent sensing domains. In addition, the sensing electrode patterns 115 may be electrically separated from each other.
제1 전극층(110) 또는 센싱 전극 패턴들(115)은 투명 도전성 산화물 또는 금속을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물은 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등을 포함할 수 있다. 상기 금속은 예를 들면, 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 합금을 포함할 수 있다.The first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 may include a transparent conductive oxide or a metal. The transparent conductive oxide may include, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZTO), cadmium tin oxide (CTO), or the like. The metal is, for example, silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W). ), Niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin (Sn) or alloys thereof It may include.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110) 또는 센싱 전극 패턴들(115)은 상기 금속 또는 합금으로 형성되며, 상기 투명 도전성 산화물은 포함하지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 압력 센서는 화상 표시 장치의 배면 측으로 배치되어 사용자에게 시인되지 않을 수 있다. 따라서, 저저항 및 고 전도성을 갖는 상기 금속 또는 합금으로 제1 전극층(110) 또는 센싱 전극 패턴들(115)을 형성하여 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.In some embodiments, the first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 may be formed of the metal or the alloy, and may not include the transparent conductive oxide. As described above, the pressure sensor may be disposed on the rear side of the image display device and may not be recognized by the user. Accordingly, the sensing sensitivity may be improved by forming the first electrode layer 110 or the sensing electrode patterns 115 using the metal or alloy having low resistance and high conductivity.
도 2에서는 센싱 전극 패턴들(115)이 각각 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 센싱 전극 패턴(115)의 형상은 화상 표시 장치 또는 압력 센서의 형상, 패턴 밀도 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 센싱 전극 패턴들(115)은 각각 서로 다른 사이즈, 형상을 갖는 패턴들을 포함할 수도 있다.In FIG. 2, the sensing electrode patterns 115 are illustrated as having a rectangular shape, but the shape of the sensing electrode patterns 115 may be variously changed in consideration of the shape of the image display device or the pressure sensor, the pattern density, and the like. . In addition, the sensing electrode patterns 115 may include patterns having different sizes and shapes.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100a)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함하며, 이에 따라 상기 압력 센서 역시 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다.As shown in FIG. 2, the first substrate 100a includes a first region I and a second region II, so that the pressure sensor also includes the first region I and the second region II. ) Can be separated.
제1 영역(I)은 압력 센싱이 수행되는 활성 영역에 해당될 수 있다. 센싱 전극 패턴들(115)은 제1 영역(I) 내에 배열될 수 있다. 제2 영역(II)은 제1 기판(100a) 또는 압력 센서의 주변 영역, 또는 베젤(bezel) 영역에 해당될 수 있다.The first region I may correspond to an active region in which pressure sensing is performed. The sensing electrode patterns 115 may be arranged in the first region I. The second region II may correspond to a peripheral region or a bezel region of the first substrate 100a or the pressure sensor.
제1 영역(I)은 센싱 전극 패턴들(115)이 배치되는 영역, 센싱 전극 패턴들(115) 사이의 영역, 및 센싱 전극 패턴들(115)의 측면으로부터 제1 기판(100a)의 테두리를 향해 소정의 거리까지의 마진 영역을 포함할 수 있다.The first region I forms an edge of the first substrate 100a from an area where the sensing electrode patterns 115 are disposed, an area between the sensing electrode patterns 115, and a side surface of the sensing electrode patterns 115. It may include a margin area up to a predetermined distance.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(I)의 제1 기판(100a) 상에 센싱 전극 패턴들(115)에 연결되는 제1 배선들(116)이 함께 배열될 수 있다. 제1 배선들(116)은 센싱 전극 패턴들(115) 각각으로부터 분기되어, 제1 영역(I) 상에서 연장할 수 있다. In example embodiments, first wirings 116 connected to the sensing electrode patterns 115 may be arranged together on the first substrate 100a of the first region I. The first wires 116 may branch from each of the sensing electrode patterns 115 to extend on the first region I. FIG.
일 실시예에 있어서, 제1 배선들(116)은 센싱 전극 패턴들(115) 사이의 영역 및 상기 마진 영역에 분포될 수 있다. 제1 배선들(116)을 활성 영역으로 제공되는 제1 영역(I) 내에 배열함으로써, 베젤 영역으로 제공될 수 있는 제2 영역(II)의 면적을 감소시킬 수 있다.In example embodiments, the first interconnections 116 may be distributed in the area between the sensing electrode patterns 115 and the margin area. By arranging the first wirings 116 in the first region I provided as the active region, an area of the second region II that may serve as the bezel region may be reduced.
일부 실시예들에 있어서, 제1 기판(100a) 상에는 제1 배선들(116)을 적어도 부분적으로 덮는 절연층이 더 형성될 수도 있다.In some embodiments, an insulating layer may be further formed on the first substrate 100a to at least partially cover the first wires 116.
제1 배선들(116)의 말단들은 회로 접속부(118)에서 집합될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 회로 접속부(118)는 제1 기판(100a)으로부터 돌출된 테일(tail) 형상을 가질 수 있다. Terminals of the first wires 116 may be assembled at the circuit connection 118. In some embodiments, the circuit connection 118 may have a tail shape protruding from the first substrate 100a.
일 실시예에 있어서, 회로 접속부(118)는 상기 압력 센서의 단자(terminal) 부로 제공될 수 있다. 예를 들면, 회로 접속부(118)를 통해 제1 배선들(116)의 상기 말단들이 패드 영역(P)을 통하여 집적 회로(IC) 칩과 같은 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.In one embodiment, the circuit connection 118 may be provided as a terminal portion of the pressure sensor. For example, the ends of the first wires 116 may be directly connected to a driving circuit such as an integrated circuit (IC) chip through the pad region P through the circuit connection 118.
일 실시예에 있어서, 제1 배선들(116)의 상기 말단들이 패드 영역(P)을 통하여 집적 회로(IC)와 연결된 컨트롤러 보드의 커넥터에 연결 될 수 있다.In an embodiment, the ends of the first wires 116 may be connected to a connector of the controller board connected to the integrated circuit IC through the pad region P. FIG.
일 실시예에 있어서, 회로 접속부(118)는 상기 압력 센서의 패드부로 제공될 수 있다. 예를 들면, 회로 접속부(118)에서 제1 배선들(116)의 상기 말단들 또는 제1 배선들(116)과 연결된 패드들을 덮는 패시베이션 층이 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 패드 영역(P)에서 상기 패시베이션 층 부분이 제거되어 상기 말단들 또는 패드들이 노출될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 절연층이 회로 접속부(118)로 연장되어 상기 패시베이션 층으로 제공될 수도 있다.In one embodiment, the circuit connection 118 may be provided as a pad portion of the pressure sensor. For example, a passivation layer is formed at the circuit connection portion 118 covering the ends of the first wires 116 or the pads connected to the first wires 116, as shown in FIG. 2. The passivation layer portion may be removed at (P) to expose the ends or pads. In one embodiment, the insulating layer may extend to the circuit connection 118 to serve as the passivation layer.
패드 영역(P)을 통해 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)과 같은 별도 회로 부재를 통해 제1 배선들(116) 및 상기 구동 회로가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The first wirings 116 and the driving circuit may be electrically connected to each other through a pad member P, for example, through a separate circuit member such as a flexible printed circuit board FPCB.
예시적인 실시들에 따르면, 제2 전극층(150)을 공통 전극으로 형성하므로, 전극 패턴 및 배선의 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예에 있어서, FPCB와 같은 별도의 회로 부재 없이도 상기 구동 회로와의 연결을 구현할 수 있다.According to exemplary embodiments, since the second electrode layer 150 is formed as a common electrode, the number of electrode patterns and wirings may be reduced. Therefore, in one embodiment, the connection with the driving circuit can be implemented without a separate circuit member such as FPCB.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(110)은 결합 구조물(160)을 통해 제2 전극층(150) 및 터널링 층(140)과 이격되도록 결합될 수 있다.As shown in FIG. 1, the first electrode layer 110 may be coupled to be spaced apart from the second electrode layer 150 and the tunneling layer 140 through the coupling structure 160.
도 3을 참조하면, 결합 구조물(160)은 압력 센서의 테두리를 따라 형성될 수 있으며, 예를 들면, 가스켓(gasket)과 같은 복수의 시트 부재를 결합할 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 상기 가스켓은 예를 들면 양면 테이프로 형성되거나 또는 레진계열의 접착제를 디스펜싱하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the coupling structure 160 may be formed along the edge of the pressure sensor, and may include a structure capable of coupling a plurality of sheet members such as, for example, a gasket. The gasket may be formed of, for example, double-sided tape or by dispensing a resin-based adhesive.
결합 구조물(160)은 제1 기판(100a)의 테두리와 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가지며, 제1 영역(I)을 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부를 통해 센싱 전극 패턴들(115)이 노출될 수 있다.The coupling structure 160 may have a shape substantially the same as or similar to that of the edge of the first substrate 100a, and may include an opening that exposes the first region I. The sensing electrode patterns 115 may be exposed through the opening.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(110) 위로 순차적으로 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)이 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be sequentially disposed on the first electrode layer 110.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)은 제1 기판(100a)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.4 and 5, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may have a shape substantially the same as or similar to that of the first substrate 100a.
예시적인 실시예들에 따르면, 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)은 평면 방향에서 제1 전극층(110)에 포함된 센싱 전극 패턴들(115)을 전체적으로 커버할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극층(150)은 센싱 전극 패턴들(115)에 대해 공통 대향 전극으로 제공될 수 있다.In some embodiments, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may cover the sensing electrode patterns 115 included in the first electrode layer 110 in the planar direction. Accordingly, the second electrode layer 150 may be provided as a common counter electrode with respect to the sensing electrode patterns 115.
일부 실시예들에 있어서, 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)은 평면 방향에서 제1 기판(100a)의 제1 영역(I)과 실질적으로 전체적으로 중첩될 수 있다. 또한, 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)은 평면 방향에서 제1 기판(100a)의 제2 영역(II)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.In some embodiments, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may substantially entirely overlap the first region I of the first substrate 100a in the planar direction. In addition, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may at least partially overlap the second region II of the first substrate 100a in the planar direction.
터널링 층(140)은 양자 터널링 복합 재료(Quantum Tunneling Composites: QTC)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 바인더 수지 및 터널링 입자 등을 포함하는 QTC 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 바인더 수지는 러버(rubber) 혹은 엘라스토머 재료를 포함하며, 상기 터널링 입자는 니켈 등과 같은 터널링 효과 구현이 가능한 금속 입자를 포함할 수 있다. Tunneling layer 140 may comprise Quantum Tunneling Composites (QTC). For example, it may be formed using a QTC composition including a binder resin, tunneling particles, and the like. The binder resin may include a rubber or elastomeric material, and the tunneling particles may include metal particles capable of implementing a tunneling effect such as nickel.
터널링 층(140)은 제2 전극층(150)과 직접 접촉하며, 제1 전극층(110)과 마주볼 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 결합 구조물(160)에 의해 터널링 층(140)은 제1 전극층(110)과 이격되도록 배치되며, 터널링 층(140) 및 제1 전극층(110) 사이에 에어 갭(130)이 형성될 수 있다.The tunneling layer 140 may directly contact the second electrode layer 150 and may face the first electrode layer 110. In example embodiments, the tunneling layer 140 may be spaced apart from the first electrode layer 110 by the coupling structure 160, and an air gap between the tunneling layer 140 and the first electrode layer 110 may be formed. 130 may be formed.
제2 전극층(150) 위로 예를 들면 사용자의 손가락을 통해 압력이 인가되는 경우, 터널링 층(140)의 국소 영역이 제1 전극층(110)에 포함된 센싱 전극 패턴(115)과 접촉할 수 있다. 터널링 층(140)의 상기 국소 영역에서 발생하는 터널링 효과에 의해 제2 전극층(150) 및 센싱 전극 패턴(115) 사이의 통전이 발생하여 전기적 신호가 생성될 수 있다.When pressure is applied to the second electrode layer 150 through, for example, a user's finger, a local region of the tunneling layer 140 may contact the sensing electrode pattern 115 included in the first electrode layer 110. . An electrical signal may be generated by energization between the second electrode layer 150 and the sensing electrode pattern 115 due to the tunneling effect occurring in the local region of the tunneling layer 140.
제2 전극층(150)은 제1 전극층(110)과 실질적으로 동일하거나 유사한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 전극층(150)은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.The second electrode layer 150 may include a conductive material substantially the same as or similar to that of the first electrode layer 110. In one embodiment, the second electrode layer 150 may be formed of a metal or an alloy.
상술한 바와 같이, 제2 전극층(150)이 센싱 전극 패턴들(115)에 대해 공통 대향 전극으로 제공됨에 따라, 제2 전극층(150)은 센싱 전극 패턴들(115)에 의해 야기되는 단차를 제거하는 평탄화 층으로 기능할 수 있다.As described above, as the second electrode layer 150 is provided as a common counter electrode with respect to the sensing electrode patterns 115, the second electrode layer 150 eliminates the step caused by the sensing electrode patterns 115. To function as a planarization layer.
따라서, 압력 센서가 박형화되는 경우에도 단차가 감소된 향상된 평탄성을 확보할 수 있으며, 상기 압력 센서가 결합되는 화상 표시 장치의 평탄성 역시 향상될 수 있다. 또한, 터널링 층(140) 역시 공통 층으로 제공되어, 센싱 전극 패턴들(115)에 의해 야기되는 단차를 실질적으로 제거할 수 있다.Therefore, even when the pressure sensor is thinned, improved flatness with reduced level can be ensured, and flatness of the image display device to which the pressure sensor is coupled can also be improved. In addition, the tunneling layer 140 may also be provided as a common layer to substantially eliminate the step caused by the sensing electrode patterns 115.
또한, 에어 갭(130)을 통해 터널링 층(140)과 센싱 전극 패턴들(115)을 공간적으로 분리함으로써, 수평 방향으로 전계 확산을 억제할 수 있다. 따라서, 제2 전극층(150) 및 제1 전극층(110) 사이에서 수직 방향으로 전계를 집중시킴에 따라, 압력 센서의 해상도 및 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, by spatially separating the tunneling layer 140 and the sensing electrode patterns 115 through the air gap 130, it is possible to suppress electric field diffusion in the horizontal direction. Therefore, as the electric field is concentrated in the vertical direction between the second electrode layer 150 and the first electrode layer 110, the resolution and sensitivity of the pressure sensor may be improved.
일부 실시예들에 있어서, 터널링 층(140)은 제1 전극층(110)과 접촉할 수도 있으며, 에어 갭(130)은 생략될 수도 있다.In some embodiments, the tunneling layer 140 may be in contact with the first electrode layer 110, and the air gap 130 may be omitted.
다시 도 1을 참조하면, 제2 전극층(150) 상에는 제2 기판(100b)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 기판(100b) 상에 제2 전극층(150) 및 터널링 층(140)이 순차적으로 적층된 후, 제1 전극층(110)이 형성된 제1 기판(100a)과 결합 구조물(160)을 통해 서로 결합될 수 있다.Referring back to FIG. 1, a second substrate 100b may be disposed on the second electrode layer 150. For example, after the second electrode layer 150 and the tunneling layer 140 are sequentially stacked on the second substrate 100b, the first substrate 100a and the coupling structure 160 on which the first electrode layer 110 is formed are formed. Can be combined with each other.
예를 들면, 제2 기판(100b)은 제1 기판(100a)과 실질적으로 동일하거나 유사한 고분자 계열 물질을 포함할 수 있다.For example, the second substrate 100b may include a polymer-based material substantially the same as or similar to that of the first substrate 100a.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 6을 참조하면, 터널링 층(140)은 제1 전극층(110)과 접촉할 수도 있다. 이 경우, 터널링 층(140)은 제1 전극층(110)에 포함된 센싱 전극 패턴들(115)을 실질적으로 전체적으로 덮는 공통층으로 제공되어 단차를 제거할 수 있다. 또한, 터널링 층(140) 및 제2 전극층(150)은 결합 구조물(160)에 의해 서로 이격되도록 결합, 고정되어 에어 갭(130)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the tunneling layer 140 may contact the first electrode layer 110. In this case, the tunneling layer 140 substantially covers the sensing electrode patterns 115 included in the first electrode layer 110. Provided as a common layer can eliminate the step. In addition, the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be combined and fixed to be spaced apart from each other by the coupling structure 160 to form an air gap 130.
터널링 층(140)이 제1 전극층(110)과 접촉하는 경우 제1 전극층(110) 표면으로 사용자의 손가락을 통해 압력이 인가되어 터널링 층(140)과 제2 전극층(150)의 통전이 발생할 수 있다.When the tunneling layer 140 is in contact with the first electrode layer 110, pressure is applied to the surface of the first electrode layer 110 through a user's finger, so that the tunneling layer 140 and the second electrode layer 150 may be energized. have.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 제1 전극층의 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서의 결합 구조물을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.7 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments. 8 is a schematic plan view for explaining an arrangement of a first electrode layer of a pressure sensor according to some exemplary embodiments. 9 is a schematic plan view illustrating a coupling structure of a pressure sensor in accordance with some example embodiments.
도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.Detailed descriptions of substantially the same or similar structures and structures as those described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제2 전극층(150)을 상기 구동 회로와 전기적으로 연결시키기 위한 비아(via) 구조물(155)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 결합 구조물(160) 내에 비아 홀이 형성되며, 상기 비아 홀 내에 비아 구조물이 형성될 수 있다. 상기 비아 홀은 터널링 층(140)을 관통할 수도 있다. 이 경우, 비아 구조물(155)은 제2 전극층(150)으로부터 연장하여 터널링 층(140) 및 결합 구조물(160)을 관통할 수 있다.7 to 9, a via structure 155 may be formed to electrically connect the second electrode layer 150 to the driving circuit. For example, a via hole may be formed in the coupling structure 160, and a via structure may be formed in the via hole. The via hole may pass through the tunneling layer 140. In this case, the via structure 155 may extend from the second electrode layer 150 to penetrate the tunneling layer 140 and the coupling structure 160.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100a) 상에 제2 전극층(150)과 비아 구조물(155)을 통해 전기적으로 연결되는 제2 배선(153)이 배열될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, a second wiring 153 may be arranged on the first substrate 100a to be electrically connected to the second electrode layer 150 through the via structure 155.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 배선(153)은 제1 기판(100a)의 주변 영역 또는 제2 영역(II) 상에 배열될 수 있다. 제2 배선(153)은 제1 배선들(116)과 함께 회로 접속부(118)에서 집합될 수 있다.According to example embodiments, the second wiring 153 may be arranged on the peripheral area or the second area II of the first substrate 100a. The second wiring 153 may be assembled at the circuit connection portion 118 together with the first wirings 116.
이에 따라, 제2 배선(153) 및 제1 배선(116)을 하나의 회로 접속부(118)를 통해 구동 회로와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그러므로, FPCB와 같은 별도의 회로 부재 없이도, 또는 예를 들면 하나의 FPCB를 통해 제1 및 제2 전극층(110, 150)의 상기 구동회로와의 전기적 접속을 구현할 수 있다. 따라서, 박형 압력 센서를 용이하게 구현할 수 있다.Accordingly, the second wiring 153 and the first wiring 116 can be electrically connected to the driving circuit through one circuit connecting portion 118. Therefore, the electrical connection with the driving circuit of the first and second electrode layers 110 and 150 can be realized without a separate circuit member such as an FPCB or through, for example, one FPCB. Therefore, the thin pressure sensor can be easily implemented.
또한, 상술한 바와 같이 제2 전극층(150)을 공통 전극으로 형성하므로, 제2 배선(153)의 개수를 감소시켜 베젤 영역의 면적을 축소시킬 수 있다.In addition, since the second electrode layer 150 is formed as the common electrode as described above, the number of the second wirings 153 may be reduced to reduce the area of the bezel area.
일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물(155)이 안착되는 비아 패드(157)가 배치될 수 있다. 이 경우, 비아 패드(157)로부터 제2 배선(153)이 분기되어 연장되며, 제2 전극층(150), 비아 구조물(155), 비아 패드(157) 및 제2 배선(153)을 통해 제2 전극층(150) 및 상기 구동 회로와의 신호 전달이 수행될 수 있다.In some embodiments, via pad 157 may be disposed on which via structure 155 is seated. In this case, the second wiring 153 branches and extends from the via pad 157, and the second wiring 153 extends through the second electrode layer 150, the via structure 155, the via pad 157, and the second wiring 153. Signal transmission between the electrode layer 150 and the driving circuit may be performed.
상기 압력 센서는 적어도 하나의 비아 구조물(155)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 비아 구조물들(155)이 결합 구조물(160)의 테두리 또는 제1 기판(100a)의 주변 영역을 따라 배열될 수 있다. 따라서, 제2 전극층(150)으로부터 상기 구동 회로로의 신호 전달 저항이 감소될 수 있다.The pressure sensor may include at least one via structure 155. In some embodiments, as shown in FIG. 9, a plurality of via structures 155 may be arranged along an edge of the coupling structure 160 or a peripheral area of the first substrate 100a. Therefore, the signal transfer resistance from the second electrode layer 150 to the driving circuit can be reduced.
예를 들면, 비아 구조물(155)은 금, 은, 구리, 카본 페이스트 등의 도전성 재료를 사용하여 디스펜싱(dispensing) 또는 제팅(jetting) 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 복잡한 화학적 공정 또는 도금 공정 없이 용이하게 비아 구조물(155)을 형성할 수 있다.For example, the via structure 155 may be formed through a dispensing or jetting process using a conductive material such as gold, silver, copper, and carbon paste. Accordingly, the via structure 155 may be easily formed without a complicated chemical process or a plating process.
도 10은 일부 예시적인 실시예들에 따른 압력 센서를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.10 is a schematic cross-sectional view illustrating a pressure sensor in accordance with some example embodiments. Detailed descriptions of substantially the same or similar structures and structures as those described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.
도 10을 참조하면, 터널링 층(140)은 서로 분리된 복수의 터널링 패턴들(145)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상술한 터널링 입자를 터널링 층(140) 내에서 영역별로 분포를 조절하여 실질적으로 서로 분리된 터널링 패턴(145)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터널링 패턴들(145)이 섬(island) 타입 패턴으로 실질적으로 물리적으로 완전히 분리되도록 상기 QTC 조성물을 제2 전극층(150) 상에 국소적으로 도포하여 터널링 패턴들(145)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 10, the tunneling layer 140 may include a plurality of tunneling patterns 145 separated from each other. In an embodiment, the tunneling particles 145 may be formed to be substantially separated from each other by controlling the distribution of the aforementioned tunneling particles in the tunneling layer 140 for each region. In one embodiment, the QTC composition is applied locally on the second electrode layer 150 such that the tunneling patterns 145 are substantially physically completely separated in an island type pattern, thereby tunneling patterns 145. May be formed.
터널링 층(140)이 분리된 터널링 패턴(145)을 포함함에 따라, 수평 방향으로의 전계 확산을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 제2 전극층(150) 및 제1 전극층(110) 사이에서 수직 방향으로 전계를 집중시킴에 따라, 수평 방향의 신호 간섭이 현저히 감소되어 압력 센서의 해상도 및 감도를 향상시킬 수 있다.As the tunneling layer 140 includes the separated tunneling pattern 145, it is possible to more effectively suppress electric field spreading in the horizontal direction. Therefore, as the electric field is concentrated in the vertical direction between the second electrode layer 150 and the first electrode layer 110, signal interference in the horizontal direction is significantly reduced, thereby improving the resolution and sensitivity of the pressure sensor.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating an image display device according to example embodiments.
도 11을 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 압력 센서(50) 상에 적층되는 순차적으로 표시 패널(200) 및 터치 센서(270)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the image display device may include a display panel 200 and a touch sensor 270 sequentially stacked on the pressure sensor 50.
압력 센서(50)는 도 1 내지 도 9를 참조로 설명한 구조 및 구성을 포함할 수 있다. 압력 센서(50)는 표시 패널(200) 아래에 배치되어 상기 화상 표시 장치의 배면 측으로 배치될 수 있다.The pressure sensor 50 may include the structure and configuration described with reference to FIGS. 1 to 9. The pressure sensor 50 may be disposed below the display panel 200 and disposed to the rear side of the image display device.
예를 들면, 표시 패널(200)은 제1 점접착층(202)을 통해 압력 센서(50) 상에 적층될 수 있다.For example, the display panel 200 may be stacked on the pressure sensor 50 through the first adhesive layer 202.
표시 패널(200)은 패널 기판(205) 상에 배치된 화소 전극(210), 화소 정의막(220), 표시층(230), 대향 전극(240) 및 인캡슐레이션 층(250)을 포함할 수 있다.The display panel 200 may include a pixel electrode 210, a pixel defining layer 220, a display layer 230, an opposite electrode 240, and an encapsulation layer 250 disposed on the panel substrate 205. Can be.
패널 기판(205) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(210)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.A pixel circuit including a thin film transistor TFT may be formed on the panel substrate 205, and an insulating layer covering the pixel circuit may be formed. The pixel electrode 210 may be electrically connected to the drain electrode of the TFT, for example.
일부 실시예들에 있어서, 패널 기판(205)은 폴리이미드와 같은 유연성 수지를 포함하며, 이 경우 상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 수 있다.In some embodiments, the panel substrate 205 includes a flexible resin such as polyimide, in which case the image display device may be provided as a flexible display.
화소 정의막(220)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(210)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(210) 상에는 표시층(230)이 형성되며, 표시 층(230)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다.The pixel defining layer 220 may be formed on the insulating layer to expose the pixel electrode 210 to define a pixel region. The display layer 230 is formed on the pixel electrode 210, and the display layer 230 may include, for example, a liquid crystal layer or an organic emission layer.
화소 정의막(220) 및 표시층(230) 상에는 대향 전극(240)이 배치될 수 있다. 대향 전극(240)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 공통 전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 대향 전극(240) 상에 표시 패널(200) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(250)이 적층될 수 있다.The opposite electrode 240 may be disposed on the pixel defining layer 220 and the display layer 230. The counter electrode 240 may be provided as, for example, a common electrode or a cathode of the image display device. An encapsulation layer 250 for protecting the display panel 200 may be stacked on the counter electrode 240.
표시 패널(200) 상에는 예를 들면 제2 점접착층(260)을 통해 터치 센서(270)가 적층될 수 있다. 터치 센서(270)는 예를 들면, 상호 정전용량 타입 또는 자기 정전용량 타입의 정전 용량 센서를 포함할 수 있다. 터치 센서(270)는 상기 화상 표시 장치의 전면 측으로 배치될 수 있다. 따라서, 터치 센서의 센싱 전극은 사용자에게 시인될 수 있으므로, 투과율이 높은 투명 도전성 산화물(예를 들면, ITO 등)을 포함할 수 있다.For example, the touch sensor 270 may be stacked on the display panel 200 through the second adhesive layer 260. The touch sensor 270 may include, for example, a capacitive sensor of mutual capacitance type or self capacitance type. The touch sensor 270 may be disposed on the front side of the image display device. Therefore, since the sensing electrode of the touch sensor may be visually recognized by the user, the sensing electrode may include a transparent conductive oxide having high transmittance (for example, ITO).
윈도우 기판(290)은 예를 들면, 제3 점접착층(280)을 통해 터치 센서(280) 상에 적층될 수 있다. The window substrate 290 may be stacked on the touch sensor 280 through, for example, the third adhesive layer 280.
일부 실시예들에 있어서, 윈도우 기판(290) 및 터치 센서(280) 사이, 또는 터치 센서(280) 및 표시 패널(200) 사이에 편광층과 같은 광학층이 더 포함될 수 있다.In some embodiments, an optical layer, such as a polarizing layer, may be further included between the window substrate 290 and the touch sensor 280, or between the touch sensor 280 and the display panel 200.
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.Hereinafter, experimental examples including preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention, but these examples are only for exemplifying the present invention, and do not limit the appended claims, and the scope and spirit of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments can be made within the scope, and such variations and modifications are within the scope of the appended claims.
실시예Example
TAC(tri-acetyl-cellulose) 재질의 제1 기판(두께: 23㎛)상에 15개(3×5)의 센싱 전극 패턴들(각각 20mm(가로)×25mm(세로), 두께: 3,000Å)(제1 전극층)을 형성하였다. 동일 면적의 QTC층(두께: 12㎛) 및 제2 전극층(두께: 3,000Å)을 포함하는 적층체를 센싱 전극 패턴들을 전체적으로 커버하며, 제2 전극층이 QTC층을 사이에 두고 센싱 전극 패턴들과 마주보도록 접합하였다. 제2 전극층 상에는 TAC 재질의 제2 기판(두께: 23㎛)을 적층하여 압력 센서 샘플을 제조하였다.15 (3 x 5) sensing electrode patterns (20 mm x 25 mm x length) on a first substrate (23 µm thick) made of tri-acetyl-cellulose (TAC); (1st electrode layer) was formed. The laminate including a QTC layer (thickness: 12 mu m) and a second electrode layer (thickness: 3,000 mu m) having the same area covers the sensing electrode patterns as a whole, and the second electrode layer is formed of the sensing electrode patterns with the QTC layer interposed therebetween. Bonded to face. A pressure sensor sample was prepared by stacking a second substrate (thickness: 23 μm) made of TAC on the second electrode layer.
상기 센싱 전극 패턴들 및 상기 제2 전극층은 은 합금을 포함하며, QTC층은 Peratech사 제품을 사용하였다.The sensing electrode patterns and the second electrode layer include a silver alloy, and the QTC layer is made of Peratech.
비교예Comparative example
제1 전극층은 너비 3.5mm, 길이 62mm, 제2 전극층은 너비 3.5mm, 길이 127mm의 라인 패턴들이 각각 13x35개 어레이를 포함하도록 형성하였다. The first electrode layer has a width of 3.5 mm, a length of 62 mm, and the second electrode layer has a width of 3.5 mm and a length of 127 mm so that line patterns each include a 13 × 35 array.
구체적으로, 제1 전극층의 라인 패턴들은 X 방향, 제2 전극층의 라인 패턴들은 Y 방향으로 연장하며 서로 교차하도록 배열되고, 중첩되는 제1 전극층의 라인 패턴 및 제2 전극층의 라인 패턴의 교차부에 각각 3mm(가로)×3mm(세로)의 QTC 패턴들을 형성하였다.Specifically, the line patterns of the first electrode layer are arranged in the X direction and the line patterns of the second electrode layer to extend in the Y direction and intersect with each other, and are arranged at the intersection of the line pattern of the first electrode layer and the line pattern of the second electrode layer overlapping each other. QTC patterns of 3 mm (width) x 3 mm (length) were formed, respectively.
상술한 제1 전극층, QTC 패턴, 제2 전극층의 형상을 제외한 나머지 구성, 조건들을 실시예와 동일하게 하여 압력 센서 샘플을 제조하였다.A pressure sensor sample was prepared in the same manner as in the examples except for the configuration and conditions of the first electrode layer, the QTC pattern, and the second electrode layer.
실험예: 단차 시인 평가Experimental Example: Step recognition
시력 좌우 1.0 이상인 성인 10명의 패널에게 삼파장 램프 조명 하에서 30cm 거리에서 제2 기판 방향에서 육안으로 실시예 및 비교예의 압력 센서 샘플을 관찰시켰다.Ten panels of at least 1.0 left and right with visual acuity were visually observed the pressure sensor samples of the examples and comparative examples at a distance of 30 cm under a three-wavelength lamp illumination in the direction of the second substrate.
실시예의 압력 센서 샘플에 대해서는 10명 패널 모두 제2 기판 표면으로 단차가 인식되지 않는다고 답변하였으며, 비교예의 압력 센서 샘플에 대해서는 10명 패널 모두 제2 기판 표면으로 돌출된 단차가 인식된다고 답하였다.For the pressure sensor sample of the example, all ten panels answered that the step was not recognized by the second substrate surface, and for the pressure sensor sample of the comparative example, all ten panels answered that the step that protruded to the second substrate surface was recognized.

Claims (20)

  1. 서로 분리된 복수의 센싱 전극 패턴들을 포함하는 제1 전극층;A first electrode layer including a plurality of sensing electrode patterns separated from each other;
    상기 제1 전극층에 대향하도록 배치되며 상기 복수의 센싱 전극 패턴들에 대한 공통 전극으로 제공되는 제2 전극층; 및A second electrode layer disposed to face the first electrode layer and serving as a common electrode for the plurality of sensing electrode patterns; And
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 사이에 배치되는 터널링 층을 포함하는, 압력 센서.And a tunneling layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 평면 방향에서 상기 복수의 센싱 전극 패턴들과 전체적으로 중첩되는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the second electrode layer overlaps the plurality of sensing electrode patterns in a planar direction.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 평면 방향에서 상기 복수의 센싱 전극 패턴들과 전체적으로 중첩되는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 2, wherein the tunneling layer entirely overlaps the plurality of sensing electrode patterns in the planar direction.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 터널링 층은 복수의 이격된 터널링 패턴을 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 2, wherein the tunneling layer comprises a plurality of spaced tunneling patterns.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 제2 전극층과 접촉하며, 상기 제1 전극층과 이격되는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the tunneling layer is in contact with the second electrode layer and spaced apart from the first electrode layer.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 전극층 및 상기 터널링 층 사이에 에어 갭이 형성되도록 상기 제1 전극층 및 상기 터널링 층을 고정하는 결합 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor according to claim 5, further comprising a coupling structure for fixing the first electrode layer and the tunneling layer such that an air gap is formed between the first electrode layer and the tunneling layer.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 터널링 층은 상기 제1 전극층과 접촉하며, 상기 제2 전극층과 이격되는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the tunneling layer is in contact with the first electrode layer and spaced apart from the second electrode layer.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제2 전극 층 사이에 에어 갭이 형성되도록 상기 제2 전극층 및 상기 터널링 층을 고정하는 결합 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 7, further comprising a coupling structure that fixes the second electrode layer and the tunneling layer such that an air gap is formed between the tunneling layer and the second electrode layer.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극층이 배치되는 제1 기판을 더 포함하며,The method of claim 1, further comprising a first substrate on which the first electrode layer is disposed,
    상기 제1 기판은 상기 센싱 전극 패턴들이 배열되는 활성 영역 및 상기 활성 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하는, 압력 센서.And the first substrate includes an active region in which the sensing electrode patterns are arranged and a peripheral region surrounding the active region.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 센싱 전극 패턴들 각각으로부터 분기되어 상기 활성 영역 내에서 연장하는 제1 배선을 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 9, wherein the first electrode layer further includes a first wiring branched from each of the sensing electrode patterns to extend in the active region.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 주변 영역 내에 배열되며 상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 제2 배선을 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 10, further comprising a second wiring arranged in the peripheral region and electrically connected to the second electrode layer.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제2 배선 및 상기 제2 전극층을 서로 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 11, further comprising a via structure electrically connecting the second wiring and the second electrode layer to each other.
  13. 청구항 12에 있어서, 복수의 상기 비아 구조물들이 상기 제1 기판의 상기 주변 영역을 따라 배열되는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 12, wherein a plurality of the via structures are arranged along the peripheral region of the first substrate.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 기판의 상기 주변 영역 상에 배열되며 상기 비아 구조물 및 상기 제2 배선을 서로 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 비아 패드를 더 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 12, further comprising at least one via pad arranged on the peripheral region of the first substrate and electrically connecting the via structure and the second wiring to each other.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제1 전극층을 고정시키는 결합 구조물을 더 포함하며,The method of claim 12, further comprising a coupling structure for fixing the tunneling layer and the first electrode layer,
    상기 비아 구조물은 상기 결합 구조물을 관통하는, 압력 센서.The via structure penetrates through the coupling structure.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 기판은 회로 접속부를 포함하며, The method of claim 11, wherein the first substrate comprises a circuit connection,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상기 회로 접속부에서 함께 집합되는, 압력 센서.And the first wiring and the second wiring are gathered together at the circuit connecting portion.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 터널링 층은 양자 터널링 복합 재료(Quantum Tunneling Composites: QTC)를 포함하는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the tunneling layer comprises quantum tunneling composites (QTC).
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 터널링 층 및 상기 제2 전극층은 각각 평면 방향에서 상기 센싱 전극 패턴들을 전체적으로 덮는 단일 층 형상을 갖는, 압력 센서.The pressure sensor of claim 1, wherein the tunneling layer and the second electrode layer each have a single layer shape covering the sensing electrode patterns as a whole in a planar direction.
  19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항의 압력 센서;The pressure sensor of claim 1;
    상기 압력 센서 상에 적층되는 표시 패널; 및A display panel stacked on the pressure sensor; And
    상기 표시 패널 상에 적층되는 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.And a touch sensor stacked on the display panel.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 터치 센서는 정전 용량 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.20. The image display device of claim 19, wherein the touch sensor comprises a capacitive sensor.
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