天线插入式电极结构和图像显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年2月14日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2020-0018271号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种天线插入式电极结构以及一种包括该天线插入式电极结构的图像显示装置。更特别地，本发明涉及一种包括天线图案和感测电极的天线插入式电极结构以及一种包括该天线插入式电极结构的图像显示装置。

背景技术

近来，能够通过用人手或物体选择在图像显示装置上显示的指令来输入用户命令的电子装置通过图像显示装置和触摸传感器的组合而实现为各种形状，例如智能手机、平板电脑等。

此外，图像显示装置与诸如智能电话的通信装置相结合。例如，可以将用于在3G至5G或更高频段中实现高频或超高频通信的天线应用于图像显示装置。

如上所述，当将触摸传感器和天线应用于一个图像显示装置时，需要一种在有限的空间中插入多个电极的设计构造。例如，如果触感电极和天线的辐射电极一起形成，则可能难以容易地形成用于实现预定辐射特性的期望形状的辐射电极。

此外，当触感电极与图像显示装置的像素结构重叠时，由于诸如摩尔纹现象的光学现象，可能使图像显示装置的图像质量下降。

例如，如在韩国公开专利申请第2014-0092366号中所公开的那样，最近开发了一种触摸屏面板，其中触摸传感器与各种图像显示装置结合。韩国专利公开第2013-0095451号公开了一种集成到显示面板中的天线。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种具有改善的辐射特性和空间效率的天线集成式电极结构。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括具有改善的辐射特性和空间效率的天线集成式电极结构。

本发明的上述方面将通过以下特征或构造中的一个或多个来实现：

(1)一种天线插入式电极结构，其包括：基板层，其包括触感区域和触感天线区域；感测电极，其设置在基板层的触感区域和触感天线区域上；以及天线图案，其设置在基板层的触感天线区域上，该天线图案包括相对于感测电极的设置方向倾斜的辐射图案。

(2)根据上述方面(1)的天线插入式电极结构，其中感测电极包括：第一感测电极，其设置在与基板层的顶表面平行的第一方向上；以及第二感测电极，其设置在与基板层的顶表面平行并且与第一方向垂直的第二方向上。

(3)根据上述方面(2)的天线插入式电极结构，其中感测电极和辐射图案包括网状结构，该网状结构包括彼此相交的第一电极线和第二电极线，并且该网状结构包括由彼此交叉的第一电极线和第二电极线限定的单位单元。

(4)根据上述方面(3)的天线插入式电极结构，其中每个单位单元都具有多边形形状，并且每个单位单元的对角线都相对于第一方向和第二方向倾斜。

(5)根据上述方面(3)的天线插入式电极结构，其中辐射图案的边界具有沿着第一电极线或第二电极线的延伸方向延伸的连续的直线形状。

(6)根据上述方面(3)的天线插入式电极结构，其中感测电极的边界包括通过切断第一电极线或第二电极线而形成的突出部。

(7)根据上述方面(3)的天线插入式电极结构，其中天线图案还包括：由网状结构形成并且一体地连接至辐射图案的传输线；以及连接至传输线的端部的信号垫。

(8)根据上述方面(7)的天线插入式电极结构，其中传输线相对于第一方向和第二方向倾斜地延伸。

(9)根据上述方面(2)的天线插入式电极结构，其还包括：沿着第一方向一体地连接第一感测电极的连接部；以及沿着第二方向将第二感测电极彼此电连接的桥接电极。

(10)根据上述方面(1)的天线插入式电极结构，其中设置在触感区域中的感测电极具有和触感天线区域中的与辐射图案相邻的感测电极不同的形状。

(11)根据上述方面(10)的天线插入式电极结构，其中与辐射图案相邻的感测电极具有的形状使得通过辐射图案将设置在触感区域中的感测电极的形状切断或部分去除。

(12)根据上述方面(1)的天线插入式电极结构，其中感测电极和天线图案位于同一层或同一水平。

(13)一种图像显示装置，其包括：包括多个像素的显示面板；以及堆叠在显示面板上的根据上述实施方式所述的天线插入式电极结构。

(14)根据上述方面(13)的图像显示装置，其中感测电极和辐射图案具有网状结构，该网状结构在其中包括多个单位单元，并且多个单位单元的设置方向与多个像素的设置方向不同。

在根据本发明的示例性实施方式的天线插入式电极结构中，天线图案的辐射图案可以形成在与触摸传感器的感测电极相同的层或相同的水平上，并且可以设置在感测电极之间。因此，触摸传感器和天线图案可以被制造为模块，而无需用于容纳天线图案的额外的空间。

在示例性实施方式中，感测电极和辐射图案可以共享相同的网状结构，并且该网状结构可以具有相对于显示面板的像素网格的布置倾斜的单元布置。因此，可以防止由于天线插入式电极结构和像素之间的重叠而引起的摩尔纹现象。

在示例性实施方式中，天线图案可以具有在与网状结构中包括的电极线相同的方向上延伸的边界，并且可以具有基本上无缝的边界，在该基本上无缝的边界中可以基本上去除在切断电极线时产生的突出部或尖端部分。因此，可以在高可靠性的情况下实现具有期望的频率和方向性的辐射图案。

附图说明

图1是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构的示意性俯视平面图。

图2是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构中的感测电极的构造的示意性剖视图。

图3是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构中的天线图案和感测电极的构造和布置的局部放大的俯视平面图。

图4和图5是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种在同一平面内包括天线图案和感测电极的天线插入式电极结构。此外，提供了一种包括该天线插入式电极结构的图像显示装置。

在下文中，将参照附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，提供参照附图描述的这些实施方式是用于进一步理解本发明的精神，并且不对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。

在附图中，将与基板层100的顶表面平行并且彼此垂直的两个方向称为第一方向和第二方向。例如，第一方向可以对应于天线插入式电极结构或图像显示装置的长度方向。第二方向可以对应于天线插入式电极结构或图像显示装置的宽度方向。

图1是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构的示意性俯视平面图。图2是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构中的感测电极的构造的示意性剖视图。具体地，图2是在厚度方向上沿着图1的线I-I’截取的剖视图。

在图1和图2中，为了方便描述天线插入式电极结构中的电极的布置，将每个电极表示为实心图案。然而，如稍后将参照图3所描述的那样，每个电极可以具有网状结构。

参照图1和图2，天线插入式电极结构可以包括基板层100以及设置在基板层100上的感测电极110、130和天线图案150。

基板层100或天线插入式电极结构可以包括触感区域TR和触感天线区域TAR。

触感区域TR可以包括基板层100的中央部分，并且可以基本上用作触摸传感器的有效区域，通过该有效区域感测用户的触摸输入。

触感天线区域TAR可以是可以在其中包括用于实现高频或超高频通信(例如3G、4G、5G或以上的通信)的天线图案150的区域。在示例性实施方式中，触摸传感器的一些感测电极110和130可以与天线图案150一起分布在触感天线区域TAR中。

如图1所示，触感天线区域TAR可以被分配给基板层100的与触感区域TR相邻的端部或侧部。

第一感测电极110和第二感测电极130可以设置在基板层100的触感区域TR和触感天线区域TAR上。在示例性实施方式中，可以通过第一感测电极110和第二感测电极130之间的互电容来实现触摸感测。

基板层100可以包括用于形成感测电极110和130以及天线图案150的支撑层或薄膜型基板。例如，基板层100可以在没有特定限制的情况下包括通常用于触摸传感器的薄膜材料，并且可以包括例如玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。聚合物的例子可以包括环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物、聚酰亚胺(PI)、醋酸丙酸纤维素(CAP)、聚醚砜(PES)、三醋酸纤维素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。无机绝缘材料的例子可包括氧化硅、氮化硅，氮氧化硅和金属氧化物。

在一些实施方式中，图像显示装置的施加有天线插入式电极结构的层或薄膜构件可以用作基板层100。例如，显示面板中包括的封装层或钝化层可以用作基板层100。

基板层100可以用作天线图案150的介电层。优选地，可以将基板层100的介电常数调节在大约1.5至12的范围内。当介电常数超过大约12时，驱动频率可能被过度降低，并且可能无法实现在期望的高频或超高频段下驱动的天线。

第一感测电极110可以沿着第一方向设置。在第一方向上彼此相邻的第一感测电极110可以通过连接部115彼此连接。第一感测电极110和连接部115可以彼此一体地连接从而基本上设置为单个构件。在这种情况下，第一感测电极110和连接部115可以使用相同的导电层(例如，网状结构)通过相同的构图工艺形成，并且可以位于同一层或同一水平。

因此，可以限定在第一方向上延伸的第一感测电极列，并且可以沿着第二方向设置多个第一感测电极列。

第二感测电极130可以沿着第二方向设置。第二感测电极130可以各自具有独立的岛状图案形状，并且在第二方向上相邻的第二感测电极130可以通过桥接电极135彼此电连接。

因此，可以限定在第二方向上延伸的第二感测电极排，并且可以沿着第一方向设置多个第二感测电极排。

图1示出了第二感测电极排包括桥接电极135并且第一感测电极列包括连接部的例子。然而，第一感测电极列可以由桥接电极限定，并且第二感测电极排可以由连接部限定。

感测电极110、130和/或桥接电极135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)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)或包含至少一种金属的合金(例如，银-钯-铜(APC))或铜(Cu)或铜合金(例如，铜-钙(CuCa))。它们可以单独使用或组合使用。

感测电极110、130和/或桥接电极135可以包括透明导电氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、镉锡氧化物(CTO)等。

在一些实施方式中，感测电极110、130和/或桥接电极135可以具有包括金属或合金层以及透明金属氧化物层的多层结构。例如，感测电极110、130和/或桥接电极135可以包括透明导电氧化物层-金属层的双层结构或第一透明导电氧化物层-金属层-第二透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，通过金属层可以改善柔性，并且通过金属层还可以减小电阻以提高信号传输速度。通过透明导电氧化物层可以改善耐腐蚀性和透明性。

如图2所示，绝缘层140可以形成在基板层100上，以至少部分地覆盖感测电极110、130以及连接部115。桥接电极135可以设置在绝缘层140上，从而通过例如形成在绝缘层140中的接触孔145将相邻的第二感测电极130彼此电连接。

可以在绝缘层140和桥接电极135上形成用于保护触摸传感器的钝化层170。

绝缘层140和钝化层170可以包括诸如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料，和/或诸如丙烯酸树脂或硅氧烷树脂的有机绝缘材料。

在一些实施方式中，感测电极110、130以及桥接电极135可以设置为底部桥接结构。在这种情况下，可以将桥接电极135设置在感测电极110和130的下方。例如，桥接电极135可以包括低电阻金属，并且可以设置为远离可见表面(例如，钝化层170的顶表面)，从而可以减小沟道电阻以及光反射产生的电极视觉识别。

感测电极110、130以及天线图案150可以一起设置在基板层100的触感天线区域TAR上。在示例性实施方式中，感测电极110、130以及天线图案150可以位于同一层或同一水平。

天线图案150可以包括辐射图案152、传输线155和信号垫160。辐射图案152的边界可以具有诸如菱形或钻石形的多边形形状。传输线155可以从辐射图案152的一个端部伸出。信号垫160可以电连接至传输线155的端部。天线图案150可以包括与感测电极110和130基本相同或相似的导电材料。例如，天线图案150可以包括上述的金属或合金或透明导电氧化物，并且可以具有金属层和透明导电氧化物的多层结构。

如稍后参照图3所述的那样，辐射图案152和传输线155可以具有网状结构，其包括在其中彼此交叉的多条电极线。在一个实施方式中，辐射图案152和传输线155可以形成为包括网状结构的基本上单一的构件。

信号垫160例如可以形成为包括上述的金属或合金的实心图案，以减小反馈电阻。在一个实施方式中，还可以在每个信号垫160周围设置接地垫(未被示出)。信号垫160可以通过导电中间结构(例如，柔性印刷电路板(FPCB)和各向异性导电膜(ACF))电连接至天线驱动IC芯片。

如图1所示，辐射图案152可以具有诸如菱形的矩形形状，并且辐射图案152的所有对角线都可以相对于第一方向和第二方向倾斜。在一些实施方式中，传输线155也可以相对于第一方向和第二方向倾斜。例如，传输线155和从传输线155伸出的辐射图案152的对角线可以相对于第一方向在大约5°至30°的范围内倾斜。

辐射图案152可以具有插在触感天线区域TAR中的感测电极110和130之间的形状。因此，与辐射图案152相邻的感测电极110和130可以具有通过辐射图案152从触感区域TR中的感测电极110和130的形状中部分地切断和去除的形状。

如上所述，天线图案150的辐射图案152可以设置在与感测电极110和130相同的平面或相同的水平上，并且可以被插在感测电极110和130之间。因此，天线图案150可以与触摸传感器集成在一起，使得可以通过一个电极层同时实现触摸感测和天线辐射。

图3是示出根据示例性实施方式的天线插入式电极结构中的天线图案和感测电极的构造和布置的局部放大的俯视平面图。例如，图3示出了图1中由虚线矩形标出的区域中的感测电极110、130和天线图案150中所包括的网状结构。

参照图3，网状结构可以包括彼此相交的第一电极线50和第二电极线60。网状结构可以包括通过使第一电极线50和第二电极线60以网状或蜂窝形状相交而限定的单位单元70。

在示例性实施方式中，网状结构中包括的单位单元70可以具有诸如四边形的多边形形状，并且单位单元70的对角线75可以相对于第一方向和第二方向倾斜。

如上所述，第一方向可以对应于天线插入式电极结构或图像显示装置的长度方向，并且第二方向可以对应于天线插入式电极结构或图像显示装置的宽度方向。

单位单元70的取向可以相对于长度方向和宽度方向倾斜，从而可以抑制或减小图像显示装置的感测电极110和130与像素207(参见图4)重叠而造成的摩尔纹现象。

在示例性实施方式中，感测电极110、130以及天线图案150可以通过对网状结构进行局部蚀刻来形成。例如，感测电极110和130的边界以及天线图案150的边界可以通过对网状结构进行蚀刻所形成的分离区域175来限定和分离开。

如参照图1所述那样，辐射图案152的边界可以具有基本上矩形的轮廓，例如菱形。在示例性实施方式中，辐射图案152的每条边都可以由单条第一电极线50或单条第二电极线60限定，并且可以基本上连续地延伸。

例如，辐射图案152的边界可以不包括由切断的电极线50和60形成的突出到边界外部的尖端部分或突出部，并且辐射图案152的边界可以具有基本上无缝的直线形状。

如上所述，辐射图案152的边界可以是第一电极线50和第二电极线60的相对于第一方向和第二方向倾斜的一部分，从而可以消除尖端部分或突出部。

因此，可以增强通过辐射图案152实现的辐射方向性和辐射可靠性，并且可以防止尖端部分或突出部引起的辐射效率的降低。

感测电极110和130可以通过分离区域175限定在辐射图案152周围。感测电极110和130的边界可以包括通过切断电极线50和60而形成的突出部90。突出部90可以具有例如从感测电极110和130的边界突出的尖刺形状。

感测电极110和130可以包括突出部90，从而可以增加导体的面积或体积，并且可以减小通过感测电极110和130的沟道电阻。另外，可以通过突出部90为感测电极110和130的布置提供随机特性，从而可以进一步减少摩尔纹现象。

分离区域175还可以通过弯曲的形状从辐射图案152的边界进一步延伸，以限定与辐射图案152一体地连接的传输线155。

图4和图5是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。例如，图4示意性示出了显示面板的像素结构。图5示出了包括图像显示装置的窗口的外形。

参照图4，显示面板205可以包括由像素限定层203限定的多个像素207。

可以在像素207中设置每个像素电极和形成在像素电极上的RGB有机发光层或液晶层。像素207可以沿着第一方向和第二方向规则地设置，并且可以各自具有矩形网格形状。

根据上述的示例性实施方式，网状结构中包括的单位单元70可以被设置为相对于每个像素207倾斜，以防止感测电极110和130与像素207之间规律性地重叠，并且可以防止由此产生的摩尔纹现象。

根据示例性实施方式的天线插入式电极结构可以堆叠在显示面板205上，以实现可以同时应用触摸传感器和天线的图像显示装置200。

参照图5，图像显示装置200可以包括显示区域210和外周区域220。例如，外周区域220可以设置在显示区域210的两个横向部分和/或两个端部部分上。外周区域220例如可以对应于图像显示装置的遮光部分或边框部分。

可以将上述天线插入式电极结构设置在图像显示装置200的显示区域210和外周区域220上，并且触感区域TR的第一感测电极110和第二感测电极130可以设置在显示区域210中。

此外，触感天线区域TAR可以位于显示区域210和外周区域220上。例如，天线图案150的辐射图案152以及辐射图案152周围的感测电极110和130也可以至少部分地设置在显示区域210中。如上所述，可以通过使用网状结构防止辐射图案152以及感测电极110和130被用户视觉识别。

可以在外周区域220中设置图1所示的天线图案150的信号垫160。触摸传感器驱动IC芯片和天线驱动IC芯片也可以设置在外周区域220中，从而分别电连接至与感测电极110和130连接的迹线以及天线图案150的信号垫160。