KR102404067B1 - 3차원 감지 모듈과 그 제조 방법 및 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
3차원 감지 모듈은 터치 압력 감지 구조물을 포함한다. 터치 압력 감지 구조물은 제1 기능성 스페이서층, 제1 기능성 스페이서층 상에 코팅된 제1 투광성 전극층, 제1 투광성 전극층 상에 코팅된 제2 기능성 스페이서층, 제2 기능성 스페이서층 상에 코팅된 제2 투광성 전극층, 및 제2 투광성 전극층 상에 코팅된 제3 기능성 스페이서층을 포함한다. 제1, 제2, 및 제3 기능성 스페이서층들의 저항률은 제1 및 제2 투광성 전극층들의 저항률보다 더 크다.
Description
본 발명개시는 3차원 감지 모듈과 그 제조 방법 및 전자 장치에 관한 것이다.
터치 모듈들의 다양한 개발로 인해, 터치 모듈들은 산업 전자장치들과 가전 전자 제품들에 성숙하게 적용되어 왔다. 스크린의 표면 상의 터치 포인트의 2차원 위치(예컨대, X축 방향 및 Y축 방향)를 결정하는 것으로부터 스크린의 표면에 가해지는 힘의 변화(예컨대, Z축 방향)에 의해 야기되는 힘 파라미터를 또한 감지하는 수요가 진행되고 있다. 가요성 패널들에 대한 응용 요건들도 불가피할 것이다.
그러나, 기존 업계에서 제안된 종래 기술은 터치 모듈 상에 장착된 압력 센서에서 다음과 같은 문제점들을 갖는다: (1) X-Y-Z 3축 전극들은 동시에 가요성 특성들을 가질 수 없으며, 가요성 어셈블리로서 사용될 수 없으며; (2) 부분적 영역에만 Z축 감지 기능이 있다.
따라서, 전술한 문제들을 해결하기 위한 3차원 감지 모듈의 제공 방법은 업계에서 해결해야 할 중요한 과제가 되었다.
본 발명개시의 양태는 전술한 문제들을 효율적으로 해결할 수 있는 3차원 감지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명개시의 실시예에 따르면, 3차원 감지 모듈은 터치 압력 감지 구조물을 포함한다. 터치 압력 감지 구조물은 제1 기능성 스페이서층, 제1 투광성 전극층, 제2 기능성 스페이서층, 제2 투광성 전극층, 및 제3 기능성 스페이서층을 포함한다. 제1 투광성 전극층은 제1 기능성 스페이서층 상에 코팅된다. 제2 기능성 스페이서층은 제1 투광성 전극층 상에 코팅된다. 제2 투광성 전극층은 제2 기능성 스페이서층 상에 코팅된다. 제3 기능성 스페이서층은 제2 투광성 전극층 상에 코팅된다. 제1 기능성 스페이서층, 제2 기능성 스페이서층, 및 제3 기능성 스페이서층의 저항률은 제1 투광성 전극층 및 제2 투광성 전극층의 저항률보다 크다.
본 발명개시의 실시예에서, 터치 압력 감지 구조물은 제1 가요성 터치 전극층 및 제2 가요성 터치 전극층을 더 포함한다. 제1 기능성 스페이서층은 제1 가요성 터치 전극층 상에 코팅된다. 제2 가요성 터치 전극층은 제3 기능성 스페이서층 상에 코팅된다. 3차원 감지 모듈은 제2 가요성 터치 전극층 상에 배치된 가요성 커버 플레이트를 더 포함한다.
본 발명개시의 실시예에서, 3차원 감지 모듈은 제1 가요성 터치 전극층 및 제2 가요성 터치 전극층을 통해 터치 위치 신호 및 압력 감지 신호를 검출하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 발명개시의 실시예에서, 제1 가요성 터치 전극층, 제1 투광성 전극층, 제2 투광성 전극층, 또는 제2 가요성 터치 전극층 중 적어도 하나는 은(silver) 나노와이어 전극층이다.
본 발명개시의 실시예에서, 제1 가요성 터치 전극층 및 제2 가요성 터치 전극층의 저항률은 1 Ops 내지 150 Ops의 범위 내에 있다. 제1 투광성 전극층 및 제2 투광성 전극층의 저항률은 150 Ops 내지 500 Ops의 범위 내에 있다. 제2 기능성 스페이서층의 저항률은 500 Ops 내지 1000 Ops의 범위 내에 있다. 제1 기능성 스페이서층 및 제3 기능성 스페이서층의 저항률은 800 Ops 내지 1200 Ops의 범위 내에 있다.
본 발명개시의 실시예에서, 제1 기능성 스페이서층 및 제3 기능성 스페이서층의 두께는 실질적으로 동일하다.
본 발명개시의 실시예에서, 제2 기능성 스페이서층의 두께는 제1 기능성 스페이서층 또는 제3 기능성 스페이서층 중 적어도 하나의 것의 두께보다 더 작다.
본 발명개시의 실시예에서, 제2 기능성 스페이서층의 두께는 30㎚ 내지 100㎚의 범위 내에 있다. 제1 기능성 스페이서층 및 제3 기능성 스페이서층의 두께는 400㎚ 내지 1200㎚의 범위 내에 있다.
본 발명개시의 실시예에서, 제1 투광성 전극층과 제2 투광성 전극층 각각은 서로 이격된 복수의 전극 블록들을 포함한다.
본 발명개시의 실시예에서, 제1 기능성 스페이서층, 제2 기능성 스페이서층, 또는 제3 기능성 스페이서층 중 적어도 하나는 저농도의 은 나노와이어들로 도핑된 기판층이다.
본 발명개시의 실시예에 따르면, 전자 장치는 3차원 감지 모듈 및 디스플레이 모듈을 포함한다. 디스플레이 모듈은 3차원 감지 모듈 아래에 배치된다.
본 발명개시의 실시예에 따르면, 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법은, 제1 가요성 터치 전극층을 형성하는 단계; 제1 가요성 터치 전극층 상에 투광성 힘 감응 복합층을 코팅하는 단계 - 투광성 힘 감응 복합층은 적어도 하나의 투광성 전극층과 적어도 하나의 기능성 스페이서층을 포함하고, 적어도 하나의 투광성 전극층의 저항률은 적어도 하나의 기능성 스페이서층의 저항률보다 더 작음 -; 및 투광성 힘 감응 복합층 상에 제2 가요성 터치 전극층을 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명개시의 실시예에서, 투광성 힘 감응 복합층을 코팅하는 단계는, 제1 가요성 터치 전극층 상에 제1 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계; 제1 기능성 스페이서층 상에 제1 투광성 전극층을 코팅하는 단계; 제1 투광성 전극층 상에 제2 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계; 제2 기능성 스페이서층 상에 제2 투광성 전극층을 코팅하는 단계; 및 제2 투광성 전극층 상에 제3 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계를 포함한다.
이에 따라, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈에서, 터치 압력 감지 구조물은 두 개의 가요성 터치 전극층들과 이들 사이에 적층된 투광성 힘 감응 복합층에 의해 형성되어, 2차원 터치 위치 신호와 3차원 압력 감지 신호를 동시에 제공한다. 본 발명개시의 3차원 감지 모듈은 단순히 다중 코팅 공정들에 의해서만 완성될 수 있다. 따라서, 터치 모듈과 디스플레이 모듈을 별개로 제조하고, 그런 후 이들을 접착시키는 기존의 복잡한 방법에 비해, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈의 제조 공정은 접착제의 사용을 완전히 제거시킬 수 있다. 그 결과, 다층 접착 공정 및 접착제의 두께가 감소될 수 있어서, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈은 얇은 설계를 실현할 수 있다.
전술한 대략적인 설명과 후술하는 상세한 설명 모두는 일례들일 뿐이며, 청구된 본 발명개시의 추가적인 설명을 제공하려는 의도를 갖는다는 것을 이해해야 한다.
본 발명개시는 아래의 첨부 도면들을 참조하면서, 본 실시예의 후속하는 상세한 설명을 판독함으로써 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명개시의 실시예에 따른 전자 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에서의 전자 장치의 일부 컴포넌트들의 부분도이다.
도 3a는 가압되지 않은 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층의 부분 확대도이다.
도 3b는 가압된 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명개시의 실시예에 따른 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 발명개시의 실시예에 따른 전자 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에서의 전자 장치의 일부 컴포넌트들의 부분도이다.
도 3a는 가압되지 않은 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층의 부분 확대도이다.
도 3b는 가압된 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명개시의 실시예에 따른 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법의 흐름도이다.
이제부터, 본 발명개시의 실시예들을 상세하게 언급할 것이되, 이러한 실시예들의 예시들은 첨부 도면들에서 예시되어 있다. 가능하다면, 동일하거나 유사한 부분들을 가리키기 위해 도면들과 설명에 걸쳐서 동일한 참조 번호들을 이용한다. 하지만, 본 명세서에서 개시된 특정 구조적 및 기능성 세부사항들은 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 목적을 대표하는 것일 뿐이며, 따라서 많은 대안 형태들로 구체화될 수 있는 것이며, 본 명세서에서 설명하는 예시적인 실시예들로만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 그러므로, 예시적인 실시예들을 개시된 특정한 형태들로 한정시키고자 하는 의도는 없으며, 이와는 반대로, 예시적인 실시예들은 본 발명개시의 범위 내에 속하는 모든 변형들, 등가물들, 및 대안들을 커버하는 것임을 이해해야 한다.
도 1과 도 2를 참조한다. 도 1은 본 발명개시의 실시예에 따른 전자 장치(100)의 개략도이다. 도 2는 도 1에서의 전자 장치(100)의 일부 컴포넌트들의 부분도이다. 도 1와 도 2에서 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전자 장치(100)는 일례로서 터치 디스플레이 디바이스이며, 3차원 감지 모듈(110) 및 디스플레이 모듈(120)을 포함한다. 디스플레이 모듈(120)은 3차원 감지 모듈(110) 아래에 배치된다.
구체적으로, 3차원 감지 모듈(110)은 터치 압력 감지 구조물(111) 및 가요성 커버 플레이트(112)를 포함한다. 터치 압력 감지 구조물(111)은 제1 가요성 터치 전극층(111a1), 제2 가요성 터치 전극층(111a2), 및 제1 가요성 터치 전극층(111a1)과 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 사이에 위치한 투광성 힘 감응 복합층(111b)을 포함한다. 투광성 힘 감응 복합층(111b)은 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제1 투광성 전극층(111b21), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 제2 투광성 전극층(111b22), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)을 포함한다. 제1 기능성 스페이서층(111b11)은 제1 가요성 터치 전극층(111a1) 상에 코팅된다. 제1 투광성 전극층(111b21)은 제1 기능성 스페이서층(111b11) 상에 코팅된다. 제2 기능성 스페이서층(111b12)은 제1 투광성 전극층(111b21) 상에 코팅된다. 제2 투광성 전극층(111b22)은 제2 기능성 스페이서층(111b12) 상에 코팅된다. 제3 기능성 스페이서층(111b13)은 제2 투광성 전극층(111b22) 상에 코팅된다. 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)의 저항률은 제1 투광성 전극층(111b21) 및 제2 투광성 전극층(111b22)의 저항률보다 크다. 제2 가요성 터치 전극층(111a2)은 제3 기능성 스페이서층(111b13) 상에 코팅된다. 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 상에는 가요성 커버 플레이트(112)가 배치된다.
일부 실시예들에서, 가요성 커버 플레이트(112)의 물질은 가요성 폴리머 물질을 포함한다. 예를 들어, 가요성 폴리머 물질은 무색 폴리이미드(PI)를 포함하지만, 본 발명개시는 이에 제한되지 않는다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 3차원 감지 모듈(110)은 제어기(113)를 더 포함한다. 제어기(113)는 제1 가요성 터치 전극층(111a1) 및 제2 가요성 터치 전극층(111a2)에 전기적으로 연결된다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 제1 가요성 터치 전극층(111a1)과 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 둘 다는 패터닝 후의 전극층들이며, 본 패턴들은 예시를 위한 것일 뿐이며, 본 발명개시의 범위를 제한하려는 의도는 없다. 본 명세서에서는 제1 가요성 터치 전극층(111a1) 및 제2 가요성 터치 전극층(111a2)을 통해 터치 위치 신호를 검출하는 제어기(113)의 원리에 대해서는 자세히 설명하지 않을 것이며, 관련 기술이 참조될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 가요성 터치 전극층(111a1), 제1 투광성 전극층(111b21), 제2 투광성 전극층(111b22), 또는 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 중 적어도 하나는 은 나노와이어 전극층(SNW; AgNW라고도 알려짐), 금속 그리드, 또는 인듐 주석 산화물(ITO) 전극층일 수 있지만, 본 발명개시는 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 투광성 힘 감응 복합층(111b)은 85% 초과의 투광율(optical transmittance) 및 3% 미만의 헤이즈(haze)를 갖는다. 투광성 힘 감응 복합층(111b)이 전술한 투광율 및 헤이즈 요건을 충족하도록 하기 위해, 일부 실시예들에서, 제1 투광성 전극층(111b21) 또는 제2 투광성 전극층(111b22) 중 적어도 하나는 은 나노와이어 전극층이다.
도 3a를 참조한다. 도 3a는 가압되지 않은 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 부분 확대도이다. 도 3a에서 도시된 바와 같이, 제1 투광성 전극층(111b21) 및 제2 투광성 전극층(111b22) 각각은 기판 및 그 안에 도핑된 은 나노와이어들을 포함한다. 은 나노와이어들은 기판 내에서 서로 중첩되어 도전성 네트워크를 형성한다. 기판은 코팅, 가열, 건조 등과 같은 공정들을 통해 은 나노와이어들을 포함하는 용액에 의해 형성된 비 나노은(non-nanosilver) 물질을 가리킨다. 은 나노와이어들은 기판 내에 분포되거나 또는 매립되고 기판으로부터 부분적으로 돌출된다. 기판은 부식 및 마모로부터 보호하기 위해서와 같이, 은 나노와이어들을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 압축가능하다.
일부 실시예들에서, 은 나노와이어들의 와이어 길이는 약 10㎛ 내지 약 300㎛의 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 은 나노와이어들의 와이어 직경(또는 와이어 폭)은 약 500㎚ 미만이다. 일부 실시예들에서, 은 나노와이어들은 다른 도전성 금속 나노와이어들 또는 은으로 코팅된 비 도전성 나노와이어들과 같은 변형된 형태들일 수 있다. 은 나노와이어들을 사용하여 은 나노와이어 전극층들을 형성하는 것은 ITO에 비해 다음의 장점들: 즉, 저렴한 가격, 간단한 공정, 우수한 가요성, 내굽힘(resistance to bending)을 갖는다.
투광성 힘 감응 복합층(111b)이 전술한 투광율 및 헤이즈 요건을 충족하도록 하기 위해, 일부 실시예들에서, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)은 투광성 코팅일 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 또는 제3 기능성 스페이서층(111b13) 중 적어도 하나는 저농도의 은 나노와이어들로 도핑된 기판층일 수 있다. 구체적으로, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13) 각각은 저농도의 은 나노와이어들로 도핑된 기판층을 포함하며, 이로써 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)의 저항률은 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22)의 저항률보다 더 크며, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)은 더 큰 투광율을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)의 기판들은 제1 투광성 전극층(111b21) 및 제2 투광성 전극층(111b22)의 기판들과 동일하지만, 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 제1 가요성 터치 전극층(111a1)과 제2 가요성 터치 전극층(111a2)의 저항률은 1 Ops(Ohm per Square) 내지 150 Ops의 범위 내에 있지만(바람직하게는 60 Ops), 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22)의 저항률은 150 Ops 내지 500 Ops의 범위 내에 있지만(바람직하게는 300 Ops), 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 제2 기능성 스페이서층(111b12)의 저항률은 500 Ops 내지 1000 Ops의 범위 내에 있지만(바람직하게는 600 Ops), 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 제1 기능성 스페이서층(111b11) 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)의 저항률은 800 Ops 내지 1200 Ops의 범위 내에 있지만(바람직하게는 800 Ops), 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다.
실제 응용들에서, 저항률은 도핑된 은 나노와이어들의 농도가 높은지(예를 들어, 제1 투광성 전극층(111b21) 및 제2 투광성 전극층(111b22)) 또는 낮은지(예를 들어, 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13))를 검증하기 위해 측정될 수 있다. 또한, 저농도의 은 나노와이어들로 또한 도핑된 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)의 경우, 저항률 차이는 두께와 관련이 있다.
도 3b를 참조한다. 도 3b는 가압된 도 1에서의 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 부분 확대도이다. 도 3a와 도 3b에서 도시된 바와 같이, 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22)은 은 나노와이어들로 제조되기 때문에, 가요성 커버 플레이트(112)의 측면으로부터의 외부 가압력이 투광성 힘 감응 복합층(111b)에 전달될 때, 이 힘에 의해 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22)은 압축되어 내부의 은 나노와이어들이 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)에 접근하고 이들을 통과하게 할 것이다. 접촉점들의 수가 증가하면, 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 전체 전도도는 향상된다(즉, 저항률은 감소된다). 예를 들어, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 투광성 힘 감응 복합층(111b)이 가압되지 않은 경우, 제1 투광성 전극층(111b21) 내의 은 나노와이어(L1)와 제2 기능성 스페이서층(111b12) 내의 은 나노와이어(L2)는 서로 접촉하지 않는다. 도 3b에서 도시된 바와 같이, 투광성 힘 감응 복합층(111b)이 가압된 경우, 제1 투광성 전극층(111b21) 내의 은 나노와이어(L1)는 제2 기능성 스페이서층(111b12) 내를 더욱 침투하여 은 나노와이어(L2)와 접촉할 것이다. 따라서, 제어부(113)는 제1 가요성 터치 전극층(111a1) 및 제2 가요성 터치 전극층(111a2)을 통해 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 저항률 변화를 검출한 후, 외부 가압력의 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 외부 가압력이 크면, 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 저항률은 더 큰 변화량을 가지며; 반대로, 외부 가압력이 작으면, 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 저항률은 작은 변화량을 갖는다. 따라서, 외부 가압력의 값은 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 저항률 변화에 의해 계산될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(113)는 터치 위치 신호와 압력 감지 신호를 동시에 검출할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 제어기(113)는 터치 위치 신호와 압력 감지 신호를 순차적으로 검출할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 기능성 스페이서층(111b12)의 두께는 약 30㎚ 내지 약 100㎚(바람직하게는 약 40㎚ 내지 약 80㎚)의 범위 내에 있다.
전술한 구성 하에서, 투광성 힘 감응 복합층(111b)과 제1 가요성 터치 전극층(111a1) 및 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 사이의 저항률은 증가될 수 있다. 따라서, 제어기(113)가 터치 위치 신호를 검출한 경우, 제1 가요성 터치 전극층(111a1)과 제2 가요성 터치 전극층(111a2)을 통해 획득된 용량성 감지 신호는 투광성 힘 감응 복합층(111b)에 의해 쉽게 간섭받지 않으며, 더 명료하다.
일부 실시예들에서, 도 1에서 도시된 바와 같이, 투광성 힘 감응 복합층(111b)의 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22) 각각은 모놀리식 구조이며, 단일 손가락 검출 기능을 제공할 수 있지만, 본 발명개시는 이에 제한되지 않는다. 도 4를 참조한다. 도 4는 본 발명개시의 다른 실시예에 따른 전자 장치(200)의 개략도이다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 전자 장치(200)는 3차원 감지 모듈(210) 및 디스플레이 모듈(120)을 포함한다. 3차원 감지 모듈(210)은 터치 압력 감지 구조물(211) 및 가요성 커버 플레이트(112)를 포함한다. 터치 압력 감지 구조물(211)은 제1 가요성 터치 전극층(111a1), 제2 가요성 터치 전극층(111a2), 및 제1 가요성 터치 전극층(111a1)과 제2 가요성 터치 전극층(111a2) 사이에 위치한 투광성 힘 감응 복합층(211b)을 포함한다. 투광성 힘 감응 복합층(211b)은 제1 기능성 스페이서층(111b11), 제1 투광성 전극층(211b21), 제2 기능성 스페이서층(111b12), 제2 투광성 전극층(211b22), 및 제3 기능성 스페이서층(111b13)을 포함한다. 도 1에서 도시된 실시예와 비교하여, 본 실시예의 전자 장치(200)는 제1 투광성 전극층(211b21)과 제2 투광성 전극층(211b22)에 대해 수정된다.
구체적으로, 제1 투광성 전극층(211b21)과 제2 투광성 전극층(211b22) 각각은 복수의 전극 블록들을 포함한다. 전극 블록들은 서로 이격되어 있다. 제조 동안, 도 4에서 예시된 바와 같이 복수의 전극 블록들을 각각 포함하는 제1 투광성 전극층(211b21)과 제2 투광성 전극층(211b22)을 획득하기 위해, 도 1에서 도시된 제1 투광성 전극층(111b21)과 제2 투광성 전극층(111b22)은 패터닝될 수 있다. 분리된 전극 블록들로 인해, 제어기(113)는 다중 손가락 검출을 달성할 수 있다.
도 5를 참조한다. 도 5는 본 발명개시의 실시예에 따른 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법의 흐름도이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법은 단계 S101 내지 S103을 포함한다.
단계 S101에서, 제1 가요성 터치 전극층이 형성된다.
단계 S102에서, 제1 가요성 터치 전극층 상에 투광성 힘 감응 복합층이 코팅되고, 투광성 힘 감응 복합층은 적어도 하나의 투광성 전극층과 적어도 하나의 기능성 스페이서층을 포함하고, 투광성 전극층의 저항률은 기능성 스페이서층의 저항률보다 더 작다.
단계 S103에서, 투광성 힘 감응 복합층 상에 제2 가요성 터치 전극층이 코팅된다.
일부 실시예들에서, 단계 S102는 단계 S102a 내지 S102e를 포함한다.
단계 S102a에서, 제1 기능성 스페이서층이 제1 가요성 터치 전극층 상에 코팅된다.
단계 S102b에서, 제1 투광성 전극층이 제1 기능성 스페이서층 상에 코팅된다.
단계 S102c에서, 제2 기능성 스페이서층이 제1 투광성 전극층 상에 코팅된다.
단계 S102d에서, 제2 투광성 전극층이 제2 기능성 스페이서층 상에 코팅된다.
단계 S102e에서, 제3 기능성 스페이서층이 제2 투광성 전극층 상에 코팅된다.
일부 실시예들에서, 전술한 단계들에서의 코팅 공정들은 스핀 코팅 공정 또는 슬릿 다이 코팅을 포함하지만, 본 발명개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 제1 투광성 전극층을 패터닝하는 단계가 단계 S102b와 단계 S102c 사이에 추가될 수 있고, 제2 투광성 전극층을 패터닝하는 단계가 단계 S102d와 단계 S102e 사이에 추가될 수 있다.
본 발명개시의 실시예들의 전술한 설명에 따라, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈에서, 터치 압력 감지 구조물은 두 개의 가요성 터치 전극층들과 이들 사이에 적층된 투광성 힘 감응 복합층에 의해 형성되어, 2차원 터치 위치 신호와 3차원 압력 감지 신호를 동시에 제공하는 것을 살펴볼 수 있다. 본 발명개시의 3차원 감지 모듈은 단순히 다중 코팅 공정들에 의해서만 완성될 수 있다. 따라서, 터치 모듈과 디스플레이 모듈을 별개로 제조하고, 그런 후 이들을 접착시키는 기존의 복잡한 방법에 비해, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈의 제조 공정은 접착제의 사용을 완전히 제거시킬 수 있다. 그 결과, 다층 접착 공정 및 접착제의 두께가 감소될 수 있어서, 본 발명개시의 3차원 감지 모듈은 얇은 설계를 실현할 수 있다.
본 발명개시는 그 특정 실시예들을 참조하여 상당히 상세하게 설명되었지만, 다른 실시예들이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항들의 사상과 범위는 여기에 포함된 실시예들의 설명으로 제한되지 않아야 한다.
본 발명개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고서 본 발명개시의 구조에 대해 다양한 수정들과 변경들이 취해질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 상기 내용을 감안하면, 본 발명개시의 수정 및 변형이 아래의 청구항들의 범위 내에 속하는 경우, 본 발명개시는 이러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (13)
- 터치 압력 감지 구조물을 포함하는 3차원 감지 모듈에 있어서,
상기 터치 압력 감지 구조물은,
제1 기능성 스페이서층;
상기 제1 기능성 스페이서층 상에 코팅된 제1 투광성 전극층;
상기 제1 투광성 전극층 상에 코팅된 제2 기능성 스페이서층;
상기 제2 기능성 스페이서층 상에 코팅된 제2 투광성 전극층; 및
상기 제2 투광성 전극층 상에 코팅된 제3 기능성 스페이서층
을 포함하고,
상기 제1 기능성 스페이서층, 상기 제2 기능성 스페이서층, 및 상기 제3 기능성 스페이서층의 저항률은 상기 제1 투광성 전극층 및 상기 제2 투광성 전극층의 저항률보다 더 크고,
상기 제1 투광성 전극층 및 상기 제2 투광성 전극층은 은 나노와이어들을 포함하고, 상기 은 나노와이어들의 일부는 상기 제1 기능성 스페이서층, 상기 제2 기능성 스페이서층 및 상기 제3 기능성 스페이서층 중 적어도 하나를 통과하는 것인, 3차원 감지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 터치 압력 감지 구조물은,
제1 가요성(flexible) 터치 전극층 - 상기 제1 기능성 스페이서층은 상기 제1 가요성 터치 전극층 상에 코팅됨 -; 및
상기 제3 기능성 스페이서층 상에 코팅된 제2 가요성 터치 전극층
을 더 포함하며,
상기 3차원 감지 모듈은 상기 제2 가요성 터치 전극층 상에 배치된 가요성 커버 플레이트를 더 포함한 것인 3차원 감지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제1 가요성 터치 전극층 및 상기 제2 가요성 터치 전극층을 통해 터치 위치 신호 및 압력 감지 신호를 검출하도록 구성된 제어기
를 더 포함하는 3차원 감지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제1 가요성 터치 전극층 또는 상기 제2 가요성 터치 전극층 중 적어도 하나는 은(silver) 나노와이어 전극층인 것인 3차원 감지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제1 가요성 터치 전극층 및 상기 제2 가요성 터치 전극층의 저항률은 1 Ops 내지 150 Ops의 범위 내에 있고,
상기 제1 투광성 전극층 및 상기 제2 투광성 전극층의 저항률은 150 Ops 내지 500 Ops의 범위 내에 있고,
상기 제2 기능성 스페이서층의 저항률은 500 Ops 내지 1000 Ops의 범위 내에 있으며,
상기 제1 기능성 스페이서층 및 상기 제3 기능성 스페이서층의 저항률은 800 Ops 내지 1200 Ops의 범위 내에 있는 것인 3차원 감지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기능성 스페이서층 및 상기 제3 기능성 스페이서층의 두께는 동일한 것인 3차원 감지 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 제2 기능성 스페이서층의 두께는 상기 제1 기능성 스페이서층 또는 상기 제3 기능성 스페이서층 중 적어도 하나의 것의 두께보다 더 작은 것인 3차원 감지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 제2 기능성 스페이서층의 두께는 30㎚ 내지 100㎚의 범위 내에 있으며,
상기 제1 기능성 스페이서층 및 상기 제3 기능성 스페이서층의 두께는 400㎚ 내지 1200㎚의 범위 내에 있는 것인 3차원 감지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 투광성 전극층과 상기 제2 투광성 전극층 각각은 서로 이격된 복수의 전극 블록들을 포함한 것인 3차원 감지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기능성 스페이서층, 상기 제2 기능성 스페이서층, 또는 상기 제3 기능성 스페이서층 중 적어도 하나는 저농도의 은 나노와이어들로 도핑된 기판층인 것인 3차원 감지 모듈. - 전자 장치에 있어서,
제1항의 상기 3차원 감지 모듈; 및
상기 3차원 감지 모듈 아래에 배치된 디스플레이 모듈
을 포함하는 전자 장치. - 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
제1 가요성 터치 전극층을 형성하는 단계;
상기 제1 가요성 터치 전극층 상에 투광성 힘 감응 복합층을 코팅하는 단계 - 상기 투광성 힘 감응 복합층은 적어도 하나의 투광성 전극층과 적어도 하나의 기능성 스페이서층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 투광성 전극층의 저항률은 상기 적어도 하나의 기능성 스페이서층의 저항률보다 더 작음 -; 및
상기 투광성 힘 감응 복합층 상에 제2 가요성 터치 전극층을 코팅하는 단계
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 투광성 전극층은 은 나노와이어들을 포함하고, 상기 은 나노와이어들의 일부는 상기 적어도 하나의 기능성 스페이서층을 통과하는 것인, 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 투광성 힘 감응 복합층을 코팅하는 단계는,
상기 제1 가요성 터치 전극층 상에 상기 적어도 하나의 기능성 스페이서층 중 제1 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계;
상기 제1 기능성 스페이서층 상에 상기 적어도 하나의 투광성 전극층 중 제1 투광성 전극층을 코팅하는 단계;
상기 제1 투광성 전극층 상에 상기 적어도 하나의 기능성 스페이서층 중 제2 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계;
상기 제2 기능성 스페이서층 상에 상기 적어도 하나의 투광성 전극층 중 제2 투광성 전극층을 코팅하는 단계; 및
상기 제2 투광성 전극층 상에 상기 적어도 하나의 기능성 스페이서층 중 제3 기능성 스페이서층을 코팅하는 단계
를 포함한 것인 3차원 감지 모듈을 제조하는 방법.
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