KR20210147124A - 입력감지유닛, 입력감지유닛의 제조방법 및 입력감지유닛을 포함하는 표시장치 - Google Patents

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KR20210147124A
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박지윤
서봉성
손정호
이연희
장혜림
전백균
탁경선
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Abstract

본 발명의 입력감지유닛은 순차적으로 적층된 제1 도전층, 제1 유기층, 제2 도전층 및 제2 유기층을 포함하고, 제1 유기층은 제1 베이스 수지 및 제1 중공(hollow) 고분자를 포함하고, 제2 유기층은 제2 베이스 수지 및 제2 중공 고분자를 포함하여 우수한 터치 감도 특성을 가질 수 있다.

Description

입력감지유닛, 입력감지유닛의 제조방법 및 입력감지유닛을 포함하는 표시장치{INPUT SENSING UNIT, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 입력감지유닛, 그 제조방법 및 그를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 구체적으로 터치 감도가 개선된 입력감지유닛에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 게임기 등과 같은 멀티미디어 장치에 사용되는 다양한 표시장치들이 개발되고 있다. 표시장치는 사용자에게 제공되는 이미지를 생성하는 표시패널 및 입력장치로써 키보드, 마우스, 또는 터치패널을 구비한다.
최근 곡면을 포함하는 표시장치, 롤러블 표시장치, 또는 폴더블 표시장치 등 다양한 형태의 표시장치가 개발됨에 따라, 유연성뿐 아니라 우수한 터치 감도를 갖는 터치 패널에 대한 연구가 계속되고 있다.
본 발명은 유연성 및 터치 감도가 향상된 입력감지유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 입력감지유닛의 제조방법은 공정이 단순화된 입력감지유닛의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 신뢰성이 향상된 입력감지유닛을 포함하는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛은 순차적으로 적층된 제1 도전층, 제1 유기층, 제2 도전층 및 제2 유기층을 포함하고, 상기 제1 유기층은 제1 베이스 수지 및 제1 중공(hollow) 고분자를 포함하고, 상기 제2 유기층은 제2 베이스 수지 및 제2 중공 고분자를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 동일한 물질을 포함하고, 상기 제1 중공 고분자 및 상기 제2 중공 고분자는 동일한 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 유기층 및 상기 제2 유기층의 유전율은 1.3 이상 3.0 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 각각 독립적으로 폴리이미드, 폴리우레탄, 실록산 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 중공 고분자는 내부에 제1 중공이 정의된 제1 쉘(shell)을 포함하고, 상기 제2 중공 고분자는 내부에 제2 중공이 정의된 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘 및 상기 제2 쉘은 각각 독립적으로, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 중공 및 상기 제2 중공의 평균 직경은 20nm 이상 150nm 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 중 적어도 하나는 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리 및 알루미늄 중 선택되는 적어도 하나, 이들 중 선택되는 2종 이상의 합금, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 산화 아연(zinc oxide), 또는 인듐 주석아연 산화물(indium tin zinc oxide)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 제조방법은 무기층 상에 제1 도전층을 형성하는 단계; 상기 제1 도전층 상에 유기층 조성물을 증착 및 경화하여 제1 유기층을 형성하는 단계; 상기 제1 유기층 상에 제2 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 도전층 상에 상기 유기층 조성물을 증착 및 경화하여 제2 유기층을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 유기층 조성물은 베이스 수지 및 중공 고분자를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 베이스 수지는 폴리이미드, 폴리우레탄, 실록산 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 중공 고분자는 내부에 중공이 정의된 쉘(shell)을 포함하고, 상기 쉘은 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유기층 조성물 전체 함량 대비 상기 중공 고분자의 함량은 10wt% 이상 70wt% 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유기층 조성물을 경화하는 단계는 자외선 또는 열을 이용하여 상기 유기층 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 유기층을 형성하는 단계 이후에 상기 제1 유기층에 복수의 관통홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유기층 조성물은 분산제 및 경화 개시제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널; 상기 표시패널 상에 배치된 제1 도전층; 상기 제1 도전층을 상에 배치된 제1 유기층; 상기 제1 유기층 상에 배치되는 제2 도전층; 및 상기 제2 도전층을 상에 배치되는 제2 유기층; 을 포함하고, 상기 제1 유기층은 제1 베이스 수지 및 제1 중공(hollow) 고분자를 포함하고, 상기 제2 유기층은 제2 베이스 수지 및 제2 중공 고분자를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 동일한 물질을 포함하고, 상기 제1 중공 고분자 및 상기 제2 중공 고분자는 동일한 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시패널은 발광 소자층 및 상기 발광 소자층을 커버하는 박막 봉지층을 포함하고, 상기 제1 도전층은 상기 박막 봉지층 상에 직접 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시패널 상에 배치되는 무기층을 더 포함하고, 상기 제1 도전층은 상기 무기층 상에 직접 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시패널은 플렉서블(flexible) 표시패널일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 중 어느 하나는 복수의 도전패턴을 포함하고, 상기 복수의 도전패턴은 감지 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛은 얇은 두께에서 우수한 터치 감도 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 신뢰성이 향상된 입력감지유닛을 포함할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 표시장치의 폴딩 상태를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 표시장치의 폴딩 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부를 확대한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 SS 영역을 확대하여 예시적으로 도시한 것이다.
도 5c는 도 5a의 TT 영역을 확대하여 예시적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 평면도이다.
도 7a는 도 6의 I-I'에 따른 일 실시예의 단면도이다.
도 7b는 도 6의 I-I'에 따른 다른 실시예의 단면도이다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력감지유닛의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 제조방법의 순서도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 제조방법의 단계를 도시한 것이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 조성물을 간략히 도시한 것이다.
도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 제조방법의 단계를 도시한 것이다.
도 9e는 도 9d의 AA 영역을 집속이온빔(Focused Ion Beam, FIB)으로 촬영한 이미지이다.
도 9f 내지 도 9i는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛의 제조방법의 단계를 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치"된다는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된 것으로 해석된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 표시장치(DD)의 폴딩 상태를 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 표시장치(DD)는 폴더블 표시장치 일 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 휴대 전화, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 스마트 워치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 사용될 수 있다.
표시장치(DD)의 상면은 표시면(DS)으로 정의될 수 있으며, 비폴딩된 상태에서 표시면(DS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면과 평행할 수 있다.
표시면(DS)은 표시영역(DA) 및 표시영역(DA)에 인접한 비표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시영역(DA)은 영상(IM)이 표시되는 영역이고, 비표시영역(NDA)은 영상(IM)이 표시되지 않는 영역이다. 도 1a에서는 영상(IM)의 일 예시로 어플리케이션 아이콘들을 도시하였다.
표시영역(DA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DA)의 형상과 비표시영역(NDA)의 형상은 제한 없이 디자인될 수 있다. 예를 들어, 비표시영역(NDA) 중 적어도 일부분은 곡면 형상을 가질 수 있다.
표시장치(DD)에는 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 제1 비폴딩영역(NFA1), 폴딩영역(FA), 및 제2 비폴딩영역(NFA2)이 정의될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에서는 하나의 폴딩영역(FA)과 제1 및 제2 비폴딩영역들(NFA1, NFA2)이 도시되었으나, 폴딩영역(FA) 및 제1 및 제2 비폴딩영역들(NFA1, NFA2)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시장치(DD)는 2개보다 많은 복수의 비폴딩영역들 및 비폴딩영역들 사이에 배치된 폴딩영역들을 포함할 수 있다.
표시장치(DD)는 폴딩축(FX)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 즉, 폴딩영역(FA)은 폴딩축(FX)을 기준으로 휘어질 수 있다. 폴딩축(FX)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 폴딩축(FX)은 표시장치(DD)의 장변에 평행한 장축으로 정의될 수 있다.
표시장치(DD)가 폴딩되면, 제1 비폴딩영역(NFA1)의 표시면 및 제2 비폴딩영역(NFA2)의 표시면은 서로 마주할 수 있다. 따라서, 폴딩된 상태에서 표시면(DS)은 외부에서 노출되지 않을 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서, 표시장치(DD)가 폴딩되면, 제1 비폴딩영역(NFA1)의 표시면 및 제2 비폴딩영역(NFA2)의 표시면은 서로 대향할 수 있다. 따라서, 폴딩된 상태에서, 표시면(DS)은 외부에 노출될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD-1)의 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 표시장치(DD-1)의 폴딩 상태를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시장치(DD-1)에는 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 제1 비폴딩영역(NFA1-1), 폴딩영역(FA-1), 및 제2 비폴딩영역(NFA2-1)이 정의될 수 있다.
표시장치(DD-1)는 폴딩축(FX-1)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 즉, 폴딩영역(FA-1)은 폴딩축(FX-1)을 기준으로 휘어질 수 있다. 폴딩축(FX-1)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 폴딩축(FX-1)은 표시장치(DD)의 단변에 평행한 단축으로 정의될 수 있다.
본 명세서에서는 표시장치의 일 예시로 폴더블 표시장치를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 롤러블 표시장치, 스트레처블 표시장치 등의 플렉서블 표시장치 또는 리지드 표시장치 등에 제한없이 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 일부를 확대한 단면도이다. 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 단면도이다. 도 5b는 도 5a의 SS 영역을 확대하여 예시적으로 도시한 것이다. 도 5c는 도 5a의 TT 영역을 확대하여 예시적으로 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5a는 제2 방향(DR2)과 제3 방향(DR3)이 정의하는 단면을 도시하였다. 도 3 내지 도 5a는 표시장치(DD)를 구성하는 기능성 유닛들의 적층관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
도 3 내지 도 5a에서 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛 중 다른 구성과 연속공정을 통해 형성된 해당 구성은 "층"으로 표현될 수 있다. 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛 중 다른 구성과 접착부재를 통해 결합된 구성은 "패널"로 표현될 수 있다. 패널은 베이스면을 제공하는 베이스층, 예컨대 합성수지 필름, 복합재료 필름, 유리 기판 등을 포함하지만, "층"은 상기 베이스층이 생략될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예의 표시장치(DD)는 표시패널(DP), 입력감지유닛(ISL), 반사방지유닛(RPL), 및 윈도우유닛(WL)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 일 실시예의 입력감지유닛(ISL), 반사방지유닛(RPL), 및 윈도우유닛(WL)이 연속공정을 통해 형성된 층인 것으로 도시하였다. 즉, 입력감지유닛(ISL)은 표시패널(DP)에 직접 배치된다.
본 명세서에서 "B가 A 상에 직접 배치된다"는 것은 A와 B 사이에 별도의 접착층/접착부재가 배치되지 않는 것을 의미한다. B는 A가 형성된 이후에 A가 제공하는 베이스면 상에 연속공정을 통해 형성된다.
표시패널(DP)과 표시패널(DP) 상에 직접 배치된 입력감지유닛(ISL)을 포함하여 표시모듈(DM)로 정의될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 다른 실시예에서 표시모듈(DM)과 반사방지유닛(RPL) 사이, 반사방지유닛(RPL)과 윈도우유닛(WL) 사이 각각에 접착층이 배치될 수 있다.
표시패널(DP)은 이미지를 생성하고, 입력감지유닛(ISL)은 외부입력(예컨대, 터치 이벤트, 빛)의 좌표정보를 획득할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시모듈(DM)은 표시패널(DP)의 하면에 배치된 보호부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 발광형 표시패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널 또는 퀀텀닷 발광 표시패널일 수 있다. 유기발광 표시패널의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시패널의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널로 설명된다.
반사방지유닛(RPL)은 윈도우유닛(WL)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지유닛(RPL)은 위상지연자(retarder), 편광자(polarizer), 또는 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다. 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer) 자체 또는 보호필름이 반사방지유닛(RPL)으로 정의될 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 수 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
반사방지유닛(RPL)은 컬러필터와 분할패턴을 포함하는 것일 수 있다. 컬러필터는 표시모듈(DM)에서 생성된 빛을 투과시키거나, 다른 파장으로 변환시키는 것일 수 있다. 분할패턴은 차광물질을 포함하여, 컬러필터를 통과하는 광들의 혼색을 방지하는 것일 수 있다. 또한, 분할패턴의 차광물질은 외부광을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 분할패턴은 청색 또는 흑색 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예의 표시장치(DD)는 컬러필터 및 분할패턴을 포함하여 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우유닛(WL)은 베이스층 및 차광 패턴을 포함할 수 있다. 베이스층은 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 차광 패턴은 베이스층의 배면에 부분적으로 중첩하여 표시장치(DD)의 베젤영역 즉, 비표시영역(NDA, 도 1a 참조)을 정의할 수 있다.
한편, 입력감지유닛(ISL)과 반사방지유닛(RPL)의 적층 순서가 변경되거나, 표시장치는 별도의 반사방지유닛을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 입력감지유닛(ISL)이 표시패널(DP)에 전체적으로 중첩하는 것으로 도시하였으나, 입력감지유닛(ISL)은 표시영역(DA)의 일부분에만 중첩하거나, 비표시영역(NDA)에만 중첩할 수도 있다. 입력감지유닛은 사용자의 터치를 감지하는 터치감지패널이거나, 사용자 손가락의 지문 정보를 감지하는 지문감지패널일 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OLED), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 표시패널(DP)은 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 합성수지 필름은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그밖에 베이스층(BL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함할 수 있다. 이하, 회로 소자층(DP-CL)에 포함된 절연층은 중간 절연층으로 지칭된다. 중간 절연층은 적어도 하나의 중간 무기막과 적어도 하나의 중간 유기막을 포함할 수 있다. 회로 소자는 복수의 신호라인들, 복수의 신호 패드들, 화소의 구동회로 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자층(DP-OLED)은 유기발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소정의막 및 발광소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 제1 전극, 발광층, 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 복수의 화소정의막들 사이에 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 화소정의막은 유기막일 수 있다. 화소정의막은 발광영역과 비발광영역을 구분하는 것일 수 있다.
화소정의막과 중첩하지 않는 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극은 발광영역으로 정의될 수 있다. 화소정의막이 배치되는 영역은 비발광영역으로 정의될 수 있다.박막 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DP-OLED)을 밀봉할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막) 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 표시 소자층(DP-OLED)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 표시 소자층(DP-OLED)을 보호할 수 있다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
표시패널(DP)은 평면상에서 표시영역(DP-DA)과 비표시영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(DP-NDA)은 표시영역(DP-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 표시패널(DP)의 표시영역(DP-DA) 및 비표시영역(DP-NDA)은 도 1a 내지 도 2a에 도시된 표시장치(DD)의 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)에 각각 대응될 수 있다.
일 실시예의 표시패널(DP)은 표시영역(DP-DA)과 비표시영역(DP-NDA)에 제1 봉지 무기막(IOL1)이 전면적으로 배치될 수 있다. 제1 봉지 무기막(IOL1) 상에 봉지 유기막(OL)이 배치될 수 있다. 봉지 유기막(OL)은 표시영역(DP-DA)에 전면적으로 중첩하고, 비표시영역(DP-NDA)의 일부 영역에 중첩할 수 있다. 봉지 유기막(OL)은 예컨대, 패드영역(NDA-PD, 도 6 참조)에 비중첩할 수 있다. 패드영역(NDA-PD, 도 6 참조)은 표시패널(DP)에 인쇄회로기판, 연성회로기판 등이 연결되는 영역일 수 있다.
봉지 유기막(OL) 상에 제2 봉지 무기막(IOL2)이 배치될 수 있다. 제2 봉지 무기막(IOL2) 역시 표시영역(DP-DA)과 비표시영역(DP-NDA)에 전면적으로 중첩할 수 있다.
도 5a는 입력감지유닛(ISL)의 적층관계를 설명하기 위해 표시패널(DP)을 단순하게 도시한 것이다. 입력감지유닛(ISL) 상에 배치될 수 있는 반사방지유닛과 윈도우유닛은 미도시되었다. 본 실시예에서는 도 3을 참조하여 설명한 "층" 형태의 입력감지유닛(ISL)을 예시적으로 설명한다.
입력감지유닛(ISL)은 박막 봉지층(TFE) 상에 직접 배치된 버퍼층(IS-BFL)을 더 포함할 수 있다. 버퍼층(IS-BFL)은 무기물을 포함할 수 있고, 예컨대, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 실리콘 나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 버퍼층(IS-BFL)은 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)의 최상측에 배치된 무기막 역시 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있는데, 박막 봉지층(TFE)의 실리콘 나이트라이드층과 버퍼층(IS-BFL)은 다른 증착조건에서 형성될 수 있다.
"층" 형태의 입력감지유닛(ISL)은 버퍼층(IS-BFL)이 제공하는 베이스면 상에 직접 배치됨으로써 "패널" 형태의 입력감지유닛과 달리 베이스층이 생략되어 표시모듈(DM)의 두께가 감소될 수 있다. 본 실시예에서, 베이스면은 버퍼층(IS-BFL)의 상면일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 버퍼층(IS-BFL)이 생략되고, 입력감지유닛(ISL)은 박막 봉지층(TFE) 상에 직접 배치될 수 있다.
입력감지유닛(ISL)은 다층구조를 가질 수 있다. 입력감지유닛(ISL)은 감지전극, 감지전극에 연결된 신호라인 및 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 입력감지유닛(ISL)은 예컨대, 정전용량 방식, 전자기 유도방식, 또는 압력 감지방식으로 외부입력을 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 입력감지유닛(ISL)은 정전용량 방식으로 외부입력을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)은 버퍼층(IS-BFL), 제1 도전층(IS-CL1), 제1 절연층(IS-IL1), 제2 도전층(IS-CL2), 및 제2 절연층(IS-IL2)을 포함할 수 있다. 표시패널(DP) 상에 버퍼층(IS-BFL), 제1 도전층(IS-CL1), 제1 절연층(IS-IL1), 제2 도전층(IS-CL2), 및 제2 절연층(IS-IL2)이 순차적으로 배치될 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층구조를 가질 수 있다. 단층 구조의 도전층은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층 구조의 도전층은 다층의 금속층들을 포함할 수 있다. 다층의 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 복수의 도전 패턴들을 포함할 수 있다. 이하, 제1 도전층(IS-CL1)은 제1 도전패턴들을 포함하고, 제2 도전층(IS-CL2)은 제2 도전패턴들을 포함하는 것으로 설명한다. 제1 도전패턴들과 제2 도전패턴들 각각은 감지전극들 및 신호라인들을 포함할 수 있다.
감지전극들의 적층 구조 및 재료는 센싱감도를 고려하여 결정될 수 있다. RC 딜레이가 센싱감도에 영향을 미칠 수 있는데, 금속층을 포함하는 감지전극들은 투명 도전층 대비 저항이 작기 때문에 RC 값이 감소되고, 감지전극들 사이에 정의된 커패시터의 충전 시간이 감소될 수 있다. 투명 도전층을 포함하는 감지전극들은 금속층 대비 사용자에게 시인되지 않고, 입력 면적이 증가하여 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.
금속층을 포함하는 감지전극들은 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위해 후술하는 것과 같이, 메쉬 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 제1 절연층(IS-IL1) 및 제2 절연층(IS-IL2)은 유기물을 포함할 수 있다. 이하, 제1 절연층(IS-IL1)은 제1 유기층(IS-IL1)으로 정의한다. 제2 절연층(IS-IL2)은 제2 유기층(IS-IL2)로 정의한다.
도 5b의 SS 영역을 참조하면, 제1 유기층(IS-IL1)은 제1 베이스 수지(RS1) 및 제1 중공 고분자(HP1)를 포함한다. 제1 중공 고분자(HP1)는 내부에 제1 중공(OP1)이 정의된 제1 쉘(SH1)을 포함할 수 있다. 제1 쉘(SH1)은 제1 중공(OP1)을 둘러싸고, 제1 중공 고분자(HP1)의 외면을 정의하는 것일 수 있다.
제1 중공(OP1)의 평균 직경은 20nm 이상 150nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 50nm 이상 100nm 이하일 수 있다. 제1 중공(OP1)의 직경이 20nm 이상 150nm 이하일 때, 제1 유기층(IS-IL1)에 헤이즈(haze)가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 베이스 수지(RS1)는 폴리이미드, 폴리우레탄, 실록산 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 쉘(SH1)은 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 유기층(IS-IL1)에 포함되는 제1 베이스 수지(RS1) 및 제1 중공 고분자(HP1)의 재료는 각각 독립적으로 선택되며, 제한없이 조합될 수 있다.
도 5c의 TT 영역을 참조하면, 제2 유기층(IS-IL2)은 제2 베이스 수지(RS2) 및 제2 중공 고분자(HP2)를 포함한다. 제2 중공 고분자(HP2)는 내부에 제2 중공(OP2)이 정의된 제2 쉘(SH2)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 베이스 수지(RS1)는 제2 베이스 수지(RS2)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 중공 고분자(HP1)는 제2 중공 고분자(HP2)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)은 동일한 물질로 구성될 수 있다.
이외에, 도 5b에서 설명한 제1 베이스 수지(RS1), 및 제1 중공 고분자(HP1)에 대한 설명은 도 5c에 도시된 제2 베이스 수지(RS2), 및 제2 중공 고분자(HP2)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 평면도이다. 도 7a는 도 6의 I-I'에 따른 일 실시예의 단면도이다. 도 7b는 도 6의 I-I'에 따른 다른 실시예의 단면도이다. 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 평면도이다.
도 6에 도시된 것과 같이, 입력감지유닛(ISL)은 제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5), 제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5)에 연결된 제1 신호라인들(SL1-1 내지 SL1-5), 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-4), 및 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-4)에 연결된 제2 신호라인들(SL2-1 내지 SL2-4)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 입력감지유닛(ISL)은 제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5)과 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-4) 사이의 경계영역에 배치된 광학적 더미전극을 더 포함할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5)과 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-4)은 서로 교차할 수 있다. 제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5)은 제1 방향(DR1)으로 나열되며, 각각이 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상이다. 일 실시예에서, 제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5)은 셀프 캡 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-5)은 뮤추얼(mutual) 캡 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1-1 내지 IE1-5) 각각은 제1 센서부들(SP1) 및 제1 부분들(CP1)을 포함할 수 있다. 제2 감지전극들(IE2-1 내지 IE2-4) 각각은 제2 센서부들(SP2) 및 제2 부분들(CP2)을 포함할 수 있다. 제1 센서부들(SP1) 및 제1 부분들(CP1)은 일체의 형상을 가지거나, 또는 관통홀을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 센서부들(SP2) 및 제2 부분들(CP2)은 일체의 형상을 가지거나, 또는 관통홀을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 버퍼층(IS-BFL) 상에 제1 부분(CP1)이 직접 배치될 수 있다. 버퍼층(IS-BFL) 상에 제1 부분(CP1)을 커버하는 제1 유기층(IS-IL1)이 배치될 수 있다. 제1 센서부들(SP1) 및 제2 부분(CP2)은 제1 유기층(IS-IL1) 상에 배치될 수 있다.
제1 유기층(IS-IL1)에는 제1 유기층(IS-IL1)을 관통하는 복수의 관통홀(CNT)이 정의될 수 있다. 제1 센서부들(SP1)은 관통홀(CNT)을 통해 제1 부분(CP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 서로 이격된 제1 센서부들(SP1)은 제1 부분(CP1)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 부분들(CP1)은 제1 센서부들(SP1)보다 저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 부분(CP1)은 제1 도전패턴일 수 있다. 제1 부분(CP1)은 제1 도전층(IS-CL1, 도 5a)을 패터닝하여 형성된 것 일 수 있다.
제1 센서부들(SP1) 및 제2 부분(CP2)은 제2 도전패턴일 수 있다. 즉, 제1 센서부들(SP1) 및 제2 부분(CP2)은 제2 도전층(IS-CL2, 도 5a)을 패터닝하여 형성된 것일 수 있다.
제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)은 유전율이 1.3 이상 3.0 이하인 것일 수 있다. 제1 유기층(IS-IL1)에 포함된 제1 중공 고분자(HP1)의 함량에 따라, 제1 유기층(IS-IL1)의 유전율은 조절될 수 있다. 제2 유기층(IS-IL2)에 포함된 제2 중공 고분자(HP2)의 함량에 따라, 제2 유기층(IS-IL2)의 유전율은 조절될 수 있다, 이와 관련하여, 뒤에서 자세히 설명한다.
도 7b는 도 7a의 다른 실시예로, 도 7a의 제1 도전층(IS-CL1)의 제1 도전패턴들과 제2 도전층(IS-CL2)의 제2 도전패턴들의 위치가 서로 바뀐것을 특징으로 한다.
도 7b를 참조하면, 버퍼층(IS-BFL) 상에 제1 센서부들(SP1') 및 제2 부분(CP2')이 직접 배치될 수 있다. 버퍼층(IS-BFL) 상에 제1 센서부들(SP1') 및 제2 부분(CP2')을 커버하는 제1 유기층(IS-IL1)이 배치될 수 있다. 제1 유기층(IS-IL1) 상에 제1 부분(CP1')이 배치되고, 제1 부분(CP1')을 커버하는 제2 유기층(IS-IL2)이 제1 유기층(IS-IL1) 상에 배치된다.
제1 센서부들(SP1') 및 제2 부분(CP2')은 제1 도전패턴일 수 있다. 제1 센서부들(SP1') 및 제2 부분(CP2')은 제1 도전층(IS-CL1, 도 5a)을 패터닝하여 형성된 것일 수 있다.
제1 부분(CP1')은 제2 도전패턴일 수 있다. 제1 부분(CP1')은 제2 도전층(IS-CL2, 도 5a을 패터닝하여 형성된 것일 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 입력감지유닛(ISL)이 버퍼층(IS-BFL)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 다른 실시예에서 버퍼층(IS-BFL)은 생략될 수 있다. 즉, 도 7a에서 버퍼층(IS-BFL)이 생략되고, 제1 부분(CP1)은 박막 봉지층(TFE)의 상면에 직접 배치될 수 있다. 도 7b에서 버퍼층(IS-BFL)이 생략되고, 제1 센서부들(SP1') 및 제2 부분(CP2')은 박막 봉지층(TFE)의 상면에 직접 배치될 수 있다. 박막 봉지층(BFL)의 최 상면에는 봉지 무기막이 배치될 수 있다.
도 7c는 표시장치(DD)의 유연성을 향상시키기 위해 제1 센서부들(SP1) 및 제2 센서부들(SP2)이 메쉬 형상을 갖는 것을 도시한 것이다. 제1 센서부들(SP1) 및 제2 센서부들(SP2)은 금속층을 포함할 수 있다. 제1 센서부들(SP1) 및 제2 센서부들(SP2)은 메탈 메쉬 패턴으로 지칭될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 제조방법(S10)의 순서도이다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 제조방법의 단계를 도시한 것이다. 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 조성물(OS)을 간략히 도시한 것이다. 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 제조방법의 단계를 도시한 것이다. 도 9e는 도 9d의 AA 영역을 집속이온빔(Focused Ion Beam, FIB)으로 촬영한 이미지이다. 도 9f 내지 도 9i는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지유닛(ISL)의 제조방법의 단계를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 입력감지유닛(ISL)의 제조방법(S10)은 무기층 상에 제1 도전층(IS-CL1)을 형성하는 단계(S100), 제1 도전층(IS-CL1) 상에 유기층 조성물(OS)을 증착 및 경화하여 제1 유기층(OL1)을 형성하는 단계(S200), 제1 유기층(OL1)에 복수의 관통홀(CTH1, CTH2)을 형성하는 단계(S300), 제1 유기층(OL1) 상에 제2 도전층(IS-CL2)을 형성하는 단계(S400), 및 제2 도전층(IS-CL2) 상에 유기층 조성물(OS)을 증착 및 경화하여 제2 유기층(OL2)을 형성하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9a를 함께 참조하면, 무기층 상에 제1 도전층(IS-CL1)을 형성하는 단계(S100)는 무기층 상에 제1 도전층(IS-CL1)을 직접 배치하는 단계일 수 있다. 도 9a 내지 9i에서는 무기층이 버퍼층(IS-BFL)인 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 무기층은 박막 봉지층(TFE, 도 4 참조)의 제2 봉지 무기막(IOL2, 도 4 참조)일 수 있다.
도 8 및 도 9b를 함께 참조하면, 제1 도전층(IS-CL1) 상에 유기층 조성물(OS)을 증착 및 경화하여 제1 유기층(OL1)을 형성하는 단계(S200)는 유기층 조성물(OS)을 제1 도전층(IS-CL1)을 커버하도록 버퍼층(IS-BFL) 상에 형성하는 단계일 수 있다.
도 9c를 참조하면, 유기층 조성물(OS)은 베이스 수지(RS) 및 중공 고분자(HP)를 포함할 수 있다. 이외에, 유기층 조성물(OS)은 기능성 물질(FN)을 더 포함할 수 있다. 기능성 물질(FN)은 분산제 및 경화 개시제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 분산제는 베이스 수지(RS) 상에 중공 고분자(HP)의 분산도를 높이는 것일 수 있다. 경화 개시제는 경화 반응을 개시하여 베이스 수지(RS)를 경화시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 유기층 조성물(OS)에 자외선(UV)을 조사하면 경화 개시제에 의해 베이스 수지(RS)가 경화될 수 있다. 또는, 유기층 조성물(OS)에 열을 가하면 경화 개시제에 의해 베이스 수지(RS)가 경화될 수 있다. 분산제 및 경화 개시제는 공지된 물질을 제한없이 채용할 수 있다.
한편, 유기층 조성물(OS) 전체 함량 대비 중공 고분자(HP)의 함량은 10wt% 이상 70wt% 이하일 수 있고, 바람직하게는 10wt% 이상 40wt% 이하일 수 있다. 중공 고분자 함량이 10wt% 미만일 경우, 중공 고분자에 의한 베이스 수지의 유전율 저감 효과가 낮아질 수 있다. 중공 고분자 함량이 40wt% 초과일 경우, 제1 유기층에 관통홀을 형성 시 포토레지스트 공정에 의한 패턴 형성 신뢰도가 저감될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 유기층 조성물(OS)을 경화하는 단계는 자외선(UV)을 유기층 조성물(OS)에 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 자외선(UV)이 조사된 유기층 조성물(OS)은 경화되어 제1 도전층(IS-CL1) 상에 배치된 제1 유기층(OL1)을 형성할 수 있다. 도 9d 및 후술될 도 9i에서는, 일 실시예의 경화 방법으로 자외선(UV)을 유기층 조성물(OS)에 조사하는 것으로 도시하였으나, 전술한 바와 같이 다른 실시예에서 자외선(UV) 외에 열을 가하여 유기층 조성물(OS)을 경화시킬 수 있고, 경화 방법은 이에 제한되지 않는다.
도 9e는 도 9d의 AA 영역을 집속이온빔(Focused Ion Beam, FIB)으로 촬영한 이미지이다. AA 영역에서 중공 고분자(HP)의 중공(OP) 및 쉘(SH)을 확인할 수 있다.
도 8 및 도 9f를 함께 참조하면, 제1 유기층(OL1)에 복수의 관통홀(CTH1, CTH2)을 형성하는 단계(S300)는 마스크(MSK)를 이용한 포토 레지스트 공정을 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9g를 함께 참조하면, 제1 유기층(OL1) 상에 제2 도전층(IS-CL2)을 형성하는 단계(S400)는 복수의 관통홀(CTH1, CTH2) 및 제1 유기층(OL1) 상에 제2 도전층(IS-CL2)을 형성하는 단계일 수 있다. 제1 도전층(IS-CL1)에 포함된 서로 이격된 제1 도전 패턴들은 제2 도전층(IS-CL2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8 및 도 9h를 함께 참조하면, 제2 도전층(IS-CL2) 상에 유기층 조성물(OS)을 증착 및 경화하여 제2 유기층(OL2)을 형성하는 단계(S500)는 유기층 조성물(OS)을 증착하고 경화하여 제1 유기층(OL1)을 형성하는 단계(S200)와 동일한 공정일 수 있다. 도 9b의 유기층 조성물(OS)을 사용하여 제2 유기층(OL2)을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 유기층(OL1) 및 제2 유기층(OL2)은 동일한 물질로 구성될 수 있다.
도 9i를 참조하면, 유기층 조성물(OS)을 경화하는 단계는 자외선(UV)을 유기층 조성물(OS)에 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 자외선(UV)이 조사된 유기층 조성물(OS)은 경화되어 제2 도전층(IS-CL2) 상에 배치된 제2 유기층(OL2)을 형성할 수 있다. 제2 유기층(OL2)은 베이스 수지(RS) 및 중공 고분자(HP)를 포함할 수 있다.
제1 유기층(OL1) 및 제2 유기층(OL2) 각각은 전술한 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)와 동일한 것일 수 있다. 제1 유기층(OL1) 및 제2 유기층(OL2)의 두께의 합(WD)은 약 1.8um 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.5um 이하일 수 있다.
하기 표 1 및 표 2는 베이스 수지 및 중공 고분자를 포함하는 유기층의 유전율을 평가한 것이다.
표 1에서는 베이스 수지가 실록산(Siloxane)이고, 중공 고분자의 쉘이 아크릴 수지인 유기층의 유전율을 평가하였다.
구체적으로, 실시예 1은 중공 고분자가 유기층 전체 함량 대비 15wt% 함량으로 포함된 유기층이다. 실시예 2는 중공 고분자가 유기층 전체 함량 대비 30wt% 함량으로 포함된 유기층이다. 실시예 3은 중공 고분자가 유기층 전체 함량 대비 40wt% 함량으로 포함된 유기층이다. 비교예 1은 중공 고분자를 포함하지 않는 유기층이다.
유전율의 감소율은 (비교예 1의 유전율 - 실시예 1, 실시예 2, 또는 실시예 3의 유전율)/(비교예 1의 유전율)의 값을 소수점 첫째 자리에서 반올림한 것이다.
구분 유기층 조성물 전체 대비 중공 고분자 함량 유전율 유전율의 감소율
실시예 1 15wt% 2.68 20%
실시예 2 30 wt% 1.83 45%
실시예 3 40 wt% 1.38 59%
비교예 1 0 wt% 3.35 -
표 1의 결과를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3의 유전율 값은 1.38 이상 2.68 이하이며, 비교예 1의 유전율 값인 3.35보다 낮은 것을 알 수 있다. 실시예 1은 유기층 전체 함량 대비 중공 고분자를 15wt% 함량으로 포함하여, 비교예 1 대비 유전율이 20% 감소하였다.
실시예 2는 유기층 전체 함량 대비 중공 고분자를 30wt% 함량으로 포함하여, 비교예 1 대비 유전율이 45% 감소하였다.
실시예 3은 유기층 전체 함량 대비 중공 고분자를 40wt% 함량으로 포함하여, 비교예 1 대비 유전율이 59% 감소하였다.
이에 따라, 일 실시예의 유기층은 전체 함량 대비 중공 고분자를 10wt% 이상 70wt% 이하의 함량으로 포함하여, 유전율을 3.0 이하로 낮출 수 있음을 확인할 수 있다. 예를 들어, 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)은 중공 고분자를 10wt% 이상 70wt% 이하의 함량으로 포함하여, 유전율이 1.3 이상 3.0 이하일 수 있다.
표 2에서는 베이스 수지가 폴리이미드(PI)이고, 중공 고분자의 쉘이 아크릴 수지인 유기층의 유전율을 평가하였다.
구체적으로, 실시예 4는 중공 고분자가 유기층 전체 함량 대비 30wt% 함량으로 포함된 유기층이다. 실시예 5는 중공 고분자가 유기층 전체 함량 대비 40wt% 함량으로 포함된 유기층이다. 비교예 2는 중공 고분자를 포함하지 않는 유기층이다.
감소율은 (비교예 2의 유전율 - 실시예 4 또는 실시예 5의 유전율)/(비교예 2의 유전율)의 값을 소수점 첫째 자리에서 반올림한 것이다.
구분 유기층 조성물 전체 대비 중공 고분자 함량 유전율 유전율의 감소율
실시예 4 30 wt% 2.90 18%
실시예 5 40 wt% 2.71 24%
비교예 2 0 wt% 3.52 -
표 2의 결과를 참조하면, 실시예 4 및 실시예 5의 유전율 값은 2.71 이상 2.90 이하이며, 비교예 2의 유전율인 3.32보다 낮은 것을 알 수 있다.실시예 4는 유기층 전체 함량 대비 중공 고분자를 30wt% 함량으로 포함하여, 비교예 2 대비 유전율이 18% 감소하였다.
실시예 5는 유기층 전체 함량 대비 중공 고분자를 40wt% 함량으로 포함하여, 비교예 2 대비 유전율이 24% 감소하였다.
이에 따라, 중공 고분자는 베이스 수지의 유전율을 저감시키는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
일 실시예의 유기층은 전체 함량 대비 중공 고분자를 10wt% 이상 70wt% 이하의 함량으로 포함하여, 유전율을 3.0 이하로 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)의 유전율은 1.3 이상 3.0 이하일 수 있다.
표 3은 비교예 B의 유전율 값 3.5를 기준으로, 각 실시예 및 비교예의 유전율에 따른 정전용량 감소율(%) 및 터치 감도 개선 정도(dB)를 평가한 것이다.
실시예 A 내지 실시예 C는 유전율이 2.3 이상 2.9 이하인 유기층이다. 비교예 A 및 B는 유전율이 3.2 및 3.5인 유기층이다.
구분 유전율 정전용량 감소율 터치감도 개선(dB)
실시예 A 2.3 34% 1.9
실시예 B 2.6 26% 1.3
실시예 C 2.9 17% 0.9
비교예 A 3.2 9% 0.3
비교예 B 3.5 - -
표 3의 결과를 참조하면, 실시예 A 내지 실시예 C의 경우, 정전용량이 비교예 B 대비 17% 감소하였으며, 터치 감도는 0.9 dB 이상 개선되었다.비교예 A의 경우, 정전용량은 비교예 B 대비 9% 감소하였으며, 터치 감도는 0.3 dB 개선되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 A 내지 실시예 C는 유전율이 2.9 이하인 유기층을 포함하여, 유전율이 3.5인 비교예 B의 유기층에 비해 정전용량이 17% 이상 감소하고 터치감도가 0.9 dB 이상 개선될 수 있다.
표 1 내지 표 3의 결과를 참조하면, 본 발명의 입력감지유닛의 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)은 유전율이 1.3 이상 3.0 이하로 조절되어, 제1 도전층(IS-CL1), 제2 도전층(IS-CL2), 및 표시패널(DP)에 포함되는 전극 사이에 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시키고, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 입력감지유닛은 유전율 값이 1.3 이상 3.0 이하이고, 중공 고분자의 함량이 10wt% 이상 70wt% 이하인 제1 유기층 및 제2 유기층을 포함하여, 얇은 두께에서 터치 감도를 우수하게 유지할 수 있다. 또한, 제1 유기층(IS-IL1) 및 제2 유기층(IS-IL2)은 동일한 공정으로 형성되는바, 본 발명의 입력감지유닛의 제조방법은 공정 시간 및 비용이 단축될 수 있다. 본 발명의 입력감지유닛을 포함하는 표시장치는 표시장치의 두께가 얇아지더라도 우수한 터치 감도를 유지하여 유연성 및 터치 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시장치 ISL 입력감지유닛
IS-CL1: 제1 도전층 IS-CL2: 제2 도전층
IS-IL1: 제1 유기층 IS-IL2; 제2 유기층
RS: 베이스 수지 HP: 중공 고분자
SH: 쉘 OP: 중공

Claims (20)

  1. 순차적으로 적층된 제1 도전층, 제1 유기층, 제2 도전층 및 제2 유기층을 포함하고,
    상기 제1 유기층은 제1 베이스 수지 및 제1 중공(hollow) 고분자를 포함하고,
    상기 제2 유기층은 제2 베이스 수지 및 제2 중공 고분자를 포함하는 입력감지유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 동일한 물질을 포함하고,
    상기 제1 중공 고분자 및 상기 제2 중공 고분자는 동일한 물질을 포함하는 입력감지유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유기층 및 상기 제2 유기층의 유전율은 1.3 이상 3.0 이하인 입력감지유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 각각 독립적으로 폴리이미드, 폴리우레탄, 실록산 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 입력감지유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 중공 고분자는 내부에 제1 중공이 정의된 제1 쉘(shell)을 포함하고,
    상기 제2 중공 고분자는 내부에 제2 중공이 정의된 제2 쉘을 포함하고,
    상기 제1 쉘 및 상기 제2 쉘은 각각 독립적으로, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 입력감지유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 중공 및 상기 제2 중공의 평균 직경은 20nm 이상 150nm 이하인 입력감지유닛.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 중 적어도 하나는 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리 및 알루미늄 중 선택되는 적어도 하나, 이들 중 선택되는 2종 이상의 합금, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 산화 아연(zinc oxide), 또는 인듐 주석아연 산화물(indium tin zinc oxide)을 포함하는 입력감지유닛.
  8. 무기층 상에 제1 도전층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전층 상에 유기층 조성물을 증착 및 경화하여 제1 유기층을 형성하는 단계;
    상기 제1 유기층 상에 제2 도전층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 도전층 상에 상기 유기층 조성물을 증착 및 경화하여 제2 유기층을 형성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 유기층 조성물은 베이스 수지 및 중공 고분자를 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 폴리이미드, 폴리우레탄, 실록산 수지, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 중공 고분자는 내부에 중공이 정의된 쉘(shell)을 포함하고,
    상기 쉘은 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 유기층 조성물 전체 함량 대비 상기 중공 고분자의 함량은 10wt% 이상 70wt% 이하인 입력감지유닛의 제조방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 유기층 조성물을 경화하는 단계는 자외선 또는 열을 이용하여 상기 유기층 조성물을 경화하는 단계를 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 유기층을 형성하는 단계 이후에 상기 제1 유기층에 복수의 관통홀을 형성하는 단계를 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 유기층 조성물은 분산제 및 경화 개시제 중 적어도 하나를 더 포함하는 입력감지유닛의 제조방법.
  15. 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치된 제1 도전층;
    상기 제1 도전층을 상에 배치된 제1 유기층;
    상기 제1 유기층 상에 배치되는 제2 도전층; 및
    상기 제2 도전층을 상에 배치되는 제2 유기층; 을 포함하고,
    상기 제1 유기층은 제1 베이스 수지 및 제1 중공(hollow) 고분자를 포함하고,
    상기 제2 유기층은 제2 베이스 수지 및 제2 중공 고분자를 포함하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 수지 및 상기 제2 베이스 수지는 동일한 물질을 포함하고,
    상기 제1 중공 고분자 및 상기 제2 중공 고분자는 동일한 물질을 포함하는 표시장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 표시패널은 발광 소자층 및 상기 발광 소자층을 커버하는 박막 봉지층을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 상기 박막 봉지층 상에 직접 배치된 표시장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 표시패널 상에 배치되는 무기층을 더 포함하고, 상기 제1 도전층은 상기 무기층 상에 직접 배치되는 표시장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 표시패널은 플렉서블(flexible) 표시패널인 표시장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 중 어느 하나는 복수의 도전패턴을 포함하고,
    상기 복수의 도전패턴은 감지 전극을 포함하는 표시장치.
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