Touch screen panel is a simple and convenient input device which is being applied for wide electronic devices. Especially for mobile devices, touch screen panel allows wider display by replacing physical buttons. However, for foldable display devices, display materials are being replaced from glass to colorless polyimide (CPI) or cover film which has low permittivity. Permittivity of the display surface affects sensitivity of touch. In this reason, evolution of display structure and material is required which can maintain durability and increase capacitance of foldable display.
In this research, new foldable display cover film with hard coating (HC) layer was designed to achieve high capacitance and high touch sensitivity. Main strategy was to add thiol group in the hard coating layer to increase permittivity of the layer. Thiol group contains sulfur atom which has high permittivity. Based on the main strategy, two different types of hard coating layer were designed. First method was to use additive containing thiol group to hard coating layer. Increasing amount of thiol additive could increase capacitance of total hard coating layer.
Second method is to fabricate additional high permittivity layer between the substrate and hard coating layer, which increase total capacitance of the total film. Oligosiloxane resin made by silane with thiol group was mixed with oligosiloxane resin made by silane with methacrylate group or crosslinker containing methacrylate groups, and this resin was cured by thiol-ene reaction to fabricate high permittivity layer. Permittivity, thermal stability, mechanical properties were investigated while controlling thiol resin ratio and thickness of the high permittivity layer.
터치스크린 패널은 직관적이고 사용이 편리한 입력장치로 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 특히 휴대용 전자기기에서 기계적 버튼을 줄이고 디스플레이를 확장하여 보다 넓은 디스플레이를 가질 수 있게 하는 터치스크린 디스플레이 기술이 발달했다. 터치스크린 디스플레이의 작동 방식에는 여러가지가 있지만 최근 가장 일반적으로 사용되는 방식은 표면에 전기장을 형성하여 손가락이 접근했을 때 전기장의 변화를 감지하는 정전용량 방식이다. 한편, 폴더블 디스플레이에서는 기존의 디스플레이에 쓰이던 유리와 달리 유전율이 낮은 투명 폴리이미드(Colorless Polyimide, CPI)나 보호필름의 사용이 강제되어 표면의 정전용량이 감소함에 따라 터치 감도가 낮아지는 문제가 생겼다. 따라서 디스플레이의 내구성은 유지하면서 정전용량을 증가시킬 수 있는 소재와 디스플레이 설계의 발전이 필요하다.
본 연구에서는 폴더블 디스플레이의 터치감 증대를 위한 고 정전용량 하드 코팅층을 설계하였다. 핵심 전략은 전자가 많고 원자핵으로부터 거리가 먼 황을 하드 코팅층에 첨가하는 것이었다. 해당 전략을 바탕으로 서로 다른 두 가지 방법으로 하드 코팅층을 설계하였다. 첫번째 방법은 싸이올 기를 갖는 첨가물을 하드 코팅층에 직접 첨가하는 방법이다. 첨가물의 양이 늘어남에 따라 하드 코팅층의 정전용량을 증가시킬 수 있다.
두 번째 방법은 기판과 하드 코팅층 사이에 얇은 고유전층을 형성하여 전체적인 정전용량을 증가시키는 방법이다. 싸이올 기를 갖는 실록산으로 만든 레진을 메타크릴 기를 갖는 실록산으로 만든 레진 혹은 메타크릴 기를 갖는 가교제와 혼합하여 싸이올-엔 반응을 통해 경화 시키는 방법으로 고유전층을 형성하였다. 싸이올 레진의 비율과 코팅층의 두께를 조절하면서 유전율, 내열성, 기계적 특성 변화 등을 평가하였다.
