KR100980740B1 - 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관한 것으로서, 힘 및 압력에 의해 전기 전도도와 같은 물리적인 특성이 변하는 압전 재료 또는 가변저항 재료를 이용하여 터치스크린을 제작함으로써, 터치스크린의 신호를 3차원으로 확장시키도록 함에 그 특징적인 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되, 사용자에 의해 힘 및 압력이 가해짐에 따라 X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악하며, 상기 신호의 세기를 바탕으로 화면에 수직인 Z축 방향의 압력 및 힘을 측정함으로써, 3차원 신호 처리가 가능한 것을 특징으로 한다.
3차원, 터치스크린, 압전 재료

Description

3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린{THE TOUCH SCREEN IN WHICH 3D SIGNAL PROCESSING IS POSSIBLE}
본 발명은 터치스크린에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명하고 유연한 압전 재료 또는 가변저항 재료를 통해 Z축 방향에 대한 압력과 힘의 변화 신호를 감지하도록 함으로써, 2차원의 신호 처리뿐만 아니라 3차원의 신호 처리가 가능한 터치스크린을 제공함에 그 특징적인 목적이 있다.
일반적으로, 터치스크린은 저항식 터치스크린, 용량식 터치스크린, 적외선식 터치스크린 등이 있다. 저항성 터치스크린은 스페이서로 분리된 2개의 투명 전도층으로 구성되어 있으며, 손이나 펜 등에 의해 힘이 가해지면 2개의 전도층이 서로 만나 저항 또는 전압의 변화가 발생하고 이를 신호처리하여 터치의 유무와 위치를 감지한다.
용량식 터치스크린은 도전된 스크린 표면에 걸쳐서 저전압 AC 전계가 균일하게 형성되어 있어 손이나 도전성 물체가 이 전계를 교란하게 되면 이때 전류의 변화를 측정하여 신호를 처리한다.
적외선식 터치스크린은 화면에 평행되는 방향으로 X축, Y축 방향으로 적외선 레이저를 교차시켜 손이나 펜 등의 방해물이 적외선을 교란하면 이를 감지하지 못하는 센서의 지점을 탐색하여 신호를 처리한다.
이와 같은 여러 가지 방식의 터치스크린에는 다양한 장점들이 존재하지만, 일반적으로 현재와 같은 방식의 터치스크린은 접촉점에서의 힘의 세기, 감도 등을 감지할 수가 없기 때문에 2차원의 평면 신호만 처리할 수 밖에 없는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 힘 및 압력에 의해 전기 전도도와 같은 물리적인 특성이 변하는 압전 재료 또는 가변저항 재료를 이용하여 터치스크린을 제작함으로써, 터치스크린의 신호를 3차원으로 확장시키도록 함에 그 특징적인 목적이 있다.
본 발명은 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관한 것으로서, 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되, 사용자에 의해 힘 및 압력이 가해짐에 따라 X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악하며, 상기 신호의 세기를 바탕으로 화면에 수직인 Z축 방향의 압력 및 힘을 측정함으로써, 3차원 신호 처리가 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 재료층은, 가해지는 힘 및 압력에 의해 그 물리적 특성이 변화게 되며, 상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층을 통해 상기 재료층의 물리적 특성변화를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게 상기 재료층은, 외부의 압력 및 힘에 의해 전기신호가 발생하는 압전 재료 또는 힘 및 압력에 의해 저항이 변함으로써 전기신호가 발생하도록 하는 가변저항 재료인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게 상기 하부기판, 상부기판 및 재료층은, 외부의 힘 및 압력에 의해 휨이 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고 바람직하게 상기 압전 재료는, PVDF(Polyvinylidenefluoride) 또는 PVDF-TRFE를 포함하는 PVDF 유도체인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관한 것으로서, 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되, 상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층은, 서로 수직하게 교차되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관한 것으로서, 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되, 상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층은, 서로 수직하게 교차되며, 상기 재료층은, 상기 제 1 패턴층과 제 2 패턴층이 교차하는 부분에만 적층되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 유연한 필름을 기판으로 사용하며 압력 및 힘을 감지하는 재료층도 유연한 재질을 사용함으로써, 유연하고 견고한 플렉시블 터치스크린을 제작할 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명에 따르면, 기존의 X, Y축 방향의 움직임 또는 위치를 감지할 수 있을 뿐 아니라, 화면의 수직방향 즉, Z축 방향에 대한 압력과 힘의 변화를 측정하여 감지함으로써, 3차원 터치스크린이 가능한 효과도 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 투명한 재료층를 사용함으로써, 터치스크린의 투명도를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관하여 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린(100)에 관한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린(이하, '터치 스크린')(100)은 하부기판(110), 제 1 패턴층(120), 재료층(130), 제 2 패턴층(140) 및 상부기판(150)을 포함하여 이루어진다.
하부기판(110) 및 상부기판(150)은 필름 재질의 투명 기판이며, 재료층(130) 은 외부의 힘을 받으면 힘의 크기에 비례하거나, 일정한 함수에 의해 전기 전도도 등의 물리적인 성질이 바뀌는 특성을 갖는다.
이때, 재료층(130)은 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 또는 PVDF-TRFE를 포함하는 PVDF 유도체로서, 외부의 압력 및 힘에 의해 전기신호가 발생하는 압전 재료를 사용하거나, 힘 및 압력에 의해 저항이 변함으로써 전기신호가 발생하도록 하는 가변저항 재료로 설정할 수 있다.
즉, 유연한(flexible)한 필름을 기판(110,150)으로 사용하며, 재료층(130) 역시 유연한 재질을 사용함으로써, 터치스크린 자체도 유연하고 견고하게 제작할 수 있다.
또한, 전도성 패턴이 형성된 제 1 패턴층(120) 및 제 2 패턴층(140)은, 사용자에 의해 힘 및 압력이 가해질 경우, 재료층(130)의 물리적 특성 변화를 측정하게 된다.
상술한 구성을 갖는 터치스크린(100)의 적층순서를 도 1 을 참조하여 살피면 다음과 같다. 먼저, 하부기판(110)의 상면에 전도성 제 1 패턴층(120)이 형성되며, 제 1 패턴층(120)의 상면에 재료층(130)이 적층된다. 또한, 재료층(130)의 상면에 제 2 패턴층(140)이 형성되며, 그 상면에 상부기판(150)이 적층된다.
앞서 서술한 바와 같이, 상기 재료층(130)은 외부의 힘을 받으면 힘의 크기에 비례하거나, 일정한 함수에 의해 전기 전도도 등의 물리적인 성질이 바뀌는 특성을 갖는 바, 터치스크린(100)에 손가락 또는 펜 등을 통해 힘이나 압력을 가하면 재료층(130)의 물리적 특성이 변하게 되며, 이러한 변화를 재료층(130)의 위와 아래에 위치한 제 1 패턴층(120) 및 제 2 패턴층(140)을 통해 감지할 수 있으며, 이를 분석하여 위치 신호 및 그 세기를 측정할 수 있게 된다.
이에 따라, X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악할 수 있으며, 그 신호의 세기를 감지하여 Z축 방향 즉, 화면에 수직인 방향으로의 압력 및 힘을 측정하여 3차원의 터치스크린을 구동할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 패턴층(120)과 제 2 패턴층(140)이 서로 수직하게 교차된 모습을 보이는 터치스크린(100)의 상면도로서, 도시된 바와 같이 하부기판(110)(미도시)의 상면에 제 1 패턴층(120)이 적층되며, 제 1 패턴층(120)의 상면에 재료층(130)이 위치한다.
이후, 재료층(130)의 상면에, 상기 제 1 패턴층(120)과 서로 수직하게 교차되도록 제 2 패턴층(140)이 적층되며, 제 2 패턴층(140) 상면에 상부기판(미도시)(150)이 적층된다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 패턴층(120)과 제 2 패턴층(140)이 서로 교차하는 지점에만 재료층(130)이 적층된 모습을 보이는 터치스크린(100)의 상면도로서, 도시된 바와 같이 하부기판(110)(미도시)의 상면에 제 1 패턴층(120)이 적층되며, 제 1 패턴층(120)의 상면에 재료층(130)이 위치한다.
이후, 재료층(130)의 상면에, 상기 제 1 패턴층(120)과 서로 수직하게 교차 되도록 제 2 패턴층(140)이 적층되며, 제 2 패턴층(140) 상면에 상부기판(미도시)(150)이 적층된다.
즉, 앞선 도 2 의 적층순서와 동일하되 도 2 에서와 달리, 제 1 패턴층(120)과 제 2 패턴층(140)이 서로 교차하는 지점에만 재료층(130)이 적층된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린에 관한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 패턴층과 제 2 패턴층이 서로 수직하게 교차된 모습을 보이는 터치스크린의 상면도.
도 3 은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 제 1 패턴층과 제 2 패턴층이 서로 교차하는 지점에만 재료층이 적층된 모습을 보이는 터치스크린의 상면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린
110: 하부기판 120: 제 1 패턴층
130: 재료층 140: 제 2 패턴층
150: 상부기판

Claims (17)

  1. 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되,
    사용자에 의해 힘 및 압력이 가해짐에 따라 X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악하고, 상기 신호의 세기를 바탕으로 화면에 수직인 Z축 방향의 압력 및 힘을 측정함으로써 3차원 신호 처리가 가능하며, 상기 재료층은 가해지는 힘 및 압력에 의해 그 물리적 특성이 변하고, 상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층을 통해 상기 재료층의 물리적 특성변화를 측정하며, 외부의 압력 및 힘에 의해 전기신호가 발생하는 압전 재료 또는 힘 및 압력에 의해 저항이 변함으로써 전기신호를 발생하고, 상기 압전 재료는 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 또는 PVDF-TRFE를 포함하는 PVDF 유도체인 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부기판, 상부기판 및 재료층은, 외부의 힘 및 압력에 의해 휨이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  5. 삭제
  6. 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되,
    상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층은, 서로 수직하게 교차되고, 사용자에 의해 힘 및 압력이 가해짐에 따라 X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악하며, 상기 신호의 세기를 바탕으로 화면에 수직인 Z축 방향의 압력 및 힘을 측정함으로써 3차원 신호 처리가 가능하고, 상기 재료층은 가해지는 힘 및 압력에 의해 그 물리적 특성이 변하며, 상기 재료층은 외부의 압력 및 힘에 의해 전기신호가 발생하는 압전 재료 또는 힘 및 압력에 의해 저항이 변함으로써 전기신호가 발생하도록 하는 가변저항 재료이고, 상기 압전 재료는 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 또는 PVDF-TRFE를 포함하는 PVDF 유도체인 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 하부기판, 상부기판 및 재료층은, 외부의 힘 및 압력에 의해 휨이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  11. 삭제
  12. 필름 재질의 투명 기판인 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 적층되는 전도성 제 1 패턴층; 상기 제 1 패턴층의 상면에 적층되는 재료층; 상기 재료층의 상면에 적층되는 전도성 제 2 패턴층; 및 필름 재질의 투명 기판으로서 상기 제 2 패턴층의 상면에 적층되는 상부기판; 을 포함하되,
    상기 제 1 패턴층 및 제 2 패턴층은, 서로 수직하게 교차되고, 상기 재료층은 상기 제 1 패턴층과 제 2 패턴층이 교차하는 부분에만 적층되며, 사용자에 의해 힘 및 압력이 가해짐에 따라 X축, Y축의 2차원적 신호를 측정하여 위치를 파악하고, 상기 신호의 세기를 바탕으로 화면에 수직인 Z축 방향의 압력 및 힘을 측정함으로써 3차원 신호 처리가 가능하며, 상기 재료층은 가해지는 힘 및 압력에 의해 그 물리적 특성이 변하며, 상기 재료층은 외부의 압력 및 힘에 의해 전기신호가 발생하는 압전 재료 또는 힘 및 압력에 의해 저항이 변함으로써 전기신호가 발생하도록 하는 가변저항 재료이고, 상기 압전 재료는 PVDF(Polyvinylidenefluoride) 또는 PVDF-TRFE를 포함하는 PVDF 유도체인 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부기판, 상부기판 및 재료층은, 외부의 힘 및 압력에 의해 휨이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린.
  17. 삭제
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